Вивчення конструкції, принципу дії та основних параметрів м'ясорубки

Мета заняття:

1. Вивчити принцип дії та будову найбільш поши­рених м'ясорубок.

2. Засвоїти прийоми та правила техніки безпеки під час використання в роботі м’ясорубки.

3. Набути навичок розрахунку основних показників роботи м'ясорубок.

Методика виконання

Роботу починають із вивчення окремих елементів м'ясорубки. Уважно ознайомлюються з будовою корпуса, шнека, різальних інструментів та їх установленням, кріпленням ножів та решіток на пальці шнека та в корпусі. За підручником, матеріалами лекцій, паспортом вивчають принцип дії та правила роботи м'ясорубки (рис. 9).

Технічні характеристики м’ясорубки мим-500

Зовнішній діаметр робочої камери, мм……….	105
Продуктивність, кг/год………………………...	500
Потужність двигуна, кВт………………………	2,2
Частота обертання двигуна, об/хв…………….	1400
Частота обертання шнека, об/хв………………	200

Рис. 9. Загальний вигляд м’ясорубки:

1 – корпус; 2 – електродвигун; 3 – зубчата передача; 4 – різальні інструменти; 5 – шнек; 6 – проштовхувач; 7 – завантажувальний бункер; 8 – перемикач

Експериментальну частину роботи розпочинають із дозволу викладача. Перевіряють стан різальних інструментів. Якість под­ріб­нення продукту залежить від гостроти різальних кромок і щільності прилягання двосторонніх ножів і ножових решіток.

Збирають м'ясорубку, включають двигун і затягують натискну гайку доти, доки шум не зросте і не виникне опір нагвинчуванню гайки.

Підготовлений і зважений продукт подрібнюють, визначають тривалість роботи, потужність, що споживається від мережі на холостому ходу і під час подрібнення.

Після закінчення роботи двигун вимикають, розбирають м’ясо­рубку, промивають усі її частини гарячою водою, потім просушують і змазують різальні інструменти несолоним харчовим жиром.

Визначають основні конструктивні параметри, необхідні для розрахунків: діаметр ножових решіток, кількість та діаметр отворів у них; кількість витків у шнеку, крок першого та останнього витків, зовнішній, внутрішній та середній діаметри та радіуси витків у шнеку; зовнішній та внутрішній радіуси отворів підрізної решітки, ширину та довжину перемичок підрізної решітки, їх кількість; кількість променів ножа, радіусів (максимального та мінімального) променів ножа, площу контакту ножа та підрізної решітки.

Порядок розрахунків

Основними показниками, що характеризують роботу м'ясо­рубок, є продуктивність, питома витрата енергії під час подрібнення, коефіцієнт ущільнення, коефіцієнти використання площі підрізної та ножової решіток, тиск продукту за останнім витком шнека, механічний ККД машини.

Дійсна продуктивність м’ясорубки визначається за формулою:

, (6.1)

де М – маса подрібненої порції, кг;

 – тривалість подрібнення порції, с.

Теоретична продуктивність, що розраховується, залежно від пропускної спроможності решітки визначається за формулою:

, (6.2)

де F_о – сумарна площа отворів у першій, ближчій до

шнека, ножовій решітці, м²;

v_о – швидкість просування продукту через отвори у першій ножовій решітці, м/с;

ρ – густина продукту, кг/м³;

φ – коефіцієнт використання площі отворів ножової решітки, φ = 0,7...0,8.

, (6.3)

де d_о – діаметр отворів решітки, м;

Z_о – кількість отворів у решітці, шт.

, (6.4)

де п – частота обертів шнека, хв^-1;

r_з, r_в – зовнішній та внутрішній радіуси шнека, відповідно, м;

β_п – кут підйому останнього витка шнека, град;

К_в – коефіцієнт об’ємної подачі продукту, (К_в = 0,35...0,4);

, (6.5)

де t_о – крок останнього витка шнека, м;

d_cеp – середній діаметр останнього витка шнека, м.

Коефіцієнт ущільнення продукту розраховується за формулою:

, (6.6)

де t₁, t_п – крок першого та останнього витків шнека, відповідно, м.

Коефіцієнт використання площі ножової решітки визначається з виразу:

, (6.7)

де F_p – площа ножової решітки, м².

, (6.8)

де d_p – діаметр решітки, м.

Площа отворів підрізної решітки визначається за формулою:

, (6.9)

де r_max, r_min – зовнішній та внутрішній радіуси отворів у підрізної решітки, відповідно, м;

b – ширина перемички підрізної решітки, м;

l – довжина перемички підрізної решітки, м.

Теоретична потужність електродвигуна м’ясорубки визна­ча­ється за виразом:

, (6.10)

де N₁ – потужність, витрачена на розрізання продукту, Вт;

, (6.11)

де F_p – площа ножової решітки, м²;

K_пр, K_p1, K_p2 – коефіцієнти використання площ підрізної, першої та другої ножових решіток, відповідно;

n – частота обертання шнека, хв^-1;

а – питома витрата енергії на розрізання м’яса, а = (2,5...3,5)·10³ Дж/м²;

Z – кількість лез (променів) ножа м’ясорубки, шт.;

N₂ – потужність, необхідна для подолання сил тертя у різальному механізмі, Вт;

, (6.12)

де Р₃ – зусилля затягування різального механізму;

(6.13)

де Р – усереднений питомий тиск стику ножа та решітки, Р = (2...3)·10⁶ Па;

в_к – ширина площі контакту леза ножа та решітки, м;

r_{max 1} r_{min 1} – максимальний та мінімальний радіуси ножа, відповідно, м;

f₁ – коефіцієнт тертя сковзанням ножа по решітці, f₁ = 0,1;

φ – кількість поверхонь різання продукту;

N₃ – потужність, витрачена на подолання тертя продукту по поверхні шнека та на переміщення продукту від пристрою для завантаження до різального інструмента, Вт.

(6.14)

де Р₁ – тиск за останнім витком шнека, Р₁ = (3...5)·10⁵ Па;

r₃, r_в – зовнішній та внутрішній радіуси шнека, відповідно, м;

т – кількість витків шнека;

k_в – коефіцієнт об’ємної подачі продукту (див. вище);

β_сер – середній кут підйому витків шнека.

(6.15)

де β – кут тертя, β ≈ 22 град;

η_м – ККД передавального механізму, η_м = 0,8 ... 0,9.

Питома витрата енергії визначається за виразом:

(6.16)

де τ – тривалість обробки порції продукту, с;

т – маса порції, кг.

Механічний ККД машини розраховують таким чином:

(6.17)

де N_кор – потужність, що витрачається на виконання корисної роботи, Вт;

N_х.х – потужність, що використана на холостому ходу;

N_заг – потужність, що використана машиною під час подріб­нення, Вт.

Виміряні та розраховані значення заносять до табл. 6.

Зміст звіту

Звіт повинен містити:

• назву, мету роботи, дату її виконання;

• кінематичну схему м'ясорубки;

• розрахунки дійсної та теоретичної продуктивності м'ясорубки;

• розрахунок коефіцієнта ущільнення продукту;

• розрахунок теоретичної потужності м'ясорубки;

• розрахунки питомої витрати енергії, ККД;

• висновки.

Таблиця 6