Тема 9. Машини для перемішування сировини

Завдання: Спроектувати ділянку кондитерського цеху і машину для збивання харчових продуктів.

Початкові дані:

Вид сировини –суміш яєчно-цукрова або вершковий крем;

Продуктивність за готовою продукцією, Q кг/г.

Таблиця 9

Варіант	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Вид продукту	суміш яєчно-цукрова						вершковий крем
Продуктивність кг/г Q	4,0	6,3	10,0	16,0	25,0	40,0	16,0	40,0	100	250

Тема 10. Машини для перемішування харчової сировини.

Завдання: Спроектувати ділянку цеху і механізм для перемішування фаршу чи салату.

Початкові дані:

Вид сировини –котлетний м^’ясний фарш або овочевий салат;

Продуктивність за готовою продукцією, Q кг/г.

Таблиця10

Варіант	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Вид продукту	фарш						салат
Продуктивність кг/г Q	125	140	160	180	200	160	180	200	224	250

2. Методичні вказівки.

2.1 Проектування машин і механізмів для очищення овочів.

При проектуванні картоплеочисних машин необхідно визначити основні розміри робочої камери і терткового диску, а також оптимальну швидкість обертання останнього, знайти споживану потужність двигуна приводу і підібрати його із серії 4А, виконати кінематичний розрахунок та розрахунок на міцність передаточного механізму (конічного мультиплікатора, циліндричного редуктора або клиноременної передачі).

2.1.1. Картоплеочисні машини з плоским тертковим диском.

При проектуванні картоплеочисної машини слід спочатку визначити основний параметр – діаметр робочої камери.

Діаметр робочої камери знаходять із виразу:

; (1)

де Q_c – продуктивність машини за сировиною, кг/г;

D – діаметр робочої камери, м;

H – висота робочої камери, м;

–насипна маса картоплі, кг/м³,

- коефіцієнт використання камери,

t₁+t₂+t₃ – час на завантаження, обробку і видалення із машини порції картоплі, відповідно, с.

При розрахунках слід прийняти H = D/2; t₁ = 5…10c; t₂ = 60…120c;

t₃ = 10…15c; = 0,6…0,7; кількість відходів при очищенні – 20-25% від маси оброблюваного продукту.

Оптимальну швидкість обертання терткового диску визначають за формулою:

n = (1,25…1,35) n_min, об/хв; (2)

де n_min –мінімально допустима кількість обертів обертання теркового диску за хвилину.

Значення n_min визначається за формулами:

(3)

де f - коефіцієнт тертя бульб об абразивну поверхню теркового диску,

f =0,7…0,9;

g – прискорення сили тяжіння, м/с²;

d – усереднений діаметр бульб, м;

k_y – коефіцієнт потужності бульб, k_y =0,25…0,4.

Електродвигун приводу підбирають виходячи зі споживаної потужності N, яка обчислюється відповідно з виразом:

кВт

де N₁ – потужність, необхідна для підкидання бульб картоплі у камері, Вт;

N₂ –потужність, необхідна для подолання сил тертя бульб об тертковий диск, Вт;

η = к.к.д. передаточних механізмів.

;

.

У процесі розрахунку на міцність визначити зусилля, що діють на вили і зубчасту пару, і розміри конічної пари.

До захисту курсового проекту представити: збірне креслення механізму (дві проекції) з розрахованими параметрами (1 аркуш формату А1); робоче креслення металічної основи теркового диску, двох конічних шестерень і робочого вали мультиплікатора (4 формату А3 на 1 аркуші формату А1).

2.1.2.Картоплеочисні машини з конічним тертковим диском (Типу МОК).

При проектуванні картоплеочисної машини слід прийняти форму робочої камери у вигляді циліндра, з^’єднаного внизу з усіченим конусом. При радіусі R циліндричної частини камери і радіуси R_k і r_k верхньої і нижньої основи конуса дорівнюють:

Н_ц=2/3 R; Н_к=1/3 R; R_k= R; r_k=2/3 R.

Діаметр циліндричної камери D=2R знаходять із виразу (1), де коефіцієнт = 0,5...0,6, для конічного диску. Решта величин приймаються за вказівками до виразу (1).

Оптимальну швидкість обертання теркового диску визначають за формулою (2).

Три значення n_min знаходять за формулами:

; де

θ – половина кута при вершині конуса диска; θ = 45…50º;

δ –кут між радіусом-вектора і дотичною до траєкторії руху, δ =50 …70º.

При визначенні n приймається велике значення n_min. Електродвигун приводу підбирають за потужністю, обчисленою згідно з вира разом:

де N₁ –потужність, необхідна для подолання сил тертя бульб об плоску частину диска , Вт;

N₂ –потужність, необхідна для подолання сил тертя бульб об конічну частину диска, ВТ;

N₃ –потужність, необхідна для підкидання бульб у камері, Вт.

;

де всі величини відзначені раніше в п 2.2.1. або в п. 2.1.2.

У процесі розрахунку на міцність^* визначити зусилля, що діють на вали, шестерні або шківи передаточного механізму і розміри зубчатої або клиноременної передачі.

До захисту проекту представити: збірне креслення машини (дві проекції); робочі креслення металічної основи терткового диска, двох шестерень або шківів та робочого вала (4 формату на1 аркуші формату А1).

2.2. Проектування машин і механізмів для подрібнення овочів.

При проектуванні овочерізальних машин необхідно визначити

основні розміри камери і робочого органу , знайти споживану потужність двигуна приводу і підібрати його із серії 4А , зробити кінематичний розрахунок на міцність елементів передаточного механізму , виконати робочі та збірні кресленики.

2.2.1. Овочерізки дискові безперервної дії (типу УММ – 10М і МС – 10 – 160 ).

При розрахунках діаметр опорного диску і камери приймають приблизно рівними подвоєній відстані від осі обертання до найбільш віддаленої точки леза ножа , який обертається , визначений із формули:

Q_c = FV γ φ3600 ,

де Q_c – продуктивність овочерізки за сировиною, кг/г;

F– площа поперечного перерізу одночасного нарізуваних частинок продукту, м ²;

V – усереднена швидкість руху інструмента відносно продукту, м /с ;

γ – насипна маса продукту, кг/м³;

φ – коефіцієнт, який характеризує частку робочого часу в процесі одного оберту диска.

Площу F обчислюють за формулою:

F = ( R − r ) hψ,

де R³ - та r – відповідно максимальна і мінімальна відстань від осі обертання до кордонів робочої ділянки леза, розташованих паралельно площині опорного диска;

h – товщина відрізуваних частинок продукту, м;

ψ – коефіцієнт використання довжини робочої ділянки лез.

Усереднену швидкість руху інструмента відносно продукту знаходять із виразу :

де n – кількість обертів опорного диска за хвилину, об/хв;

При розрахунках слід прийняти:

n – рівним кількості обертів за хвилину опорного диска машини– аналога ;

r = 0,02...0,03м ; φ = 0,12...0,18 ; ψ = 0,7...0,9.

Кількість відходів при обробці 15 – 20 %.

Електродвигун приводу слід підбирати виходячи із споживаної потужності N, яка визначається за формулою:

де N₁ – потужність , необхідна для розрізання продукту, Вт ;

N₂ – потужність, необхідна для відгинання шару нарізаного продукту, Вт ;

N₃ – потужність, необхідна для подолання сил тертя продукту по поверхні опорного диска, Вт;

η – к.к.д. передаточних механізмів.

P₁ = q (R − r) ψZp ;

де q – питомий опір різанню продукту прямим лезом, Н /м;

α – кут заточки леза ріжучих інструментів, рад.;

ƒ – коефіцієнт тертя продукту об поверхню ножів або диска;

θ – кут нахилу поверхні зажимного клина до опорної межі леза;

Zp – кількість одночасно ріжучих ножів;

Β – коефіцієнт, який враховує вплив мікрощилин під час зрушення продукту;

μ – коефіцієнт Пуансона;

E – модуль пружності Юнга;

Для овочерізок ,що проектуються слід прийняти:

α =10...15˚; θ = 25...35˚; β = 0,10...0,15; μ = 0,45...0,50.

При виконанні розрахунків на міцність^* слід визначити зусилля, що діють на вали і розміри черв’ячної передачі або однієї сходинки співосного циліндричного редуктора приводу.

До захисту представити: збірне креслення механізму спільно з приводом (дві проекції) з розрахованими параметрами (1 аркуш формату А1); робоче креслення диска ножа, зубчатого циліндричного або черв’ячного колеса та вала (4 формату А3 на одному аркуші формату А1).