Расчет дисковой машины

Производительность машины

П = , кг/с (1.9)

где m - масса единовременно загружаемой порции продукта, кг.

t_з - продолжительность загрузки продукта, с,

зависит от организации производственного процесса. В среднем t_з  30с.

t_о - продолжительность обработки продукта, с.

Средняя продолжительность обработки корнеплодов может быть принята t₀ = (1,0…1,5) мин.

t_в - продолжительность выгрузки продукта, с, t_в » 15с.

 - насыпная масса корнеплодов, кг/м³

 - коэффициент заполнения полезного объема рабочей камеры y = (0,6…0,65).

V – полезный объем рабочей камеры, м³.

V = ,

здесь D – внутренний диаметр рабочей камеры, м.

Н – полезная высота рабочей камеры, м.

Н  R tg ,

где R – внутренний радиус рабочей камеры,

 - угол, который должен быть на 10…12 больше угла естественного откоса  обрабатываемого продукта, т.е.

 =  + (10…12)

При этом  = (42…43) – для моркови;

g = (40°…42°) – для свеклы;

g = (36°…40°) – для картофеля.

Чтобы обеспечить перемещение корнеплодов от центра диска к его периферии, необходимо определить минимальную частоту вращения рабочего диска

n_min = 30 , (об/мин) (1.10)

где f – коэффициент трения корнеплодов об абразивную поверхность очистительного диска и рабочей камеры. f = (0,8…1,3).

r – радиус диска, м.

r  D – (20…30 мм)

Для обеспечения непрерывного перемещения продукта из нижних слоев в верхние, высота подбрасывания корнеплодов h должна быть больше их поперечного размера .

Рис. 1.3 Схема расположения продукта на дне вращающегося диска.

Частота вращения диска, обеспечивающая нормальную работу машины

n  60 об/мин (1.11)

тогда высота, на которую должен быть подброшен корнеплод

h  , м (1.12)

где - поперечный размер корнеплода, м;

 - угол подъема волны на диске, град. (см. рис.1.3)

 = (20…30), так как целесообразно, чтобы корнеплод поднимался на максимальную высоту при небольших ударах о стенку камеры.

 - угловая скорость диска, рад/с.

 =

Мощность, необходимая для привода машины

N = , Вт (1.13)

где N₁ – мощность, затрачиваемая на преодоление сил трения клубней друг о друга, о диск и о стенки камеры, Вт.

N₁ = mg  f r_тр k_тр (1.14)

здесь n – частота вращения очистительного диска, об/мин.

f – коэффициент трения клубней об абразивную поверхность очистительного диска и стенку камеры.

r_тр – радиус приложения суммарной силы трения, м. r_тр = (0,3…0,4)D;

k_тр – коэффициент, учитывающий, что подброшенные клубни не создают силы трения. k_тр =(0,8…0,9).

N₂ – мощность, затрачиваемая на подбрасывание клубней волнами диска, Вт.

N₂ = m g S   z  c, (1.15)

здесь m – масса порции продукта, кг;

g - ускорение свободного падения, м/с²;

n – частота вращения диска, об/мин;

z – количество волн на диске, шт;

с – коэффициент проскальзывания клубня относительно диска (с=0,4…0,7).

S – высота волны, м.

S  r tg ,

где r – радиус диска, м;

 - угол подъема волны на диске, град.

_м – КПД передаточных устройств, (КПД открытой цилиндрической передачи: _ц = 0,98).

Мощность электродвигателя для привода машины

N_д = K , кВт (1.16)

где К – коэффициент запаса мощности (К = 1,1…1,5)

Удельный расход энергии и передаточное отношение определяется соответственно по формулам 1.7 и 1.8

Задание

1. Ознакомиться с конструкциями машин для очистки корнеплодов.

2. Согласно варианту определить:

- производительность машин;

- мощность электродвигателя;

- удельный расход энергии.

3. Подобрать электродвигатель и определить общее передаточное отношение.

Исходные данные для расчета машин для очистки картофеля и корнеплодов.

Исходные данные

Таблица 1.1

№ вар- та	Тип машины	D, м	tз , с	t0 , с	tв , с	Обрабатываемый продукт	, кг/м3		, мм	f		C	z, шт
1	Конусная МОК-125	0,3	15	60	5	Картофель	650	0,6		1.3
2	Дисковая М-5	0,25	10	70	5	Свекла	600		60	1.2	30	0,4	3
3	Конусная МОК-250	0,35	15	80	10	Морковь	550	0,61		1.1
4	Дисковая М-10	0,36	20	75	15	Картофель	680		40	1.0	29	0,45	4
5	Конусная МОК-300	0,4	25	65	20	Свекла	640	0,62		0.9
6	Дисковая М-15	0,36	20	75	15	Морковь	650		25	0.8	28	0,5	6
7	Конусная МОК-400	0,45	30	85	20	Картофель	700	0,63		1.3
8	Дисковая СМ-25	0,46	35	70	25	Свекла	680		70	1.2	27	0,55	3
9	Конусная МОК-125	0,3	10	60	6	Морковь	600	0,64		1.1
10	Дисковая ЕР-5	0,4	25	80	20	Картофель	710		45	1.0	25	0,6	4
11	Конусная МОК-250	0,35	15	70	15	Свекла	720	0,65		0.9
12	Дисковая ЕР-10	0,5	40	90	20	Морковь	580		35	0.8	24	0,65	6
13	Конусная МОК-300	0,4	30	75	15	Картофель	720	0,64		1.3
14	Дисковая ЕР-15	0,55	45	90	25	Свекла	760		90	1.2	23	0,7	3
15	Конусная МОК-400	0,45	25	85	15	Морковь	620	0,62		1.1
16	Дисковая ЕР-25	0,58	50	100	20	Картофель	730		50	1.0	22	0,6	4
17	Конусная МОК-125	0,3	15	50	10	Свекла	750	0,65		0.9
18	Дисковая С25 / 56П	0,46	35	60	25	Морковь	630		30	0.8	21	0,5	6
19	Конусная МОК-1200	0,70	60	90	30	Картофель	740	0,6		1.0
20	Дисковая С25 / 56ВП	0,46	35	70	20	Свекла	780		80	1.2	20	0,4	3

Примечание: Величины, не указанные в таблице, принять в соответствии с рекомендациями.

Практическая работа № 2

Дисковые овощерезательные машины

На предприятиях общественного питания широко применяются овощерезательные машины и механизмы, позволяющие нарезать плоды и овощи на кусочки определенных размеров.

По назначению различают овощерезки для сырых и вареных овощей.

По конструктивному исполнению овощерезки для сырых овощей подразделяют на дисковые, роторные, и пуансонные.

Дисковые овощерезки предназначены для нарезки овощей и фруктов ломтиками, брусочками, соломкой и стружкой.

Рабочая камера дисковых овощерезок выполнена в виде неподвижного, открытого с обоих торцов, низкого пустотелого цилиндра (1), расположенного вертикально или горизонтально (рис.2.1).

На одном конце камеры находится загрузочной устройство (2) в виде кругового клина («улитки»), который направляет продукт в камеру. На другом торце имеется разгрузочное устройство в виде лотка (3), через который удаляется обработанный продукт.

Рабочим инструментом дисковых овощерезок является опорный диск (4) с комплектом ножей, имеющих лезвия прямолинейной или криволинейной формы. В опорном диске под каждым ножом находится окно, через которое проходят в разгрузочный лоток отрезаемые этим ножом частицы продукта.

Для нарезки продукта ломтиками применяют ножи с одним лезвием, установленным параллельно плоскости опорного диска в радиальном направлении или под острым углом к радиусу. Для нарезки продукта брусочками или соломкой применяют ножи в виде гребенки, имеющей одно лезвие параллельно опорному диску и несколько лезвий перпендикулярно ему, расстояние между которыми определяется шириной брусочков (соломки) (рис.2.2).

Рис. 2.1 Схемы дисковых овощерезок:

а — с горизонтальным диском; б—с вертикальным диском;

1 — цилиндр; 2 — загрузочное устройство; 3 — лоток; 4 — опорный диск; 5 — приводной вал; 6 — станина

Рис. 2.2 Рабочие органы дисковых овощерезок;

а — для нарезки продуктов брусочками;

б — для нарезки продуктов ломтиками

Для нарезки продукта стружкой используется терочный диск, имеющий по всей плоскости круглые отверстия. Кромки отверстий с одной стороны отогнуты вверх и заточены в направлении вращения диска. Они представляют собой лезвия полукруглой формы.

Опорный диск с ножами крепится на приводном валу (5), который приводится во вращение приводным устройством.

Процесс нарезки овощей осуществляется следующим образом. Овощи из загрузочного устройства поступают на вращающийся опорный диск и движутся вместе с ним до тех пор пока не будут остановлены стенкой камеры, имеющей Форму кругового клина («улитки») либо цилиндра. К опорному диску овощи прижимаются за счет заклинивания их между наклонной поверхностью камеры и опорным диском или вручную с помощью толкателя. Заклинивание продукта обеспечивает его неподвижность в процессе резания, что является обязательным условием для выдерживания заданных форм и размеров частиц и получения высокого качества поверхности среза.

Продукт первоначально округлой формы диаметром  (рис.2.3) находится под действием силы давления ножа P_ин и сил реакций опорного диска и «улитки» в точках В и А соприкосновения с ними.

По мере отрезания от клубня ломтиков толщиной h его высота уменьшается, площадь соприкосновения с диском изменяется и оставшаяся часть клубня продвигается ножами к вершине клина «улитки», при этом если направление усилия ножа проходит между точкой А и плоскостью опорного диска, то нож стремится продвинуть клубень как можно глубже в «улитку», тем самым обеспечивая неподвижность продукта в момент резания. Процесс продолжается до тех пор пока продукт полностью не измельчится.

На предприятиях общественного питания дисковые овощерезки применяются как с индивидуальным электроприводом, так и в качестве сменных механизмов универсальных кухонных машин.

Рис. 2.3 Схема заклинивания продукта в процессе резания