4. Конструкция котлетного автомата АК-2М-40 и принцип его работы.
 |
Рис.1. Общий вид котлетного автомата АК2М-40
Основными узлами (сборочными единицами) автомата являются: чугунный литой корпус, загрузочный цилиндр из нержавеющей стали, силуминовый винт с косо поставленными лопастями, литой чугунный вращающийся стол с пятью круглыми формовочными отверстиями (гнездами), чугунные поршни, установленные внутри гнезд, регулятор дозы с указательным диском, ножевой диск со скребком и механизм передаточных шестерён (приводной механизм).
Привод автомата осуществляется от электродвигателя через клиноременную передачу, далее через червячную передачу, далее через систему цилиндрических передач на три вертикальных валика (рисунок).
Первый из этих валиков сообщает вращение (nл. п. = 38 об/мин) лопастному питателю - винту с косо поставленными лопастями, осуществляющему, во - первых, перемешивание фарша в загрузочном бункере и, во-вторых, перемещение его (т. е. фарша) в загрузочное окно, расположенное на днище бункера.
Второй валик сообщает вращение (n ф. с.= 13,3 об/мин) столу автомата, имеющему пять отверстий (гнезд). В момент, когда очередное отверстие стола находится под днищем бункера, поршень опускается в крайне нижнее положение. Через окно в днище бункера фарш под действием винта заполняет это отверстие в столе.
При дальнейшем вращении стола, шарик поршня, катясь по поднимающейся замкнутой направляющей, поднимает его (т. е. поршень) вместе с отформованной котлетой. Котлета поднимается (выталкивается) до уровня плоскости стола.
Третий вертикальный валик вращает ножевой (сбрасывающий) диск (nд=69 об/мин). Низ котлеты при подходе к диску находиться на уровне стола. Поэтому при дальнейшем вращении стола, котлеты срезаются диском и попадают на его поверхность. Зазор между нижней поверхностью диска и поверхностью стола должен быть 0,2 мм. С диска посредством центробежной силы котлеты отбрасываются на подставленный лист, который придерживает рабочий.
Величина осевого хода поршней регулируется регулятором, снабженным шкалой с делениями. Для изменения массы котлеты необходимо вращать диск регулятора. При этом Г - образный двуплечий рычаг поднимает валик стола от которого в свою очередь посредством специальной шайбы поднимаются юбки поршней, в результате чего изменяется ход поршней.
5. Методика выполнения лабораторной работы.
Последовательность пунктов выполнения работы: 1,2,3,4,5,6,7, далее 8-ой пункт выполняется по вариантам, которые указаны в таблице.
Варианты | ||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
8 а | 8 б | 8 в | 8 в | 8 г |
Далее выполняются пункты: 9, 10, 11, 12, 13, 14.
1. Разобрать котлетный автомат и ознакомиться со всеми его механизмами и передачами.
2. Составить кинематическую схему, сосчитать числа зубьев всех шестерен, червячного колеса, число заходов червяка и проставить на кинематической схеме. По полученным данным определить передаточные отношения всех передач и числа оборотов всех валиков.
3. Определить скорости (т. е. частоты вращения) всех рабочих органов.
4. Определить штучную производительность (Мшт) автомата.
Для всех без исключения машин, рабочий орган которых совершает непрерывное вращательное движение, и которые выдают или обрабатывают т. н. штучную продукцию, производительность определяется по универсальной формуле:
Мшт = х·у·nф. с., шт/мин; | Мшт. ч = 60· х·y·nф. с, шт/час, (1) |
где: х - число отверстий (гнезд) в одном ряду стола, (в данной машине 5 шт);
у - число рядов в дозирующем устройстве, т. е. столе (1 ряд);
nф. с. - число оборотов стола в минуту (13,1-13,3 об/мин).
5. Определить объемную производительность (МО, м3/мин) автомата.
а) для этого вначале определяется объем котлеты:
V = m1/r1, м3,
где: m1 - масса котлеты (100 г = 0,1 кг);
r1 - плотность говяжьего фарша ( кг/м3).
б) далее определяем силу тяжести котлеты, (Gт, н), (она необходима для дальнейших расчетов):
Gт = m×g, Н,
где: g = 9,81 м/с2. - ускорение свободного падения.
в) далее находим ход поршня (h, м), из следующих соображений: известно, что объем котлеты как цилиндрического тела можно определить:
V = h·p·d2/4 = 0,785·d2·h, м3,
отсюда, решая уравнение (4) относительно хода поршня, находим
h = V/0,785·d2, м
где: d - диаметр отверстия формовочного стола, м (определяется непосредственно измерением на автомате).
г) далее находим объемную производительность:
Мо = V·Мшт, м3/мин; | Мо. ч = V·Мшт. ч, м3/час (6) |
6. Определить по формулам пункта 5 объемную производительность машины и ход поршня, если:
- масса котлеты из свиного фарша m2 = 75 г = 0,075 кг,
- плотность свиного фарша r2 = кг/м3, причем, чем качественнее мясо, тем меньше плотность фарша, поскольку это связано с содержанием жировой прослойки в мясе.
7. Определить объемную максимальную производительность мешалки цилиндрического бункера (Мо. м).
Она определяется как производительность механизма с косо поставленными лопастями:
Мо. м.= 60×b× z ×w×j×(r12 - r22)·(sin a - m×cos a)×sin a× cos a/2, м3/мин
где: b - ширина лопасти, м;
z - число лопастей, шт;
w - угловая скорость лопасти питателя, рад/с, (w = p·nл. п./30);
j - коэффициент заполнения фаршем сечения бункера питателя (0,8);
r1, r2 - максимальный и минимальный соответственно радиусы лопасти, м;
a - угол наклона лопасти, град, (a = 300);
m - коэффициент трения скольжения фарша по лопасти, (m = 0,12 -0,30).
sin a = 0,5; cos a = 0,866.
8. Определить скорость подъема поршня (u, м/с) формующего стола при массе котлеты:
а) 50 г. б)75 г. в) 100 г. г) 150 г.
Чтобы определить этот параметр, необходимо вначале определить:
- время, за которое поршень совершает подъем (tп. п);
- время за которое поршень опускается (tо. п);
- время одного оборота формовочного стола (tо. о).
Все эти параметры связаны между собой следующим соотношением:
tо. о = tп. п + t.о. п., с
т. е. за время одного оборота формовочного стола происходит подъем и опускание одного конкретно взятого поршня. Исходя из этого, время (tо. о) одного оборота стола можно определить из следующих рассуждений:
- если за 1 минуту (т. е.60 с) происходит (nф. с.) оборотов стола,
- то за tо. о (т. е. за х, секунд) происходит (1)один оборот стола, следовательно:
tо. о·n = 60·1, отсюда: | tо. о = 60/nф. с. , с (9) |
Время, за которое поршень совершает подъем (tп. п), определяется так:
- если, за время одного оборота стола (tо. о), он поворачивается на угол (3600), то за время подъема поршня (tп. п), стол поворачивается на угол (j), следовательно, по правилу пропорции:
tп. п·3600= tо. о·j , отсюда, tп. п = tо. о.·j/ 3600 ,
отсюда, tп. п = 60·j/ nф. с.·3600 , c
где: j - угол поворота стола за время (tп. п) подъема поршня, град (определяется измерением непосредственно на машине);
nф. с.- число оборотов стола в минуту.
Теперь, скорость подъема поршня определяется:
u = h/tп. п, м/с
9. Определить мощность (Nф. с.), потребную на вращение формовочного стола.
Она определяется по широко известной формуле, которая используется для всех машин, рабочий орган которых совершает вращательное движение:
Nф.с. = Mкр · w·ha/1000·h = m·g·R·f·w·ha/ 1000·h, кВт
где: Mкр = m·g·R·f - крутящий момент, н·м;
w - угловая скорость формовочного стола, рад/с;
ha - к. п.д. запаса мощности на случай пуска под нагрузкой (1,2-1,5);
h - к. п.д. приводного механизма;
m - масса формовочного стола, кг;
g - ускорение свободного падения, (9,81 м /с2);
R - радиус опорного подшипника формовочного стола, м, (определяется измерением на машине);
f - коэффициент трения качения (скольжения) в подшипнике (зависит от состояния подшипника и условий его смазки, обычно, 0,05 - 0,1).
10. Определить мощность (Nл. п.), потребную на привод лопастного питателя.
Ее можно определить по двум альтернативным формулам.
Во-первых, она может быть определена как мощность механизма с косо поставленными лопастями:
Nл. п. = (k·g·r·L + g·r·Ho + P)· Mo·hа/ 60·1000·h, кВт
где: k - коэффициент сопротивления (является функцией состояния перемешиваемой массы, трения, липкости, адгезии и других параметров, обычно,;
r - плотность фарша, кг/м3;
L - длина желоба (бункера) м;
Но - высота подъема массы, м (в данном случае равна h - ходу поршня);
P - противодавление, н/м2; (0,001 МПа);
Мо - объемная производительность лопастного питателя, м3/ мин;
hа - коэффициент запаса мощности, (1,2- 1,5);
h - к. п.д. передачи: зубчатых передач - 0,75...0,98;
червячных передач - 0,6…0,8;
кулачкового механизма - 0,7...0,95;
подшипника скольжения - 0,97...0,98;
подшипника качения - 0,99...0,995.
Во-вторых, мощность двигателя к мешалкам для жидких, сыпучих, тестообразных и других тел можно определить по универсальной формуле справедливой для любых мешалок:
N = P·u/1000, кВт
где: Р - сила сопротивления, оказываемая средой движущейся лопасти, Н;
u - скорость движения лопасти, м/с.
Несмотря на кажущуюся простоту формулы, расчеты по ней весьма затруднительны, ввиду сложности в определении Р. Профессор Пелеев предлагает формулы для весьма точного расчета Р, однако для практических расчетов они мало применимы ввиду их сложности и громоздкости.
Поэтому при перемешивании фаршей более предпочтительны эмпирические формулы профессора Лапшина, который установил что при скорости движения лопасти u в пределах от 0,3 до 1,5 м/с:
Р = s·F = (sо + а·u)·F, Н
где: s - суммарное напряжение сопротивления, Н/м2;
F - площадь лопасти, м2;
sо - начальное напряжение сопротивления, Н/м2:
- для фаршей вареных колбас sо = Н/м2
- для фаршей полукопченых колбас sо = Н/м2;
а - постоянный параметр (коэффициент):
- для фаршей вареных колбас а = ;
- для фаршей полукопченых колбас а = 7800;
u - скорость вращения лопасти, м/с.
11. Определить силу инерции котлеты (центробежную силу, под влиянием которой котлета слетает с поверхности дискового ножа).
Она определяется как обычная центробежная сила произведением массы котлеты (m) на ускорение центробежного поля (а = w2·R):
Ри = m·a = m·w2·R, Н
где: w - угловая скорость третьего валика автомата (ножевого валика), рад/с;
R - расстояние от центра тяжести котлеты до оси вращения дискового ножа, м.
12. Определить условия сброса котлеты с поверхности дискового ножа.
Это условие возникает в том случае, если центробежная сила превысит силу трения котлеты о поверхность дискового ножа, т. е. Ри. > Fтр.
Сила трения определяется как произведение силы тяжести (Gт = m×g) котлеты на коэффициент трения фарша о сталь (f = 0,8) т. е.
Fтр.= Gтр.·f = m×g ·f, Н
13. Определить коэффициент запаса производительности мешалки питателя.
Он определяется как отношение объемной производительности лопастного питателя к объемной производительности формующего стола:
b = Мл. п./Мф. с.
14. Оформить отчет по лабораторной работе.
6. Контрольные вопросы
1. Как классифицируются машины для формования котлет?
2. Какие технологические требования на процесс формования котлет?
3. Основы конструкции автомата и принцип его работы?
4. Устройство и принцип работы регулирующих органов?
5. Выполнить основные технологические, мощностные и кинематические расчеты по самостоятельно снятым характеристикам.
ЛИТЕРАТУРА
1. , , Гладушняк оборудование консервных заводов. - М.:: Агропромиздат,1986.
2. Пелеев оборудование предприятий мясной промышленности. - М.: Пищевая промышленность, 1971 – 519 с.
3. Пелеев для массового производства котлет. М.: Пищевая промышленность, 19с.
4. , Лагоша по оборудованию предприятий мясной промышленности, т. 1, 2. - М.: 1с.
5. Горбатов для убоя скота, птицы, производства колбасных изделий и птицепродуктов. - М.: Пищевая промышленность, 1975.
6. Оборудование для убоя скота, птицы, производства колбасных изделий и птицепродуктов. Справочник под редакцией - М.: Пищевая промышленность, 1с.
7. Отраслевой каталог. Оборудование мясной и птицеперерабатывающей промышленности. - М.: ЦНИИТЭИлегпищемаш. ч.1,2,3,4. 1978 г.
8. Отраслевой каталог. Оборудование для мясной и птицеперераба-тывающей промышленности. - М.: ЦНИИТЭИлегпищемаш, ч. III, 1978.
9. Пелеев оборудование предприятий мясной промышленности.- М.: Пищевая промышленность, 197с.
10. , , – М.: Высшая школа,1980.
11. Фалеев предприятий мясной промышленности. - М.: Пищевая промышленность, 1966.-484с.
12. Фламенбаум консервирования пищевых продуктов. – М.: Легкая и пищевая промышленность, 1982.
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 |
