Контрольные вопросы и задания

1 Классификация мельничного оборудования.2. Классификация оборудования подготовительного отделения мельницы.3. Принцип работы мельничного (ситового) сепаратора.

4. Принцип работы воздушно – ситового сепаратора. 5. Принцип работы цилиндрического триера.6. Принцип работы дискового триера. 7. Принцип работы камнеотделительной машины.8. Принцип работы обоечной машины.9. Принцип работы щеточной машины.

10 Принцип работы увлажнительного аппарата.

1.3 Испытания овощерезательных машин для нарезки сырых овощей

Цель работы. Изучить конструкцию и принцип действия ма­шин для нарезки сырых овощей, ознакомиться с формами нарез­ки овощей на различных типах машин, определить способы реза­ния (рубящее, скользящее) овощей в зависимости от формы и рас­положения рабочих инструментов, освоить приемы удержания продукта при его нарезке, научиться составлять кинематические и принципиальные схемы, провести измерения отдельных конст­руктивных и кинематических параметров и экспериментально оп­ределить основные эксплуатационные показатели, а также пока­зателей качества овощерезательных машин.

Основные сведения. Основной показатель, пределяющий рабо­ту овощерезательных машин, — качество нарезанного продукта.

Качество нарезанного продукта (%) можно оценить по числу неполноценных частиц (крошек, деформированных ломтиков, брусочков):

(1.3.1)

где т — масса загружаемой порции продукта, кг; т₁ — масса неполноценных час­тиц при соответствующей форме нарезки, кг.

Неполноценными считают ломтики или брусочки, имеющие неправильную форму, причем предельные отклонения частиц продукта, нарезанного на дисковых и комбинированных овоще­резательных машинах, не должны превышать 0,3 соответствую­щего номинального размера, а доля суммарной массы крошки — 15 % при нарезке ломтиками, 30 % при нарезке брусочками раз­мерами 10x10 мм и 36% при нарезке кубиками размерами 10 х 10 х 10 мм. Глубина трещин не должна превышать 0,5 тол­щины (ГОСТ 8903-72).

Действительная производительность (кг/с) овощерезательных машин

1.3.2)

где т — масса загружаемой порции продукта, кг; Т— время нарезки порции про­дукта, с.

Теоретическая производительность (кг/с) дисковой овощерезательной машины

(1.3.3)

где р — насыпная масса продукта, кг/м³ (для картофеля 700 кг/м³, для свеклы 750 кг/м³, для моркови 780 кг/м³ ); — коэф­фициент использования рабочей площади опорного диска. Для овощерезатель­ных машин с заклинивающим устройством в виде винтовой лопасти при верти­кальном расположении опорного диска = 0,1...0,2, при горизонтальном рас­положении опорного диска = 0,2...0,3; для овощерезательных машин МРО50-200 = 0,3...0,4; v_on — средняя скорость продвижения обрабатываемого продукта через зазор между лезвиями ножей и опорным диском, м/с.

Рабочая площадь опорного диска в общем виде (м²)

, (1.3.4)

где r_max, r_min — максимальное и минимальное расстояния от центра диска до конца и начала лезвий ножей, м.

Для овощерезательных машин типа МРО50-200, МРО400-1000 (дисковое приспособление), МПР-350, «Гамма» и др. рабочая площадь опорного диска (м²)

(1.3.5)

где D₀ — диаметр загрузочного отверстия, м.

(1.3.6)

где h — толщина отрезаемых ломтиков, м; Z_p — число рабочих ножей, параллель­ных плоскости опорного диска, шт.; п — частота вращения ножей, мин^-1.

Угол заклинивания (рад)

(1.3.7)

где d — диаметр клубня картофеля, мм; h —толщина отрезанного ломтика, мм.

Полезную мощность (Вт) электродвигателя овощерезательных машин рассчитывают по формуле

(1.3.8)

где мощность электродвигателя при работе машины под нагрузкой, Вт; мощность при работе машины на холостом ходу, Вт.

Чтобы найти теоретическую мощность, необходимо рассчитать удельное сопротивление продукта резанию (Н/м)

(1.3.9)

где Q* — усилие перерезания продукта, Н; L — длина нарезаемого образца, м.

Усилие перерезания продукта (Н)

_(1.3.10)

где Р* — вес груза вместе с чашей, при котором нож врезается в образец, Н; l₁ — расстояние между осью поворота ножа и нитью, на которой подвешен груз, м; l₂ — расстояние между осью поворота ножа и серединой образца, м.

Теоретическую мощность (Вт) для дисковых овощерезательных машин, нарезающих продукт ломтиками, можно определить по формуле

(1.3.11)

где —угловая скорость вращения ножей, рад/с; Р_ин — проекция результирую­щего усилия на плоскость, параллельную опорной грани ножа режущего инстру­мента, Н; г_ср—средний радиус ножа, м;

(1.3.12)

где - соответственно максимальный и минимальный радиусы ножа, м.

Для овощерезательных машин с горизонтальным и вертикаль­ным расположением опорного диска

Р_ИН.Г= Р₁+Р₂sinα+ Р₂cosα+ Р_3Гf (1.3.13)

Р_ИН.В= Р₁+Р₂sinα+ Р₂cosα+ Р_3Вf (1.3.14)

где Р₁ — усилие перерезания волокон продукта, Н;

(1.3.15)

где — удельное сопротивление продукта резанию на единицу длины лезвия, Н/м; — коэффициент использования длины лезвия ( = 0,7...0,76); для овощереза­тельных машин типа МРО50-200 ( ) принимают равным D₀, Р₂ — усилие отгибания ломтика, Н;

(1.3.16)

где α - угол заточки ножа (а = 0,26...0,45рад); G - модуль упругости продукта при сдвиге (для картофеля G = (0,7...1) 10⁶ Па, для свеклы G = (1,5...1,65) 10⁶ Па, для моркови G = (1,8...2,1) 10⁶ Па );

f — коэффициент трения продукта о рабочую и опорную грани ножей (f = 0,25);

Р_3Гf, Р_3Вf — соответственно силы прижатия продукта к опорному диску и к опорной грани параллельного ему ножа, Н.

Для овощерезательных машин с горизонтальным расположени­ем опорного диска Р_3г можно определить из выражения

(1.3.17)

где

Для овощерезательных машин с вертикальным расположением опорного диска Рз_в можно определить из выражения

(1.3.18)

где G₁ — вес порции продукта, Н; G₁ = mg, для овощерезательных машин МС10-160 G₁ = 10...15 Н; для овощерезательных машин МР050-200:

(1.3.19)

где Р_ТЛ — сила, с которой толкатель действует на продукт, Н (Р_ТЛ = 50...100 Н).

Удельный расход электроэнергии Р передаточное i отношение и механический КПД η_м машины определяют по формулам соот­ветственно (1.2.17), (1.2.19), (1.2.20).

Описание стенда. Стенд для определения эксплуатационных показателей работы овощерезательной машины представляет со­бой серийно выпускаемую овощерезательную машину, подклю­ченную к источнику электроэнергии и оснащенную контрольно-измерительными приборами (рис. 1.16, а).

Рисунок 1.16. Схема экспериментальной установки для испытаний дисковой овощерезательной машины МПР-350:

а — для определения эксплуатационных показателей работы:

1— овощерезательная машина; 2— амперметр; 3 — вольтметр; 4 — ваттметр; 5—магнитный пускатель; 6 — электродвигатель; 7— клиноременная передача;

б — для определения удельного усилия резания: I

1 — стол; 2— винт; 3— ось; 4— риска; 5— нить; 6— чашка; 7— нож; 8— продукт; 9— подставка

Машина включается в электрическую сеть с помощью магнит­ного пускателя. Для определения расхода электроэнергии исполь­зуются амперметр и вольтметр или ваттметр, включенные в элект­рическую цепь овощерезательной машины. Для определения час­тоты вращения приводного вала (при снятом опорном диске с ножами) служит тахометр.

Удельное усилие резания определяют на специальном приспо­соблении (рис. 1.16, 6).

Нож, градуированный по длине, закреплен на оси и специаль­ной подставке, имеющей прорезь. Подставка жестко закреплена на столе винтами. На конце ножа имеется риска с прикрепленной к ней нитью, к которой подвешена чашка для установки грузов.

Чтобы найти производительность машины, необходимы: ци­ферблатные весы, которые используют для отвешивания необхо­димого количества продукта, и секундомер, предназначенный для определения времени нарезки порции продукта.

Для определения конструктивных параметров используют из­мерительную линейку и штангенциркуль.

Методика проведения эксперимента. Устройство овощерезатель­ных машин изучают путем знакомства с отдельными элементами и узлами (ножами, опорными дисками, заклинивающими устрой­ствами, механизмом регулирования толщины нарезки), которые есть в лаборатории. В дисковой овощерезательной машине осмат­ривают рабочую камеру, загрузочное и разгрузочное устройства, знакомятся с их расположением и способом передачи движения опорному диску с ножами. В роторной овощерезательной машине знакомятся с формой ножей и их установкой, формой рабочей ка­меры и ее расположением, ротором с заклинивающими лопастя­ми, способом передачи ему движения. В пуансонных овощереза­тельных машинах знакомятся с формой ножей и их установкой в корпусе машины, пуансоном, механизмом передачи движения пуансону, с формой и расположением рабочей камеры, загрузочного и разгрузочного устройств.

Основные конструктивные параметры, влияющие на эксплуа­тационные характеристики и показатели качества овощерезатель­ных машин, определяют путем их измерения. К конструктивным параметрам относятся: в дисковых овощерезательных машинах — зазор между ножами и опорным диском, максимальное и мини­мальное расстояния от оси вращения опорного диска до конца и начала лезвия, расстояние между ножами гребенки, угол заклини­вания, в роторных овощерезательных машинах — высота гребен­ки, расстояние между ножами гребенки, диаметр рабочей камеры, угол наклона лопастей на роторе; в пуансонных овощерезатель­ных машинах — диаметр ножевой решетки, длина и ширина од­ной ячейки, число ячеек, длина хода пуансона.

Разобравшись в конструкции и принципе работы различных овощерезательных машин, чертят необходимые схемы. Затем при­ступают к экспериментальному определению эксплуатационных характеристик и качества нарезки продукта. Для этого подробно знакомятся со схемой установки, назначением контрольно-изме­рительных приборов и вычерчивают в тетради схему эксперимен­тального стенда. К работе приступают после разрешения препода­вателя.

Машину включают, предварительно сняв опорный диск с но­жами и загрузочное устройство. Этой операцией обеспечивается свободный доступ к приводному валу. Частоту вращения привод­ного вала измеряют тахометром. На тахометре устанавливают предполагаемый интервал частоты вращения приводного вала и присоединяют резиновый наконечник тахометра к вращающемуся приводному валу.

Рисунок 1.17. Кинематические и принципиальные схемы овощерезательных машин:

I - МОШ1-1 и МО; II - УММ-10; III -«Гамма»; IV - МС28-100 (пуансонный механизм); V — МРО400 - 1000 (роторная машина); VI— МРОВ-160;

VII-МОПН-1иМО (комбинированные машины):

1— конический мультипликатор; 2 — разгрузочное уст­ройство; 3 — рабочая камера; 4 — загрузочное отвер­стие; 5—толкатель; 6—ножи; 7—опорный диск; 8— сбрасыватель; 9—вал привода; 10— регулировочная гайка; 11— хвостовик с резьбой; 12— неподвижная но­жевая решетка; 13— пуансон; 14— шток; 15 — червяч­ная передача; 16— кривошип; 17— рамка; 18— роли­ки; 19— диск; 20— лопасти; 21 — неподвижный ноже­вой блок; 22 — электродвигатель; 23 — клиноременная передача; 24— отверстие для отходов

После этого машину останавливают. На привод­ном валу закрепляют опорный диск с ножами для нарезки продук­та ломтиками и определяют пределы регулирования толщины на­резки. Затем устанавливают заданный зазор, рабочую камеру с загрузочным устройством, включают машину на холостом ходу и измеряют с помощью контрольно-измерительных приборов мощ­ность электродвигателя. После этого машину останавливают, от­вешивают очищенную порцию продукта на циферблатных весах и делят ее на две равные части.

Для приема нарезанного продукта под разгрузочное устройство устанавливают тару. Затем включают машину и равномерно загру­жают половину отмеренной порции продукта, определяя по се­кундомеру время нарезки и мощность электродвигателя.

По окончании процесса машину останавливают, заменяют ножи и изменяют форму нарезки продукта (брусочками или со­ломкой). Затем включают машину и определяют время нарезки продукта и мощность электродвигателя под нагрузкой. После это­го оценивают качество нарезки продукта. Для этого из порции на­резанных овощей (для каждой формы нарезки) отбирают крошку, а также кусочки неправильной формы, имеющие трещины, и взвешивают их.

Для определения удельного усилия резания продукт кладут на расположенную под ножом подставку и опускают на него нож, после чего постепенно увеличивают усилие резания добавлением грузов в чашку. Как только лезвие ножа надрежет продукт, нагруз­ку снимают. Зная вес груза вместе с чашей, расстояние между осью поворота ножа и нитью и серединой образца, а также длину нарезаемого образца, определяют усилие перерезания продукта, а затем удельное сопротивление продукта резанию.

Обработка экспериментальных данных и составление отчета. Для составления отчета вычерчивают кинематические и принципиаль­ные схемы овощерезательных машин, делают расчеты по приве­денным в работе формулам и заносят результаты опытов и расче­тов в журнал наблюдений

Таблица 1.8