Проектирование тестомесильной машины непрерывного действия

Рис. 6. Кінематична  схема тестомесильной машини І8-ХТА-12 / 1: 
1 - електродвигун, 2 - редуктор, 3, 4, 5, 6 - циліндричні зубчасті колеса; 7 - храповой механізм; 8 - ворошітель; 9 - дозувальний турнікет; 10 - місильних ємність; 11-місильні вали 
 
  
Таблиця 1. 
Технічні характеристики тестомесильной машини І8-ХТА-12 / 1

Рис. 7. Місильний  вал. 
 
З метою регулювання інтенсивності замісу, а також продуктивності машини кут між віссю місильного валу і дотичної до поверхні лопаті можна змінювати за допомогою гайок (6) (рис. 7). Після установки вручну необхідного кута лопать фіксують за допомогою втулки (7). Втулка має конічний отвір з одного боку, що збігається з криволінійною поверхнею валу. Після установки лопаті гайки затягують. 
У торцевих стінках ємності є ущільнення. Ущільнювальними елементами є торцеві поверхні скребка (5) і кільця (4), яке підтискається до поверхні скребка притискної гайкою (2) через гумове демпфірує кільце (12). Притискна гайка фіксується гвинтом (3). 
Регулювання кількості подається борошна здійснюється зміною кута повороту дозувального барабана. Для контрольного відбору борошна в бічній частині корпусу машини є вікно, яке закривається відкидною кришкою. 
Після встановлення приладу необхідно змастити всі тертьові поверхні і залити в редуктор масло до контрольної ризики. При підключенні електродвигуна необхідно перевірити напрямок обертання місильних органів. Потім машину короткочасно прокручують і в разі її нормальної роботи ставлять на обкатку без навантаження протягом 2-3 ч. Перед пуском необхідно перевірити роботу автоблокування. 
Обслуговування тестомесильной машини. При загальному спостереженні машинами необхідно періодично контролювати режим роботи, перевіряти і підтягувати всі сальникові ущільнення. Технічний огляд слід проводити не рідше одного разу на два місяці. 
Перед початком замісу тіста слід переконатися у відсутності в машині сторонніх предметів, в наявності на місцях усіх огороджень. 
Перед здачею зміни необхідно ретельно очистити місильні корито і лопаті від тесту. 
Змащувати машину слід відповідно до карти змащування і таблицею мастила. Мастило точок здійснюється шприцом через маслоналивную отвори і прес-маслянки, за винятком черв'ячної передачі приводний головки, у масляну ванну якої наливається машинне масло. 
Необхідно періодично перевіряти затягування кріпильних деталей і підтягувати болти і гайки. 
У процесі роботи тістомісильних машин регулярно перевіряють ущільнення підшипників місильного валу і стежать, щоб тісто не потрапляло в них, так як це викликає швидкий знос підшипників. 
Ретельно перевіряють кріплення лопаток на валу і їх положення по відношенню до осі валу. 
При появі шуму, удару, стукоту машину відразу відключають, з'ясовують причини цих явищ і усувають їх. 
При переході з одного сорту тесту на інший або після зупинки машини всі робочі частини, які контактують з тестом, очищають від залишків тіста, промивають водою і змащують рослинним маслом. 
 
 
 
 
 
 

     5. Розрахунок тестомесильной машини  
 
Розрахунок тістомісильних машин виконується при створенні нової конструкції чи при уточненні технічних даних існуючої машини, що зазнала реконструкції з метою вдосконалення її робочого процесу. Розрахунок починають з обгрунтування вибору одиничної потужності (продуктивності). Потім визначають місткість місильної камери і роблять розрахунок балансу енерговитрат, розрахунок потужності, потрібної для приводу тестомесильной машини, підбір електродвигуна і редуктора. Після цього виконують розрахунки на міцність. Порядок їх виконання є загальним для всіх машин. На підставі розрахунку енерговитрат дається оцінка заходів щодо вдосконалення робочого процесу тестомесильной машини.  
Продуктивність тестомесильной машини вибирають з розрахунку забезпечення тестом розділювальних ліній і печей відповідно до параметричними рядами технологічного обладнання хлібозаводів.  
При розрахунку тістомісильних машин необхідно враховувати основні вимоги, які пред'являються до розрахунку технологічного обладнання: забезпечення раціональних параметрів робочого процесу; якість роботи машини; раціональне конструктивне рішення і експлуатаційну надійність.  
 
5.1 Витрата енергії на заміс тесту

      , (1.1)

де А₁ — робота, витрачається на перемішування маси; А₂ — робота, витрачається на переміщення лопатей; А₃ — робота, витрачається на нагрів тіста і стикаються з ним металевих частин машини; — робота, витрачається на зміну структури тіста.  

     А₁ = . (1.2)

де k — коефіцієнт подачі тесту, що показує, яка частка маси, захопленої місильної лопаткою, переміщається в осьовому напрямку; для такого типу машин; £ = 0,1-0,5; — висота лопатки; — кут атаки лопатки; S — крок твірної нахилу лопатки. 

Роботу, що витрачається на привід місильних лопатей, визначимо  за рівнянням

  

      , (1.3) 

       

Роботу, що витрачається на нагрівання тіста і стикаються з ним металевих частин машини за один оборот місильної лопатки,

       

      (1.4)

де m_Т - Маса тіста, що знаходиться в місильної ємності; m_ж — маса металоконструкції машини, прогріваються при замісі; с_т, с_ж — середня теплоємність тесту і металу; — температура маси на початку змішування і кінці замісу; — тривалість замісу, с.

     А₃ =

Роботу, що витрачається на зміну структури тесту, визначимо  з рівняння

      

     

На підставі отриманих даних складемо баланс енерговитрат

     

Висловимо складові балансу у відсотках: =8,73%; А₂ = 3,3 %; А₃ = 87,4 %; А₄=0,44 %. [5]

     5.2 Продуктивність тестомесильной  машини безперервної  дії оцінюють за формулою 

     П_Н = z × (π ×D² / 240) ×s × ρ × n ×K₂×K₃, (2.1) 

     де  z – число валів місильних органів, z = 2;

D – діаметр окружності, описуваної крайніми точками 
лопатки, D= 0,38 м;

     n – частота обертання вала з лопатками, n=60 об/хв;

     s – площа лопатки, S=0,0035 м²;

     ρ – густина тіста, , ρ =1100 кг/м³;

     K₂ – коэфіцієнт заповнення місильної камери (K₂ = 0,3…0,7 )

     K₃ – коэфіцієнт подачі, K₃ = 0,3 … 0,5

     

5.3 Величину питомої роботи 
 
Величину питомої роботи при безперервному замісі визначають за формулою

     А = Р_дв / ( η П_н ), (3.1) 

     де  А – питома робота замісу, Дж/г; для звичайного замісу ;

     а = (2 … 4 )Дж/г;

     Р_дв – потужність двигуна тістомісильної машини , кВт;

     η – ккд привода, 0,8.

З цього виразу при відомій продуктивності машини знайдемо потужність двигуна [4] 
 

     Р_дв = А × П_н × η 

     Р_дв = 4×0,8×21,6×1000/60 =3,264 кВт 

5.4 Вибір моторредуктора 
 
Вибираємо моторредуктор більшою найближчій потужності для запобігання перегріву при безперервній роботі з наступними характеристиками: 

     - потужність Р_дв = 4.0 кВт

     - частота обертання вихідного вала n_мр = 150 об/хв

- Кратність пускового  моменту дорівнює 1,4. 
Вибір проводиться за таблицею потужності з урахуванням режиму роботи 

     Р_р = Р_дв К_р, 

де К_р – коефіцієнт режиму роботи. При спокійній навантаженні з тривалістю роботи 20ч на добу

       К_р = 1

     Р_р = 4.0 ×1 = 4.0 кВт

      - ή_р = 0,95;

     - передаточне число u_р = 5

     5.5 Кінематичний розрахунок привода 

     Передаточне число привода 

     u_о = n_мр / n_пр 

     u_о = 120 / 60 = 2

     U_о = u_1-2* u_2-3=d₂/d_1*d₂/d₃

     U_о =1,4*1,43 =2,01

де d₁, d₂, d₃ – ділильні діаметри шестерні (на валу моторредуктора, на проміжному валу, на приводному валу) 
 
Визначимо крутні моменти на валах приводу: 

а) на валу двигуна (моторредуктора) 

     Т_дв = 9550 Р_дв / n_дв

     Т_дв = 9550×4 / 150 =255 Н м

     б) на проміжному валу

     Т_1-2 = Т_дв u_1-2 η = 255 × 1,4 × 0,95 =338,5 Н м

в) на приводному валу тістомесильної машини 

     Т_2-3 = Т_дв u_1-2 u_2-3 η η³_пп / 2 = 255 ×2×0,96× 0,99³ / 2 =489,6 Н м

Визначимо частоти  обертання валів приводу: 
Вал моторредуктора 

     N_вх =n_дв = 150 об/ мин

     Вал проміжний

     N_пром = n_вх / u_1-2 = 150 /1,4 = 107 об/ мин

     Вал привідний тістомісильної машини

     N_пр = n / u_о = 150 / 2 = 60 об/ мин 

5.6 Розрахунок зубчастої  циліндричної передачі 
 
 
Вихідні дані для розрахунку зубчастої циліндричної прямозубой передачі 
Крутний момент на валу шестерні

       Т₁ = 489,6 Н м

     Передаточне число 

     u = 1,4

     Частота обертання валу шестерні

     n₁ = n_вх = 60 об/ мин

Для шестерні вибираємо  сталь 40Х, термообробка - покращення, призначаємо  твердість робочих поверхонь  зубів шестерні. [4]

     

     

так як передача працює тривалий час, то коефіцієнт довговічності  для шестерні 

     K_HL1 = K_HL2 = 1

Визначимо допустимі  контактні напруження для шестерні

       

       

де  межа витривалості робочих поверхонь зубів;

 коефіцієнт безпеки;

     

     

     Допустимі контактні напруги для розрахунку прямозубої передачі

     

     Розрахунок  контактної напруги, що допускається, для перевірки передачі при перевантаженнях

     

     де 

     Розрахунок  напруги вигину, що допускається, для прямозубої передачі

       

     где коефіцієнт безпеки ;