ТЕСТОДЕЛИТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ. Часть 2

Страницы 1 2

---

ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА ТЕСТОДЕЛИТЕЛЬНЫХ МАШИН

Влияние соотношения характерных объемов тестоделителя на степень
механической проработки теста было рассмотрено в теории
тестоделительных машин. В зависимости от кратности обжатия теста К_н в
делительных машинах оно подвергается различному механическому
воздействию, заключающемуся в механическом перемешивании и
многократном сжатии теста до определенного давления. Величина
давления существенно влияет на точность деления и качественные
показатели теста. Известно, что с увеличением рабочего давления
повышается точность работы делителя, но когда она превысит
определенное значение, то произойдет нежелательное изменение структуры
теста, ухудшение его свойств.

Б. А. Николаев обратил внимание на то, что механическая обработка
существенно влияет на упруго-вязкие свойства теста, способствует на
определенной стадии улучшению структуры пористости и даже влияет на
цвет мякиша. Усиленная механическая обработка теста способствует
повышению газообразующей и газоудерживающей способности теста, а,
следовательно, и повышению качества хлеба.

К. Н. Чижова отмечала в ряде работ, что механическое удаление
углекислоты из теста перед его разделкой способствует увеличению
объема хлеба, повышению пористости и осветлению мякиша.

Для улучшения поведения теста при различных давлениях во
ВНИИХПе была создана специальная установка и проведены исследования.
Установка представляла собой цилиндр со сплошным дном, внутри цилиндра
помещали испытуемое тесто, закрывали его поршнем и сжимали с
помощью винтового пресса. Для выпуска воздуха, попавшего в цилиндр с
тестом, на боковой поверхности цилиндра были вмонтированы пробки.

Давление в цилиндре измеряли с помощью манометра, соединенного
трубкой с тестовой камерой. Трубку заполняли солидолом. Для опытов брали
тесто заводского приготовления из ржаной муки I сорта, влажность теста составляла 42%, кислотность — 3°Н, а также по рецептуре батончиков к чаю при влажности 40,4 %, кислотности 3°Н. В рецептуре последнего теста содержалось сахара 10%, сливочного масла 8 %.

Тесто подвергали сжатию в описанной установке от 0,5 до 10×10⁵Па.
Отдельно проводили десятикратное сжатие теста до 0,5×10⁵; 2×10⁵ и
5×10⁵Па. От спрессованной массы отделяли три заготовки по 440 г, которые
затем округляли, закатывали, расстаивали и выпекали в виде батона на
заводском оборудовании. Параллельно проводили контрольные опыты без
сжатия теста.

Этими опытами было установлено, что с увеличением давления на
тесто при его делении во всех случаях увеличивался объем хлеба в
среднем на 10 %, заметно улучшалась пористость.

На основании этих опытов Я. В. Тихомиров и Н. В. Тульский
пришли к выводу, что повышение давления в камерах тестоделительных
машин до (3¸10)10⁵ Па приводит к улучшению пористости хлеба и
увеличению его объема, а поскольку увеличение давления способствует
повышению точности деления, то, следовательно, в тестоделительных
машинах целесообразно повышать давление до указанных пределов.

Как показали опыты, при интенсивной механической обработке
теста перед делением шнеками, валками и другими устройствами точность
деления может быть достигнута при сравнительно низком давлении
(порядка 0,5×10⁵ Па) в результате предварительного удаления углекислоты
из теста.

Следовательно, при анализе опытов необходимо учитывать методику
проведения опытов и приемы оценки влияния давления на поведение теста
в расстойке и выпечке, а также степень его механической проработки на стадии замеса и разделки. На основании изложенного приходим к выводу,
что для обоснования рабочих параметров следует разработать методику
эксперимента и программу исследований, которая позволила бы установить
рациональные параметры рабочего процесса для различных сортов теста.
При этом наиболее важным показателем следует считать кинетику
изменения объема и конечный объем готового изделия, а также вариации
массы заготовок при допустимом колебании давления[8].

Для выявления рациональных параметров рабочего процесса
тестоделителя образцы теста заводского приготовления подвергали сжатию в
экспериментальной камере. Затем заготовки с различной степенью обжатия
округляли вручную и укладывали по четыре штуки в ряд на расстойные
доски, которые помещали в лабораторный расстойный шкаф при
температуре воздуха 34°С и относительной влажности 70 %. Через каждые
10 мин измеряли высоту и средний диаметр заготовок с помощью
штангенциркуля.

На рис. 6 приведены кривые изменения диаметра и высоты заготовок
после обжатия до различного давления.

Рис. 6. Изменение диаметра (а) и высоты (б) тестовых заготовок в процессе расстойки после сжатия до: 1 — 0,5×10⁵ Па, 2 — 10⁵ Па, 3 — 2×10⁵ Па, 4 — 5×10⁵ Па.

Для    получения    исчерпывающей    оценки   роста    заготовок
необходимо знать изменение их объема в процессе расстойки.

Объем заготовок был рассчитан с помощью уравнения:

где d — средний диаметр заготовки, определяемый как среднеарифметическое двух взаимноперпендикулярных замеров диаметра заготовки; h — высота заготовки; k — коэффициент, учитывающий отклонение фактического объема от расчетного; для теста ржаного из муки I сорта k=l,09, для муки II сорта k=l,06.

На рис. 3 приведены кривые изменения объема тестовых заготовок в
расстойке после обжатия в камере до различных давлений. Здесь
интересно отметить, что с повышением давления до 2×10⁵ Па объем
заготовок достигает максимального значения. При увеличении давления
свыше 2×10⁵Па объем уменьшается так же, как и при снижении давления.
Таким образом, было установлено, что для теста, приготовленного по
современной технологии, обжатие до 210×⁵Па оказывает положительное
влияние на расстойку, способствует укреплению его структуры и
газоудерживающей способности, о чем свидетельствует максимальный объем и диаметр заготовок в расстойке.

Рис. 7. Изменение объема заготовок в расстойке после сжатия до различного давления (обозначения те же, что и на рис. 5).

Высота заготовок была максимальной после сжатия теста до
5×10⁵Па, но при этом диаметр и объем оставались меньшими. Последнее
свидетельствует о том, что структура теста продолжала укрепляться, но
образующиеся газы не в силах были растянуть его до нужного объема. При
давлении 2×10⁵ Па высота заготовок была минимальной, а диаметр и
объем близки к максимальному. Исходя из этих опытов, область
рациональных параметров рабочего давления делителя ограничивается (1¸2)
10⁵ Па. Аналогичные результаты были получены для ржаного теста из
мука II сорта.

Проведенные исследования позволили установить факт
положительного влияния давления на укрепление структуры теста и
установить область рациональных значений давления.

Для уточнения влияния рабочего давления в мерной камере на
точность деления произведем расчет допустимых колебаний давления.
Для расчета возьмем тесто ржаное из муки I сорта.

Относительная погрешность массы заготовки при изменении
давления от p₁ до р₂ определяется по уравнению:

где p₁ и р₂ — плотность теста при давлениях p₁ и р₂.

Из уравнения определим р₂ при заданной величине погрешности:

Пусть D=1,5 %, p = 10⁵ Па. По диаграмме определим p_l = 1,174×10³
кг/м³ и произведем подстановку в уравнение найдем р₂:

по нему по кривой состояния определим р₂ =1,5×10⁵ Па. Из расчета следует,
что при рабочем давлении 10⁵ Па колебания давления в 0,5×10⁵ Па
приводят к максимальной погрешности массы заготовки, не превышающей
1,5%. а при рабочем давлении 2×10⁵Па аналогичные колебания вызовут
погрешность массы:

Из приведенных расчетов следует, что при указанных колебаниях
рабочего давления в камере тестоделителя в области от 10 до 2×10⁵Па
погрешность меньше допустимых норм в обоих случаях. Настоящие
исследования и расчеты позволили установить область рационального
давления в рабочей камере тестоделителя в пределах (1¸2)10⁵ Па.

Однако при выборе рационального значения рабочего давления
тестоделителя необходимо учитывать тот факт, что при снижении рабочего
давления от 2×10⁵ до 1×10⁵ Па достигается лучшая комбинация показателей
качества теста, снижаются мощность приводного электродвигателя и расход
энергии примерно на 30%, почти в два раза уменьшаются максимальные
нагрузки на все подвижные элементы машины, значительно повышается
долговечность и безотказность работы делителей.

РАСЧЁТ И КОНСТРУИРОВАНИЯ ОСНОВНЫХ УЗЛОВ ТЕСТОДЕЛИТЕЛЯ

3.1. Расчёт шнека тестоделительной машины

Основными достоинствами шнековых устройств являются:
компактность, незначительная стоимость, удобство расположения мест загрузки и разгрузки, простота изготовления ухода, регулировки загрузки и выгрузки.

Шнеки могут выполняться как с прерывной винтовой поверхностью
(рис. 8), так и с непрерывной.

Винтовые поверхности получаются как след от движения образующей
(прямой, кривой) вокруг и вдоль некоторой оси. Винтовая линия, описываемая какой-либо точкой образующей (производящей), называется директрисой или направляющей винтовой поверхности. Осевой размер, соответствующий подъему производящей точки за один полный оборот, называется шагом винтовой линии. Винтовая линия называется правильной, если образующая перемещалась вокруг и вдоль некоторой оси равномерно с постоянной скоростью. Если развернуть правильную винтовую линию, соответствующую наружному цилиндру диамером D шнека на длине одного шага Н, на плоскость, то получим прямоугольный треугольник ABC с основанием, равным длине развернутой окружности цилиндра pD и высотой, равной шагу винтовой линии. Этот треугольник называется шаговым. Угол l, составленный развернутыми винтовой линией и основанием цилиндра, называется углом подъема винтовой линии.

Рис. 8. Схемы шнеков с винтовой поверхностью: а — прямой; б —
косой; в, г — кривой; д — с переменным шагом; е — с переменным диаметром.

Из опыта работы многих шнековых устройств известно, что в результате движения винтовой поверхности шнека транспортируемый материал движется не параллельно его оси, а винтообразно с переменной скоростью в осевом и радиальном направлениях в зависимости от расстояния частиц материала до оси шнека, от коэффициента трения и величины противодавления.

Движение материала по винтовой поверхности шнека можно условно
представить как движение ряда не связанных между собой отдельных частиц.
При принятом допущении каждая частица материала движется по своей
винтовой линии поверхности шнека, развертка которой есть гипотенуза шагового треугольника

При отсутствии трения между развернутой винтовой линией АВ
(поверхностью шнека) и частицей М транспортируемого материала последняя движется перпендикулярно этой поверхности, все время с ней соприкасаясь под действием силы трения Гц между частицей и основной плоскостью (развертка цилиндра-корпуса). При одном обороте шнека частица материала в осевом направлении проходит путь hl = H cos² l и оказывается в точке M1.

При наличии трения между частицей и поверхностью шнека (сила трения F_ш) частица М будет перемещаться под углом трения j к нормали С1М1 винтовой линии и за один оборот шнека окажется в точке М₂, пройдя в
осевом направлении путь:

(3.1)

где f=tgj — коэффициент трения частицы материала о винтовую поверхность шнека.

Рис. 9. К определению параметров шнека

При вращении шнека частицы материала движутся не прямолинейно,
а по винтовым линиям — вдоль и вокруг оси шнека, в результате чего и
происходит уменьшение их перемещения в осевом направлении (h<H). Это
уменьшение можно учесть с помощью коэффициента k₀ отставания или
коэффициента k_B вращения частиц материала, аналитические зависимости для
которых вытекают из ранее рассмотренной схемы:

— без учёта сил трения

;                           (3.2)

-с учётом сил трения

.                (3.3)

Если формуемый или прессуемый материал является пластично-вязким и обладает адгезией, то в качестве коэффициента трения берётся 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:

(3.4)

Рис.10. К выбору диаметра вала

Так как углы наклона винтовых линий правильной прямой винтовой
поверхности шнека изменяются от D на периферии до 90° в центре шнека, то
осевое перемещение частиц материала, расположенных в радиальном
направлении, будет неодинаковым — от h на периферии до 0 в месте, где угол подъема винтовой линии равен l₀=(90°-j)

Для практических расчётов достаточно принимать среднее арифметическое значение углов подъёма винтовых линий на периферии ао и у вала ld шнека, т. е.:

.                                                  (3.5)

Углы подъёма винтовых линий равны:

(3.6)

(3.7)

Диаметр d вала шнека должен быть больше предельно допускаемого
диаметра  d_пр определяемого из условия:

(3.8)

С учётом изложенного производительность шнекового устройства
будет определяться произведением полезно заполненного одношагового
межвиткового объёма в пределах плоского угла в один радиан на угловую
скорость вращения шнека, т.е.

(3.9)

где d — толщина витка шнека в осевом направлении по наружному диаметру; р -плотность материала; j — коэффициент заполнения межвиткового пространства; w — угловая скорость вращения шнека.

При заданной производительности по уравнению можно определить
параметры шнека.

Шаг винтовой линии выбирается равным (0,7 — 0,8)D. При меньших
значениях шага винтовой линии возможен отрыв материала от внутренней
поверхности корпуса устройства из-за преобладания над ней винтовых
поверхностей шнека, в результате которого материал будет только вращаться
(проворачиваться) вместе со шнеком.

Для предотвращения проворачивания материала на внутренней
поверхности корпуса устройства устанавливают ребра или выполняют
углубления, располагая их в продольном или винтовом направлении. Площади
внутренней цилиндрической поверхности корпуса шнекового устройства и
одной стороны поверхности шнекового витка на длине одного шага шнека
можно определить по выражениям:

(3.10)

(3.11)

где L и 1 — развёртки винтовых линий, соответствующие диаметрам шнека и
вала. Их отношение:

(3.12)

должно лежать в пределах 0<kf<l.

Крутящий момент шнека может быть определен по выражению:

(3.13)

где p — осевое давление шнека, действующее на единицу поверхности; k₁ —
коэффициент, учитывающий проскальзывание материала относительно
поверхности шнека; k₂ — коэффициент перекрытия, учитывающий активную
часть последнего витка, создающую давление непосредственно на материал в
мундштуке,

(3.14)

где k₃ — коэффициент бокового давления формуемого материала, который
ориентировочно может быть принят равным:

(3.15)

где К₄ — коэффициент, учитывающий изменение осевого давления по зонам
витков.

Удерживающий момент массы материала, увлекаемого во вращение
данным витком шнека, равен сумме моментов срезаемых усилий: в плоскостях
среза его цилиндрической поверхности вдоль корпуса шнека в пределах одного
витка и в перпендикулярной к оси шнека плоскости сечения за последним
витком (на выходе около мундштука), т. е.

(3.16)

где t₁ — предельное напряжение сдвига пластичного материала при данном
противодавлении в плоскости цилиндрической поверхности среза; t₂ — предельное напряжение сдвига пластичного материала при данном
противодавлении в плоскости перпендикулярного сечения около мундштука.

Приравнивая удерживающий момент крутящему моменту шнека, находят
максимальное давление p_max развиваемое шнеком.

При отсутствии исчерпывающих данных о продукте крутящий момент
на валу шнека и осевое усилие можно определить по выражениям:

(3.17)

(3.18)

где n — число рабочих шагов шнека.

Зная крутящий момент на валу шнека и осевое усилие, находят
соответствующие им нормальное (на сжатие) и касательное напряжения:

(3.19)

 

(3.20)

где F — площадь поперечного сечения вала шнека, м²; W_p — полярный
момент сопротивления поперечного сечения вала шнека, м³.

Эквивалентное напряжение по теории наибольших касательных
напряжений определяют по формуле:

(3.21)

Последний виток шнека, выходящий в прессовую камеру, находится
под   действием   максимального   давления.    Этот   виток   следует рассчитывать на прочность.

С небольшим допущением один виток можно уподобить кольцевой
пластинке, защемленной по внутреннему контуру в теле вала шнека. В
этом случае наибольший изгибающий момент в витке стального шнека
будет на внутреннем контуре такой пластинки

(3.22)

где а = D/d — отношение диаметров, которое практически лежит в пределах
от 1,8 до 3.

Наибольшее напряжение (оно же эквивалентное):

(3.23)

Шнеки могут выполняться литыми, точеными, сварными и паяными.
В индивидуальном производстве чаще всею шнеки изготовляются
сварными, причем винтовая поверхности (перо) шнека составляется из
отдельных элементов — вырезанных и выгнутых разомкнутых колец.

Для изготовления шнека диаметром D с заданным диаметром вала
d и шагом Н необходимо изготовить кольца с наружным диаметром D₀,
внутренним диаметром d₀ и разомкнуть на угол выреза l₀ (рис.10).

Ширина кольца:

(3.24)

Длины дуг кольца можно выразить соответственно так:

(3.25)

После того как кольцо выгнуто и установлено на вал, эти дуги
образуют винтовые линии: дуга 1 — по валу диаметром d, а дуга L — по
цилиндру диаметром D. Развертки винтовых линий (гипотенузы шаговых
треугольников) можно определить по выражениям:

 

(3.26)

Поскольку ширина винтовой поверхности шнека и ширина кольца
должны быть одинаковыми и равными D — d = D₀ — d₀= 26, то, подставляя в это
равенство значения d₀ и D₀ из предыдущих выражении, получим:

(3.27)

По углу l₀ и известным I и L определяются диаметры кольца-
заготовки.

(3.28)

(3.29)

Длина шнека, на которой разрезанное, но без выреза кольцо
образует винтовую поверхность, может быть определена по формуле:

Расчет и конструирование шнекового нагнетателя для тестоделительной
машины производим со следующими исходными данными:

• производительность шнекового устройства П = 65 заг/мин
• (0,861 кг/сек);
• максимальное давление р_max = 0,15 мН/м³;
• коэффициент внутреннего трения продукта f = 0,3;
• средняя плотность продукта р = 900 кг/м .

Наружный диаметр шнека D принимаем равным 0,15 м, шаг Н=0,12.
При расчете следует учитывать ряд особенностей шнекового
нагнетателя, который обычно работает непрерывно, а отбор отмеренных
тестовых масс осуществляется периодически. Нагнетающий шнек имеет
плоскую винтовую поверхность со средним углом подъема винтовой линии l_ср.

Предельный диаметр вала шнека определяем по условию:

где tgj = f — коэффициент трения.

Примем диаметр вала шнека равным 0,05 м (а=3).

Угол подъема винтовых линий на внешней стороне шнека и у
вала по зависимостям (3.6;3.7)

Среднее значение угла подъема винтовых линий витка шнека по
равенству (3.5):

Вспомогательные величины:

Коэффициент отставания частиц материала в осевом направлении
по уравнению (3.2):

Изгибающий момент в витке шнека по внутреннему контуру т. е. у
вала по выражению (3.22)

Витки шнека будут изготовляться из стали 10, для которой
допустимое напряжение при изгибе можно принять равным допускаемому
напряжению при растяжении, т.е. 1300×10⁵ Н/м² [7. прил. 6].

Тогда толщина витка шнека из формулы (3.23):

Принимаем s = 5мм.

Площадь    внутренней    цилиндрической    поверхности    корпуса
устройства на длине одного шага определяем по выражению (3.10):

Развертки винтовых линий по зависимостям (3.26):

Площадь поверхности витка шнека на длине одного шага по
условию (3.11):

что удовлетворяет условиям работы шнека.

Крутящий момент при трех рабочих витках шнека по выражению
(3.17):

Осевое усилие по выражению (3.18):

Зная крутящий момент на валу шнека и осевое усилие, находят
соответствующие им нормальное и касательное напряжения по формулам
(3.19;3.20):

Эквивалентное напряжение определяем по формуле (3.21):

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

Принимая   коэффициент   заполнения   равным   единице,   из
уравнения (9) получим:

Теперь определяем размеры заготовки витков и их число.
Пусть длина шнека равна 6×0,12 = 0,72м.

Ширина витков по зависимости (3.24);

Угол выреза в кольце-заготовке по выражению (3.27):

Диаметры кольца — заготовки определяем по формулам (3.28;3.29):

При   изготовлении   кольца-заготовки   без   углового   выреза   оно
расположится на длине шнека, определяемой по условию (3.30):

Количество колец-заготовок без углового выреза:

Практически нужно шесть колец-заготовок.

3.2Кинематический и силовой расчёт привода тестоделительной машины

Определим мощность на приводном валу:

где F_t — окружное усилие (кН); F_t =3,1кH, V— окружная скорость (м/с);
V = 0,8 м/с.

Определим КПД двигателя:

где h_nn — КПД пары подшипников; h_nn = 0,998, h_зп — КПД зубчатой передачи; h_зп = 0,98, h_цп — КПД цепной передачи; h_цп = 0,95, h_м — КПД муфты; h_м = 0,98.

Определим ориентировочное значение мощности двигателя:

Найдём частоту вращения приводного вала:

где D_б — диаметр приводного барабана; D_б = 400 мм.

 

Значит:

Определим  ориентировочное  значение  передаточного  отношения
привода:

где и_ред — передаточное отношение редуктора; и_ред = 20, i_цп — передаточное
число цепной передачи; i_цп — 2.

Тогда:

Рассчитаем   ориентировочное   значение   частоты   вращения   вала
двигателя:

Выбираем из ГОСТ 19523-81 двигатель трёхфазный асинхронный.
Условное обозначение: 4АМ100S4У3. Частота вращения: n_дв =1435мин^-1,
Мощность: P_дв = 3 кВт.

Определяем передаточное число привода:

Передаточное число редуктора:

Выполним  разбивку  передаточного  числа редуктора  между  его
ступенями

где и_б — передаточное отношение быстроходной (входной/косозубой) ступени
редуктора. и_т — передаточное отношение тихоходной (выходной/прямозубой) ступени редуктора.

Следовательно и_б = 4,7; и_т = 4.

Условие и_ред =и_б -и_т = 4,7 • 4 = 18,8 выполняется.

Определяем частоты вращения валов привода.

Частота вращения входного вала: п_вх = п_дв = 1435 мин^-1.

Частота вращения промежуточного вала:

Частота вращения выходного вала:

Частота вращения приводного вала:

Определим крутящий момент на валах привода.

Крутящий момент на валу двигателя:

Крутящий момент на входном валу редуктора:

Крутящий момент на промежуточном валу редуктора:

Крутящий момент на выходном валу редуктора:

Крутящий момент на приводном валу:

Исходные данные для расчёта передач.

Быстроходная ступень редуктора:

Крутящий момент: Т₁ = Т_вх = 19,527 Н × м;

Число оборотов: п₁ = п_вх = 1435мин^-1;

Передаточное отношение: и₁ = и_б = 4,7.

Тихоходная ступень редуктора:

Крутящий момент: Т₁ = Т_пр = 89,762 Н×м;

Число оборотов: п₁ = п_пр  = 305,319 мин^-1;

Передаточное отношение: и₁ = и_т = 4.

Цепная передача:

Мощность: Р₁ = P_дв × h_м × h_м × h_зп = 3×0,998³ • 0,98• 0,98² = 2,807кВт

Число оборотов: п₁ = п_вых = 76,33мин~¹;

Передаточное число: i₁ =i_цп -2.

 

3.3Расчёт цепной передачи тестоделительной машины

 

Определим шаг цепи:

где Т₁ — крутящий момент на выходном валу; Т₁ =351,163 Н×м, u — число
рядов цепи; u = 1, Z₁ — число зубьев ведущей звёздочки;

Z₁ = 29 — 2 × 1_цп = 29 — 4 = 25, [р_ц] — допускаемое давление  в  шарнирах роликовых цепей; [р_ц] = 34 Н¤мм [9, табл. 5.8];

к_э — коэффициент эксплуатации; к_э = к_{д ×} к_{c ×} к₉ × к_pгs × к_p,

где к_д — коэффициент динамичности нагрузки; к_д = 1 [9, табл. 5.7],

к_c — коэффициент, зависящий от способа смазывания; к_c =1,5 [9, табл. 5.7],

к₉ — коэффициент, учитывающий наклон линии центров звёздочек к горизонту;
k₉ = 1 [9, табл. 5.7], k_pes — коэффициент, учитывающий способ регулировки межосевого расстояния; k_pez = 1 [9, табл. 5.7], k_p — коэффициент режима работы; k_p=1,25 [9, таблица 5.7].

Значит                                    k_э = 1×1,5×1×1×1,25 = 1,875.

Тогда

 

По каталогу примем р = 25,4мм.

Определим число зубьев ведомой звёздочки:

Z₂ должно быть нечетное, тогда Z₂ = 51;

Условие Z₂ < 120 выполняется.

Найдём фактическое передаточное число i_ф и проверим его отклонение Di от заданного i.

Отклонение не выходит за пределы нормы (4%).

Определим оптимальное межосевое расстояние:

Из условия долговечности цепи:

Тогда межосевое расстояние в шагах:

Вычислим число звеньев цепи:

 

Тогда, округляя до целого чётного числа, 1_р — 136мм.

Уточним межосевое расстояние а_р в шагах:

Определим фактическое межосевое расстояние:

Монтажное межосевое расстояние:

Определим длину цепи:

Определим диаметры звёздочек.

Диаметр делительной окружности:

Диаметры окружностей выступов:

где К — коэффициент высоты зуба; К=0,7; K_z — коэффициент числа зубьев;

геометрическая характеристика зацепления;

,(здесь d — диаметр ролика шарнира цепи [9, табл. К32]),

Тогда:

Диаметры окружностей впадин: (3.62), (3.63)

Проверим частоту вращения меньшей звёздочки:

где п₁ — частота вращения тихоходного вала редуктора; п₁ =76,33 об /мин; [п₁] — допускаемая частота вращения;

Условие п₁£[ п₁]; 76,33 £ 590,551 выполнено.

Проверим число ударов цепи о зубья звёздочек.

, где

— расчётное число ударов цепи;

— допускаемое число ударов.

Следовательно, условие U< [U]; 0,935£20 выполняется.

Определим фактическую скорость цепи:

Найдём окружную силу, передаваемую цепью:

где Р₁ — мощность на ведущей звёздочке; Р₁ = 2,807 кВт.

Значит:

Поверим давление в шарнирах цепи.

где А — площадь проекции опорной поверхности шарнира; А = d × Ь₃, где Ь₃ —
ширина   внутреннего   звена   цепи;    Ь₃ = 15,88 мм    [9,   табл.   К32].

А = 7,92 -15,88 = 125,77 лш.

Значение [р_ц] уточняем в соответствии с фактической скоростью:

Тогда:

Условие р_ц £[р_ц]; 51,791 £ 27,5 не выполняется.

Следует изменить шаг цепи и повторить расчёт.
Примем шаг цепи по каталогу р = 38,1 мм.

Тогда оптимальное межосевое расстояние:

Фактическое межосевое расстояние:

Монтажное межосевое расстояние:

Длина цепи:

Диаметры:

Условие:

— выполнено.

Условие выполняется.

Проверим прочность цепи.

Расчётный коэффициент запаса прочности:

где F_p — разрушающая нагрузка цепи [9, табл. К32]; F_p=127000H., F₀ —
предварительное натяжение цепи от провисания ведомой ветви;

где K_f — коэффициент провисания; K_f = 6, q — масса 1 м цепи [9, табл. КЗ2]; q = 5,5кг,   g   —  ускорение  свободного  падения;   g = 9,81м/с² .   Значит

F_v — натяжение цепи от центробежных сил;

Тогда:

Проверим выполнение условия:

где [S] — допускаемый коэффициент запаса прочности для роликовых цепей;
[S] = 7,75 [9, табл. 5.9].

Условие 43,401£ 7,75- выполнено.

Определим силу давления цепи на вал:

где k_в — коэффициент нагрузки вала; k_в = 1,15 [9, табл. 5.7].

Тогда

Расчёт подтверждает работоспособность данной цепи.

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В работе рассмотрена общая технология производства хлебобулочных изделий. Указана важность процесса тестоделения.

Предложенный делитель-укладчик со шнековым нагнетателем отличается простотой конструкции. Данный вид тестоделителя является наиболее приемлемым при изготовлении  хлебобулочных изделий, т. к. может производить деление относительно жидкого теста. После проведенных расчетов сделан вывод о том, что необходимое усилие на шнек  тестоделителя   обеспечивается и это положительно влияет на стабильность работы оборудования. Произведены необходимые расчёты подтверждающие работоспособность данной конструкции.

 

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Ауэрман Л.Я. Технология хлебопекарного производства: Учебник для вузов/Л.Я. Ауэрман.-9-е изд., перераб. и доп. — СПб.: Профессия, 2002.-416 с.
2. Кострова А.И. Малое хлебопекарное производство: Основные особенности/ИЕ. Кострова.-СПб.:ГИОРД, 2001.-120 с.
3. Лисовенко А.Т. Технологическое оборудование хлебозаводов и пути его совершенствования.- М.: Легкая и пищ. пром-сть, 1982.- 208 с.
4. Михелев А.А. Справочник по хлебопекарному производству.- 2-е изд., перераб.-М: Пищевая пром-сть.-T.l: Оборудование и тепловое хозяйство,-1997.- 365с.
5. Хромеенков В.М. Технологическое оборудование хлебозаводов и макаронных фабрик: Учебник для вузов/В.М. Хромеенков.- СПб.:ГИОРД, 2002.- 496с.
6. Хромеенков В.М. Оборудование хлебопекарного производства: Учебник для нач. проф. образования/В .М. Хромеенков; Ин-т развития проф. образ.-М.: Академия: ИРПО, 2000.- 319с.
7. Цыганова Т.Б. Технология хлебопекарного производства: Учебник для нач. проф. образования/Т.Б. Цыганова.-М.: ПрофОбрИздат, 2001.-432с.
8. Чебатуркина Н.М. Оборудование для производства мучных кондитерских изделий: Справочник.-М.: Хлебпродинформ, 1998.-132с.
9. Шейнблит А. Е. курсовое проектирование деталей машин: Учеб. пособие для техникумов. — М.: Высш. шк., 1991. — 432 с.

---

Страницы 1 2