Модернізація тістомісильної машини марки А2-ХТЗ-Б

Машина високоефективні, але має нераціональні витрати енергії. Заміс супроводиться нагрівом на 10-12⁰С, питома робота замісу досягає 36 Дж/г.

Суперінтенсивна тістомісильна ІМК – 150 (рис.1.7).

Рис.1.7. Тістомісильна  машина ІМК – 150

1 – станина 2 – діжа 3 – місильна лопать 4 – шпиндель 5 – приводна станція 6 – корпус гідравлічного підйомника та пульта управління

Призначена для замісу пшеничного і житнього тіста. В залежності від його виду підбирають зміну місильну лопать, котра забезпечує суперінтенсивний заміс за 2-3 хв. Машина комплектується 3-5 підкатними діжами, розрахованими на значне скорочення тривалості бродіння тіста після високо інтенсивного замісу.

Корпус машини П-образний. Поміж колон 5 на перемичці змонтований  шпіндель 4 з місильною лопатю 3. Діжа 2 з компонентами тіста накочується під шпіндель, затискується лапами гідравлічного підйомника 1 і піднімається вверх, при цьому шпіндель з місильною лапотю виконують заміс.       

 

 

 

 

 

 

 

2. Сутність  модернізації. Побудова і принцип  роботи обладнання.

Тістомісильна машина марки А2-ХТБ призначена для порційного змішування напівфабрикатів і тіста в нерухомих діжах місткістю 330л.

Застосовується на підприємствах хлібопекарної промисловості.

Рис. 2.1 Тістомісильна машина марки А2-ХТБ

1 – фундаментна плита  2 – станина 3 – електродвигун 4 – поворотна траверса 5 – шпиндель 6 – місильна лопать 7 – діжа 8 – фіксатор діжі

Машина встановлена  на фундаментній плиті. На станині розміщено  привідний електродвигун та поворотна  траверса, на якій закріплено черв’ячний та планетарний редуктори що забезпечують рух місильної лопаті яка закріплена на шпинделі. Підкатну діжу накочують на плиту та закріплюють за допомогою фіксатора. Перед встановленням діжі траверса повертається на кут 40 за допомогою гвинтового приводу та двох повідків. Після встановлення діжі траверса опускається в горизонтальне положення, а місильна лопать в діжу.

 

 

 

Місильна лопать має  конічний хвостовик котрий встановлюється в гніздо вала планетарного редуктора  та зафіксовується гвинтом. Планетарний  рух лопаті досягається в результаті обкочування рухомої шестерні навколо центральної нерухомої. В кришці діжі є отвори для подачі борошна та рідких компонентів. На панелі управління знаходяться кнопки підйому та опускання траверси, пуску та зупинки приводу лопаті, а також автоматичне реле часу що з’єднане з привідним двигуном.

Рис. 2.2 Кінематична схема  тістомісильної машини А2-ХТБ.

1 – привідний електродвигун  2 – клинопасова передача  3 –  механізм підйому траверси 4 –  черв’ячний редуктор 5 – планетарний редуктор 6 – траверса 7 – місильна лопать 8 – привідний електродвигун механізму підйому траверси 9 – клинопасова передача.

Принцип дії полягає  в наступному діжа поміщається на фундаментну плиту та закріплюється  на ній. Потім натисканням кнопки “Вниз” опускається поворотна траверса. За допомогою автоматичного реле часу встановлюється тривалість замішування, завантажують в діжу борошно та інші компоненти і вмикають привід машини. По закінченні встановленої тривалості замісу реле часу автоматично вимикає привід і траверса піднімається в гору. Діжу з тістом відкочують і встановлюють наступну порожню.

Перевагами машини вважають відсутність  приводу діжі і герметичну кришку, що застерігає від розсипу борошна при замішуванні тіста.

Недоліком слід вважати  слабку інтенсивність перемішування  і порівняно велику тривалість замісу, громіздкість і застарілу конфігурацію діжі.

Виходячи з вище вказаних недоліків  доцільно буде змінити місильний орган на більш універсальний. При заміні місильного органу зменшується тривалість процесу замісу при підвищеній частоті обертання місильного органу, зменшуються витрати енергії. За рахунок універсальної форми місильного органу покращується циркуляція тіста в вертикальному напрямку. Досягається універсальність по загрузці діжі.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Підбір конструкційних  матеріалів

 

Харчова промисловість в силу своєї специфіки ставить додаткові вимоги при виборі матеріалів. Основною вимогою до них є допуск матеріалу до контакту з харчовими продуктами. У випадку коли не відбувається прямого контакту вузлів об’єкту з харчовими продуктами,користуються загальними машинобудівними критеріями вибору матеріалу.

Всі деталі, з якими контактує тісто (місильна лопать, кришка), виготовляємо з інструментальної сталі Х12М, яка має велику твердість та

корозійну стійкість. Лопать повинна мати підвищені механічні властивості, тому вона підлягає зміцнювальній термічній обробці.

Деталі, що не контактують  з тістом, виготовляють з дешевої, вуглецевої, конструкційної сталі звичайної  якості Ст5.

Матеріал з якого виготовляють зубчасті колеса сталь 45 і піддати гартуванню з високим відпуском.

Використані матеріали, їхні ГОСТи наведені в табл. 3.1.

Таблиця 3.1

Перелік матеріалів використаних в обладнанні

Найменування матеріалу, марка	Найменування деталі	ГОСТ
12Х18Н10Т	Діжа	ГОСТ 5582-75
Х12М	Місильна лопать	ГОСТ 1435-74
Ст.45	Зубчасті колеса, зубчасті рейки.	ГОСТ 1050-88
Ст.5	Опори, рама.	ГОСТ 380-94

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Вимоги по ергономіці  і технічному дизайну

 

Головний привод зі всіма  редукторами, точками з’єднання з живлячими джерелами надійно заховані під захисними кожухами, виступи на машині заокруглені що забезпечує безпеку роботи персоналу.

Пульт управління спроектований  так що всі кнопки знаходяться  на одній панелі та розташовані в  такому порядку щоб можливо було швидко знайти необхідну. Висота встановлення пульта 850мм що є оптимальною при праці стоячи.

Для викачування діжі необхідно натиснути ногою на педаль фіксатора і потім викотити діжу. Вона встановлена так щоб це було зручно виконувати

працівникові.

Машина оформлена в  монохромній гамі а особливо важливі  кнопки (пуск, аварійна зупинка) мають  яскравий  колір для швидкого реагування на них.

Завдяки цьому створюється  сприятлива обстановка, що знижує стомленість  працівника і приносить йому моральне задоволення. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Розрахункова  частина

5.1 Розрахунок тістомісильної машини  “А2-ХTБ”

Продуктивність повинна забезпечити роботу печі “ППП-62”

Вихідні дані для розрахунку:

продуктивність печі по гарячому хлібу П_п , кг/год  1131,5

упікання y, %        7

тривалість замісу τ_з ,с       150

тривалість допоміжних робіт τ_в , с     250

коефіцієнт який враховує вірогідні зупинки машин

на зачистку та регулювання  k₀     1,3

коефіцієнт заповнення робочої камери  k₂   0,5

частота обертання місильної  лопаті n ,с^-1    1

Параметри місильних  лопатей:

r₁=0,025м; r₁²=0,000625;;

r₂=0,2м; r₂²=0,04;;

а=3; b=0,03; S=0,2;δ=0,01; α=45^о;

ККД машини η=0,8

 Визначимо продуктивність тістомісильної  машини за рівнянням:

       (1)

П_м=1131,5∙1,3∙(100+7)/100=1573,9 кг/год.

 

. Місткість діжі розрахункова :

        (2)

 

 

 

   

Приймаємо V_п=200 дм³.

 

 

Для розрахунку і аналізу робочого процесу складемо баланс енергозатрат і оцінимо долю кожної із статей затрат в загальній витраті енергії.

A=А_л+А_ш

де, А_л- енергозатрати лопастей, А_Ш-енергозатрати шнека.

 Розрахунок енергозатрат лопатевої  частини місильного органа:

А_л=А₁+А₃

 Роботу, витрачену на перемішування компонентів, знайдемо з рівняння:

   (3)

Роботу, витрачену на нагрів тіста і металевих частин машини, що з ним контактують, знаходимо за формулою:

    (4)

А_л=34,2+565,4=599,6 Дж/об.

 

 Розрахунок енергозатрат шнекової частини місильного органа:

На основі отриманих даних складемо баланс енергозатрат:

А_ш=А₁+А₃

Роботу, витрачену на перемішування компонентів, знайдемо з рівняння:

A₁=1∙0,025∙3,14∙1050∙4² sin90∙(0,0156-0,01)×

×[(1-0,4)∙3,14²∙(0,01+0,0156)+0,4∙0,137²/2 =0,287Дж/об

Роботу, витрачену на нагрів тіста і металевих частин машини, що з ним контактують, знаходимо за формулою:

А₃=124∙1∙10∙4∙(2,44∙10^-4-1∙10^-4/0,05+2/0,05∙1,9∙10^-3∙0,025∙sin90)=118,5 Дж/об.

А_ш=0,287+118,7=118,78 Дж/об.

Загальний баланс енергозатрат:

А=599,6+118,78=718,3 Дж/об.

Потужність приводного двигуна:

N=718,3 4/0,8=3591 Вт.

Приймаємо стандартний  двигун потужністю 4 кВт.

 

 

 

 

 

 

 

 

5.2 Розрахунок клинопасової передачі.

Вихідні дані

N₁=4 кВт; n₁=1500 хв^-1;u=1,8.

1. Крутний момент:

       H м

2. При даному моменті  за табл. [5]: приймаємо січення ременя «А» з розмірами: b_p=11mm ,h=8mm, b_o=13mm, y_o=2,8mm, F₁=0,81см² .

3. Діаметр меншого  шківа відповідно з рекомендаціями  табл. [5]:

d_pmin =90mm, але так як в даному випадку не має обмежень до габаритів передачі, то для підвищення довговічності ременя приймаємо . d_p1 =120 мм.

4. Діаметр великого  шківа:

приймаємо d_p2 =210мм.

5. Фактичне передаточне  число:

U_p= d_p2  / d_p (1-ε)=210/120 (1-0,02)=1,7

6. Швидкість ременя:

7. Частота обертання  ведучого вала:

 

8. Міжосьова відстань  відповідно рекомендаціям:

α=900мм.

9. Розрахункова довжина  ременя:

Приймаємо α=3000мм.

10. Мінімальна міжосьова відстань  для удобства монтажу і зняття  ременів:

Максимальна міжосьова  відстань для створення натягування і підтягування:

Α_max=α+0.025 α=922мм

11. Кут обхвату на  меншому шківі:

α^о₁=180°-60° d_p2-d_p1 /α=180-60  210-120/900=174°

12. Вихідна довжина  ременя з табл. [5]:

α_о=1700мм.

Відносна довжина:

α/ α_о=3000/1700=1,76

13. Коефіцієнт довжини:

С_h=1.12

14. Вихідна потужність  при d_p1=120 і v=9.42 (з табл.) N_о=0,98кВт.

15.Коефіцієнт кута обхвату (табл.) [5]:

С_α=0,97.

16. Поправка до крутного  моменту на передаточне число  (табл.) [5]:

ΔТu Нм.

17. Поправка до потужності :

18. Коефіцієнт режиму  роботи при вказаному навантаженню (табл.) [5]:

С_р=0,73.

19. Допустима потужність  на один ремінь :

20. Розрахункове число  ременів :

Z=N/[N]=4/1.56=2.44.

21. Коєфіціент, що враховує  нерівномірність навантаження: