Материал: Разработка конструкции волчка производительностью 1000 кг/ч

Разработка конструкции волчка производительностью 1000 кг/ч

Содержание

Введение

1. Состояние вопроса

2. Описание конструкции и работы спроектированного волчка W - 114

2.1 Назначение

2.2 Описание конструкции и работы спроектированного волчка

2.3 Описание работы

3. Расчеты

3.1 Технологический расчет

3.2 Кинематический расчет

3.3 Расчет клиноременной передачи

4. Техника безопасности

5. Охрана окружающей среды

Список использованной литературы

Введение

В нашей стране промышленностью выпускается большое количество машин для измельчения мяса. Измельчение мяса и мясопродуктов является одним из основных важных технологических процессов, широко применяемых в технологии производства колбасных изделий, мясных полуфабрикатов, консервов и другой продукции.

Под измельчением понимают процесс разделения материала на части под действием механических сил. По существу, измельчение является процессом образования новой поверхности, осуществляемым режущим инструментом с целью придания материалу заданно формы, размеров и качества поверхности. Измельчение осуществляют различными способами: резанием, распиливанием, раздавливанием, раскалыванием, разламыванием, истиранием, ударом или их комбинацией. Из известных способов для измельчения мяса и мясопродуктов наиболее широко используется резание и распиливание.

Приоритет в изучении процесса резания мяса и мясопродуктов принадлежит А.И. Пелееву. Им впервые предложены классификация мясорезательных машин, типизация режущих инструментов и эмпирические формулы определения усилий резания. Дальнейшее свое развитие теория резания получила в работах ученых Ивашова В.И., Клименко М.Н., Бакунца Г.В., Юркова С.Г. и др.

Конструкция рабочих органов машин для мелкого измельчения мясопродуктов путем резания зависит от требуемой степени измельчения, рода и структуры измельчаемой продукции, мощности потока и пр.

Механизм измельчения волчка бывает коническим, цилиндрическим и плоским. Последний получил наибольшее распространение. Это вызвано не только удобством и быстротой обслуживания, но и возможностью выполнения на нем ступенчатого измельчения, а также простотой изготовления и надежностью работы. Он представляет собой последовательное чередование неподвижных решеток и вращающихся ножей.

Наиболее распространенным является механизм измельчения, стоящий из приемной, промежуточной и выходной решеток, двусторонних и односторонних многозубах ножей. Особенность конструкции инструмента типа решеток - это форма и размеры отверстий, представляющих собой кольцевые режущие кромки. Диаметр отверстий определяет скорость истечения сырья и степень его измельчения. Форма отверстий бывает круглой, квадратной, овальной, фасолевидной, со скосами и без них и т.д. Ножи для волчков применяют в основном трех - и четырехзубые, сплошные и составные, с односторонней и двусторонней заточкой, с прямолинейной

и криволинейной режущими кромками. Для жиловки мяса при измельчении используют жиловочные ножи перед выходной решеткой волчка. Они имеют разнесенные по зубьям специальные канавки, по которым при измельчении удаляются из зоны резания пленки и сухожилия. Известны также и другие конструкции жиловочных ножей.

Процесс истечения сырья через отверстия решетки волчка рассматривается в теории резания как процесс измельчения пуансоном, где режущим органом является сама неподвижная решетка, а режущими гранями - ее отверстия с углом заточки равным 90⁰. А процесс отрезания сырья на выходе из отверстий решетки вращающимся ножом, представляющим крестообразную форму с прямолинейными гранями, рассматривается как процесс резания лезвием.

Согласно теории резания, резание материалов, обладающих упругопластическими свойствами, к таковым относится и мяса, лезвием ножа представляет следующие. В начале движения ножа относительно материала, происходит его постепенное вклинивание в материал без нарушения целостности и одновременно сжатие в зоне непосредственного контакта, подвергая последний деформации. Это происходит до тех пор пока материал не проявит полностью своих упруго-деформационных свойств не достигнув максимальных значений. И далее, в момент достижения в зоне контакта удельного давления больше значения предела прочности материала происходит его разрушения (резания) по линии наибольших напряжений, возникающих между лезвием ножа и материалом.

Для резания таких материалов характерно наличие двух зон - зоны деформировании и зоны резания. При этом, процесс резания сопровождается одновременно преодолением упругопластических свойств материала, трением между контактирующими поверхностями режущего инструмента и материала, повышением температуры в зоне контакта и другими явлениями.

На процесс измельчения мяса и мясных продуктов существенное влияние оказывают следующие факторы: сырье (его структура и физико-механические свойства), режущий механизм (диаметр отверстий решетки, комплектность, степень затопления и др.), конструктивные параметры (вид подачи, конструкция шнека и рабочего цилиндра и др.), кинематические параметры (частота вращения ножей, скорость подачи сырья) и условия эксплуатации.

Производительность волчка определяется пропускной способностью режущего механизма, которая в свою очередь зависит от его конструкции, комплектности, заточки и затяжки.

В настоящее время получили распространение волчки, которые наряду с измельчением выполняют и другие технологические операции - смешивание, жиловку, посол, наполнение фаршем оболочек при производстве колбасных изделий. Для их выполнения в приемном бункере волчка монтируют детали, которые одновременно перемешивают и нагнетают сырье в механизм измельчения; на горловине волчка устанавливают дополнительные насадки для наполнения колбасных оболочек.

К волчкам, применяемым в мясной промышленности, предъявляют следующие требования:

волчок измельчение мясопродукт конструкция

Они должны быть пригодны для измельчения любой продукции с разной степенью измельчения;

Резание, если этого не требуют особые условия процесса, как, например при измельчении клеежелатинового или др. сырья, не должно сопровождаться большими усилиями сжатия, которые могут привести к выделению из обрабатываемой продукции жидкой фракции;

Целью проекта является разработка конструкции волчка производительностью 1000 кг/ч.

1. Состояние вопроса

В настоящее время на мясокомбинатах используются различные модели волчков как отечественных, так и зарубежных фирм, необходимых для непрерывного измельчения бескостного мяса и мясных продуктов, а также волчки, которые наряду с измельчением выполняют и другие технологические операции - смешивание, жиловку, посол, наполнение фаршем оболочек при производстве колбасных изделий. Для их выполнения в приемном бункере волчка монтируют детали, которые одновременно перемешивают и нагнетают сырье в механизм измельчения; на горловине волчка устанавливают дополнительные насадки для наполнения колбасных оболочек. Наибольшее распространение нашли волчки отечественных марок МП-160, К6-ФВП-160, МП-2-220, К6-ФВП-120, и др., а из зарубежных: К6-ФВЗП-200 (Германия). Волчок МП-160 (рисунок 1) состоит из станины, на которой монтируют, включающий загрузочную чашу и приемный шнек; механизма подачи, состоящего из цилиндра со спиральными ребрами и рабочего шнека; измельчающего механизма, содержащего двухсторонние четырехзубчатые ножи и набор решеток диаметром 160 мм; гайки-маховика и привода с электродвигателем, цилиндрическим редуктором, клиноременной передачей и пусковой аппаратурой.

1 - рабочий шнек; 2 - гайка-маховик; 3 - измельчающий механизм; 4 - корпус шнеков; 5 - приемный шнек.

Рисунок 1 - Волчок МП-160

Сырье массой кусков до 0,5кг подается в загрузочную чашу, откуда захватывается приемным и рабочим шнеками и направляется в зону измельчения. Сырье измельчается до заданного размера благодаря установке ножей, промежуточных решеток и выходной решетке с определенным диаметром отверстий.

Затяжку деталей механизма измельчения регулируют гайкой-моховиком. Волчок приводится в действие от электродвигателя через клиноременную передачу и редуктор с двумя выходными валами. Один вал передает вращение приемному шнеку, а другой рабочему шнеку.

Недостатками волчка МП-160 заключается в следующем: сырье загружают вручную; конструкция шнека не обеспечивает равномерной подачи сырья в рабочую зону, что требует принудительного разравнивания; в случае неправильной фазировки двигателя палец шнека, посредством которого приводится во вращение ножи, вывинчивается и разрывает ножевые решетки или корпус редуктора; одинаковые скорости вращения ножей и шнека резко снижают производительность и ухудшают качество измельчения даже при незначительном затуплении режущих кромок ножей.

Техническая характеристика представлена в таблице 1.

Волчок К6-ФВП-160 (рисунок 2), имеет два исполнения: К6-ФВП-160 01 без загрузочного устройства и К-6ФВП-160-02 с загрузочным устройством для подъема и опрокидывания напольной тележки с сырьем в приемную чашу бункера волчка.

- режущий механизм; 2 - корпус цилиндра; 3 - ножевой вал; 4 - рабочий шнек; 5 - вспомогательный шнек; 6 - приемная чаша; 7 - клиноременная передача; 8 - станина; 9 - гильза.

Рисунок 2 - К6-ФВП-160

Он отличается от других с использованием в измельчающем механизме криволинейных зубьев выполненных из двух частей. Ножи попарно устанавливаются между двумя решетками. Поверхности, образующие режущие кромки на зубьях, взаимно расположены под острым углом. Частота вращения ножей значительно больше частоты вращения рабочего шнека. Это достигается тем, что вал, приводящий во вращение ножи, проходят внутри рабочего шнека и имеет самостоятельный привод. Рабочий шнек заполняется продуктом с помощью одновинтовой лопасти, диаметр витка превышает диаметр витков рабочего шнека в 1,5 раза. Рабочий шнек в месте загрузки имеет впадины для заполнения продуктом, а загрузочный бункер, под шнеком, отсекающие ребра. Это гарантирует равномерную и непрерывную подачу продукта в рабочую зону. Измельчающий механизм волчка установлен в съемной гильзе и помещен в корпус цилиндра. Часть корпуса, расположенная у загрузочного бункера, цилиндрическая и имеет на внутренней поверхности ребра количество которых, со стороны измельчающего механизма, в два раза превышает количество ребер со стороны загрузочного бункера, в результате чего исключается возврат продукта из зоны измельчения в бункер. Измельчающий механизм закрепляется и поджимается в корпусе цилиндра трубчатой насадкой, которая одновременно служит для регулирования зазора между ножами и решеткой, и для отвода измельченного продукта. Выходная решетка имеет вид тонкого перфорированного диска и поджимается жесткой подпоркой, с радиальными заостренными ребрами.

Специальная конструкция подпоры делает возможность использовать решетки до 3 мм.

Новое конструктивное решение облегчает условия измельчения сырья за счет снижения давления, необходимого для проталкивания продукта через решетку, и позволяет отказаться от традиционной гайки-маховика, требующей значительных физических усилий при установке.

Привод рабочего шнека и крестообразных ножей - от электродвигателя через соединительную упругую втулочно-пальцевую муфту, одноступенчатый редуктор и трансмиссионный вал. Шестерня редуктора закреплена на промежуточном валу, зубчатое колесо - на пустотелом трансмиссионном валу, установленном в чугунной трансмиссионной коробке. Трансмиссионный вал соединен с рабочим шнеком через его задний хвостовик. Внутри трансмиссионного вала помещен стержень механизма выталкивателя, который обеспечивает удобную разборку режущего механизма и рабочего шнека. Режущий механизм монтируют на переднем хвостовике рабочего шнека и укрепляют гайкой-маховиком.

Техническая характеристика представлена в таблице 1.

Волчок МП-2-220 (рисунок 3) состоит из рабочего цилиндра с внутренними спиральными ребрами, рабочего шнека с переменным шагом, комплекта режущего механизма, приемной чаши, механизма выталкивателя рабочего шнека, плиты, чугунной станины и привода. В комплект режущего механизма входят приемный нож - решетка, промежуточные решетки и два крестообразных двусторонних ножа.

Во время работы волчка в приемную чашу машины подается сырье. Через воронку чаши сырье поступает в рабочий цилиндр, захватывается вращающимся рабочим шнеком и подается в рабочую камеру, в которой смонтирован комплект режущего механизма. Давлением, которое развивает рабочий шнек, сырье проталкивается в зону резания и, проходя через вращающиеся решетки, измельчается. Степень измельчения мяса и мясопродуктов и производительность волчка зависят от диаметра отверстий в выходной решетке комплекта режущего механизма.

Техническая характеристика представлена в таблице 1.

- плита; 2 - электродвигатель; 3 - станина; 4 - комплект режущего механизма; 5 - гайка-маховик; 6 - рабочий цилиндр; 7 - приемная чаша; 8 - предохранитель; 9 - корпус редуктора; 10 - зубчатое колесо; 11 - механизм выталкивателя рабочего шнека; 12 - трансмиссионный вал; 13 - шестерня; 14 - упругая втулочно-пальцевая муфта.

Рисунок 3-Волчок МП-2-220

Волчок К6-ФВП-120 (рисунок 4) изготавливают в двух исполнениях: К6-ФВП-120-1 (без загрузочного устройства) и К6-ФВП-120-2 (с загрузочным устройством) Волчок установлен на станине сварной конструкции и включает механизм подачи сырья, режущий механизм, привод и загрузочную чашу. В механизм подачи сырья к режущему механизму входят рабочий шнек, вспомогательный шнек подачи сырья к рабочему шнеку и рабочий цилиндр с внутренними ребрами. Режущий механизм - ножи, установленные на хвостовике рабочего шнека, ножевые решетки и прижимное устройство. Откидной стол служит для санитарной обработки режущего механизма, откидная площадка обеспечивает удобство обслуживания. Защитно-пусковая аппаратура расположена в электрошкафу, который следует устанавливать в удобном для обслуживания месте (на стене). Мясо (температура не ниже 1С) подается в загрузочную чашу волчка, откуда захватывается вспомогательным и рабочим шнеками и направляется к режущему механизму, где измельчается до заданной степени, что обеспечивается установкой ножей и соответствующих ножевых решеток. При переработке шрота порция загружаемого сырья не должна превышать 90 кг, в противном случае возможно зависание продукта в чаше.

- станина; 2 - привод; 3 - рабочий шнек; 5 - режущий механизм; 6 - прижимное устройство; 7 - цилиндр; 8 - бункер; 9 - кнопки управления; 10 - откидная площадка.

Рисунок 4 - Волчок К6-ФВП-120

Технологическая характеристика представлена в таблице 1

Волчок К6-ФВЗП-200 (рисунок 5), который состоит из питателя, режущего механизма, привода и станины.