МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ
ДОНЕЦКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ЭКОНОМИКИ И ТОРГОВЛИ
имени Михаила Туган-Барановского
КАФЕДРА ОБОРУДОВАНИЯ ПИЩЕВЫХ ПРОИЗВОДСТВ
КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ
по дисциплине
«МЕХАНИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ПРЕДПРИЯТИЙ РЕСТОРАННОГО ХОЗЯЙСТВА»
для студентов специализации “ Оборудование перерабатывающих и пищевых производств ”
Авторы:
к.т.н., доц. Антропова Л.Н. ст. препод. Пильненко А.К. ст. препод. Миронова Н.А.
Донецк 2014
СОДЕРЖАНИЕ
Лекция 1 - Вводная. Расчет основных эксплуатационных характеристик. Требования к конструкциям и материалам оборудования
1.1Технологическая машина и ее устройство
1.2Классификация торгово-технологического оборудования
1.3Требования к конструкции машин
1.4Материалы, применяемые при изготовлении оборудования.
1.5Маркировка механического оборудования
Лекция 2 - Универсальные кухонные машины
2.1.Общие сведения
2.2.Сменные механизмы универсальных машин
2.3.Универсальные машины общего назначения
2.4.Универсальные машины специализированного назначения
2.5.Эксплуатация универсальных кухонных машин
Лекция 3 - Сортировочно-калибровочное оборудование. Обоснование конструкций машин и принцип работы
3.1.Общие сведения
3.2.Просеиватели с вращающимся ситом
3.3.Просеиватели с невращающимся ситом
3.4.Безситовые просеиватели
3.5.Переборочные машины
3.6.Калибровочные машины
3.7.Автомат сортирования по качеству картофеля
Лекция 4 – Моющее оборудование. Посудомоечные машины
4.1 Общие сведения
4.2.Классификация машин
4.3.Основы процесса мойки посуды
4.4.Посудомоечные машины универсальные периодического действия
4.5.Посудомоечные машины универсальные непрерывного действия
4.6.Посудомоечные машины специализированные
4.7.Направления усовершенствования конструкции машин
4.8.Определение параметров работы машин
Лекция 5 - Машины для мойки пищевого сырья
5.1.Общие сведения
5.2.Вентиляторные моечные машины
5.3Щеточные моечные машины
5.4.Барабанные и лопастные моечные машины
5.5.Роликовые моечные и моечно-очистительные машины
5.6.Вибрационные моечные машины
5.7.Машина для сульфитации картофеля
Лекция 6- Очистительное оборудование. Обоснование конструкций машин и принцип работы.
6.1.Назначение очистительного оборудования
6.2.Классификация оборудования для очистки овощей
6.3.Сущность способов очистки
6.4.Картофелечистки периодического действия
6.5.Картофелечистка непрерывного действия
6.6.Эксплуатация картофелечисток.
2
Лекция 7- Основы теории процесса резания. Коэффициент резания.
8.1.Общие сведения
8.2.Виды режущих рабочих инструментов
8.3.Геометрические параметры режущих инструментов Основные способы резания
Глава 8 - Протирочные машин. Конструкция и принцип работы.
7.1.Общие сведения
7.2.Размолочные машины и механизмы
7.3.Протирочные машины и механизмы
7.4.Оборудование для приготовления пюреобразных продуктов
7.5.Эксплуатация измельчительных машин и механизмов
Лекция 9 - Режущее оборудование. Машины и механизмы для нарезания овощей.
9.1.Классификация машин
9.2.Дисковые овощерезки
9.3.Роторные овощерезки
9.4.Овощерезки с дисковыми ножами
9.5.Пуансонные овощерезки
9.6.Комбинированные овощерезки
Лекция 10-Машины для нарезки хлеба
10.1. Общие сведения Машина МХР-200 Машина МХР-200М Машина АХМ-300Т
Правила эксплуатации машин
Лекция 11Машины для нарезки гастрономии
Общие сведения Машина МРГ-300А Машина МРГУ-370
Механизмы сменные к универсальным приводам
Лекция 12 - Машины для измельчения мяса и рыбы. Обоснование конструкций машин и принцип работы.
11.1.Классификация машин
11.2.Требования, предъявляемые к машинам.
11.3.Типы режущих инструментов
11.4.Материалы для изготовления режущих инструментов
11.5.Машины пищевой промышленности
Лекция 1-МЯСОРУБКИ
12.1.Общие сведения
12.2.Конструкции мясорубок, применяемых в предприятиях общественного питания
12.3.Эксплуатация мясорубок
12.4.Основные конструктивные параметры мясорубок
Лекция 1-МАШИНЫ ДЛЯ СРЕДНЕКУСКОВОГО ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ МЯСА И МАСЛА
13.1.Машины для рыхления мяса
13.2.Машины для нарезки мяса на порционные полуфабрикаты
13.3.Машина рубки замороженных продуктов
13.4.Механизмы для измельчения костей
13.5.Машина для нарезки монолита масла
13.6.Ручной делитель масла
3
Лекция 13 - Машины для обработки крема
17.1.Общие сведения
17.2.Классификация машин
17.3.Машина МВ-6
17.4.Машина МВ-35М и ее модификации
17.5.Машина МВ-60
17.6.Машины серии ИН
17.7.Механизмы к универсальным приводам
17.8.Дозатор крема ДК
17.9.Правила эксплуатации
Лекция 14 - Машины для обработки теста
18.1.Общие сведения
18.2.Машины тестомесильные
18.3.Машина тестораскаточная
18.4.Машина для отсадки заготовок
18.5.Машина делительно-округлительная
18.6.Правила эксплуатации
Лекция 15 – Дозировочно-формовочное оборудование. Обоснование конструкций машин и принцип работы.
16.1.Фаршемешалки
16.2.Машина котлетоформовочная МФК-2240
16.3.Автомат котлетоформовочный АК2М-40
16.4.Автомат АФМР-8000
16.5.Машина панировки МЛП-2000
Лекция 16Оборудование для фильтрование и прессования пищевых продуктов. Обоснование конструкций машин и принцип работы.
19.1.Варенично-пельменная машина
19.2.Пельменный автомат
19.3.Машины КВ и Воронеж
19.4.Механизм для перемешивания салатов
19.5.Экстрактор
19.6.Ванны моечные
19.7.Столы производственные
4
РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА
1.Оборудование предприятий общественного питания В 3х т. Т 1: Механическое оборудование/ В.Д. Елхина, А. А. Журин, Л.П. Проничкина и др. – М.: Экономика, 1987.-447с.
2.Былинская Н.А., Леенсон Г.Х. Механическое оборудование предприятий общественного питания. - М.: Экономика, 1985.- 296 с.
3.Некрутман С.В., Кирпичников В.П., Леенсон Г.Х. Справочник механика предприятий общественного питания. - М.: Экономика, 1990.-336 с.
4.Пелеев А.И. Технологическое оборудование предприятий мясной промышленности. М.: Пищевая промышленность.-1971.- 519 с.
5.Чижикова Т.В. Машины для измельчения мяса и мясных продуктов. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1982, - 302 с.
5
ЛЕКЦИЯ 1. Вводная. Расчет основных эксплуатационных характеристик.
Требования к конструкциям и материалам оборудования
1.1.Технологическая машина и ее устройство
1.2.Классификация торгово-технологического оборудования
1.3.Требования к конструкции машин
1.4.Материалы, применяемые при изготовлении оборудования.
1.5.Производительность и мощность технологических машин
1.6.Маркировка механического оборудования
1.1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ МАШИНА И ЕЕ УСТРОЙСТВО.
Механическое оборудование, применяемое в предприятиях общественного питания и пищевой промышленности, относится к технологическим машинам, под которыми понимаются технические устройства, предназначенные для осуществления определенного технологического процесса при заданной для нее технологии.
Современная технологическая машина состоит из привода-источника движения, включающего электродвигатель и передаточный механизм, и исполнительного механизма, объединенных в одно целое корпусом. Вспомогательными элементами машины являются узлы и механизмы для управления, регулирования и защиты при безопасной эксплуатации оборудования.
Чаще всего используются электродвигатели асинхронные, однофазного или трехфазного переменного тока, реже электродвигатели постоянного тока. Иногда используется энергия сжатого воздуха или жидкости, двигатели внутреннего сгорания и др.
Передаточные механизмы необходимы для передачи движения к рабочим органам исполнительных механизмов. Чаще всего применяются механизмы вращательного движения, последнее звено которых, в случае необходимости, преобразует вращательное движение в возвратно-поступательное. Передаточные механизмы могут иметь отдельные станины или корпус, оформляются в виде редуктора, мультипликатора, коробки скоростей и др. Если редуктор объединен с источником движения общей станиной, то это устройство называется приводом. А если сюда добавляется и исполнительный механизм, составляющий одно конструктивное целое с приводом, то получается технологическая машина.
Исполнительный механизм технологической машины выполняет потребный процесс обработки продукта.
Он состоит из рабочей камеры, рабочих органов, загрузочного и разгрузочного устройств. Рабочая камера предназначена для размещения и удержания продукта в удобном положении для воздействия на него рабочими органами, подразделяемыми на основные (ножи, лопасти, решетки, взбиватели и др.) и вспомогательные (зажимы, захваты, направляющие и др.)
1.2 КЛАССИФИКАЦИЯ ТОРГОВО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ
Все машины, применяемые на предприятиях торговли и общественного питания, можно классифицировать по структуре рабочего цикла, степени механизации и автоматизации процесса и по функциональному признаку.
По структуре рабочего цикла машины бывают непрерывного и периодического действия. В машинах непрерывного действия процессы загрузки, обработки и выгрузки продукта происходят одновременно и непрерывно. В машинах периодического действия порция продукта загружается в рабочую камеру, обрабатывается, затем удаляется, загружается новая порция и процесс повторяется.
По степени механизации и автоматизации различают машины неавтоматические, полуавтоматические и автоматические. В машинах неавтоматического типа загрузка, выгрузка, контроль и вспомогательные технологические операции выполняются оператором. В маши-
6
нах полуавтоматического действия оператором выполняются только транспортные, контрольные и некоторые вспомогательные операции. В автоматах все процессы выполняются машиной.
По функциональному признаку, роду механизируемого процесса, оборудование подразделяется на:
∙Моечное (овощемоечное, посудомоечное);
∙Сортировочнокалибровочное (по качеству, размерам, удалению примесей);
∙Очистительное (овощи, рыба, приборы);
∙Измельчительное (овощи, мясо, хлеб, гастрономия, кофе, сухари и т.д.);
∙Месильно-перемешивающее (тесто, коктейли, крем, фарш, салаты, мороженое);
∙Формовочное (котлеты, вареники, пельмени, масло, крем, тесто.)
∙Фасовочно-упаковочное (сыпучих и жидких продуктов, упаковка в сетки, пакеты);
∙Поточные линии (производства полуфабрикатов, товарной обработки, комплектации и раздачи обедов).
1.3ТРЕБОВАНИЯ К КОНСТРУКЦИИ МАШИНЫ
Любая технологическая машина должна соответствовать требованиям технологическим, техники безопасности и санитарии, эргономики и эстетики. При соответствии технологическим требованиям необходимо соблюдение оптимальных режимов обработки, способствующих выработке продукции высокого качества с минимальным количеством отходов и наименьшим потреблением энергии.
При создании машин следует учитывать требования техники безопасности и производственной санитарии, которые должны соответствовать требованиям ГОСТ 12.2.057-81 ССБТ. В соответствии с этими требованиями все вращающиеся части машин должны быть надежно закрыты кожухами, щитками. Загрузочные и разгрузочные элементы - предохранительные устройства, препятствующие попаданию рук обслуживающего персонала в опасную зону. При снятом защитном устройстве должны срабатывать блокировочные концевые выключатели. Машина должна иметь устройства, предотвращающие попадание смазки в рабочую камеру.
В соответствии с требованиями эргономики управление машинами должно осуществляться органами, располагаемыми в удобном и доступном для оператора месте. Усилия, прилагаемые к рукояткам, не должны превышать 0,2 Н.
Требования технической эстетики – форма машины должна быть обтекаемой, без выступов, впадин, различных углублений; окраска должна соответствовать требованиям технической эстетики. Правильные пропорции машин, простота их формы, удобное расположение элементов управления, загрузочных и разгрузочных узлов, приятная окраска делают работу на этой машине высокопроизводительной и способствуют созданию безопасных условий труда.
При создании современных машин и механизмов стремятся к стандартизации и унификации узлов, деталей и комплектующих изделий, что позволяет сократить номенклатуру запасных частей и облегчить выполнение ремонтных работ.
1.4. МАТЕРИАЛЫ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ ОБОРУДОВАНИЯ
При изготовлении деталей оборудования отливкой применяется по возможности чугунное литье из серого чугуна как самое дешевое, особенно для неподвижных тяжелых деталей, таких как станины, корпуса. Не рекомендуется применять серый чугун при действии на детали больших крутящих моментов.
В случае ударов, больших усилий, необходимости экономии массы и т.п. при изготовлении деталей оборудования отливкой переходят от серого чугуна к высокопрочному моди-
7
фицированному чугуну или к стальному литью. Высокопрочный чугун с успехом может заменять стальное литье и даже поковки из углеродистой стали.
Для деталей оборудования простой формы применяют поковки из стали самых различных сортов: углеродистой обыкновенного качества, углеродистой качественной, легированной и специального назначения.
Для второстепенных и малоответственных деталей назначается низкоуглеродистая сталь. Для ответственных деталей, где требуются повышенная твердость и прочность, применяется среднеуглеродистая или высокоуглеродистая сталь с соответствующей термообработкой. Для особо ответственных деталей оборудования, где наряду с высокой прочностью, требуется компактность или малые габариты, применяют легированные стали.
В трущихся деталях оборудования для уменьшения сил трения и износа их поверхностей, применяют бронзу и латунь (для гаек винтов, вкладышей подшипников, зубчатых венцов червячных колес и т.п.), антифрикционный серый чугун, баббит и другие антифрикционные сплавы. Для трущихся деталей оборудования считается хорошей комбинация твердой стали по чугуну и мягкой стали по баббиту. В отличие от других материалов закаленная сталь по закаленной стали и серый чугун по серому чугуну работают хорошо.
Кроме указанных материалов для изготовления некоторых деталей оборудования применяют сплавы алюминия, ковкий чугун, пластмассы, дерево, резину, картон и др.
Валы, шестерни, тяги, оси, пальцы испытывают наибольшие нагрузки. Материалами для их изготовления служат углеродистые и нержавеющие стали марок 45, 50, 40Х, 65Г, цементируемые 15, 20Х и др.
Прочность инструментов, изготовленных из инструментальной стали, снижается на 3050%, вследствие влияния концентраторов напряжения (переходы, сечения, выточки и т.п.), а также рисок и задиров, остающихся после механической обработки. Они способствуют развитию трещин и разрушению инструмента.
Увеличение чистоты поверхности на 1-2 класса может повысить стойкость инструмента
на 30-60%.
В настоящее время для изготовления различного рода режущих инструментов для измельчения мяса и мясопродуктов применяют в основном углеродистую сталь типа У7А и У8А. Имеются рекомендации ведущих предприятий по применению низколегированных сталей Х и 9ХС, ХВГ и Х12М, относящихся к группе нетеплостойких сталей высокой твердости. Их достоинство - малая чувствительность к масштабному фактору.
Применять углеродистую сталь для инструментов диаметром более 30 мм не рекомендуется из-за очень тонкого слоя закалки на поверхности, достигающего величины 1.0-1.5 мм и возможности его скалывания или продавливания. Легированные стали в значительной степени лишены этих недостатков. Стали 9ХС, Х (ШХ-15), ХВГ и ХВСГ относятся к сталям повышенной прокаливаемости и их охлаждение в масле дает твердость HRC 67-68. Износостойкость их, как и углеродистых, зависит от содержания углерода, при содержании углерода 0,9-1,0% по износостойкости они практически не отличаются от углеродистых. Из этих сталей изготавливают крупные режущие инструменты сложной формы.
1.5. ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ И МОЩНОСТЬ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ МАШИН
Под производительностью технологической машины понимают способность ее перерабатывать в единицу времени то или иное количество продукции. Практика показала, что при оценке качества машин, приемо-сдаточных испытаниях, расчете потребности в необходимом оборудовании для проектируемых предприятий и в других случаях могут возникать различные толкования этого понятия, поэтому решили различать производительность теоретическую, техническую, идеальную и эксплуатационную.
Теоретическая производительность (П) технологической машины - это ее потенциальная выпускная способность, измеряемая количеством продукции, которое машина данной конструкции может переработать в единицу времени при бесперебойной и непрерывной работе
8
в установившемся режиме. Нередко говорят просто “ производительность”, подразумевая под этим именно теоретическую производительность.
Теоретическая производительность - это вполне определенный, основной параметр машины. Он может быть установлен из рассмотрения технической документации на машину, например кинематической схемы и проверен при кратковременном испытании. Производительность машин периодического действия прямо пропорциональна числу периодически повторяющихся циклов Z в единицу времени и обратно пропорциональна продолжительности цикла Тр, т.е. П=Z/Tр. Если n - количество единиц продукции в единовременно выпускаемой порции, то П=n/Тр.
Теоретическую производительность машин всех классов можно выразить также через рабочую вместимость (емкость) ε ρ машины, выраженную количеством единовременно об-
рабатываемой продукции и поделенную на продолжительность технологического цикла машины Тт:
П = ε ρ /Тт = ϕε 0 /Тт,
где ε 0 - общая вместимость рабочего пространства машины; ϕ - коэффициент загрузки.
Введено понятие «идеальной» производительности Пид, под этим понимается такое мыслимо возможное при данной технологии обработки количество продукции, которое могло бы быть выпущено в единицу времени, если бы продукция подвергалась обработке в машине непрерывно, если бы не было потерь времени внутри циклов на холостые ходы и остановки РО. Нам представляется целесообразным заменить термин «идеальная производительность» термином «технологическая производительность».
Коэффициент использования технологической производительности или, лучше сказать, коэффициент непрерывности обработки kнп, определяемый отношением ΤТ′ /Тт = П/Пид, где
ΤТ′ - время непосредственной обработки, характеризует степень использования технологиче-
ского цикла машины Тт и имеет значение при квалиметрической оценке разных конструкций одного и того же назначения.
Торгово-технологическое оборудование практически используется не в течение 365 сут в году, не по 24 часа в сутки да и в течении смены работает с перерывами. Это объясняется характером отрасли (сезонностью, сменностью, необходимостью иметь резервное оборудование) и неизбежными внутрисменными потерями машинного времени из-за простоев машин по различным причинам организационного и технического порядка. Чтобы представить баланс машинного времени, введем обозначения: То – общая продолжительность наблюдения за машиной за достаточно большой промежуток времени, определяемый целью и программой наблюдения; Τорг′ - потери (простои) по организационным причинам, планируемые,
предусматриваемые (нерабочие дни и смены, обеденные перерывы и т.п.); Τорг′′ - то же, но не-
планируемые, случайные (из-за отсутствия сырья, энергии, из-за отлучек обслуживающего оператора и т.п.); Торг - общие потери по организационным причинам.
Тогда продолжительность собственно эксплуатации машины
Тэкс = То-Торг = ( Τорг′ + Τорг′′ ),
а коэффициент использования общего календарного бюджета времени
kк.и = Тэкс/ Τо′ .
Техническая производительность Qтех (называемая иногда действительной, фактической, экспериментальной и т.д.) – это производительность, исчисляемая по выпуску продукции за некоторый, достаточно длительный промежуток времени (несколько смен), включающий время эффективной машинной работы (наработки) и простои по техническим причинам. Она может быть установлена опытным путем по формуле
9
Qтех =Z/Тэкс = Z/(Тмаш + Тп.т.о. + Трем),
где Z – выпуск продукции за время Тэкс. Если выпуск определен за одну смену, то Тэкс = Тсм - Торг.см, где Тсм- установленная продолжительность смены, например 8ч; Торг.см- время организационных простоев за смену при полной работоспособности машины.
Техническая производительность Qтех связана с теоретической Q формулой
Qтех=kт.и Q.
Вконструкторской документации на машину указываются либо техническая производительность, либо теоретическая производительность Q и коэффициент технического использования kт.и, который является комплексным показателем надежности.
Вряде случаев вводят понятие эксплуатационной производительности Qэкс, исчисляемой за длительный период, включающий все потери машинного времени, а также организационные. Она определяется формулой
Qэкс=kоиQ=kки kти Q,
где kои – коэффициент общего использования машины.
Повысить техническую производительность новой или модернизируемой машины конструктор может следующим образом:
1)путем интенсификации осуществляемого машиной процесса, что скажется на увеличении Qид ;
2)повышения степени непрерывности обработки, совмещения операций, ликвидации холостых ходов, что повысит kнп;
3)повышения надежности машины, что повысит kти.
Наиболее реальный путь повышения технической производительности машин, без коренного изменения их конструкции – это увеличение их надежности.
Чтобы рабочий орган исполнительного механизма мог выполнить заданную работу, к нему надо подвести через передаточный механизм некоторое количество механической энергии, получаемой от источника движения. Мощность двигателя, т.е. энергия, подводимая к нему от электрической сети, должна быть достаточной для выполнения рабочих операций
ивосполнить потери в самом двигателе, в передаточном механизме, на рабочем валу, передающим движение рабочим органам.
Определение мощности, потребной для осуществления технологического процесса, состоит из определения силы воздействия рабочих инструментов на обрабатываемый продукт
искорости воздействия рабочих органов на продукт.
Потребная мощность двигателя зависит от линейных усилий Рри или крутящего момента Mkp, возникающих при обработке продукта, потерь на валах передаточного механизма, зависящих от коэффициента полезного действия η линейной скорости рабочего инструмента при
обработке продукта Vри или угловой ω и определяется в зависимости от характера движения рабочего органа по формулам:
при поступательном движении Nд =PpuVри/η
при вращательном движении N = Mkp ω /η
В общем случае коэффициент полезного действия определяется как произведение отдельных коэффициентов, учитывающих потери на различных участках машины, например потери в передаче, подшипниках и т.п.
10