66354 (685070), страница 8

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 8)

Загружается фарш в корыто загрузочным устройством, выгружается месильными шнеками через люки, которые открывают вручную, вращая маховик по ходу часовой стрелки. Пульт управления представляет собой кнопочный пост и расположен на тумбе. Шкаф электрооборудования прямоугольной формы, закреплен на стене отдельно от машины в удобном для эксплуатации месте. Станина и тумба фаршемешалки закрыты металлическими облицовочными листами.

При выгрузке в передвижные тележки или бункер корыто опрокидывают, причем уровень разгрузки должен быть расположен на высоте 0.8-0.9 м. Конструкция опрокидывающего механизма выбрана таким образом, чтобы при повороте корыта не нарушалось сцепление в передачах. Наиболее рационально для механизированной выгрузки опрокидывание вокруг оси, когда условие загрузки и выгрузки одинаковы.

Технические характеристики

Производительность, кг/час 2500-3200

Геометрическая вместимость корыта, м³ 0.335

Коэффициент загрузки 0.6-0.8

Длительность цикла, мин 3.5-8

Частота вращения месильных шнеков:

- левого, с 0.76

- правого, с 0.76

Установленная мощность, кВт 7.0

Габаритные размеры, мм 2900-965-1385

(с механизмом загрузки)

Масса, кг 1035

(с механизмом загрузки)

2.5.1 Расчет шнека фаршемешалки Л5-ФМУ-335

Исходные данные:

• производительность шнекового устройства П=0,861 кг/сек;

• максимальное давление р_max=0,15 Мн/м²;

• коэффициент внутреннего трения продукта f=0,3;

• плотность продукта =900 кг/м³.

Наружный диаметр шнека D принимаем равным 0,34 м, шаг Н=0,8 D=0,80,34=0,27 м.

Диаметр d вала шнека должен быть больше предельно допускаемого диаметра dпр определяемого из условия (рис. 12):

Рис. 12. К выбору диаметра вала шнека

dпр = H/tg (1)

Примем диаметр вала шнека равным 0,16 м (а=2,12).

Угол подъема винтовых линий на внешней стороне шнека и у вала по зависимости (2):

Углы подъема винтовых линий равны:

_D = arctgH/D; _d = arctgH/d

Среднее значение угла подъема винтовых линий витка шнека по равенству:

_ср = 0,5 (_D + а_d ).

_ср=0,5(1419’+2825’)=4244’0,5=2122’

Вспомогательные величины:

cos²2122’=0,9321²=0,8689; tg 2122’=0,3882; sin22122’=0.6748.

Коэффициент отставания частиц материала в осевом направлении по уравнению без учета сил трения:

k₀ = (H-h1)/H = sin² = (D-s1)/D = k_в

c учетом сил трения:

k_0.T = (H-h)/H = sin² +0.5fsin2= (D-s)/D = k_в.T

Если формуемый или прессуемый материал является пластично-вязким и обладает адгезией, то в качестве коэффициента трения берется коэффициент внутреннего трения, определяемым из условия связи частиц между собой при сдвиге слоев материал.

Таким образом, движение частиц продукта в шнековом устройстве можно учитывать коэффициентом перемещения.

k = 1 – k_0.T = cos² - 0,5f sin 2.

k₀=1-(0,8689-0,50,30,6748)=0,2332

Изгибающий момент в витке шнека по внутреннему контуру, т.е. у вала по выражению (6):

Mи=PmaxD²/32·(1.9-0.7a^-4-1.2a^-2-5.2lna)/(1.3+0.7a^-2);

где а == D/d — отношение диаметров, которое практически лежит в пределах от 1,8 до 3. Наибольшее напряжение (оно же и эквивалентно):

= 6Mн/тб²;

Витки шнека будут изготовляться из стали 10, для которой допустимое напряжение при изгибе можно принять равным допускаемому напряжению при растяжении, т.е. 130010⁵ Н/м².

Тогда толщина витка шнека из формулы :

=6Mн/тб²;

.

Принимаем

Площадь внутренней цилиндрической поверхности корпуса устройства на длине одного шага по выражению (8):

Fв = D(H-);

F_B=3,140,34(0,27-0,006)=0,2818 м.²

Развертки винтовых линий по зависимостям (9):

l = ;

L = ;

Площадь поверхности витка шнека на длине одного шага по условию:

Fш = 1/4(DL-dl+H²ln(D+2L)/(d+2l));

где L и l - развертки винтовых линий, соответствующие диаметрам шнека и вала.

что удовлетворяет условиям работы шнека.

Крутящий момент при трех рабочих витках шнека по выражению: Mкр =

0,131n p_max(D³-d³)tgср;

осевое усилие

S = 0/392n(D²-d²) p_max

где n - число рабочих шагов шнека.

М_кр=0,1313,1510⁶(0,34³-0,16³)0,3882=806 Нм,

S=0,3923(0,34²-0,16²)0,1510⁶=6210 Н.

Зная крутящий момент на валу шнека и осевое усилие, находим соответствующие им нормальное и касательное напряжения:

где F- площадь поперечного сечения вала шнека в м²; W_p – полярный момент сопротивления поперечного сечения вала шнека в м³.

Эквивалентное напряжение по теории наибольших касательных напряжений определяют по формуле:

и находится в пределах допускаемого напряжения для материала вала шнека (сталь Ст5).

Принимая коэффициент заполнения равным единице, получим:

Теперь определяем размеры заготовки витков и их число.

Пусть длина шнека равна 30,27=0,81 м.

Ширина витков по зависимости

b=0,5(D-d)

b=0,5(0,34—0,16)=0,09 м.

Угол выреза в кольце-заготовке по выражению:

₀ = 2 - (L - l)/b;

(16)

Длину шнека определим по формуле:

L' = H'/sinD; l' = H′ sind ;(17)

Из формулы (18) определим другие параметры: D₀= L' /; d₀=l'/;

В технологические расчеты мешалок входит определение емкости дежи и резервуара, а также мощности двигателя к мешалкам.

Емкость дежи или резервуара мешалки, если она и используется как резервная или аккумулирующая емкость, определяется по формуле

V=M^-1(19),

где М - производительность смесителя или мешалки, м³/сек; - длительность цикла вымески или смешивания, с; - коэффициент заполнения объема дежи продукцией.

V=0,000962100,6^-1=0,335 [м³].

Мощность двигателя к мешалки для перемешивания тестообразных и сыпучих тел (в частности фаршей)

;(20)

где z - количество лопастей данного типа; Р – сопротивление, испытываемое одной лопастью, Н; - скорость движения соответствующей лопасти, м/с.

Для перемешивания тестообразных и сыпучих тел сопротивление одной лопасти

P=QF, [H](21),

где Q – соответствующее удельное сопротивление, Н/м²; F- лобовая поверхность лопасти.

По данным Лапшина (для фарша):

Q=Q₀+a Н/м² (22),

где Q₀ – условное начальное сопротивление, Н/м²; а – постоянный параметр, зависящий от вида фарша.

Для фарша вареных колбас а=40005000, Q₀=40008000 H/м²

=R=0,17124=4,1 м/с

F=

Q=15000+100004,1=56000 H/м²

Р=560000,09=5040 Н

N=

Расчёт рабочих параметров шнека фаршемешалки. Известны производительность шнекового устройства П = 0,85 кг/с, коэффициент внутреннего трения продукта f = 0,3, плотность продукта = 1041 кг/м³.

Наружный диаметр шнека D принимаем равным 140 мм, а шаг

Н = 0,8140 = 112 мм.

Предельный диаметр вала шнека

d_пр = ( Н/) tg = ( 0,112/3,14)0,3 = 0,0107 м = 10,7 мм.

Примем диаметр вала шнека равным 60 мм (а = 2,3).

Угол подъема винтовых линий на внешней стороне шнека и у вала по зависимостям

_D = arctg [H/(D)]; _d = arctg [H/(d)];

_D = arctg [0,112/(3,140,14) ] = 14 ;

_d = arctg [0,112/(3,140,060)] = 31 .

Среднее значение угла подъема винтовых линий витка шнека по равенству

_ср = 0,5( _D + _d ) = 0,5 (14 + 31 ) = 22,5 .

Вспомогательные величины равны

cos² 22,5 = 0,854; tg 22,5 = 0,414; sin 222,5 = 0,707.

Коэффициент отставания частиц материала в осевом направлении по уравнению

k₀ = 1 – (cos² _ср – 0,5f sin 2_ср) = 1 – (0,854 – 0,50,30,707) = 0,252.

Изгибающий момент в витке шнека по внутреннему контуру, т.е. у вала по выражению

Нм/м.

Витки шнека будут изготовлены из стали 10, для которой допускаемое напряжение при изгибе можно принять равным допускаемому напряжению при растяжении, т.е. 12510⁶ Па. Тогда толщина витка шнека из формулы

_и = 6М/²

Принимаем = 4 мм.

Площадь внутренней цилиндрической поверхности корпуса устройства на длине одного шага

F_в = D( H ) = 3,14 0,14 (0,112 – 0,004) = 0,0475 м².

Длины разверток винтовых линий

l =

L =

l = = 0,219 м;

L = = 0,454 м.

Площадь поверхности витка шнека на длине одного шага

F_ш =

F_ш = = 0,0133

м², что удовлетворяет условиям работы, т.к. F_ш F_в.

Крутящий момент при двух рабочих витках шнека

М_кр = 0,131 n p_max (D³ – d³) tg _ср

М_кр = 0,13120,210⁶ (0,14³ – 0,06³) 0,414 = 54,84 Нм.

Осевое усилие

S = 0,392 n (D² – d²) p_max

S = 0,3922 (0,14² – 0,06²) 0,210⁶ = 2509 Н.

Нормальное и касательное напряжения вала

_сж = S/F ; = М_кр / W_р,

где F – площадь поперечного сечения вала шнека, м²; W_р – полярный момент сопротивления поперечного сечения вала шнека (W_р ,2 d³).

_сж = 2509353,857 = 887827 Па = 0,9 МПа.

= 54,8423148 = 1 269 444 = 1,3 МПа.

Эквивалентное напряжение

и находится в приделах допускаемого напряжения для материала вала шнека (сталь Ст 5).

Принимая коэффициент заполнения равным единице, из уравнения получим угловую скорость шнека

П = 0,125(D² – d²) (Н ) (1 К₀) ,

где толщина витка шнека в осевом направлении по наружному диаметру, м; плотность материала, кг/м³; коэффициент заполнения межвиткового пространства; угловая скорость вращения шнека, рад/с.

0,85 = 0,125 (0,14² – 0,06²) (0,112 – 0,004) (1 0,252) 1041;

= 5,06 с^-1 (48 об/мин).

Теперь определим размеры заготовок витков и их число. Пусть длина шнека равна 6112 = 672 мм.

Ширина витков

b = 0,5 (D – d) = 0,04 м = 40 мм.

Угол выреза в кольце – заготовке

₀ = 2 –( L – l) / b = 23,14 – (0,454 – 0,219) / 0,04 = 0,405 рад = 23.

Диаметры колец определяем по формулам

мм

При изготовлении кольца – заготовки без углового выреза, оно расположится на длине шнека, определяемой по условию

.

Характеристики

Список файлов ВКР