Материал: Разработка конструкции волчка производительностью 1000 кг/ч

Питатель включает в себя загрузочную чашу, два питающего шнека с постоянным шагом витков, рабочий шнек с переменным шагом витков, рабочий цилиндр с прижимной гайкой. Режущий механизм состоит из крестовидных четырехлопастных ножей, решетки и запрессованной в рабочий цилиндр гильзы со спиральными ребрами. Привод включает в себя электродвигатели, редукторы и клиноременную передачу. Станина представляет собой каркас из профильного и листового металлов.

Подача сырья к рабочему шнеку осуществляется из чаши питающими шнеками в гильзу, внутри которой установлен рабочий шнек на двух опорах, подающий сырье к режущему механизму, состоящему из ножей и решеток. Регулировка прижима ножей и решеток осуществляется прижимной гайкой. Питающие шнеки обеспечивают равномерную подачу сырья к режущему механизму независимо от количества сырья в загрузочной чаше.

Достоинства конструкции - простота исполнения и оформления, удобство обслуживания и проведения профилактических ремонтов (Волчок расчленен на отдельные самостоятельные сборные узлы).

Техническая характеристика волчка представлена в таблице 1.

Совершенствование конструкции волчков направлено по пути создания новых рабочих органов измельчающего механизма и систем регулирования зажимного усилия при их сборки, измельчения, компоновки рабочих органов, механизации загрузки и выгрузки сырья, автоматизации, контроля за ходом процесса и т.д.

 

Рисунок 5 - Волчок К6-ФВЗП-200

Таблица 1 - Техническая характеристика волчков

Марка	Производитель- ность к/ч	Диаметр решеток режущего механизма, мм	Установленная Мощность, кВт	Габаритные Размеры, мм	Масса, кг
МП-160	3000	160	14	1380*600*1111	850
К6-ФВП-160	5000	160	32,2	1900*1000*1650	1200
К6-ФВП-120	2500	120	12,5	1600*880*1220	800
К6-ФВЗП-200	4500	200	18,5	1500*1200*1400	1200
МП-2-220	3500	220	15,0	1630*825*1230	1400

2. Описание конструкции и работы спроектированного волчка W - 114

2.1 Назначение

Волчок предназначен для непрерывного среднего и мелкого измельчения мяса, бескостного жалованного, парного, охлажденного и замороженного мяса, жиросодержащего, эндокринно-ферментного сырья, при производстве фаршей для колбасных и других мясных изделий.

2.2 Описание конструкции и работы спроектированного волчка

Общий вид спроектированного волчка представлен на листе ФКМ 00.00.00. ОВ, формата А1.

Волчок состоит из сварной станины 3, загрузочной горловина 1, механизма подачи измельченного сырья к режущему механизму, куда входит подающий шнек 8 и рабочий цилиндр 9, режущего механизма состоящего из решеток 11, 14, 15 и двухсторонних ножей 12, прижимной гайки 13, привода подающего шнека состоящего из электродвигателя 19, клиноременной передачи, состоящей из ведущего шкива 5 и ведомого 6.

Внутренняя поверхность рабочего цилиндра имеет винтовые канавки, которые исключают проворачивание сырья во время подачи к режущему механизму. Режущий механизм состоит из приемной решетки, крестообразных ножей, промежуточной решетки, и выходной решетки. Загрузочная горловина установлена на корпусе питающего шнека.

2.3 Описание работы

Перед началом работы проверяют санитарное состояние, заточку ножей, производят сборку режущего механизма, в зависимости от требуемой степени измельчения; визуально определяют наличие заземление волчка и исправность волчка на холостом ходу.

Сырье, предварительно нарезанное на куски массой 0,5 - 1,0кг, загружают в загрузочную горловину. Производят включение волчка-жиловщика нажатием кнопки "Пуск" на пульте управления. Вращение от электродвигателя через клиноременную передачу передается на подающий шнек и ножи режущего механизма. Подача сырья к подающему шнеку осуществляется из загрузочной горловины в рабочий цилиндр, где оно захватывается витками подающего шнека, перемещаясь вдоль рабочего цилиндра к режущему механизму

В процессе непрерывного нагнетания сырья подающего шнека и дополнительно за счет переменного шага его витков, в зоне режущего механизма создается избыточное давление в результате которого куски мяса вдавливаются в отверстие первой неподвижной приемной решетки и на выходе отрезаются вращающимися двухсторонним ножом. Далее предварительно измельченное сырье ко второй промежуточной решетке, где подвергается одновременно резанию ножами, установленными с одной и с другой стороны. Окончательно измельченное сырье происходит на выходе из отверстий выходной решетки.

Измельченное сырье, выходя из отверстий выходной решетки, в виде бесконечных жгутов, собирается в емкость или напольную тележку, установленную по режущим механизмом волчка.

Во время работы, периодически, по мере расходования сырья производят загрузку нового в загрузочную горловину волчка.

По окончании процесса измельчения сырья, осуществляют остановку волчка, нажатием кнопки "Стоп". После производят его разборку и санитарную обработку.

Техническая характеристика

Производительность, кг/ч 1000

Электродвигатель: 4А 132 М8 У3

тип

мощность, кВт 5.5

частота вращения вала, об/мин. 720

3. Расчеты

3.1 Технологический расчет

3.1.1 Определяем мощность электродвигателя Nэл., кВт для привода режущего механизма по формуле:

N=,

где g - удельный расход энергии на измельчение сырья, Дж/кг;

М - производительность волчка, кг/ч;

η - к. п. д. привода волчка;

ηа - коэффициент запаса мощности, принимаем ηа= 1,2

Принимаем для решетки с d=3мм из источника (4) g=1,4*10⁴ Дж/кг;

Определяем η из источника (4) по формуле

η= η_{кл. п}* = 0,97*0,99² = 0,9.

Принимаем, ηа= 1,2

N= кВт

.1.2 Выбор электродвигателя, согласно рассчитанной мощности N=5.2 КВт, принимаем по справочнику (7) электродвигатель марки 4А132М8У3, мощностью 5.5 кВт и частотой вращения вала n=720 об/мин

3.2 Кинематический расчет

3.2.1 Кинематическая схема представлена на рисунке №1

1-загрузочная горловина; 2 - режущий механизм; 3 - подающий шнек; 4 - подшипники; 5-клиноременная передача; 8 - электродвигатель.

Рисунок 6 - Кинематическая схема

,

где n_дв - частота вращения вала электродвигателя;

n_в - частота вращения рабочего вала, об/мин.

Тогда

=

.2.3 Общее передаточное число привода с учетом передач равно ,

где  - передаточное число клиноременной передачи.

Тогда

.

Определяем мощность на валах следующим образом:

 кВт,

 кВт,

Найдем угловые скорости на каждом валу

 с^-1, с^-1.

Крутящие моменты на каждом валу привода определяют следующих образом

 Н·м,

 Н·м.

3.3 Расчет клиноременной передачи

.3.1 Исходные данные для расчета: Мощность на ведомом валу:

N_тр=5.5 кВт, общее передаточное число привода:

n_ас=720 об/мин, =7.6

.3.2 По номограмме из источника [4] в зависимости от частоты вращения меньшего шкива n₁=720 об/мин и передаваемой мощности N=N_тр=5.5 кВт принимаем клиновой ремень сечением Б.

.3.3 Диаметр меньшего шкива d₁, мм рассчитывают по формуле

.

Согласно источнику [4] с учетом того, что диаметр шкива для ремней сечения Б не должен быть менее 140 мм, тогда принимаем d₁=140 мм.

.3.4 Находим диаметр большего шкива d₂, мм

 мм

.3.5 Уточняем передаточное отношение  по формуле

При этом угловая скорость вала ω_в, рад/с будет равна

.

Расхождение с тем, что было получено по первоначальному расчету,  %, что менее допускаемого на ±3%.

Следовательно, принимаем диаметры шкивов d₁=140 мм и d₂=496.5 мм.

.3.6 Межосевое расстояние a_р следует принять в интервале

 мм,

мм,

где T₀ =10,5мм (высота сечения ремня из источника [4]).

Принимаем предварительно близкое значение a_р=710 мм.

.3.7 Расчетную длину ремня L, мм находим по формуле

.

Тогда

.

Ближайшее значение L=2500 мм [4].

.3.8 Уточненное значение межосевого расстояния a_р, мм c учетом длины ремня определяем по формуле

,

где  мм;

.

.

При монтаже передачи необходимо обеспечить возможность улучшения межосевого расстояния на  мм для облегчения надевания ремней на шкив и возможность увеличения его на  мм для увеличения натяжения ремней.

.3.9 Угол обхвата меньшего шкива α₁ находят по формуле

.

.3.10 Коэффициент, учитывающий условия эксплуатации передачи: для привода к скребковому конвейеру при односменной работе C_р=1 [4].

.3.11 Коэффициент, учитывающий влияние длины ремня: для ремня сечения В при длине 2500мм коэффициент С_L=1.03 [4].

.3.12 Коэффициент, учитывающий влияние угла обхвата: при α₁=153˚ коэффициент С_α=0,93 [4].

.3.13 Коэффициент, учитывающий число ремней в передаче: предполагая, что число ремней в передаче будет от 2 до 3, примем коэффициент С_z=0,95 [4].

.3.14 Число ремней в передаче z_р находим по формуле

,

где

N_{к. р. -} мощность, передаваемая одним клиновым ремнем, кВт;

для ремня сечения В при длине L=3750 мм, работе на шкиве d₁=224 мм и =1,6, мощность N_{к. р.} =8,4 кВт (то, что в нашем случае ремень имеет другую длину L=1800 мм, учитывается коэффициентом С_L);

.

Принимаем z_р=3.

.3.15 Натяжение ветви клинового ремня F₀, Н рассчитываем по формуле

,

где скорость  м/с;

θ - коэффициент, учитывающий влияние центробежных сил; для ремня сечения Б коэффициент  Н·с²/м².

Тогда

.

.3.16 Давление на валы F_в, Н находят по формуле

.

.3.17 Ширина шкивов В_ш, мм рассчитывается по формуле

где

 и  выбирают, ссылаясь на источник [4].

мм.

.3.18 Геометрический расчет шкивов.

Ведущий шкив рассчитывается по формуле

Dвыст. = dp + 2ho =130 + 2 * 42 = 214 мм

Dвп. = dp - 2h = 130 - 2 * 1.6 = 126.8 мм

Lст. = lвала - 2 = 80 - 2 = 78 мм, где

где

dp, h, ho - канавки шкивов клиноременной передачи для типового ремня сечением Б, выбираем из источника [4].

Диаметр вала ведомого шкива рассчитываем по формуле:

D2вала = Т1 = 253.6 * 10 = 63 мм,

Где Т1 - крутящий момент на валу ведомого шкива.

4. Техника безопасности

К работе на волчке допускаются лица прошедшие необходимый инструктаж по технике безопасности, хорошо знакомые с данным видом оборудования, соблюдающие правила пуска, эксплуатации и остановки машин.

При работе на волчке необходимо соблюдать следующие правила:

волчок должен быть обязательно заземлен;

работу осуществлять при достаточном освещении;

КАТЕГОРИЧЕСКИ ЗАПРЕЩАЕТСЯ: включать волчок без наличия ограждения на элементах привода;

не допускать попадания посторонних предметов в загрузочную горловину;

санитарную работу волчка-жиловщика производить только при отключенном питании.

во время работы волчка-жиловщика руками удерживать, вытаскивать сырье;

работать со снятым предохранительным кольцом;

оставлять работающий волчок без присмотра;

подача сырья, при наличии постоянного шума, появлении запаха гари, прекращении подачи электроэнергии, внезапно возникающего при работе оборудования.

При возникших неисправностях во время работы волчка-жиловщика, его необходимо отключить нажатием кнопки "Стоп". Устранение неисправностей должен проводить специалист-электрик.

5. Охрана окружающей среды

Основными источниками загрязнения волчка после работы, попадающих в сточные воды, являются остатки: мышечной, соединительной и жировой тканей.

Для предотвращения загрязнений сточных вод, а следовательно, устранение вышеуказанных загрязнений, в цехах, где установлены волчки, предусматривается их очистка, для которых используются канализационные решетки: горизонтальные, песколовки, жироловки, которые устанавливают

Решетки задерживают наиболее крупные частицы, попадающие в канализацию. Далее в песколовках вода очищается от более мелких частичек. Перед попаданием в городские сети канализации происходит очистка сточных вод в общезаводских очистных сооружениях от жира и других взвешенных частиц.

Список использованной литературы

1.      Дунаев П.Ф. Конструирование узлов и деталей машин: Учеб. Пособие для машиностроительных спец. Вузов-М.: Высшая школа, 1985-416 с.

2.      Ильиных В.В., Кудряшов Л.С. Технологическое оборудование предприятий мясной промышленности: Лабораторный практикум;

.        Кемеровский технологический институт пищевой промышленности. - Кемерово, 1998-152 с.

.        Новое в конструировании волчков: Обзор. Информ. / В. И Иванов, TJ3 Чижикова, С.Г. Юрков и др. - М.: АгроНИИТЭИММП, 1988. - 48 с.

.        Курсовое проектирование деталей машин: Учеб. Пособие для учащихся машиностроительных спец. Техникумов/ С. А Чернавский., К. Н Боков и др. - М.: Машиностроение, 1988. - 416 с.

.        Пелеев А.И. Технологическое оборудование предприятий мясной промышленности. - М.: Пищепромиздат, 1963. - 688 с.

.        Приводы машин: Справочник. / Под ред. В.В. Долгий строение, 1984. - 392с.

.        Технология мяса и мясопродуктов. / Л. Т Алехина, А. С Большаков и др.; Под ред. И.А. Рогова - М.: Агропромиздат, 1988. - 576 с.

.        Чижикова Т.В. Машины для измельчения мяса и мясных продуктов. - М.: Легка и пищевая промышленность, 1982. - 302 с.