Старшов Г.И. Основы проектирования и расчет технологического оборудования пищевых предприятий

Подождите немного. Документ загружается.

171

В соответствии с рядом нормальных линейных размеров (ГОСТ

6636-80) принимаем d = 0,01 м.

Для диска из стали марки Ст 5 принимаем допускаемые напряжения

при смятии (260) 65 МПа и при срезе (261) с учетом предела текучести

(приложение [6])

[

]

6081,92822,0

⋅

ср

МПа =60 МН/м

Определяем толщину диска из формулы (255):

0036,0

106501,0

2340

⋅⋅

≥

м.

Примем ее равной 0,005 м.

Минимальный размер перемычки определяем по формуле (256):

0039,0

1060005,0

23405,0

min

⋅⋅

⋅

=h м.

Конструктивно примем ее равной 0,005 м.

Наружный радиус диска равен:

1007,0005,001,05,00907,05,0

min2

⋅

+⋅+= hdRR

м.

Примем его равным 0,1 м. Тогда размер перемычки окажется

равным 0,0043, что допустимо

(

)

min

hh > .

С целью проверки сделанных расчетов чертим схему (в масштабе)

установки молотка на диске в порядке, указанном на рис. 49 цифрами в

скобках. Убедившись в согласованности полученных размеров,

приступаем к определению напряжений в опасном месте диска на

поверхности центрального отверстия.

Максимальное окружное напряжение в диске на образующей

центрального отверстия определяем по выражению (251):

(

)

5222

max

107,45045,0175,01,0825,02607850 ⋅

⋅

⋅⋅=

Н/м

Окружное напряжение от сил инерции молотков на образующей

центрального отверстия определяем по зависимости (252):

()

10274

045,00907,0005,014,3

40907,02340

⋅=

−⋅⋅

⋅

Н/м

Суммарное напряжение на образующей центрального отверстия, по

формуле (250) :

555

1032010274107,45

⋅

Н/м

;

[

]

Заключаем, что оно находится в допустимых пределах.

Теперь остается дать рабочий чертеж поперечного сечения ротора с

молотками, который представлен на рис. 50.

172

320

(

)

(

)

(

)

(

)

19,3(5)

69,3(2)

40(4)

100(3)

(

)

Рис.49. Схема установки Рис.50. Конструктивный чертеж

молотка на диске поперечного сечения ротора

с молотками

Если был выбран молоток с теми же геометрическими размерами, но

с двумя отверстиями диаметром 0,01 мм каждое, то по зависимостям

определяем расстояние между центром тяжести молотка и осью отверстия

с (247), квадрат радиуса инерции относительно центра тяжести

r (246),

квадрат радиуса инерции относительно оси подвеса

(243) и проводим

проверку безударной работы молотка (241) .

(

)

01,0

01,014,36

04,01,004,01,0

1,0

01,014,3

04,01,0

⋅⋅

+⋅⋅

−⋅

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

−

⋅

+ cc

;

002458,022,1

−

⋅

−

сс ;

02,0

c м;

001,002,01,05,0

⋅

;

0014,00004,0001,0

=r м

014,0014,0

≈

Таким образом, из расчетов видно, что выполняется условие

равновесия молотка.

173

Длину ротора молотковой дробилки L

(м) определяем из формулы

(264), при этом выбираем чешуйчатые сита, опытный коэффициент k

принимаем равным k

=4,0·10

-4

, объемную массу пшеницы принимаем по

приложению 2 (

ρ = 760 кг/м

), диаметр ротора равен 32,0160,02 =⋅=

м, частота вращения ротора определена ранее и составляет n

=2484 мин

–1

при заданной производительности Q=1 т/ч =1000 кг/ч.

22,0

248432,07601046,3

601

⋅⋅⋅⋅⋅

⋅

−

L м.

Мощность для привода молотковой дробилки N (кВт),

определяется по формуле (265). Коэффициент измельчения принимаем

согласно рекомендации k = 7,0, тогда:

19,9

248422,032,07600,91046,3

⋅

⋅⋅

−

кВт.

Степень измельчения в дробилке регулируется, главным образом,

подбором отверстий сит. Ситовая обечайка с диаметром отверстий,

равным 3 мм, устанавливается в нижней части корпуса и обхватывает

вращающийся ротор. Зазор

δ между молотками и ситом выбирается,

согласно рекомендациям, равным 5 мм. Конструкции молотковых

дробилок описаны в [7,9].

Площадь ситовой поверхности F (м

) определяем из формулы (267).

Удельную производительность принимаем q=2 кг/(м

·с). Тогда:

14,0

23600

1000

⋅

=F м

где q – удельная производительность сита, q =2…4 кг/(м

·с).

Угол

α обхвата ситом ротора определяем из выражения (268),

принимаем ширину сита, равную длине ротора B = L

=0,22 м.

Радиус обечайки сита определяем по формуле (269):

165,0005,016,0

сита

R м.

Тогда:

08,221

165,014,322,0

18014,0

⋅⋅

⋅

Для обеспечения вращения ротора с частотой n= 2484 мин

–1

(

ω=259,91с

-1

) разработаем кинематическую схему привода.

Кинематическая схема представлена на рис.51.

В качестве электродвигателя применяем электродвигатель с

частотой вращения n

дв

=3000 мин

–1

Тогда общее передаточное число привода i определяем по формуле

(270):

2,1

2484

3000

==i .

174

ðîò

=259,91/ñ

=0,180 ì

äâ

=314/ñ

=0,150ì

N=11,0êÂò

ðï

=1,2

231

Рис.51. Кинематическая схема молотковой дробилки:

1– ротор; 2 – ременная передача; 3 – электродвигатель

Для рассчитанного передаточного отношения достаточно установить

ременную передачу, которая обеспечивает точную частоту вращения

ротора.

Ременная передача рассчитывается по стандартной методике,

представленной в курсе «Детали машин».

р.п.

– КПД ременной передачи, η

р.п.

= 0,95.

Установленную мощность привода N

пр

(кВт) определяем по

формуле (273):

67,9

95,0

19,9

==N

кВт.

Выбираем для привода шнека по справочнику [8] электродвигатель

4А132М2У3 ГОСТ 19523-74 с N

э.д

= 11 кВт, n

э.д

=3000 мин

–1

Диаметр вала в опасном сечении у шкива рассчитываем по

выражению (249):

0181,0

260

052,0

=⋅=

d м.

Учитывая ослабление вала шпоночным пазом, принимаем d

= 0,02 м.

Учитывая далее четыре ступени увеличения диаметра вала, по условию

(248) найдем диаметр вала под дисками:

0415,02,102,0

⋅

м.

Окончательно принимаем d

= 0,045 м.

175

Варианты аналогичных заданий приведены в табл. 18.

Таблица 18

Исходные данные для расчета рабочих органов молотковых дробилок

Номер

варианта

Произво-

дитель-

ность, кг/ч

Масса

измельча-

емой

частицы

продукта

⋅10

, кг

Продол-

житель-

ность

удара по

частице

⋅10

, c

Сила

сопротив-

ления

частицы

разруше-

нию, Н

Длина

молотка ,

Число

молотков

1 2 3 4 5 6 7

1 1500 3,0 1,0 120 0,120 4

2 2500 2,8 1,0 140 0,100 4

3 3000 2,6 1,0 140 0,090 4

4 3500 2,4 0,8 150 0,095 4

5 1200 2,2 0,8 150 0,080 4

6 2000 3,2 1,0 120 0,110 6

7 2700 3,0 1,0 130 0,115 6

8 3200 2,8 0,6 120 0,112 6

9 4000 2,6 0,6 130 0,108 6

10 4500 2,8 0,8 140 0,105 6

11 1000 4,5 1,0 350 0,070 8

12 5000 4,8 1,2 320 0,060 8

13 2200 4,2 1,0 300 0,080 8

14 3200 5,0 0,8 380 0,090 8

15 1500 4,0 1,0 400 0,065 8

176

Литература

Тир К.В. Комплексный расчет кулачковых механизмов /

К.В.Тир. М.-Киев:, Машгиз, 1958. 254 с.

Шувалов В.Н. Машины-автоматы и поточные линии пищевой

промышленности / В.Н. Шувалов. М.-Л.: Машиностроение,

1966. 267 с.

Артоболевский И.И. Машины – автоматы / И.И. Артоболевский.

М.: Машиностроение, 1964. 568 с.

Соколов В.И. Основы расчета и конструирования деталей и

узлов пищевого оборудования / В.И. Соколов. М.:

Машиностроение, 1970. 424 с.

Основы расчета и конструирования машин и аппаратов

пищевых производств/ под ред. А.Я. Соколова. М.:

Пищепромиздат, 1960. 465 с.

Харламов С.В. Расчет и конструирование машин и аппаратов

пищевых производств: практикум по курсу / С.В. Харламов. Л.:

Машиностроение, 1971. 200 с

7. Соколов А.Я. Технологическое оборудование предприятий по

хранению и переработке зерна /А.Я. Соколов. М.: Колос, 1967.

488 с.

Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: в 3

т.- 5-е изд., перераб. и доп./ В.И. Анурьев. - М.:

Машиностроение, 1981. Т. 3. 557 с.

Справочник по оборудованию зерноперерабатывающих

предприятий. Изд. 2-е, перераб. и доп. / А.Б.Демских,

М.А.Борискин, Е.В.Тамаров и др. М.: Колос, 1980. 383 с.

10.

Бутковский В.А. Технология мукомольного, крупяного и

комбикормового производства (с основами экологии) / В.А.

Бутковский, С.М. Мельников. М.: Агропромиздат, 1989. 464 с.

11.

Мороз В.К. Курсовое и дипломное проектирование по курсу

«Эксплуатация оборудования предприятий пищевой

промышленности»/ В.К. Мороз. М.: Легкая и пищевая

промышленность, 1984. 200 с.

177

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение 1

Условные обозначения элементов машин в структурных схемах

Условное

обозначение

Наименование

элементов машины

Условное

обозначение

Наименование

элементов машины

1 2 3 4

ýä

Электродвигатель

Распределительный

вал

Цилиндрическая

зубчатая передача

Промежуточный

вал

Коническая зубчатая

передача

Вариатор

Червячная и

винтовая

передачи

Исполнительный

механизм

Цепная передача

Фрикционная

муфта

Ременная передача

178

Приложение 2

Физико-механические характеристики зерновых культур и сорных

примесей

Линейные размеры,

мм

Коэффициент

внешнего

трения

Название

культур

длина шири-

на

тол-

щина

Вес 1000 зерен, гс

Объемная масса, кг/м

Плотность, кг/м

Коэффициент внутреннего

трения

по дереву

по стали

по бетону

Скорость витания, м/с

Пшеница 4,8-

8,6

1,6-

4,0

1,5-

3,8

20-

650-

815

1270-

1490

0,47 0,40 0,37 0,40 9-12

Рожь 5,0-

10,0

1,4-

3,6

1,2-

3,5

32 730 1230 0,49 0,40 0,37 0,42 8,5-

Овес 8,0-

18,6

1,4-

4,0

1,0-

4,0

20-

400-

520

1150-

1250

0,51 0,45 0,37 0,45 8-9

Ячмень 7,0-

14,6

2,0-

5,0

1,2-

4,5

31-

600-

715

1230-

1300

0,51 0,40 0,37 0,43 8,5-

Кукуруза 5,5-

13,5

5,0-

11,5

2,5-

8,0

286 600-

770

1240-

1350

0,53 0,35 0,37 0,42 8,5-

Гречиха 4,2-

6,2

2,8-

3,7

2,4-

3,4

21 510-

700

1180-

1280

0,52 0,44 0,37 0,42 8,3-

9,7

Просо 1,8-

3,2

1,5-

2,0

1,5-

1,7

7 700-

830

1150 0,52 0,40 0,34 0,34 8,3

Рис 5,0-

7,0

2,5-

2,8

2,0-

2,5

19 650-

750

1300-

1400

0,51 0,44 0,37 0,43

Горох 4,0-

9,5

4,0-

9,0

3,0-

9,0

135 750-

800

1260-

1350

0,55 0,32 0,37 0,30 15,5-

17,5

Мука

хлебопе-

карная

0,05-0,1 550-

600

1360 1,42 0,7-

0,85

0,4-

0,65

1,3

Мука

макарон-

ная

0,150-0,530 770-

900

1460 1,42 0,7-

0,85

0,4-

0,65

1,3

Куколь 2,8-

4,4

2,0-

3,8

1,6-

3,0

10 1100-

1300

Овсюг 10-

15,6

1,2-

3,2

1,4-

3,0

17,5 800-

1100

179

Приложение 3

Значение коэффициентов А

и ψ

Значения коэффициентов Груз Пример груза

Легкий и неабразивный Зерно, мука 0,4 65

Легкий малоабразивный Мел, отруби, сода и др. 0,32 50

Тяжелый и

малоабразивный

Соль, сахарный песок,

глина сухая и т.д.

0,25 45

Приложение 4

Размер отверстий сепараторных сит

Размеры сит, мм Очищаемая культура

сортировочное

сито

разгрузочное

сито

подсевное сито

Пшеница 8-7-6,5 5-6 1,7х20

Рожь 8-6,5-6 5-6 1,5х20

Ячмень 10-9-8 6-7 2х20

Овес 11-10-9 6-7 1,8х20

Кукуруза 12-10-8 7-8 3,0

Семена подсолнечника 12-8-6 6-7 3,0

Просо 6,5-5,4 4-5 1,4х20

Гречиха 8-7-6 5-4 3,0

Горох 10-12 6-7 4,5

Приложение 5

Характеристика шлюзовых затворов

Габаритные размеры, мм Марка Емкость,

дм

Частота

вращения

ротора,

мин

-1

длина ширина высота

Масса, кг

Ш - 200 200 15,7 1492 860 1055 1600

Ш - 110 110 16 110 950 900 1460

Ш - 20 20 10 885 745 632 333

Ш - 15,

ШУ - 15

15 15-30 490 420 420 120-130

Ш - 6,

ШУ - 6

6 15-30 440 300 300 58-73

Ш - 3 3 22 308 265 254 38

180

Приложение 6

Аэродинамические параметры отделителя

Отделитель Коэффициент

сопротивления

Скорость воздуха, м/с

Объемный 2,5 10

Центробежный ЦР 4,4 14…18

Центробежный ЦРК 3,7 8…10

; 14…20

Центробежный ОТИ 10D

12…14

Циклон УЦ-38 20D

10…12

Приложение 7

Магнитные свойства постоянных магнитов

Магнитные свойства Марка сплава

В, гс Н, э Э

АН1 (ални 1) 7000 250 1750

АН2 (ални 2) 6000 430 2580

АН3 (ални 3) 5000 500 2500

АНК (алниси) 4000 750 3000

АНК01 (алнико12) 6800 500 3400

АНК02 (алнико15) 7500 600 4500

АНК03 (алнико18) 9000 650 5850

АНК (алнико 24;

магнетико)

12300 500 6150

Приложение 8

Удельная нагрузка триерной поверхности

Удельная нагрузка, кг/(м

ч) Очищаемая культура

поверхности

цилиндрических

триеров

поверхности дисков

в дисковых

триерах

Пшеница от коротких примесей (куколя и

др.)

750 - 850 800 - 900

Пшеница от длинных примесей (овсюга

и др.)

550 - 650 600 - 700

Овес от коротких примесей (куколя, вики

и др.)

650 - 700 -

Гречиха от коротких или длинных

примесей (овса, ржи, вики и др.)

650 - 750 -

Разделение продуктов шелушения овса 500 - 600 450 - 550

Отбор ломаных зерен из обработанного

риса

700 - 750 -

Контроль отходов куколеотборников 300 -

Контроль отходов овсюгоотборников 200