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

14 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

33088. Філософські погляди Г.Сковороди 18.33 KB
  Сковорода 1722-1794. Науку про людину та її щастя Сковорода вважав найважливішою з усіх наук. Не втративши авторитету проповідника та вчителя Сковорода прагнучи навчити як власним прикладом так і словом закликав почати філософське освоєння світу з простого: пізнати віру та любов у всій їхній повноті бо це і є пізнання людини. Поділяючи світ надвоє на істинне та тлінне віддаючи перевагу Вічності Богу Сковорода по суті пропонує подвійне співвідношення духовного та тілесного.
33089. Інтерес української філософії до проблем людини, її духовного світу 24.53 KB
  Шевченко 18141861. Шевченко продовжував кращі традиції суспільної думки філософа і поета Г. Головну причину поневірянь народних мас Шевченко вбачав у кріпацтві і гнобленні самодержавства. Шевченко називав їх палачами людоїдами .
33090. Філософія України першої половини ХІХ століття 29.14 KB
  Пануючій у дореформений період релігійноідеалістичній філософії в різних її різновидах і течіях починаючи від відверто містичної масонства і закінчуючи тривіальною метафізикою протистояли матеріалістичні вчення. в Європі набувають поширення і популярності ідеї представників німецької класичної філософії: Канта Фіхте Шеллінга Гегеля які поступово проникають і в Україну. Він активно виступав за розвиток науки і просвіти гостро критикував реакціонерів які заперечували читання лекцій з філософії у вузах. Під впливом Канта професор Лодій...
33091. Українська філософська та суспільно-політична думка другої половини XIX - XX століття 55.08 KB
  Пізнання він розумів як відображення зовнішнього світу людини засуджував агностицизм. У працях Що таке прогрес Роздуми про еволюцію в історії людства він намагався простежити розвиток від живої природи від простих частинок живої матерії до людини. Заперечуючи всяку владу людини над людиною він стверджує природне прагнення людини до добра. Це означає що вона розвивається за своїми законами незалежними від людини і людства і тому для її пояснення не потрібно залучати ні містику ні інші вигадки метафізиків та ідеалістів.
33092. Філософія української національної ідеї 31.64 KB
  Ми українець і як такий ми член нації яка не лише пригноблюється в русской державі в Росії й урядом а почасти і суспільністю панівної національності. Поет і прозаїк громадський діяч і політик науковий дослідник проблем історії й теорії літератури етнографії й фольклору політичної й економічної історії філософії досконалий знавець німецької польської російської мов він спрямовував усе своє надбання на народне відродження розвій української нації; збагачення української духовної культури. Франко був переконаний що...
33093. Поняття буття 12.67 KB
  Проблема буття виникла в епоху античності як своєрідна відповідь на її нові потреби. Буття на його думку гарант надійності і незнищенності світу та раз і назавжди заведеного порядку в ньому. Не змінюється лише буття тобто абсолютна думка.
33094. Матерія та її розуміння 15.73 KB
  Досліджуючи фундамент матерії сучасна фізика відкрила всезагальне перетворення матеріальних об'єктів. Простір і час це атрибути тобто суттєві властивості рухомої матерії. Однак філософи ідеалісти заперечують залежність часу і простору від матерії. Кантом простір і час апріорні й абсолютно порожні форми чуттєвого споглядання речей внутрішньо і споконвічно притаманні людській свідомості.
33095. Рух матерії 12.92 KB
  Рух є способом існування матерії. Ніде і ніколи не було і не може бути матерії без руху як і руху без матерії. Рух матерії абсолютний і вічний. Такий стан руху матерії називається спокоєм.
33096. Простір та час як філософські категорії 12.45 KB
  Простір і час це атрибути тобто суттєві властивості рухомої матерії. Однак філософи ідеалісти заперечують залежність часу і простору від матерії. Кантом простір і час апріорні й абсолютно порожні форми чуттєвого споглядання речей внутрішньо і споконвічно притаманні людській свідомості.