122519 (Насос-дозатор типа НРДМ), страница 3

2.1 Назначение и область применения

Объектом курсового проекта является насос-дозатор типа НРДМ, предназначенный для подачи высокожирных сливок и бактериальной закваски при производстве сливочного масла. Насос устанавливается без фундамента и применяется на предприятиях молочной промышленности, вырабатывающих сливочное масло.

2.2 Описание конструкции и принципа действия

При производстве сливочного масла подача высокожирных сливок может осуществляться одновременно с внесением бактериальной закваски, ароматизаторов или каких-либо добавок. Для этой цели служит насос-дозатор типа НРДМ в котором совмещены ротационный насос с регулируемой бесступенчатой (с помощью вариатора) подачей и дозирующее плунжерное устройство, производительность которого также регулируется за счет числа рабочих ходов плунжера. Подача насоса может изменяться от 0,5 до 1 м3 /ч, производительность дозирующего устройства – от 0,005 до 0,05 м3 /ч. мощность электродвигателя этого насоса-дозатора о,75кВт; масса насоса – 100 кг.

Основными узлами насоса являются электродвигатель, вариатор скорости и цилиндрический редуктор .

Дозирующее устройство представляет собой плунжерный насос, размещенный на крышке корпуса редуктора . Плунжерный насос состоит из рабочего цилиндра, плунжера , всасывающего и нагнетательного патрубков с резиновыми клапанами.

Плунжер приводится в действие от общего электродвигателя через вариатор скорости и редуктор. Возвратно поступательное движение плунжеру сообщается кулачком, установленным на верхнем валу редуктора. Кулачок имеет переменный профиль, что позволяет изменять длину хода плунжера, а следовательно, и производительность дозирующего устройства при его перемещении в горизонтальной плоскости специальными направляющими и регулировочным винтом , которые размещены на крышке корпуса редуктора. При вращении регулировочного винта в одном направлении (по часовой стрелке) дозирующее устройство перемещается вправо и ход плунжера увеличивается, в результате чего увеличивается количество подаваемой бактериальной закваски, и наоборот. При перемещении дозирующего устройства в крайнее левое положение плунжер не совершает возвратно-поступательного движения и подача бактериальной закваски прекращается. Таким образом, насос-дозатор может работать и как обыкновенный насос (например, при выпуске сладкосливочного масла).

2.3 Техническая характеристика

таблица 1

Техническая характеристика насоса-дозатора типа НРДМ

3 Энергетические расчеты

Примем исходные данные для расчета привода насоса-дозатора: мощность, необходимая для работы Nв=0,75 кВт; частота вращения ротора (выходная) nв = 4,33 об/с.

Выбор электродвигателя.

Общее КПД привода определим по формуле:

η = η1 * η2 2, (1)

где η1 – КПД цилиндрической передачи;

η2 – коэффициент, учитывающий потери пары подшипников качения.

Η = 0,96*0,992 =0,94

Требуемая мощность электродвигателя:

Pтр= Nв /η = 0,75/0,94 = 0,8 кВт (2)

Подбираем по требуемой мощности по ГОСТ 19532-74 трехфазный асинхронный короткозамкнутый двигатель 4А80А6УЗ с параметрами: диаметр выходного конца вала d = 22 мм, габаритная высота двигателя h = 218 мм, габаритная ширина двигателя b= 186 мм, габаритная длина двигателя (с валом) l1 = 300 мм, высота расположения вала от сборных лап h1 = 80 мм, масса m = 17,4 кг, частота вращения n дв = 980 об/мин.

3.1 Кинематические расчеты

Подсчитываем общее передаточное отношение:

u= nдв / nв =980/260=4 (3)

Следовательно, если в приводе насоса-дозатора установить электродвигатель 4А80А6УЗ, то общее передаточное число будет u = 4.

Намечаем ориентируясь (2) частное передаточное число для цилиндрической передачи uцил= 6

Частота вращения валов редуктора и машины:

nд = nдв = 980 об/мин, (4)

n = nд / u = 980/4 = 245 об/мин (5)

Вращающий момент на валу электродвигателя:

М д = (30* Pтр )/(3,14* nд) = (30*800)/(3,14*980) = 7,8 Н*м, (6)

М 1 = М д * uцил= 7,8*6 = 46,8 Н*м. (7)

3.2 Расчеты деталей на прочность

Для соединения электродвигателя с ведущим валом заменяем вариатор на втулочно-пальцевую муфту (УВПМ). Момент передаваемый муфтой составляет М 1 =46,8 Н*м.

Определим расчетный момент с учетом коэффициента режима работы Кр=1,5 по формуле:

М р =М 1 * Кр=1,5*46,8=70,2 Н*м.

Выбираем муфту по ГОСТ 21424-75, для которой допускаемый расчетный момент (М р=60,3 Н*м ) с размерами D = 100мм, L = 104мм, lв =50мм.

Произведем проверку резиновых втулок на смятие поверхностей их соприкосновения с пальцами при допускаемом напряжении смятия резины (δсм) = 2 МПа по формуле:

δсм = ( М р *2)/( D*dп* lв*z),

где D – диаметр по осям втулок,м;

dп – диаметр пальца (dп = 0,1 D), м;

lв – диаметр втулки,м;

z – количество пальцев.

Δсм = (70,2*2)/(0,071*0,0071*0,05*4) = 1392580,837 Па.

Условие δсм <(δсм) выполнено.

4 Эксплутация и ремонт

4.1 Эксплуатация

Эффективность работы ротационных насосов (производительность, напор, к.п.д. и другие параметры) зависит от точности их изготовления и сборки.

После установки насоса необходимо убедится в правильном подсоединении электродвигателя. Для этого включают кратковременно (толчком) электродвигатель и проверяют, совпадает ли вращение его с направлением, указанным стрелкой на корпусе насоса. При неправильном вращении следует переменить местами две из подсоединенных фаз на коробке электродвигателя, приняв при этом необходимые меры предосторожности.

Подшипники электродвигателя смазываются один раз в 4-6 месяцев.

Во время работы наблюдают за температурой электродвигателя, она не должна превышать 60-70 С. нагрев электродвигателя выше этой температуры свидетельствует о неисправности насоса или электродвигателя.

Разбирать, промывать и собирать насос рекомендуется раз в смену или после длительной остановки (более 4 часов).

Перед пуском в эксплуатацию необходимо проверить надежность заземления насоса.

При работе насоса следят, чтобы не было подсоса воздуха.

4.2 Ремонт

В ротационных насосах быстроизнашивающимися деталями являются бронзовые втулки, прокладки, набивка сальника, корпус и крышка насоса, шейка вала. Кроме того, происходит износ полуды и резьбы шпилек.

Для проведения ремонта производят полную (ремонтную) разборку насоса. После разборки все детали моют, осматривают и замерами определяют величину износа. Детали с износом больше предельного восстанавливают или заменяют новыми. Бронзовые поверхности, соприкасающиеся с продуктом, повторно лудят пищевым оловом. Набивку сальника пропитывают пищевым жиром или топленым маслом.

Насос собирают в порядке, обратном разборке. При этом учитываются посадки деталей. Перед сборкой контрольный штифт и шпильки смазывают машинным маслом.

4.3 Безопасность экологическая и при чрезвычайной ситуации

При обеспечении безопасности жизнедеятельности человека важное значение имеют: профилактика, прогнозирование и ликвидация последствий чрезвычайных ситуаций (ЧС).

Чрезвычайная ситуация - состояние, при котором в результате возникновения источника ЧС на объекте, определенной территории или акватории нарушаются нормальные условия жизни и деятельности людей, возникает угроза их жизни и здоровью, наносится ущерб имуществу населения, народному хозяйству и окружающей природной среде.

Под источником ЧС понимают опасное природное явление, опасное техногенное происшествие (аварию) или широко распространенную инфекционную болезнь людей, сельскохозяйственных животных и растений. Источником чрезвычайной ситуации может быть и применение современных средств поражения при ведении военных действий (ГОСТ Р 22.0.02-94). Техногенные аварии связаны с неконтролируемым, самопроизвольным выходом в окружающее пространство вещества или энергии. К ним относятся:

- промышленные взрывы (химические, физические, взрыв внутри объекта);

- пожары на промышленных объектах;

- аварии с выбросом вредных веществ.

К оружию массового поражения (ОМП) относят: ядерное, химическое и биологическое оружие. Массовым поражением может обладать оружие, создающееся на новых принципах воздействия - звуковое, лучевое, радиологическое.

Под устойчивостью любой системы понимается возможность хранения его работоспособности при нештатном (чрезвычайном) внешнем воздействии. Согласно этому определению под устойчивостью работы производства понимается способность объекта выпускать установленные виды продукции в объемах и номенклатурах, предусмотренных соответствующими планами, в условиях чрезвычайных ситуаций, а также приспособленность этого объекта к восстановлению в случае повреждения.

Анализ устойчивости работы объекта проводится по следующему плану:

- последствия аварий отдельных систем производства;

- распространение ударной волны по территории предприятия (взрыв сосудов, коммуникаций, взрывоопасных веществ):

- распространение огня при различных видах пожаров;

- надежность установок и промышленных комплексов,

- рассеивание веществ, высвобождающих при чрезвычайных ситуациях;

-возможность вторичного образования токсичных, пожаро-взрывоопасных смесей.

Одним из основных способов защиты населения в ЧС мирного и военного времени являются защитные сооружения ГО: убежища, укрытия и простейшие укрытия (щели).

Загородной зоной называется территория, расположенная между внешней границей зоны возможных нарушений и административной границей области (края, республики).

Общие требования экологичности к производственному оборудованию и процессам установлены СН 1042-73, а также стандартами системы стандартов “Охрана природы”. Последние регламентируют принципы охраны и рационального использования природных ресурсов, в частности воды, воздуха, почв, земель, полезных ископаемых, а также показатели качества природных сред, параметры загрязняющих выбросов и сбросов, показатели использования природных ресурсов.

Основными нормативными показателями экологичности производственного оборудования и технологических процессов, а также предприятий и транспортных средств являются предельно допустимые выбросы (ПДВ) в атмосферу, предельно допустимые сбросы (ПДС) в гидросферу и предельно допустимые энергетические воздействия (ПДЭВ).

Предельно-допустимый выброс в атмосферу - норматив, устанавливаемый из условий, чтобы содержание загрязняющих веществ в приземном слое воздуха из источника или их совокупности не превышало нормативов качества воздуха для населенных мест.

В соответствии с санитарными правилами и нормами охраны поверхностных вод от загрязнений, для сбросов сточных вод в черте города или населенного пункта концентрация загрязняющих веществ должна быть не больше предельно допустимой концентрации.

К нормативным показателям экологичности технических систем относятся также предельно-допустимые энергетические воздействия (ПДЭВ) шума, вибрации, обеспечивающие предельно-допустимые уровни (ПДУ) в зонах, примыкающих к предприятиям и, в частности, жилой застройке. Нормативные ПДЭВ являются основой для проведения экологической экспертизы источника. Реализация нормативных показателей источника достигается за счет его совершенствования на этапах проектирования, постановки на производство и эксплуатации.

Производственные сточные воды мясоперерабатывающих предприятий характеризуются большим содержанием взвешенных веществ, из которых до 90% органических, с большой концентрацией растворенных веществ, главным образом поваренной соли, значительным содержанием азота и жиров, высокой температурой (до 25...28°С) и слабощелочной реакцией.

Сточные воды мясных производств подразделяются на: производственные зажиренные (цех убоя скота, субпродуктовые и варочные отделения, колбасные и консервные цехи и т.д.), производственные незажиренные (прочие цехи), условно чистые (холодильно-компрессорные установки, котельная, конденсаторы и т.п.), бытовые (души, столовые и прачечные). Количество сточных вод каждого вида зависит от технологических процессов и изменяется в значительных пределах: производственные зажиренные - 40...45% от общего количества, производственные незажиренные - 20...25%, условно чистые 12...20%, бытовые -9... 12%.

Мероприятия по сокращению загрязненности и уменьшению количества сточных вод, отводимых с предприятия, можно подразделить на две основные группы: технические и технологические

Технические мероприятия предусматривают очистку сточных вод перед сбросом их в водоем, а также применение систем оборотного и повторного водоснабжения перерабатывающих предприятий. К технологическим мерам можно отнести мероприятия по сокращению расхода свежей воды на технологические нужды, организацию бессточных производств.

Методы очистки сточных вод подразделяют на механические химико-механические и биологические. При механической очистке из сточных вод удаляют тем или иным способом нерастворимые вещества. Для механической очистки вод применяют решетки, песколовки, жироловки, отстойники и дезинфекторы.

Отстойники предназначены для улавливания органической взвеси из сточных вод. Отстойники бывают вертикальные и горизонтальные

При химико-механической очистке к сточным водам добавляют коагулянты, которые способствуют выпадению в осадок мелких взвесей в отстойниках.

Биологическая очистка является второй и окончательной ступенью очистки сточных вод. При биологической очистке органические вещества сточных вод окисляются микроорганизмами. В результате органические вещества переходят в минеральные. Это происходит на полях орошения, полях фильтрации и биологических прудах.

Для удаления из воды растворенных органических веществ более часто применяют биохимическое их окисление в природных искусственно созданных условиях.

Цель экологической экспертизы новой продукции - предупреждение возможного превышения допустимого уровня вредного воздействия на окружающую среду в процессе ее эксплуатации, использования, переработки или уничтожения. Главная задача экологической экспертизы — определение полноты и достаточности мер по обеспечению требуемого уровня экологической безопасности новой продукции при ее разработке, в том числе:

- определение соответствия проектных решений создания новой продукции современным природоохранным требованиям;

- оценка полноты и эффективности мероприятий по предупреждению возможных аварийных ситуаций, связанных с производством и потреблением (использованием) новой продукции, и ликвидации их возможных последствий;

- оценка выбора средств и методов контроля воздействия продукции на состояние окружающей среды и использование природных ресурсов;

- оценка способов и средств утилизации или ликвидации продукции после отработки ресурса;

- определение полноты достоверности и научной обоснованности проведенной оценки воздействия на окружающую среду.

Важнейшим мероприятием по обеспечению экологичности оборудования и технологических процессов при эксплуатации является составление экологического паспорта предприятия согласно требованиям ГОСТа 17.0.004-90.

5. Охрана труда

Охрана труда – это система законодательных актов и норм, направленных на обеспечение безопасности труда, и соответствующие им социально-экономические, организационные, технические и санитарно-гигиенические мероприятия.

Правила и нормы по охране труда направлены на защиту организма человека от физических травм, вредного воздействия технических средств, используемых в процессе труда.

Инструкции по технике безопасности, разработанная по каждому виду работ, для каждой профессии с учетом специфики рабочего места, оборудования, производственных операций на конкретном предприятии утверждается администрацией предприятия. Эти инструкции выдаются каждому рабочему и вывешиваются у рабочего места.

Требования к производственному оборудованию, его размещению и организации рабочих мест:

Требования безопасности к производственному оборудованию, используемому при переработке молока,его размещению и рациональной организации рабочих мест должны учитыватся на всех стадиях разработки конструкторских и технологических документов, утверждаемых в установленном порядке.

Машины, механизмы и другое производственное оборудование, транспортные средства, технологические процессы, материалы и химические вещества, средства индивидуальной и коллективной защиты работников, в том числе иностранного производства, должны соответствовать требованиям охраны труда, установленным в РФ, и иметь сертификаты соответствия.

Оборудование должно соответствовать требованиям охраны труда на протяжении всего срока эксплуатации и использоваться в соответствии с требованиями технической документации, утвержденной в установленном порядке.

Производственное оборудование должно быть безопасно при монтаже, эксплуатации и ремонте как отдельно, так и в составе комплексов и технологических схем, а также при транспортировании и хранении. Оно должно быть пожаровзрывобезопасным.

Все виды производственного оборудования должны охранять окружающую среду (воздух, почву, водоемы) от загрязнения выбросами вредных веществ выше установленных норм.

Непременным условием является обеспечение надежности, а также исключение опасности при эксплуатации в пределах, установленных технической документацией. Нарушение надежности может возникнуть в результате воздействия влажности, солнечной радиации, механических колебаний, перепадов давлений и температур, агрессивных веществ.

Материалы, применяемые в конструкции производственного оборудования, не должны быть опасными и вредными. Не допускается использование веществ и материалов, не прошедших проверки на пожаробезопасность.

Составные части оборудования должны исключать возможность их случайного повреждения, вызывающего опасность.

Конструкция оборудования должна обеспечивать исключение или снижение до регламентированных уровней шума, ультразвука, вибрации, а также вредных излучений.

Список литературы

Красов Б. В. Эксплуатация, ремонт и наладка технологического оборудования молочной промышленности. – М.: Легкая и пищевая пром-сть, 1981. – с. 328.

Попов И. И., Юнусов Г. С. Детали машин основы конструирования: Учебное пособие / Мар. Гос. Ун-т. – Йошкар –Ола, 2004. – 195 с.

Чернавский С. А., Ицкович Г.М., Боков К. Н. Курсовое проектирование деталей машин: Учебное пособие для техникумов. – М.: Машиностроение, 1979. – 351 с., ил.

Курсовое и дипломное проектирование технологического оборудования пищевых производств / О. Г. Лунин, В. Н. Вельтищев, Ю. М. Березовский и др. – М.: Агропромиздат,1990. – 269 с.: ил. – (Учебники и учебные пособия для студентов высш. учеб. заведений).

Оборудование предприятий молочной промышленности / Золотин Ю. П., Френклах М. Б., Лашутина Н. Г. – М.: Агропромиздат, 1985. – 270 с.

Курочкин А. А., Зимняков В. М., Ляшенко В. В. Технологическое оборудование для переработки продукции животноводства: Учебное пособие. Пенза: Пензенская ГСХА, 1997 – 227 с.

Притыко В. П., Лунгрен В. Г. машины и аппараты молочной промышленности. – 2-е изд., перер. и доп. – М.: Пищ. Пром-ть. 1979. – с. 320.

Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://ref.com.ua