87038

Тестоделитель-укладчик

Курсовая

Производство и промышленные технологии

Этот вид технологического оборудования подразделяют на три группы: оборудование для деления теста на куски равной массы – тестоделители; оборудование, совмещающее выполнение операций деления и формования тестовых заготовок – делительно-формующие машины; оборудование

Русский

2015-04-13

417 KB

10 чел.

Тестоделитель-укладчик

Содержание

Задание

Введение

1. Описание  и принцип работы делителя-укладчика

2. Расчет делителя-укладчика

2.1. Расчет основных параметров шнека

2.2. Расчет вала шнека на прочность

2.3. Частота вращения шнека

2.4. Потребная мощность на привод шнека

2.5. Размеры заготовок пера шнека

2.6. Расчет делительной головки

2.7. Выбор мотор-редуктора

2.8. Расчет цепной передачи

2.9. Комплексный расчет валов и подшипников

2.10. Проверочный расчет шпоночных соединений

2.11. Расчет делительного диаметра натяжной звездочки

2.12. Расчет предохранительного устройства

Библиографический список


Введение

К тестоделительным относятся машины, выполняющие операции по разделению теста на куски одинаковой массы и формы.

Этот вид технологического оборудования подразделяют на три группы: оборудование для деления теста на куски равной массы – тестоделители; оборудование, совмещающее выполнение операций деления и формования тестовых заготовок – делительно-формующие машины; оборудование, совмещающее выполнение операций деления и укладки тестовых заготовок – делительно-укладочные машины.

Конструкции тестоделительных машин достаточно разнообразны. Категорией оценки конструкции тестоделительной машины является в первую очередь совершенство способов нагнетания и дозирования теста.

Разрабатываемая тестоделительная машина относится к группе машин со шнековым нагнетанием теста и поршневым делением тестовых заготовок в непрерывно вращающейся тестоделительной головке (Рис. 1). Предназначена для деления ржаного, ржано-пшеничного, пшеничного теста из муки II сорта и автоматической укладки тестовых заготовок непосредственно в формы, стационарно закрепленные на люльках расстойно-печного агрегата. Нагнетание теста осуществляется с помощью шнека, стабилизаторы давления отсутствуют, делительная головка – поворотная барабанного типа со спаренными плавающими поршнями, перемещение которых осуществляется под давлением теста.

На поточной линии выработки формового ржаного или ржано-пшеничного хлеба машина выполняет 2 операции:

  1.  Деление теста на равные куски развесом до 1,2 кг;
  2.  Автоматическая укладка тестовых заготовок в формы.

Машина может обслуживать поточные линии производительностью 12 – 40 т/сутки с печами ХПП-25, ХПА-40, ФТЛ, ХПА-30.


1. Описание  и принцип работы делителя-укладчика

Делитель-укладчик (рис. 2) состоит из двух основных частей: тестоделительной машины и рамы с приводом напольного перемещения машины вдоль фронта расстойно-печного агрегата

Тестоделительная машина включает в себя станину с приводом (1), бункер (4), приемную воронку (5), переходной патрубок (3) и делительную головку (2).

Внутри станины расположен вал привода делительной головки, который соединяется с валом делительной головки муфтой с торообразной оболочкой. На валу привода делительной головки размещена приводная звездочка с предохранительным устройством в виде срезного штифта. На станине располагается редуктор, промежуточный вал и бункер. Станина закрыта ограждениями.

Бункер является одновременно емкостью для теста и корпусом для нагнетающего шнека. В передней части бункера находится фланец для крепления переходного патрубка. Между переходным патрубком и фланцем бункера располагается стенка с отверстиями и осью для подшипника скольжения шнека. В задней части бункера, где расположена газоотводящая трубка, к фланцу крепится корпус, в подшипниках которого вращается промежуточный вал. Один конец промежуточного вала выполнен квадратным для соединения со шнеком, на другом конце вала крепится муфта с торообразной оболочкой, которой вал соединяется с валом мотор-редуктора. К верхнему фланцу бункера присоединена приемная воронка. К переходному патрубку крепится делительная головка с маховичком для регулирования объема мерного кармана.

Кинематическую схему делителя-укладчика можно представить в виде:

Вращение шнека, делительной головки и других узлов машины делителя-укладчика (рис. 3) осуществляется от мотор-редуктора, смонтированного на станине. От мотор-редуктора движение передается через муфту на промежуточный вал, а с него на вал шнека, а также цепной передачей с промежуточного вала на вал привода делительной головки.

Тесто шнеком нагнетается через переходный патрубок в делительную головку. При совмещении отверстий переходного патрубка и мерного кармана делительной головки свободный объем кармана заполняется тестом. При последующем повороте головки на 180° отмеренная тестовая заготовка начинает выталкиваться поршнем, который перемещается по камере под действием собственной массы и давления теста, нагнетаемого непрерывно вращающимся шнеком.

Массу тестовой заготовки регулируют поворотом маховичка делительной головки. Один поворот маховичка изменяет массу тестовой заготовки на 3,5 г.

Отличительная особенность конструкции машины заключается в стационарном  расположении тестоделителя Готовые разделенные куски теста подаются на движущийся конвейер и с него на тестоокруглительную машину.


2. Расчет тестоделительной машины

К особенностям расчета тестоделительных машин со шнековым нагнетателем можно отнести следующее. При расчете следует учитывать ряд особенностей шнекового нагнетателя, который обычно работает непрерывно, а отбор отмеренных тестовых масс осуществляется периодически. В этом случае в рабочей и мерной камерах делителя давление изменяется по синусоиде от максимума в момент отсутствия отбора до минимума в момент наполнения мерной камеры.

Для упрощения расчетов предполагается, что нагнетающий шнек имеет плоскую винтовую поверхность со средним углом подъема винтовой линии αcp. Поскольку осевое перемещение частиц материала по высоте пера шнека будет неодинаковым, то это следует учесть коэффициентом отставания К0.

Наиболее сложными являются определение максимального давления в камере сжатия и характера его изменения при работе тестоделительной машины. В этом направлении следует проводить как теоретические, так и экспериментальные исследования с натурными образцами нагнетателей. К нерешенным вопросам следует также отнести определение оптимальных параметров шнекового нагнетателя: диаметр шнековой камеры, ее длину, частоту вращения шнека и величину зазора между шнеком и стенкой шнековой камеры.

Исходные данные для расчета привода шнека:

Q = 3,06 т/час – производительность по заданному продукту на рабочем ходу;

= 1100 кг/м3 – плотность теста;

= 0,3 – коэффициент подачи теста;

f = 0,463 – коэффициент трения теста о винтовую поверхность шнека;

Pmax = 0,8105 Па – максимальное давление на выходе, развиваемое шнеком;

D = 0,265 м – наружный диаметр шнека, принимается по конструктивному прототипу.

2.1. Расчет основных параметров шнека

Шаг витков шнека назначается из интервала (0,7…0,8)D.

Примем Н = 0,75D = 0,2 м.

Предельный диаметр вала шнека:

,

где tg = f – коэффициент трения ( – угол трения).

м.

Принимаем диаметр вала шнека 0,045 м.

Угол подъема винтовых линий на внешней стороне шнека и у вала:

,           ,

,           .

Здесь d – принятый диаметр вала шнека.

Среднее значение угла подъема винтовых линий витка шнека:

.

.

Коэффициент отставания частиц теста в осевом направлении:

,

.

Изгибающий момент в витке стального шнека по внутреннему контуру:

,

где а = D/d = 5,889.

Н∙м/м.

Толщина шнека:

,

где [σи] = 150∙106 Па – допускаемое напряжение на изгиб.

м.

2.2. Расчет вала шнека на прочность

Крутящий момент на валу шнека и осевое усилие определяются из выражений:

,

где n = 2 – число рабочих витков шнека.

Н∙м.

,

Н

Нормальное и касательное напряжения вала:

,         ,

где   – площадь поперечного сечения вала шнека,

 – момент сопротивления кручению поперечного сечения вала.

Вал шнека полый, d0 = 0,03 м – внутренний диаметр.

м2,

м3.

Па,          Па.

Эквивалентное напряжение по теории наибольших напряжений:

,

Па.

Так как σэ < [σ] = 15∙107 Па – вал выдержит любое число нагружений.

2.3. Частота вращения шнека

Частота вращения шнека ω определяется по заданной производительности:

кг/с,

.

с-1.

об/мин.

Наиболее близкая табличная частота вращения мотор-редукторов равна 28 об/мин. С учетом этого необходимо произвести пересчет производительности.

,

где  с-1.

кг/с.

2.4. Потребная мощность на привод шнека

Потребная мощность определяется по зависимости:

,

где ηпс = 0,94 – к.п.д. подшипников скольжения,

ηпк = 0,99 – к.п.д. подшипников качения.

кВт.

2.5. Размеры заготовок пера шнека

Шнеки могут изготовляться литыми, точеными, сварными и паяными. В индивидуальном производстве чаще всего шнеки изготовляются сварными, причем поверхность (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 разомкнутыми на угол выреза α0 (рис. 4).

Ширина b винтовой поверхности и длины винтовых линий l и L в пределах одного шага шнека:

;

;         .

м;

м;          м.

Угол выреза:

.

рад.

Диаметры кольца

;          .

м;      м.

2.6. Расчет делительной головки

Крутящий момент, необходимый для преодоления сопротивления вращению цилиндра делительной головки определяется:

,

где R = 0,096 м – радиус внутреннего барабана делительной головки (рис. 5),

δ = 3000 Н/м2 – напряжение сдвига теста,

 L = 0,2 м длина цилиндра.

Н∙м.

Мощность на привод делительной головки:

,

где ω – угловая скорость внутреннего барабана,

ηпс – к.п.д. подшипников скольжения,

ηпк – к.п.д. подшипников качения,

ηц = 0,92 – к.п.д. цепной передачи.

Угловую скорость внутреннего барабана найдем, исходя из равенства производительностей делительной головки и нагнетательного шнека, а так же учитывая, что делительная головка имеет два мерных кармана.

,

где П = 0,752 кг/с – производительность нагнетательного шнека,

 m = 0,85 – масса тестовой заготовки.

с-1.

кВт.

 2.7. Выбор мотор-редуктора

Для выбора мотор-редуктора необходимо определить суммарную потребную мощность привода тестоделителя. Она будет складываться из потребной мощности на привод нагнетательного шнека и потребной мощности на привод тестоделительной головки.

,

кВт.

По этому значению мощности, а так же с учетом частоты вращения и допустимого крутящего момента на выходном валу выбираем мотор-редуктор типа МЦ2С.

Основные характеристики сведем в таблицу:

Типо-размер

Крутящий момент на тихоходном валу, Нм

Частота вращения, об/мин

Допускаемая радиальная нагрузка, кН

Электродвигатель

К.п.д.

Масса, кг

Тип

Мощность, кВт

Частота вращения, об/мин

МЦ2С-125

990

28

7,85

4А112МВ8Р3

3

700

0,72

140

2.8. Расчет цепной передачи

Произведем расчет цепной передачи на ЭВМ с помощью программы CEPPER.

Для расчета необходимо подготовить следующие данные:

  •  мощность на ведущей звездочке,
  •  частота вращения ведущей звездочки,
  •  расчетное передаточное число,
  •  коэффициент эксплуатации передачи.

В п. 2.6. была определена мощность на ведущей звездочке:

N = 1,287 кВт.

Частота вращения ведущей звездочки будет равна частоте вращения тихоходного вала мотор-редуктора:

nведущ = 28 об/мин.

Зная частоты вращения ведущей и ведомой звездочки, найдем расчетное передаточное число (частоту вращения ведомой звездочки найдем по формуле nведом = 30ω/π).

,

.

Коэффициент эксплуатации передачи примем равным 2,5.


Студент: Вольхин Е.А.Группа:МА-31. Дата: 06-01-2008

       Цепная передача

Цепь однорядная роликовая 2ПР-31, 75-17700

1.Ведущая звездочка   z1=14   d1=152.71

                                      De1=167.2

                                      Di1=133.44

2.Ведомая звездочка   z2=15    d2=162.74

                                     De2=176.45

                                     Di2=142.76   

3.Параметры профиля  

     Ширина m1=17.57   радиус Rmin=32.38

     Высота до радиуса H=15.24 радиус впадины r=9.62

4.Число звеньев цепи Lh=40

5.Межосевое расстояние A=387.3

6.Усилие на валы Fr=6674.9  H

7.Давление в шарнире <МПа>:

         Рабочее Sp=35.95

         Допустимое S=37.75

8.Крутящий момент T1=263.06 Нм

9.Передаточное число u=1.06

10.Частота вращения n1= 28.0 об/мин

11.Коэф.эксплуатации Кэ=2.5

-------------------------------------------------

             Нажмите <BK>      


Рассчитаем количество звеньев цепи и уточним межосевое расстояние.

Число звеньев определим по формуле

,

где а = 376 мм – межосевое расстояние,

 z1 = 15, z2 =16 – числа зубьев ведущей и ведомой звездочек.

.

Полученное значение округляем до целого числа (Число звеньев желательно брать четным, чтобы не применять специальных соединительных звеньев). Принимаем L = 40.

Уточняем межцентровое расстояние

а = 388,905 мм.

Для получения нормального провисания холостой ветви межцентровое расстояние уменьшаем на 0,003а мм.

а = 388,905 – 0,003∙388,905 = 387,74 мм.

2.9. Комплексный расчет валов и подшипников

Поскольку промежуточный вал (рис. 6) и вал привода делительной головки (рис. 7) попадают под универсальную схему нагружения, расчет их проведем на ЭВМ с помощью программы RVP1.

Составим схемы нагружения валов.








2.10. Проверочный расчет шпоночных соединений

Выбранную шпонку проверяют на смятие по формуле

где Т – крутящий момент на валу, Нмм,

 d – диаметр вала, мм,

 h – высота шпонки, мм,

 t1 – глубина паза вала, мм,

 l – длина шпонки, мм

 b – ширина шпонки, мм,

 [см] = 120 МПа – допускаемое напряжение смятия.

Длину шпонки выбирают из стандартного ряда. Сечение шпонки (bh) выбирается по величине соответствующего диаметра вала.

Произведем расчет шпонки (14990) под ведущей звездочкой.

Крутящий момент на валу найдем по формуле

,

где  Тдг, Тш – крутящие моменты на валах делительной головки и шнека (п. 2.2, 2.6),

 u – передаточное число цепной передачи (п. 2.8).

Н∙мм.

d = 45 мм; h = 9 мм; t1 = 5,5 мм; l = 90 мм; b = 14 мм.

Шпонка подобрана верно.

Произведем расчет шпонки (14963) под ведомой звездочкой.

Т = 396839 Н∙мм; d = 45 мм; h = 9 мм; t1 = 5,5 мм; l = 63 мм; b = 14 мм.

Шпонка подобрана верно.

Произведем расчет шпонки (12870) под муфтой делительной головки.

Т = 396839 Н∙мм; d = 40 мм; h = 8 мм; t1 = 5 мм; l = 70 мм; b = 12 мм.

Шпонка подобрана верно.

2.11. Расчет делительного диаметра натяжной звездочки

Назначаем число зубьев звездочки: z = 12.

Определяем диаметр делительной окружности по формуле:

Здесь t = 31,75 мм – шаг цепи.

 2.12. Расчет предохранительного устройства

Роль предохранительного устройства играет срезной штифт, для которого необходимо определить усилие среза.

кН,

где М – крутящий момент на валу,

 R – радиус расположения срезного штифта.

По усилию F выбираем штифт с диаметром 5 мм.


Библиографический список

  1.  Лисовенко А.Т. Технологическое оборудование хлебозаводов и пути его совершенствования. – М.: Легкая и пищевая пром-сть, 1982. – 208 с.
  2.  Лебедев Е.И. Устройство, монтаж и обслуживание хлебопекарного оборудования. – М.: Легкая и пищевая пром-сть, 1984. – 312 с.
  3.  Методические указания к курсовой работе по дисциплине «Проектирование технологического оборудования отрасли и линий» / Курск. гос. техн. ун-т. Сост. А.А. Норовский, А.М. Вратский. Курск, 1999. 41 с.
  4.  Расчет и конструирование редукторных валов: Учебное пособие / А.А Норовский, В.Д.Путинцев, И.Н.Путинцева, А.М.Вратский, Ю.С.Майоров; Курск гос. техн. ун-т., 1995 99с.
  5.  Дунаев П.Ф., Леликов О.П.; Детали машин. Курсовое проектирование: Учеб. пособие для машиностроит. спец. техникумов. − М.: Высш. шк., 1984 − 336 с., ил.
  6.  Детали машин: Атлас конструкций / Под ред. д-ра техн. наук, проф. Д. Н. Решетова. − М.: Машиностроение, 1979.
  7.  Анурьев В. И. Справочник конструктора-машиностроителя в 3-х томах. − М.: Машиностроение, 1982.
  8.  Вратский А.М., Норовский А.А. Комплексный расчет валов и подшипников на ЭВМ: Методическая разработка / Курский политехнический институт: 1990. – 25 с.
  9.  Расчет передач гибкой связью: Методические указания по выполнению курсового проекта по деталям машин / Курск гос. техн. ун−т; Сост. А.М. Вратский, А.А. Норовский, И.Н. Путинцева. Курск. 2001.22с.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

34600. Война с Испанией. «Непобедимая Армада» 33.5 KB
  Непобедимая Армада. Однако в том же 1587 году английская эскадра адмирала Френсиса Дрейка совершила налет на Кадис где базировалась Непобедимая Армада и уничтожила около 100 кораблей. 20 мая 1588 года Непобедимая Армада в составе шести эскадр вышла в море из устья реки Тахо. Армада подвергалась постоянным нападениям более легких и маневренных английских судов адмирала Дрейка.
34601. Культура Англии в XIV –XV в. 20.06 KB
  В конце 14 века оформился единый английский язык. Однако в 14 – 15 веках среди английской знати особенно при дворе была широко распространена литература на французском языке. Огромную роль в развитии английской литературы сыграли Кентерберийские рассказы Джеффри Чосера вторая половина 14 века. В 70е годы 15 века в Англии появилось книгопечатание.
34602. Династия Стюартов: Яков I 20.19 KB
  Династия Стюартов: Яков I Яков VI Шотландский Яков I Английский; 19 июня 1566 – 1625 – король Шотландии Англии первый государь правивший Шотл. Шотландия 24 июля 1567 – восстание отец Якова умер убийцей считали Марию. 29 июля 1567 Стерлинг – Яков коронован Ш. Яков правил при регентском совете с 29 июля 1567 самостоятельно – с 12 марта 1578.
34603. Долгий парламент. Гражданская война (XVII в.) 40.5 KB
  Долгого парламента 16401653 гг. В состав Долгого парламента входило 516 членов Палаты общин и 150 – Палаты лордов. Немало было депутатов бывших членами памятного парламента 1628 г. Положение англиканской церкви стало первым объектом политической атаки парламента и вынужденных уступок короны.
34604. Британия в эпоху Просвещения 19.89 KB
  Поскольку мир по Беркли не есть нечто объективное существующее реально вне нас и независимо от нас не материя поскольку все вещи теперь предстают как комплексы ощущений причем наших ощущений постольку философские идеи Д. Беркли объявлялось ими противоестественным на согласующимся с истинами здравого смысла.
34605. Революционные настроения в Британии в 1830 – 1840-е 16.85 KB
  Разделение чартистов: правое крыло Аттвут депутат Ловет секретарь лондонской ассоциации рабочих; союз буржуазии с рабочим классом; борьба исключительно духовными средствами митинги процессии петиции агитация за отмену хлебных законов снижение цены хлеба разрушение рабочих домов восстановление бумажной валюты левое крыло: О’Коннор Стефенс; борьба путем насилия полагались на решения парламента по вопросам армии и церкви так как именно на них народ приносит непосильные и бесполезные жертвы май 1838 – митинг в...
34606. Британия во второй мировой войне 31.5 KB
  Германия вела ожесточенные бомбардировки британских городов, был полностью разбомблен город Ковентри; Великобритании срочно пришлось налаживать эффективную противовоздушную оборону
34607. Великобритания после Второй мировой войны 33 KB
  Великобритания после Второй мировой войны Триумф и трагедия так охарактеризовал положение Великобритании У. Сразу после Второй Мировой Войны 26 июля 1945 года в Великобритании прошли парламентские выборы на которых одержала победу лейбористская партия Великобритании. Но в то время стране было нужно не это и народ выбрал более подходящую задачу задачу создания в Великобритании государства благоденствия выдвинутую лейбористами. Внешняя политика в послевоенное время: В области внешней политики у Великобритании было два основных...
34608. Ранние артефакты американской культуры. Теории миграции 13.28 KB
  не имели ясного представления о том когда люди впервые вступили на землю американского континента хотя и предполагали что это произошло сравнительно недавно. Получалось что первые американцы в действительности прибыли на эту землю тысячи лет назад. По одной из теорий первые люди появились в Америке 1015 тыс. Первые посещения Америки европейцами не оказали влияния на жизнь коренного населения.