Основные расчеты

Производительность тестомесильных машин определяется по формуле:

Q =V р /t = m/t

где: V – объем дежи, л.

р – плотность смеси продуктов кг/м³ (принимаем 900 кг/м³).

- коэффициент, учитывающий заполнение объема дежи продуктов (прини-

маем 0,6).

t – время необходимое для загрузки, разгрузки дежи и перемешивание, с (20 мин = 1200с).

Q =40 _* 10 ^{– 3} _* 900 _* 0,6/ 1200 = 78 кг/ч

Мощность электродвигателя рассчитывается по формуле :

N = (N₁ + N₂) / n

где: N₁ - мощность, необходимая для замеса теста рабочим органом, Вт;

N₂ – мощность, необходимая для вращения дежи, Вт.

n – к.п.д. передаточных механизмов.

Мощность, необходимую для замеса теста рабочим органом найдем по формуле:

N₁ = N₁^» + N₂^»

где: N₁^» - мощность, зависящая от лобового сопротивления при внедрении рабочего органа в тесто, Вт.

N₂^» - мощность, необходимая для подъема какого-то объема теста при выходе рабочего органа из теста, Вт.

Мощность, зависящая от лобового сопротивления при внедрении рабочего органа в тесто, найдем по формуле:

N₁^» = C_{0 *} F_{л *} r_{вр *} w_л

где: C₀ – удельное сопротивление рабочего органа на тесто в процессе замеса,

Н/м²;

F_л - площадь рабочего органа, м²;

r_вр – радиус, по которому движется рабочий орган, м. Принимаем на 5мм меньше радиуса дежи.

w_л – угловая скорость рабочего органа, с ^-1.

Т. к. рабочий орган представляет собой спираль, то площадь определим по формуле:

F = (F₁ – F₂) _* K

где: F₁ - площадь большого круга, м²;

F₂ – площадь меньшего круга, м²;

К – число витков в спирали (принимаем 3).

F = (3,14 _* 0,12²/4 – 3,14 _* 0,1² /4) 3 = 0,00345 _* 3 = 0,01м²

Угловая скорость рабочего органа определяется по формуле:

w_л = пn/30

где: n – число оборотов рабочего органа. Принимаем 27 об/мин.

w_л - 3,14 _* 27/30 – 2,83 с ^{– 1}.

Определим необходимую мощность:

N₁^» =10,5 _* 10⁴ _* 0,01 _* 0,135 _* 2,83 = 401,2 Вт.

Мощность, необходимую для подъема какого-то объема теста при выходе рабочего органа из теста определим по формуле:

N₂^» = G _* r_{вр *} w_л

где: G – масса теста, захватываемого при подъеме вверх и масса рабочего органа, которую принимаем 3 кг.

G = k _{* /}\ _* F_{л *} H _* p _* g

где k – коэффициент лобового сопротивления. Принимаем 7.

_/\ - коэффициент захвата теста рабочим органом, зависит от вязкости и липкости теста (принимаем 1,25).

Н – высота подъема теста лопастью, равна радиусу вращения лопасти, м;

р - насыпная масса теста, кг/м³

g – ускорение силы тяжести м/с².

G = 0,7 _* 1,25_* 0,01 _* 0,135 _* 900 _* 9,8 + 3 10,4 + 3 = 13,4

Зная массу теста, захватываемого при подъеме вверх и массу рабочего органа, определим необходимую мощность N₂^»

N₂^» = 13,4 _* 0,135 _* 2,83 = 5,1 Вт.

Мощность, необходимую для вращения дежи определим по формуле:

N₂ = N₃ + N₄

где N₃ - мощность, необходимая для преодоления сил трения в опорах дежи, Вт. определяется по формуле:

N₃ = G_{1 *} f_{уп *} r_{уп *} W_g

где G₁ – масса теста в деже, кг

f_уп - коэффициент трения в опоре дежи (принимаем 0,1);

W_g – угловая скорость дежи, с ^{– 1}.

W_g = 3,14 _* 10/30 = 1,05 с ^{– 1}.

Массу теста берем из расчетов равной 10,4, а массу дежи рассчитываем по формуле:

М = п _* (R² – r²) _* H_{д *} р

где R – радиус наружной стенки дежи, м;

r – радиус внутренней стенки дежи, м;

H_д – высота дежи, м;

р – плотность материала дежи кг/м³.

М = 3,14 _* (0,14² – 0,13²) _* 0,192 _* 7800 = 12,7 кг

G₁ = 12,7 + 10,4 = 23,1 кг

N₃ = 23,1 _* 0,1_* 0,05 _* 1,05 = 0,12Вт.

N₄ – мощность, необходимая для преодоления сил сопротивления теста движению дежи, Вт.

Определяется по формуле:

N₄ = C_{0 *} F_{л *} r_{пр *} W_д

где r_пр – приведенный радиус сопротивления движению рабочего органа относительно продольной оси дежи при замесе теста, м. Принимаем 0,12 м.

N₄ = 10,5 _* 10⁴ _* 0,01_* 1,05 _* 0,12 = 132,3 Вт.

Зная мощность, необходимую для преодоления сил трения в опорах дежи и мощность, необходимую для преодоления сил сопротивления теста движе-

нию дежи определим мощность необходимую для вращения дежи:

N₂ = 0,12 + 132,3 = 132,42 Вт.

к.п.д. передаточных механизмов определим по формуле:

n = n⁴_{пк *} n²_рем

где n_пк – к.п.д. подшипников качения;

n_рем – к.п.д. ременной передачи.

n = 0,99⁴ _* 0,95² = 0,8669

Тогда мощность двигателя:

N = (401,2 + 5,1 + 132,42) /0,8669 = 621,4 Вт.