книги из ГПНТБ / Вибрационные машины в рыбной промышленности
..pdfВ табл. 8 приводятся характеристики некоторых типов оте чественной виброизмерительной аппаратуры, а в табл. 9 — ха рактеристики входящих в комплект аппаратуры датчиков.
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
9 |
|||
Тип |
Чувстви |
Диапазон |
Частота |
Емкость, |
Наиболь |
|
|
Попереч |
||
собствен |
шее уско- |
Масса, |
г |
ная |
чувст |
|||||
датчика |
тельность, |
частот, |
ных коле |
пФ |
ре ;ие, |
витель |
||||
|
|
|||||||||
|
мВ, м/с* |
Гц |
баний, Гц |
|
м,са |
|
|
ность, % |
||
Д-6 |
2 0 0 |
3— 10 0 0 0 |
35 |
300 |
150 |
2 0 0 |
|
До |
10 |
|
ДУ-5 |
5 |
0 - 2 0 0 |
0,4 |
— |
35 |
2 0 |
|
|
— |
|
ДП-2 |
2 0 |
0 - 1 2 0 |
— |
— |
— |
О |
|
|
— |
|
ДУ-2 |
150 |
— |
— |
— |
10 0 |
— |
|
|
3 |
|
Д-13 |
— |
20-3000 |
1300 |
12 0 |
— |
— |
|
|
— |
|
Д-14 |
|
20 — ЮОиО |
1400 |
120 |
|
|
|
|
27 |
ВОПРОСЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ И НАСТРОЙКИ ВИБРАЦИОННЫХ МАШИН
Детали вибрационных машин работают в тяжелых условиях, на них воздействуют большие знакопеременные и ударные на грузки, что обусловливает особые требования к конструкционному материалу машин.
Пружины и рессоры вибрационных машин испытывают при эксплуатации знакопеременные нагрузки. Обеспечение высоких пределов упругости и усталостной прочности — основное требо вание к материалу упругих элементов [14]. Пружины и рессоры изготовляются обычно из кремнистой стали 60С2, которая имеет высокие упругие свойства после следующей термической обработ ки: закалка при 840—860° С в масле и последующий отпуск при
420—460° С, твердость HRc 43—47.
Кроме стали 60С2 для изготовления упругих элементов вибра ционных машин следует рекомендовать хромомарганцевую и осо бенно хромованадиевую сталь . соответственно марок 50ХГ и 50ХФА. Эти стали ^ало чувствительны к перегреву и обуглеро живанию.
В особых условиях находятся резьбовые соединения вибраци онных машин, которые испытывают пульсирующую нагрузку. Материалом для таких болтов обычно служит сталь Ст. 45 с обя зательной термообработкой до твердости HRc 24—48. При этом допускаемые напряжения [а]=39ч-49 МПа.
При проектировании вибрационных машин уделяется внима ние предотвращению самоотвинчивания резьбовых соединений. Для этой цели используются отгибные шайбы или планки, шплин ты и вязальная проволока для законтриванпя.
Дополнительное законтривание гаек в любом месте болта до стигается тем, что в продольный паз. предусмотренный в стержне болта, входит ус стопорной шайбы. Края стопорной шайбы отги баются на грани гаек, между которыми зажата стопорная шайба.
В настоящее время в СССР и за рубежом для вибрационных
машин применяются специальные виброустойчивые |
подшипники |
с повышенным начальным радиальным зазором и |
монолитным |
сепаратором из цветных металлов или пластмасс. |
|
Использование в виброустойчивых подшипниках центрирован ных по наружному кольцу массивных сепараторов позволяет зна чительно снизить износ гнезд и деформаций сепаратора под воз действием вибрационных нагрузок, улучшить доступ смазки к внутреннему кольцу подшипника.
Большое значение при работе подшипников имеет смазка. Хо рошие результаты достигаются при применении консистентной смазки АНИИНП-242 (МРТУ 38-1-163—64) и веретенного масла АУ РОСТ 1642—50.
Электродвигатели вибрационных машин испытывают при ра боте динамические нагрузки, соответствующие ускорениям до 150 g. Чаще всего разрушение электродвигателя происходит изза механического повреждения изоляции обмоток статора, поло мок вала ротора и корпусов электродвигателей в местах их креп ления. В связи с этим для привода вибрационных машин приме няются специальные электродвигатели во встраиваемом и выне сенном исполнении (Щ).
Виброустойчивые электродвигатели встраиваемого исполнения отличаются от обычных двигателей наличием специальной массы (компаунд МБК-1) и увеличенным отверстием в роторе для уста новки дебалансного вала. Виброустойчивые электродвигатели ис полнения Щ отличаются от обычных усиленным щеточным меха низмом и наличием омонолнченных обмоток ротора и статора
(табл. 10).
Эффективность работы резонансных вибромашин зависит от их настройки. Весьма ограниченный запас мощности вибромашин с электровибрационным приводом требует особенно точной на стройки, так как рост возмущающего усилия влечет за собой уве личение массы и габаритов привода. Рассмотрим один из спосо бов настройки резонансного электровибрационного конвейера.
Он состоит из двух масс — активной (та— масса рабочего ор гана) и реактивной (тТ— масса привода), соединенных между собой упругими элементами. Изоляция от несущих конструкций осуществлена при помощи амортизаторов. Машина будет рабо тать в резонансном режиме, если собственная частота со0 колеба ний этой системы будет равна частоте со возмущающей силы. Для этого необходимо выбрать жесткость упругих элементов по фор муле
и |
mamT |
(64) |
|
4* |
51 |
Та б ли ца 10
Т и п |
М о щ н о с ть . |
« |
|
0) |
|
о |
н |
о |
|
||
|
|
а |
з |
|
|
э л е к тр о д в и г а те л я |
кВ т |
о |
г |
|
|
* |
<и S |
s |
|||
|
|
« |
S |
. |
|
|
|
с |
s |
£ |
* |
|
|
i x |
|
|
|
П о с ад о ч - |
|
Н а п р я ж е Ч а с то та |
ный |
Д лина |
|
д и ам етр |
ст ато р а , |
||
ние, В |
вращ ен и я , |
с т а т о р а |
мм |
об /м и н |
в к о р п у се , |
|
|
|
|
мм
Трехфазные асинхронные обдуваемые виброустойчивые электродвигатели с короткозамкнутым ротором
АОВВ2-22-4 |
1 , 1 |
12,7 |
220/380 |
1500 |
152Пр |
197 |
АОВВ2-41-6 |
2 , 2 |
31,4 |
220/380 |
10 0 0 |
207Пр |
233 |
AOBIB2-51-4 |
5,5 |
70,6 |
220/380 |
1500 |
242Пр |
266 |
АОВВ-51-6 |
4,0 |
6 8 , 6 |
220/380 |
10 0 0 |
242Пр |
246 |
Трехфазиые асинхронные обдуваемые встраиваемые виброустойчивые электродвигатели с короткозамкнутым ротором и повышенным пусковым моментом
АОПВВ2-71-6 |
13,0 |
294,3 |
220/380 |
1500 |
342Пр |
330 |
АОП1ВВ2-71-6 |
13,0 |
294,3 |
220/380 |
10 0 0 |
342Пр |
310 |
АОПВВ2-81-6 |
2 2 , 0 |
490,5 |
220/380 |
10 0 0 |
392Пр |
415 |
АОПВВ2-91-6 |
40,0 |
981,0 |
220/380 |
10 0 0 |
457Пр |
480 |
АЮПВВ2-91-12/6 |
22/35,8 |
588,6 |
220-380 |
50,1000 |
457Пр |
570 |
Трехфазные асинхронные обдуваемые виброустойчивые электродвигатели исполнения Щ с фазным ротором
ВМТ-6 |
60 |
2992 |
220/380 |
578 |
345X520 |
ВМТ-7 |
10 0 |
4610 |
220/380 |
584 |
440x640 |
U p и ме ч а н и е . Для встраиваемых электродвигателей герметизированного исполнения мощность указана при продолжительности включения, равной 50%.
Одной из масс (активной) является рабочий орган машины, колебания которого вызывают движение груза. В связи с этим активная масса (в кг) увеличивается за счет транспортируемого груза на величину так называемой «присоединенной» массы тпр.
Следовательно
|
— |
{ G a 4 - G a b ) + |
w np> |
(65) |
где Gа — сила тяжести рабочего органа, Н; |
соединенной с рабочим |
орга |
||
Gab— сила |
тяжести части |
вибратора, жестко |
||
ном, |
Н. |
|
|
|
■Присоединенную массу можно выразить как |
|
|||
|
|
G |
|
(66) |
|
|
и п р • |
|
где | — коэффициент присоединения, величина которого зависит от характера сопротивлений среды и режима работы вибромашины;
G — сила тяжести груза, Н.
52
Колебательная система из двух масс настраивается на резо нансный режим при разнообразных отношениях масс
та = тг , та > тг , та < тг.
При’ выборе масс вибромашины следует руководствоваться соображениями обеспечения ее наивысшей производительности.
Устойчивость работы машины при прочих одинаковых усло виях зависит от общей массы та + тТ.
‘Величина амплитуды Аа определяется массой рабочего органа. По известной величине реактивной массы для двухмассной маши ны находят амплитуду ее колебаний А г, так как эти параметры связаны отношением
= m-fAf. |
(67) |
Зная |
амплитуды колебаний,можно |
выбрать величину |
наибо |
||
лее выгодного воздушного |
зазора |
в |
электромагнитной |
системе |
|
привода, |
котораяудовлетворяет условию |
|
|||
|
|
Ь =* Аа + |
Аг . |
(68) |
|
Из сказанного следует, |
что при ma<m r необходим меньший, а |
при /па> т г больший воздушный зазор.
Уменьшение воздушного зазора увеличивает значение магнит ного силового потока, снижает силу тока и нагрев в электромаг нитной системе. Следовательно, увеличение ттдля данных значе ний та и Аа увеличивает устойчивость работы машины, повышает к.п.д. Однако увеличение тг приводит к возрастанию металлоем кости.
Зависимость энергоемкости от величины тг более сложная. Увеличение тг позволяет уменьшить необходимый воздушный за зор, что способствует снижению энергоемкости. С увеличением тг возрастает значение необходимого возмущающего усилия, про порционального жесткости упругих элементов при данном воз душном зазоре и одинаковой настройке и, следовательно, приве денной массе т.
Руководствуясь изложенным, можно рекомендовать следую щие отношения масс: тг^ т а для стационарных машин большой производительности и tnrs^.m& для машин малой производитель ности.
■Г л а-в а III
МАШИНЫ ДЛЯ СООБЩЕНИЯ ВИБРАЦИИ РЫБЕ В МАССЕ
ВИБРОУПЛОТНЯЮЩИЕ МАШИНЫ
Принципы механизации процесса уборки соленой рыбы
Укладка соленой рыбы в тару и связанные с ней операции на зываются на рыбообрабатывающих предприятиях уборкой. Убор ка принадлежит к числу самых трудоемких процессов рыбной про мышленности.
Различают штучную и массовую укладку рыбы в тару. В свою очередь штучная укладка разделяется на рядовую и пучковую укладку целых рыб. и укладку кусков рыбы.
Механические методы штучной укладки рыбы в тару предпо лагают машинную рядовую укладку с воспроизведением всех осо бенностей этой операции, принятых при работе вручную.
Однако до сих пор машины для механической штучной уклад ки соленой рыбы в тару не созданы. Во ВНИРО ведутся разра ботки такой машины для укладки соленой сельди в ящики.
Гораздо больший |
интерес для механизации укладки рыбы в |
тару представляют |
методы вибрационной укладки насыпанием, |
т. е. безрядовая укладка. |
|
Вибрационные методы укладки рыбы в тару |
Вибрационные методы укладки рыбы в тару являются специ фическими методами массовой укладки. При штучной укладке эти методы могут быть применимы как вспомогательные: для продвижения рыбы в питающих лотках (вибролотки), для некото рого уплотнения уложенной рыбы и т. п. Впервые эти методы бы ли разработаны в СССР.
Впервые вибрационные машины были применены в рыбной промышленности для уплотнения в бочках соленой мелкой рыбы— тюльки и хамсы, которые до этого насыпались в бочку, а затем уплотнялись в ней с помощью пресса (жома).
Одйако в дальнейшем вибрационные методы были применены для распределения рыбы в таре, что позволило заменить процесс штучно-рядовой укладки сельди в бочки .процессом массовой ук ладки насыпью. При равномерном насыпании соленой сельди в бочку, находящуюся в состоянии вибрации, сельдь свободно рас пределяется в объеме тары и ложится в ней плашмя, сохраняя вполне удовлетворительный товарный вид.
Основной областью распространения вибрационных методов укладки является укладка соленой сельди в бочки емкостью 100—
150 |
л, |
а также мелкой соленой рыбы в бочки емкостью 50— |
100 |
л. |
Всего с помощью вибрации убирается около 8—10 млн. н |
54
рыбы в год. В настоящее время эта область расширяется путем применения вибрационных методов уборки соленой рыбы трало вого лова в крупные бочки емкостью 250 л, а также сельди в ящики.
Уплотняющая способность вибрации довольно велика: как пра вило, применение вибрационных устройств позволяет повысить 'плотность укладки рыбы в таре на 2—4% против рядовой укладки с подпрессовкой. При некоторых режимах можно достичь еще лучшего использования объема тары, что, однако, не всегда мо жет быть рекомендовано, так как чрезмерное уплотнение рыбы в таре нежелательно.
Существуют предложения использовать вибрационные колеба ния для ускорения процесса просаливания сельди и мелкой рыбы. Однако тщательное изучение этого вопроса (АтлантНИРО) пока зало, что длительная вибрация рыбо-солевой смеси не ускоряет просаливание, а приводит к стряхиванию соли с верхних рыб и переходу ее вниз, что недопустимо. В связи с этим вибрация рыбо солевой смеси для некоторого уплотнения ее в бочке допускается только в течение нескольких секунд.
Типы виброуплотняющих машин
Во ВНИРО проводились опыты по вибрационной укладке ры бы в прямоугольные блок-формы перед замораживанием, давшие положительные результаты. Попытка применить существующие вибрационные машины для укладки сельди в ящики также дала хорошие результаты при некотором приспособлении вибрацион ных методов к особенностям укладки в ящичную тару.
Важную роль в работе вибрационных машин играет режим укладки, т. е. амплитуда и частота колебаний вибрационной плат формы и продолжительность заполнения тары рыбой. Последний параметр не всегда учитывают при эксплуатаций. Это приводит к тому, что рыба в таре не распределяется и товарный вид ее ухуд шается в результате смятия. Для сохранения качества рыба долж на поступать в тару по специальным питателям с интенсивностью не более 50—70 кг в минуту.
В вибрационных рыбоукладочных машинах используются пря молинейные горизонтальные и вертикальные колебания (послед ние встряхивающего характера) с частотой от 300 до 1500 коле баний в минуту и амплитудой от 1,5 до 7 мм, а также угловые колебания с амплитудой 3—5°. Эффективность других колебаний пока не изучена. . !
Одним из старейших типов виброуплотнителей в рыбной про
мышленности является |
п р у ж и н н ы й |
в и б р а т р р с де б а |
л а н с а ми (рис.. 14), |
предложенный |
М. В. Тимофеюком и |
Л. А. Лукьяновым. Эта машина показала очень хорошие резуль таты при укладке в бочки емкостью 50 и 100 л соленых хамсы и тюльки на предприятиях Азово-Черноморья. Применение этого
55
вибратора на уборочных линиях хамсово-тюлечных рыбозаводов позволило повысить использование емкости тары на 3—5% и производительность труда на 30—35%.
Вибратор состоит из массивной металлической рамы, двена дцати спиральных пружин, вибрирующей площадки и электро двигателя 1 с валом 2 и дебалансами. Электродвигатель устанав ливают непосредственно под вибрирующей площадкой; он имеет проходной вал, на концах которого крепят неуравновешенные массы в виде шпилек. Имеется другая модификация машины, в
Работ плпшодь
Рис. 14. Пружинный вибратор с дебалансами.
которой неуравновешенные массы крепят к валу,,, вращающемуся в подшипниках, укрепленных на площадке, а электродвигатель находится сбоку от вибратора, вращение на вал передается от электродвигателя при помощи клиноременной передачи.
Техническая характеристика пружинного вибратора
Производительность |
(по хамсе |
итюльке), т / ч ............................................. |
8 |
|
Продолжительность уплотнения |
хамсы и тюльки |
в 100-лнтровых боч |
||
ках, мин |
|
|
|
|
с в е ж е й .......................................................................................................... |
|
|
|
1,5—2,5 |
с о л е н о й ............................................................................. |
|
|
|
....... 1 ,5 |
Электродвигатель |
к В т |
|
|
|
мощность, |
...... |
...................................8 ,8 |
||
угловая скорость вала, с—1 .................................................................. |
,142 |
|||
Масса вибратора |
с |
двигателем, |
к г ........................................................ |
....... 4f(s |
56
Особую группу виброукладчиков составляют вибраторы с вер тикальными встряхивающими колебаниями. Вибраторы этого ти па были применены на укладке сельди в бочки и ящики и мороже
ной рыбы в противни (блок-формы) и ящики. |
виброуплотнителей. |
||
Имеется |
несколько модификаций |
таких |
|
Одна из них |
— в и б р а т о р с з у |
б ч а т ы м |
к у л а ч к о м . Ра |
бочая площадка смонтирована на раме. Один край площадки за креплен шарнирно, а под другим синхронно ходит пара зубчатых кулаков, причем от крайней точки зуба кулачка до спиральной образующей кулачка платформа падает, получая сотрясение. Про изводительность труда с помощью такого укладчика увеличилась
в11—12 раз.
Кнедостаткам вибратора этого типа относятся быстрое изна
шивание кулачка и очень сильный шум, препятствующие его ши рокому внедрению.
Техническая характеристика |
виброуплотнителя |
с зубчатым кулачком |
|
Производительность, бочек в ч а с ................................... |
....... 1й |
Амплитуда колебаний, м м ........................................................ |
1,8 |
Электродвигатель |
|
угловая скорость вала, с~! .......................................... |
150 |
мощность, к ! В т ............................................................... |
1,0 |
Модификацией вибраторов этого типа с уменьшенным шумо вым эффектом является вибратор типа А (рис. 15). Один край его закреплен шарнирно, а под другим, смонтирован бугель (хо мут) с кулачком, приводящим край платформы в колебательное движение по вертикали.
Рис. 15. Шарнирно-эксцентриковый вибратор:
^ — «тапин-а; 2 — ш а р н и р ; 3 — э л е к тр о д в и г а те л ь ; 4 —*ви б |р ап л о щ ад ка ; 5 — эксцентрнж .
Третьей модификацией виброукладчиков с вертикальными ко лебаниями является вибратор типа Б (рис. 16). В отличие от предыдущей модификации край его площадки свободно ходит по ролику.
57
Испытания на Мурманском рыбокомбинате последних двух модификаций вибраторов показали, что с их помощью можно убирать соленую сельдь в бочки с высоким коэффициентом ис пользования емкости тары. При укладке вибраторами этого типа
Рис. 16. Ролико-эксцентриковый вибратор:
3 — станина; 2 — катучий ролик; 3 — виброплощадка; 4 — электродвигатель; 5 — эксцентрик
мороженой-сельди россыпью в ящики № 5 входило до 75 кг ры бы, а при контрольной укладке вручную без вибрации — только -58 кг.
Техническая характеристика вибраторов с вертикальными встряхивающими колебаниями
|
|
|
|
Т и п А |
Тип Б |
Производительность, т/ч . |
. |
1.2 |
1,5 |
||
Амплитуда, |
м |
м ............................ |
. |
4,0 |
1 , 0 |
Электродвигатель |
. |
1450 |
1450 |
||
угловая |
скорость вала, с- 1 |
||||
'МОЩНОСТЬ, |
кВт . . . . |
. |
1.5 |
1. 5 |
Наибольшее распространение в рыбной промышленности по лучили виброукладочные машины ИПУР конструкции ВНИЗКИ-
продмаша с колебаниями, создаваемыми кривошипно-шатунными механизмами.
Р ы б о у к л а д о ч н а я м а ш и н а ИПУР- 1 (рис. 17) со стоит из станины, технологической вибрационной рамы, фиксато ра бочек и привода. Станина представляет собой горизонтальную ■сварную раму из швеллеров № 6, 5, на которой имеются правая
илевая стойки из труб, образующие жесткую конструкцию.
Кстойкам на четырех подвесках, имеющих форму полос, под вешена технологическая ра.ма, сваренная из уголкового железа. Подвески прикреплены к стойкам станины болтами. Технологиче
ская рама связана тягой с приводом, состоящим из электродви гателя и приводного эксцентрикового вала.
58
Для крепления бочки на платформе технологической рамы имеется фиксатор, состоящий из неподвижного и подвижного уз лов. Он закрепляет бочку, охватывая ее двумя колодками.
В подвижном узле, расположенном у правой стойки, колодка насажена шарнирно на шток поршня, перемещающегося в цилинд ре, в который подается сжатый воздух. Под действием сжатого воздуха поршень продвигает шток с колодкой влево до упора, прижимая при этом бочку к такой же колодке, укрепленной не подвижно на левой стойке. На обеих колодках имеются резиновые накладки со стороны бочки, предохраняющие ее от смятия.
Рис. 17. Рыбоукладочиая машина ИПУР-1:
/ — э л е к тр о д в и гате л ь ; 2 — стан и н а ; 3 — -неподвиж ны й за ж и м ; 4 — п о д ви ж н ы й з а ж и м ; 5 — т е х н о л о ги ч еск а я р ам а ; 6 — эк сц е н тр и к п р и в о д а технологической р ам ы .
Воздух подается в цилиндр от компрессора через кран, уста новленный на левой стойке. Поворачивая кран, заставляют пор шень передвигаться вправо или влево. От распределительного крана воздух по жестким шлангам с металлической оплеткой по дается в воздушный цилиндр.
Кроме укладочной машины ИПУР-1, существует машина ИПУР-2, на технологическую платформу которой можно устанав ливать одновременно две бочки.
Техническая характеристика рыбоукладочных машин ИПУР
|
|
|
|
|
И П У Р -1 |
И П У Р -2 |
Производительность, бочек в ч а с ................................................... |
|
. |
20 |
.30 |
||
Частота колебаний технологической рамы в минуту . |
500 |
оОО |
||||
Амплитуда колебаний, |
м м ................................................. |
к В т |
...... |
|
1 1 |
И |
Мощность электродвигателя, |
|
|
0,5 |
1.0 |
||
Габариты, мм |
|
|
|
|
1384 |
2284 |
длина . . . |
.......................................... ...... |
. |
. |
|||
ширина . . |
504 |
622 |
||||
высота . . . . |
, |
......................................................ЮЗО |
— |
59