4. Обгрунтування конструкції, яку необхідно спроектувати

1. Продуктивність м'ясорубки:

Q =

152 кг/год;

2. Діаметр ножової решітки:

d_реш =

0,082м;

Приймається 0,07-0,08м для м'ясорубок продуктивністю 150-250 кг/год.

3. Діаметр одного отвору першої ножової решітки:

d₁ =

0,009м;

(вибирається з ряду 2, 3, 5, 8, 10, 12, 14, 16, 20, 25 мм)

4. Діаметр одного отвору другої ножової решітки:

d₂ =

0,005м;

5. Кількість отворів в першій ножовій решітці:

z₁ =

21;

приймається, щоб виконувалась умова:

z₁ > (0,25*d_реш² / d₁²) >

20;

; z₁ > (0,25*0,082²/0,009²)>20,8

6. Кількість отворів в другій ножовій решітці:

z₂ =

68;

приймається, щоб виконувалась умова:

z₂ > (0,25*d_реш² / d₂²) >

67;

z₂ > (0,25*0,082²/0,005²)>67,3

7. Зовнішний радіус останнього витку шнеку:

r_зовн =

0,038м;

приймається, щоб виконувалась умова:

r_зовн = (d_реш - ( 0,02…0,024))/2 м;

r_зовн =(0,082-(0,02-0,024))/2=0,038

8. Внутрішний радіус останнього витку шнеку:

r_внутр =

0,011м;

приймається, щоб виконувалась умова:

r_внутр = r_зовн - ( 0,011…0,02); м

r_внутр = 0,038-(0,011/0,02)=0,011м.

9. Кут підйому останнього витку шнеку:

=

8 ^о;

10. приймається, щоб виконувалась умова:

=

7..10^о;

tg  =

0,140469

11. Довжина шнеку:

l_ш =

0,19м;

приймається, щоб виконувалась умова:

l_ш = ( 5…7,6) * r_зовн, м;

12. Кількість витків шнеку:

n =

4шт;

приймається, щоб виконувалась умова: n = 3…4,5 шт;

13. Середній шаг між витками шнеку:

t_ср = l_ш / n =

0,0475м;

14. Зовнішний радіус обертаючогося ножа:

r_max =

0,047м;

15. Внутрішний радіус обертаючогося ножа:

r_min =

0,025

16. Внутрішний діаметр корпусу:

d_кор =

0,106м;

приймається, щоб виконувалась умова:

dкор = 2 * ( r_зовн + ( 0,015…0,003 )), м;

17. Питома вага продукту:

 =

1000 кг/м³;

18. Коефіцієнт використання площини отворів першої ножової

решітки:

 =

0,7;

приймається, щоб виконувалась умова:

 = 0,7…0,8;

19. Коефіцієнт обємної подачи продукта:

k_ =

0,4;

приймається, щоб k_ = 0,35…0,4;

20. Питома витрата енергії на перерізання продукту:

А =

2500 Дж/м²;

приймається, щоб виконувалась умова:

А = ( 2,5…3,5 ) * 1000 Дж/м²;

21. Усереднений тиск поверхні стику ножів і решіток:

Р =

2000000 Па;

приймається, щоб виконувалась умова:

Р = ( 2..3 ) * 1000000 Па;

22. Тиск за останнім витком шнеку:

Р_о =

300000 Па;

приймається, щоб виконувалась умова:

Р_о = ( 3…5 ) * 100000 Па;

23. Коефіцієнт тертя ковзання ножа по решітці:

f =

0,1;

24. Коефіцієнт тертя продукту об шнек:

f₁ =

0,3;

25. Коефіцієнт використання площини підрізної решітки:

k_пр =

0,42;

26. Ширина площини контакту леза ножа об решітку:

b =

0,002м;

27. Кількість пір'їн у одного ножа:

z =

3;

Приймається, щоб z = 3 або 4;

28. Кількість площин різання:

 =

4;

29. Коефіцієнт корисної дії електричного двигуна:

₁ =

0,9;

Приймається, щоб ₁ = 0,7…0,9;

30. Коефіцієнт корисної дії відкритої або закритої зубчастої

передачі:

₂ =

1;

приймається ₂ = 0,95…0,98, коли зубчастої передачі нема, то 1;

31. Коефіцієнт корисної дії закритої червячної передачі:

_

1;

32. Коефіцієнт корисної дії відкритої або закритої ланцюгової

передачі:

_

1;

приймається _ = 0,9…0,97, коли нема 1;

33. Коефіцієнт корисної дії пасової передачі:

₅ =

0,98;

приймається ₅ = 0,95…0,98, коли нема 1;

34. Коефіцієнт корисної дії іншої передачі:

_

1;

коли нема 1.

35. Сумарна площа отворів в першій ножовій решітці:

F₀ =  *d₁² * z₁ / 4 =

0,001335м²;

36. Швидкість руху продукта через отвори ножової решітки:

v₀ = Q / ( F₀ *  *  * 3600 ) =

0,029718м/с

37. Частота обертання шнеку:

n = 60*v₀ / (( r_зовн + r_вн )* tg k_

206,2584 об/хв;

38. Площа ножової решітки:

F_реш = d_реш² / 4 =

0,005278м²;

39. Коефіцієнт використання площі першої ножової решітки:

k_р1 = F₀ / F_реш =

0,252974;

40. Сумарна площа отворів в другій ножовій решітці:

F₀₂ = d₂² * z₂ / 4 =

0,001335м²;

41. Коефіцієнт використання площі другої ножової решітки:

k_р2 = F₀₂ / F_реш =

0,252826;

42. Потужність, необхідна на розрізання продукту в ріжучому механізмі:

N₁ = F_реш*(k_пр+2*k_р1+k_р2)*(n/60)*А*z =

160,4168 Вт;

43. Потужність, необхідна на подолання тертя в ріжучому механізмі:

N₂ =(*n/60)*P*b*z*(r_max - r_min)*f*

82,07037 Вт;

44. Потужність, необхідна на подолання тертя шнеку об продукт

і на пересування продукта від завантажувального пристрою до

ріжучого інструменту:

N₃ = (*n²/90)*P₀*m*((r_зовн³ - r_внутр³)*f₁+0,24*t_ср*(r_зовн² - r_внутр²)) =844,4832 Вт;

45. Визначення загального ККД передачі:

______

0,882;

46. Потужність електродвигуна:

N = (N₁ + N₂ + N₃) / =

1232,393Вт.

1. Вихідні дані для розрахунку:

- потрібна потужність електродвигуна, N_п =1232,393Вт

- потужність підібраного електродвигуна N =1500 Вт;

- число обертів вала електродвигуна n₁ =750 об/хв;

- число обертів шнека і ножів n_ро =206,2584об/хв.

2. Кутова швидкість приводного шківа:

₁ = * n₁ / 30 =

78,51/с;

3. Передаточне відношення:

i = n₁ / n_ро =

3,6362;

4. Кутова швидкість ведомого шківа:

__/ i =

21,5884/с;

5. Обертаючий момент на привідному валу:

M₁ = N / _

19,108 Вт/1/с;

6. Обертаючий момент на ведомому валі:

M₁ = M₂ * i * 

65,37517 Вт/1/с;

__^

0,940896;

де:

_ ККД клинопасової передачі; _0,96;

_механічний ККД;_ 0,99;

По значенню М₁ з літератури [4,с.501,табл.131] вибираємо

перетин паску

0;

Мінімальний діаметр привідного шківа на основі літератури [1]

з урахуванням перетину паску можна прийняти D = 71мм. Для

збільшення довговічності приймаємо наступний в ряду діаметр,

тобто

D₁ = 71мм;

7. Діаметр ведомого шківа:

D₂ = D₁ * i * ( 1 -  ) =

254,2987;

де:  - відносне ковзання,

 =0,015;

З ряду шківів [4,с.495,тбл.122] приймаємо найближчий, тобто:

D₂ =

224мм;

8. Уточнюємо передаточне відношення:

i = D₂ / ( D₁ * ( 1 -  )) =

3,203;

9. Перераховуємо число обертів ведомого валу:

n₂ = n₁ / i =

234,16 об/хв;

Розходження з розрахованим числом обертів:

 = ( n_ро - n₂ ) / n_ро =

-0,1353, що допустимо;

Таким чином, приймаються діаметри шкивів:

D₁ =

71мм

i

D₂ =224 мм;

10. Мінімальна міжвісьова відстань:

a_min = 0,55 * ( D₁ + D₂ ) + h =

175,75мм;

де: h - висота паску В, h =0, h =13,5 мм;

11. Максимальна міжвісьова відстань:

a_max = 2 * ( D₁ + D₂ ) =

590мм;

12. Рекомендована міжвісьова відстань:

а = ( а + а ) / 2 =

382,875мм;

13. Довжина паску:

L_р = 2a + /2*(D₁ + D₂) + (D₁ - D₂)² / (4a) =1244,2мм;

За літературою [4,с.494,табл.120] приймаємо найближчу

стандартну довжину паска:

L_р =

900мм;

14. Міжвісьова відстань при остаточно прийнятій довжині паску:

a = 0,25*(__^_^ мм

де:

_ L_p- 0,5**(D₁ + D₂) =436,9мм

_ D₂ - D₁)² =5852,25мм²;

15. Кут обхвату ведомого шківа (повинен бути не менше 120^о):

= 180 - ( D₂ - D₁ ) * 60 / a =164,2 ^о>120^о

16. Швидкість паску:

v = 0,5 * _ * D₁ =

2,78675 м/с;

17. Потужність, що передається одним паском при:

D₁ =

71 мм,

швидкості паску v =2,78675м/с

перетин паску 0 за

рекомендаціями

[4,с.498,табл,127]:

N₀ =1700Вт.

18. Коефіцієнт, що враховує кут обхвату [4,с.500,табл.128]:

k₁ =0,95;

19. Коефіцієнт, що враховує характер навантаження і режим роботи [4,с.500,табл.129]:

k₂ =0,92.

20. Кількість пасків перетином В:

z = N_п / ( N₀ * k₁ * k₂ ) =0,8 шт;

Приймаємо

1 пасок перетином 0.

.