Проектирование и расчет тестомесильной машины

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Одним из важнейших направлений в хлебопекарной промышленности является увеличение мощности предприятий путем реконструкции старых заводов и оснащения их новой современной техникой. В настоящее время в данной отрасли существует множество проблем, центральной из которых является повышение эффективности.

Для повышения эффективности и прежде всего роста производительности труда играет снижение технологических потерь сырья и нормирование потребления электроэнергии, т.к. интенсивные методы хозяйствования неразрывно связаны с эффективным использованием производственных ресурсов, внедрением ресурсосберегающих технологий.

Одним из эффективных путей повышения качества хлебобулочных изделий является управление при их производстве биохимическими, микробиологическими, коллоидными и другими процессами.

Хлебопекарная промышленность является одной из наиболее материалоемких отраслей. Так удельный вес сырья в структуре себестоимости товарной продукции составляет около 85 %. На снижение материалоемкости изделий сказывается сокращение потерь сырья. Поэтому большое внимание должно уделяться совершенствованию технологического процесса, созданию и внедрению прогрессивных технологических схем, основанных на широком применении улучшителей, обогатителей и др.

На величину электропотребления влияет ряд противоположных факторов. С одной стороны в результате совершенствования технологических процессов и оборудования, снижения потерь, использование вторичных энергоресурсов и других мероприятий нормы расхода электроэнергии должны неуклонно снижаться. С другой стороны, рост электровооруженности труда, механизация и автоматизация производства, вытеснение ручного труда и улучшение его условий неизбежно ведут к росту энергопотребления. Таким образом, рациональное использование энергоресурсов необязательно выражается в снижении расхода энергопотребления, хотя сейчас еще имеется возможность сохранения тенденции к его снижению в целом по промышленности. Важно, чтобы фактические статьи расходов энергоресурсов были действительно оправданными. Иначе говоря, нормы расхода электроэнергии должны быть научно и технически обоснованными. [ 1 ]

Другой немаловажной проблемой хлебопекарной отрасли является повышение качества хлебобулочных изделий. Качество продукции хлебопекарного производства на прямую связано с качеством сельскохозяйственной продукции - зерна. За последние годы качество зерна, его вкусовые характеристики, пищевая ценность неустанно ухудшались. Это в первую очередь связано со снижением уровня культуры возделывания земли, что обусловлено нехваткой техники, удобрений, хороших специалистов и много другого. В сложившейся ситуации инженерно-техническому персоналу конкретных пищевых предприятий приходится искать оптимальные варианты обработки разнообразного по качеству сырья. Это в первую очередь связано с реконструкцией и модернизацией существующего оборудования.

В сложившейся в стране экономической обстановке хлебопекарному предприятию для выживания помимо всего прочего необходимо искать новые рынки сбыта своей продукции, чутко реагировать на постоянно изменяющийся потребительский спрос.

В данном дипломном проекте сделана попытка решения некоторых из освещенных в этом разделе проблем.

тестомесильный оборудование хлебопекарный

1. Анализ современных объектов аналогичного назначения

1.1 Общая характеристика предприятий хлебопекарной промышленности

Совершенствование тестоприготовительного оборудования имеет решающее значение для повышения эффективности производства и, прежде всего для роста производительности труда в хлебопекарной промышленности, интенсификации технологических процессов, сокращению длительности производственных циклов и снижению технологических потерь сырья.

Оборудование хлебопекарного производства очень разнообразно. Оно отличается друг от друга производительностью, принципом действия, конструкцией [2, 19, 20].

Производительность всей линии определяется производительностью печи. Линия производства подового хлеба поточная и, работа всего оборудования соответствует производительности печи. Поэтому при модернизации необходим такой выбор оборудования или его элементов, при котором не нарушается выбранный режим работы.

1.2 Особенности производства и потребления готовой продукции

В настоящее время в хлебопекарном производстве применяют два вида поточных линий, отличающихся по степени механизации. Выработка хлебобулочных изделий в ассортименте осуществляется на механизированных линиях, позволяющих в пределах ассортиментных групп переходить с производства одного вида продукции на производство другого. Основными процессами хлебопекарного производства являются замес и брожение рецептурной смеси-теста. При замесе перемешиваются компоненты, смесь подвергается механической обработке и насыщению пузырьками воздуха, происходит гидролитическое воздействие влаги на сухие компоненты смеси, формируется губчатый каркас теста. Брожение теста вызывается жизнедеятельностью дрожжей, молочно-кислых и других бактерий. При брожении в тесте протекают микробиологические и ферментативные процессы, изменяющие его физические свойства. Образуется капиллярно-пористая структура, удерживаемая эластично-пластичным скелетом, поры которого заполнены газом, состоящим из диоксида углерода, паров воды, спирта и других продуктов брожения. Происходит накопление ароматических и вкусовых веществ, определяющих потребительские свойства хлеба.

Продукция хлебопекарного производства выпускается в законченном товарном и потребительском виде. Срок хранения хлеба без специальной упаковки не превышает 1...2 суток, поэтому его производство организуют в местах непосредственного потребления. Для транспортирования подовый хлеб укладывают на деревянные лотки, размещают последние на стеллажах или тележках и перевозят специализированными автомобилями.

1.3 Стадии технологического процесса производства хлеба

На рисунке 1 приводится технологическая схема производства подового хлеба.

Подготовка сырья к производству заключается в контрольном просеивании муки с отделением метало-примесей и подачей в производственные бункера. Перед этим соль растворяют, прессованные дрожжи разводят.

Замес теста заключается в смешивании муки с другими компонентами по рецептуре. Тесто замешивается в течении 7-8 минут, причем интенсивность замешивания влияет на процессы созревания теста. Тесто считается замешанным, если смочена водой вся мука и отсутствуют непромесы.



Рисунок 1 - схема технологическая

Различают три стадии замеса:

1) смешивание сухих и жидких компонентов. Здесь происходит связывание воды крахмалом, белками и слизеподобными веществами;

2) собственно замес;

3) пластификация, которая сопровождается увеличением вязкости теста, начинаются процессы гидролиза крахмала, образуется клейковинная решетка, начинается процесс брожения.

В результате замеса образуется тесто, где вся мука находится в связанном состоянии.

Способ приготовления теста для подового хлеба заключается в следующем. Смешивают все компоненты теста сразу и подают его на брожение. Ингредиенты: соль, вода, дрожжи, мука.

Брожение длится 3-4 часа. Для брожения характерны следующие процессы:

продолжается гидролиз крахмала;

небольшой гидролиз белков;

процесс сбраживания собственных и несобственных сахаров муки;

накопление углекислоты и спирта вследствие анаэробного дыхания ;

молочно-кислое брожение, в результате чего образуется молочная кислота;

идет дальнейшее набухание белков и слизиподобных веществ, в результате чего тесто становится суше.

Тесто при брожении приобретает упруго-эластичную консистенцию.

Деление теста на куски проводят на тестоделителях. Деление совершается циклически в течении короткого времени. За это время протекает целый комплекс процессов:

поглощение части газа тестом или деление газовых пузырьков на более мелкие;

изменение свойств клейковинного скелета, в результате чего повышается газоудерживающая способность и снижается липкость теста.

Расстойка тестовых заготовок осуществляется в специальных камерах на люльках. В шкафу поддерживается температура воздуха 35-40 єС и относительная влажность 75-85 %. В этих условиях не происходит подсыхания поверхности заготовок и нормально идет брожение теста, которое вызывает рост тестовых заготовок и повышение их пористости. Длительность расстойки тестовых заготовок колеблется от 20 до 120 минут в зависимости от температуры, массы и формы заготовок, рецептурного состава, влажности теста, активности бродильной микрофлоры и ферментативного комплекса муки.

Выпечка хлеба осуществляется в печах тоннельного типа, где загрузка осуществляется с одного конца, а выгрузка - с другого. В печах создается 3 режима выпечки.

Температура 108 єС в зоне смешения и относительная влажность воздуха 80 %.

Такой режим обеспечивает предотвращение подрывов между верхней коркой и боковыми стенками, так как на первом этапе по мере прогрева заготовки брожение увеличивается, заготовка увеличивается в объеме, поэтому в течении первых 2-3 минут корочка образовываться не должна.

Температура 230-250 єС.

Этот режим характеризуется понижением влажности, процессом образования корки, частичного отвода влаги через корочку в пекарную камеру. При этом по мере прогрева тестовой заготовки два градиента действуют противоположно направленно. Под действием температурного градиента влага устремляется к центру. При достижении на поверхности заготовки 100 % влага с поверхности отводится в пекарную камеру. В результате в ближайших слоях образуется влажностный градиент, происходит уменьшение влаги в заготовке на 3-4 %, что составляет упек изделия. В результате выпечки максимальная влажность будет у мякиша в центре, минимальная - у корочки.

Температура 170±10 єС.

Оставшиеся несброженные сахара с образовавшимися аминокислотами образуют темноокрашенные вещества, определяющие аромат изделия. Интенсивность окрашивания будет зависеть от степени выброженности тестовой заготовки, т.е. останутся ли сахара для образования темноокрашенных веществ.

Охлаждение характеризуется перераспределением влаги от центра к корочке.

При хранении идет черствение хлеба, так как:

идет старение белков;

идет старение крахмала, в результате чего освобождается влага;

переход освободившейся влаги в окружающее пространство, в результате чего происходит плесневение изделия.

Черствение хлеба замедляется пониженной температурой хранения и контейнерным хранением.

- расстойка - брожение сформированных тестовых заготовок. После расстойки тестовые заготовки могут подвергаться надрезке (батоны, городские булки и др.);

- гидротермическая обработка тестовых заготовок и выпечка хлеба;

- охлаждение, отбраковка и хранение хлеба [19].

Рисунок 1.2 - Тестомесильная машина

1.4 Назначение, классификация и современные конструкции тестомесильных машин

Тестомесильная машина представляет собой смонтированную машину А2-ХТН с месильным корытом Х-12. Предназначена для замеса теста из пшеничной муки 1 сорта и ржаной.

Данная тестомесильная машина относится к машинам непрерывного действия с лопастными месильными органами. Машина состоит из месильной емкости 11, в центре которой расположен месильный вал 6 с лопатками 7, расположенными под углом друг к другу. Сверху корпус закрывается откидной крышкой, с помощью поднятия или опускания крышки дозатора регулируется уровень муки. Тесто из машины выходит из патрубка 8 с помощью скребка неподвижного 9.

Машина работает следующим образом. Все компоненты малыми дозами от дозаторов подаются непрерывно в переднюю часть корыта, перемешиваются лопатками и проталкивают его вдоль корыта. По мере продвижения массы до патрубка 8 оно перемешивается и пластифицируется.

Нагнетатель теста марки И8-ХТА-12/3 Состоит из плиты 1, привода 2 с муфтой 3, насоса 5 и ограждения муфты 4 (рисунок 1.2).

1 - плита; 2 - привод; 3 - муфта; 4 - насос; 5 - ограждение

Рисунок 1.3 - Накопитель теста марки И8-ХТА-12/3

Насос состоит из бронзового корпуса, внутри которого вращается ротор с эксцентриком.

Привод состоит из мотор-редуктора марки МП-32-50-22,4КЗУ, который передает вращение валу ротора насоса через упругую муфту.

Плита, на которой смонтировано все оборудование, имеет выдвижные опоры, позволяющие регулировать высоту расположения фланца приемного патрубка нагнетателя относительно пола от 484 до 514 мм.

Тесто подается сверху в загрузочный бункер и заполняет внутреннюю часть корпуса насоса, захватывается шибером ротора и нагнетается в выпускной патрубок. Частота вращения ротора постоянна.

Включение в работу и остановка осуществляется с пульта управления тестомесильной машины.

Тестомесильная машина Т-512 (рисунок 1.4) предназначена для замеса теста из ржаной и пшеничной муки.

Тестомесильную машину Т-512 изготавливают в двух модификациях - с подкатными дежами и пятидежевой каруселью. Тестомесильная машина с подкатными дежами стоит из корпуса, шнека, кронштейна, дежи с кареткой, привода и основания.

Основным узлом тестомесильной машины является корпус, на консольной части которого размещается привод месильного органа, состоящий из электродвигателя и червячного редуктора, которые соединены клиноременной передачей. На выходной вал редуктора крепится цапфа месильного органа. На цапфу с помощью фторопластового шарикоподшипника посажена крышка. Три пружины 8, расположенные в гильзе 9, обеспечивают плотное закрывание дежи при замесе.

В корпусе установлен бак для воды с электрообогревом, представляет собой емкость с водомерным стеклом и термореле. В нижней части бака расположен ТЭН. К фланцу корпуса болтами крепится штанга, на другом конце которой расположена бронзовая гайка, входящая в зацепление с валом-винтом привода. Вращаясь, вал-винт осуществляет подъем и опускание корпуса и месильного органа, выполненного в виде ленточного шнека.

Дежа представляет собой цилиндрическую емкость с ручками, установочным поясом для размещения ее на кронштейнах.

Тестомесильная машина «Стандарт» (рисунок 1.5) предназначена для замеса теста из пшеничной и ржаной муки.

Машина «Стандарт» состоит из фундаментной плиты 4, корпуса 5, приводной головки 7, месильного органа 12, подкатной дежи и привода [19].

Фундаментная плита закрепляется на бетонном фундаментe на междуэтажном перекрытии четырьмя анкерными болтами.



1, 10 -- червячные редукторы; 2, 12 -- электродвигатели; 3, 16 -- конечные -выключатели; 4 -- кронштейн в сборе; 5 -- дежа; 6 -- месильный орган; 7 -- крышка; 8 --пружина; 9 --гильза; 11-- клиноременная передача; 13 -- ограждение в сборе; 14 -- бак для воды; 15 -- корпус; 17 --вал-винт; 18 -- бронзовая гайка; 19 -- колонна; 20 -- основание.

Рисунок 1.4 - тестомесильная машина Т-512

Передняя часть фундаментной1 плиты предназначена для установки и крепления трехколесной тележки дежи. Для этого на плите установлены два чугунных кронштейна 1 и запорная планка 15. Кроме того, на плите расположен ножной рычаг 17 и упорный уголок 18, служащие для освобождения дежи с фундаментной плиты после окончания замешивания теста. Дежа закрепляется на плите автоматически действующим зажимным механизмом с педалью.

1 -- кронштейн; 2 -- шкив; 3 -- штурвал; 4 -- плита; 5 -- корпус; 6 -- электродвигатель; 7 и 14 -- червяки; 8 -- червячное колесо; 9 -- прижимной рычаг; 10 - подшипник; 11 - месильный рычаг; 12 -- месильный орган; 13 -- колпак; 15 -- запорная планка; 16 -- лопасть; 17 -- ножной рычаг; 18 -- упорный уголок.

Рисунок 1.5 - тестомесильная машина «Стандарт».

Чугунный корпус 5 машины прикрепляется к фундаментной плите 4. В нем установлен электродвигатель 6 привода, который может передвигаться по салазкам,- осуществляя натяжение клиноременной передачи Приводная головка установлена на корпусе машины и прикреплена к нему болтами.

Месильный орган, представляет собой стальной рычаг, изогнутый под углом 118 °. На конце рычага укреплена лопасть, конфигурация которой соответствует профилю дежи. Под чаном дежи укреплена червячная шестерня, входящая в зацепление с червячным колесом станины машины.

Движение от электродвигателя передается через клиноременную передачу шкиву 2 с диском, который выполняет роль половины фрикционной муфты. Вторая половина муфты насажена на вал червяка 7. Муфта включается при опускании колплака 13 над дежой на время замеса теста. От шкива 2 движение сообщается через червяк 7 и червячное колесо 8 месильному органу 12. Одновременно с вала червяка 7 при помощи клиноременной передачи сообщается вращение червяку 14, входящему в зацепление с червячной шестерней, прикрепленной к деже.

1.5 Патентная проработка проекта

Описание изобретения к авторскому свидетельству SU 1253560 А1

Тестомесильная машина, содержащая дозатор муки, корытообразную емкость и размещенный в ней вдоль оси центральный вал с лопатками, отличающаяся тем, что с целью интенсификации замеса теста и повышения производительности, в корытообразной емкости параллельно центральному валу и на равных расстояниях от его оси размещены с возможностью планетарного движения вокруг последней дополнительные три вала, на которых также установлены лопатки.

Изобретение относится к хлебопекарной промышленности, в частности к тестомесильным машинам непрерывного действия.

Цель изобретения - интенсификация замеса теста и повышение производительности.

Выполнение рабочего органа в виде валов с лопатками, установленных с возможностью планетарного движения позволит интенсифицировать процессы смешивания компонентов, набухания клейковины и обминки за счет создания в массе турбулентных потоков.

Интенсификация замеса ведет к сокращению его длительности, то есть повышению производительности.

2 Описание разработанного объекта

Тестомесильная машина состоит из дозатора муки, корытообразной емкости, центрального вала с лопатками, дополнительных валов с лопатками. На дополнительных валах закреплены шестерни, находящиеся в зацеплении с шестерней, которая закреплена на центральном валу.

Тестомесильная машина имеет загрузочную воронку, выпускное отверстие и привод. Между шестернями и корытообразной емкостью машина имеет круглую перегородку, которая с одной стороны представляет собой водило, жестко насаженное на центральный вал и прокладку для предотвращения попадания теста в приводной механизм. Лопатки на валах закреплены по винтовой линии.

Тестомесильная машина работает следующим образом: мука и жидкие компоненты дозируются непрерывно через загрузочную воронку в корытообразную емкость, в которой полученная тестовая масса непрерывно перемещается и перемешивается и перемещается вдоль нее лопатками при вращении валов.

Привод передает движение от двигателя на центральный вал, с помощью которого вращаются шестерни. При вращении центрального вала дополнительные валы вращаются как вокруг центрального вала, так и вокруг собственной оси, то есть совершают планетарное движение, что гарантирует высококачественный интенсивный замес теста. Перегородка вращается вместе с дополнительными валами.

После интенсивного замеса тестовая масса выходит из выпускного отверстия, создавая при этом достаточное давление для движения тестовой массы по трубопроводу на дальнейшую обработку.

Повышение производительности обеспечивается тем, что при планетарном движении рабочих органов сокращается процесс смешивания компонентов.

3 Расчёты, подтверждающие работоспособность разработанного проекта

3.1 Расчет мощности, необходимой для привода

Изучение всего процесса замеса в тестомесильной машине непрерывного действия и совокупности причин, влияющих на замес, показало, что потребная мощность для замеса опары - величина переменная: минимальная в начальной стадии, при смешивании ингредиентов, она постепенно возрастает, достигая максимальной величины к концу процесса.

Составим баланс мощности на один цикл месильной лопасти для упрощения расчета [9].

N = N1 + N2 + N3 + N4, (3.1)

где N - потребная мощность для замеса опары, кВт;

N1 - мощность привода, затрачиваемая на перемешивание массы, кВт;

N2 - мощность привода, затрачиваемая на перемешивание лопастей машины, кВт;

N3 - мощность привода, затрачиваемая на нагрев опары и соприкасающихся с ней металлических частей машины, кВт;

N4 - мощность привода, затрачиваемая на изменение структуры опары, кВт.

Определение мощности привода, затрачиваемой на перемешивание массы опары.

Представим упрощенную модель тестомесильной машины, состоящую из емкости, в которой вращается вал с закрепленной на нем лопаткой с прямоугольной лопастью.

При вращении рабочего вала, на погруженные в опару месильные лопасти действуют силы сопротивления со стороны опары. Эти силы действуют как вдоль самой оси - в осевом направлении, так и перпендикулярно ей - в радиальном направлении. При этом можно считать, что равнодействующие этих сил сопротивления находятся на расстоянии 1/3 от конца лопасти.

Рисунок 3.1 - Схема расчетная для определения сил сопротивления, действующих на лопасть

Осевая составляющая равнодействующей сил сопротивления определяется по формуле [15]

Ро = F[rсotgІ (45° + ц/2) + 2Ctg ( 45?+ц/2)](sinб - м cosб), (3.2)

где F = 0,006 мІ;- площадь лопасти, погруженной в опару, мІ;

r - радиус до точки приложения равнодействующей сил сопротивления, м;

ц = 45 0- угол внутреннего трения опары, град;

С = 5000 Па - удельное сцепление опары с материалом лопасти, Па;

б = 30 0- угол наклона лопасти к оси вращения, град;

м = 1 - коэффициент трения опары о лопасть;

со = 1080 кг/мі - плотность опары, кг/мі.

Радиус до точки приложения равнодействующей сил сопротивления определяется из соотношения:

r = R1 + 2/3b, (3.3)

где R1 = 0,1 м - расстояние от оси вала до лопасти, м;

b = 0,63 м - высота лопасти, м,

r = 0,1 = 2/30,63 = 0,52 м.

Тогда по формуле (3.2) имеем:

Pо = 0,006[0,521080tgІ(45 + 45/2) + 25000tg(45 + 45/2)](sin30° -

- 1cos30°) = 165,5(0,5 + 0,9) = -66,2 Н.

Радиальная составляющая равнодействующей сил сопротивления, вычисляется по формуле:

Pp = F[rсotgІ (45 + ц/2) + 2ctg(45 + ц/2)](cosб + м sinб), (3.4)

Pp = 165,5(0,9 + 10,5) = 231,7 Н.

Необходимая мощность на перемешивании опары может быть определена следующим образом:

N1 = ? [(PoVo + PpVp)K]/(1000з) , (3.5)

где Vo - осевая скорость движения точки преломления равнодействующей сил сопротивления, действующих на лопасть, м/с;

Vo = Vpcosб sinб, (3.6)

где Vp - окружная скорость движения точки преломления равнодействующей сил сопротивления, действующих на лопасть, м/с,

Vp = rІn/30, (3.7)

n = 56,3 мин-1 - число оборотов месильной лопасти в минуту, мин-1;

К = 11 - число лопастей на одном валу машины;

з = 0,85 - коэффициент полезного действия привода.

Vp = (0,52)І56,3/30 = 0,5 м/с,

Vo = 0,5cos30° sin30° = 0,2 м/с.

Тогда по формуле (3.5) мощность привода, затрачиваемая на перемешивание опары будет равна:

N1 = ? (-66,20,2 + 231,70,5)11/(10000,85) = 1,3 кВт.

Расчет мощности привода, затрачиваемой на перемещение лопастей машины и нагрев опары и соприкасающихся с ней металлических частей машины [9].

Работа, расходуемая на вращение месильных лопаток, может быть определена следующим образом:

A2 = (2/3)KbусoрІnІ(R2і - R1і) , (3.8)

где у = 0,01 м - толщина лопасти лопатки, м;

R2 = 0,16 м - радиус вращения лопасти, м.

А2 = (2/3)110,0630,0110803,14І56,3І(0,16і - 0,1і) = 482,8 Дж/об.

Работа, расходуемая на нагрев опары и металлоконструкций тестомесильной машины за один оборот одной месильной лопасти:

А3 = (t1 - t2)/[nф (mmcm + mжсж), (3.9)

где t1 = 30 0С - температура массы в конце замеса, ?С;

t2 = 25 0С - температура массы в начале смешивания, ?С;

mm - масса опары, находящаяся в месильной емкости, кг;

сm = 2500 Дж/(кгК) - средняя теплоемкость опары, при температуре 30 єС, Дж/(кгК);

mж = 100 кг - масса металлоконструкций машины, прогревающиеся при замесе, кг;

сж = 500 Дж/(кгК) - средняя теплоемкость нержавеющей стали Дж/(кгК);

= 0,5 с - длительность замеса, с.

Определим массу опары, находящейся в месильной емкости. Общий объем месильного корыта Vк = 0,27 мі. Принимаем полезный объем корыта, равный Vn = 0,8Vк, Vр = 0,22 мі.

При плотности опары со = 1080 кг/мі масса опары составит mm = 235 кг.

Тогда работа на нагрев, определяемая:

А3 = (30 - 20)/(56,31800)(2352500 - 100500) = 26,5 Дж/об.

Определим расход энергии за один цикл месильного органа на 1 кг опары по составляющим А2 и А3

Аn(2,3) = ф3n/?A2,3mm (3.10)

Аn(2,3) = 180056,3/(482,8 + 26,5)235 = 0,85 Дж/кг.

По величине расхода энергии рассчитываем мощность привода на перемещение лопастей машины и нагрев опары:

N2,3 = A(2,3)/з. (3.11)

N2,3 = 0,85/0,85 = 1 кВт.

Расчет мощности привода, затрачиваемой на изменение структуры опары

Поскольку структурные изменения в массе опары зависят от интенсивности замеса и пропорциональны работе перемешивания, то примем мощность, затрачиваемую на изменение структуры равной 0,1N1. Эта величина составит N4 = 0,13 кВт.

Тогда по формуле (3.1) определяем общую мощность, необходимую для привода тестомесильной машины.

N = 1,3 + 1,0 + 0,13 = 2,43 кВт.

Фактически на заводской машине установлен двигатель мощностью 4 кВт. Такой запас мощности установлен потому, что в конструкции машины И8-ХТА-12/1 имеется второй вал.

3.2 Расчет производительности [16]

Производительность тестомесильной машины непрерывного действия марки И8-ХТА-12/1, может быть определена по следующей формуле:

П = цсо(рDІ)/(460)Sn, (3.12)

где ц = 0,2 - коэффициент подачи, зависимый от конструкции лопаток и их расположения на валу;

со = 0,32 м - наружный диаметр лопаток, м;

S = 0,155 м - шаг лопаток, м;

n = 56,3 мин-1 - число оборотов лопаток, мин-1.

Тогда имеем:

П = 0,21080(3,140,32І)/(4600,11556,3) = 18,7 кг/мин.

Часовая производительность тестомесильной машины составит Пч = 1122 кг/ч.

3.3 Расчет сальникового узла [17]

Определение основных геометрических параметров для конструирования сальникового узла осуществляется на основании данных практики эксплуатации с учетом факторов, оказывающих влияние на работу движущихся частей.

Сменным элементом в конструкции сальникового узла является сальниковое кольцо из тонкошерстного войлока ГОСТ 288-72*.

Ширина сальникового кольца определяется из условия

Sk = 2,1, (3.13)

где d = 50 мм - диаметр тестомесильного вала, мм,

Sk = 2,1 = 15 мм.

Тогда внутренний диаметр корпуса сальникового узла будет равен:

Двн.корп.с.у. = d+2Sk, (3.14)

Двн.корп.с.у. = 50+215 = 80 мм.

Первоначальная толщина сальникового кольца выбирается по ГОСТ 288-72* исходя из Двн.корп.с.у = 80 мм, ho = 20мм. Толщина кольца в рабочем состоянии определяется так:

h = Kyho, (3.15)

где Ky = 0,9 - коэффициент усадки,

h = 0,920 = 18 мм.

Глубина расточки корпуса сальникового узла с учетом обеспечения направления нажимной втулки (грундбуксы)

Hk = h +Sk, (3.16)

Hk = 18 + 15= 33 мм.

Высота грундбуксы выбирается из параметрического ряда исходя из особенностей конструирования hр = 45 мм.

Посадочный диаметр грундбуксы определяется :

Dr = d + 2Sk, (3.17)

Dr = 50 + 215 = 80 мм.

Диаметр резьбы крышки гайки определяется по формуле:

dр = , (3.18)

где Pr = 0,8106 Па - давление герметизации, Па;

[ у ] = 0,1106 Па - допустимое напряжение, Па

dp = = 100 мм.

Для обеспечения герметичности сальникового узла усилие затяга, с которым крышка-гайка должна действовать на грундбуксу, должно составлять:

F3 = [р(DІ - dІ)Pr/4], (3.19)

где k = 0,6 - коэффициент бокового давления;

f = 0,014 - коэффициент статического трения сальникового кольца о вал и корпус;

е - основание натурального логарифма,

F3 = [3,14(0,08І - 0,05І)0,8106 /4]е20,60,014/0,015 =751 Н.

Сила трения между сальниковым кольцом и вращающимся валом:

Fтр = [(рdfкинPrSk)/(2kf)]( -1), (3.20)

где fкин = 0,02 - коэффициент кинематического трения между сальниковым кольцом и валом.

Fтр = [(3,140,050,020,81050,015)/(2*0,014*0,6)](е20,60,0140,018/0,015 -1) = 4,6 Н.

Момент трения в сальниковом уплотнении определяется по формуле:

Мтр = Fтрd/2, (3.21)

Мтр = 4,60,05/2 = 0,12 Нм.

Мощность, затрачиваемая на преодоление сил трения в сальниковом узле :

Nc = Mтрщ (3.22)

где щ - угловая частота вращения месильного вала, рад/с,

щ = рn/30, (3.23)

щ = 3,1456,3/30 = 5,9 рад/с.

Тогда по формуле (3.22) мощность, затрачиваемая на преодоление сил трения в сальниковом узле, составит:

Nс = 0,125,9 = 0,7 Вт.

Детальное изображение сальникового узла изображено в графической части проекта.

3.4 Применение ЭВМ и САПР

В настоящее время развитие науки и техники позволяет облегчить расчет оборудования и его основных узлов и деталей с помощью электронно-вычислительных машин (ЭВМ).

В связи с этим в данном курсовом проекте представлен расчет шпонки на ЭВМ. Для его осуществления необходимо рассчитать значение входных параметров, которые необходимо загрузить в программу ЭВМ.

Для инженерных расчетов используются пакеты прикладных программ, одной из которых является система АРМ Win Machine, Win Joint/

Общая схема проектирования и расчета включает следующие шаги:

· задание геометрии детали;

· размещение действующих нагрузок;

· ввод исходных данных;

· выполнение проектного расчета;

· просмотр результатов расчета.

Результаты расчета приведены в Приложении В.

В результате проведенного проверочного расчета шпонки мы убедились в ее работоспособности, так как условие прочности выполняется с необходимым запасом [Приложение Б].

4 Сведения о монтаже, эксплуатации и ремонте оборудования

4.1 Порядок и сроки проведения ппр и наладки оборудования

Для поддержания и восстановления работоспособности оборудования осуществляется его профилактическое обслуживание, заключающееся в систематическом уходе, чистке, смазке, регулировке и ремонте с восстановлением и заменой изношенных деталей.

Система ППР осуществляется по плану через установленные периоды.

Задачи ППР следующие:

обеспечение уровня качества продукции;

продолжительное поддержание оборудования в рабочем состоянии;

рациональная организация ремонта при минимальном простое оборудования во время ремонта;

усовершенствование организации и методов ремонта.

В систему ППР оборудования входят следующие виды ремонта:

I вид - технический уход и текущий ремонт

II вид - капитальный ремонт

III вид - средний ремонт

Технический уход и текущий ремонт оборудования включает в себя периодический осмотр оборудования без его разборки; устранение мелких неполадок и дефектов; выявление как при осмотрах, так и в период работы машины, их чистку и смазку.

Текущий ремонт производится на месте установки оборудования силами ремонтного персонала наладочной службы.

Средний ремонт имеет цель частичной разборки основных узлов до следующего ремонта.

Капитальный ремонт производится в срок, предусмотренный графиком ремонта на рабочем месте или РМЗ.

4.2 Монтаж, ремонт и эксплуатация тестомесильной машины

Тестомесильная машина непрерывного действия И8-ХТА-12/1 смонтирована на специальном фундаменте. Для эффективной работы машины необходимо следить за тем, чтобы болты крепления к фундаменту были всегда прочно закреплены. Все составные части машины должны быть очищены. Рабочие органы при переходе с одного сорта теста на другой или после остановки машины очищают от остатков теста, промывают водой и смазывают растительным маслом.

Перед пуском в эксплуатацию необходимо смазать все трущиеся поверхности и залить в реактор масло до контрольной риски на щите. При подключении мотор-редуктора необходимо проверить вращение месильных органов по направлению. Затем машину кратковременно прокручиваются и в случае ее нормальной работы ставят на обкатку без нагрузки в течение 2…3 ч. Перед пуском необходимо проверить работу автоблокировки. Если при подъеме крышки корыта привод машины не остановился, то нажимают на кнопку «Стоп». Микропереключатель блокировочного устройства поднимают вверх до тех пор, пока он своим роликом не упрется в упор крышки. В этом положении его стопорят гайками. Затем вновь пускают машину и убеждаются, срабатывает ли при открывании крышки автоблокировка.

При общем наблюдении за машиной необходимо периодически контролировать режим работы, проверять и подтягивать все сальниковые уплотнения. Технический осмотр следует проводить не реже одного раза в два месяца.

Перед началом замеса теста (опары) следует убедиться в отсутствии в машине посторонних предметов, в наличии на местах всех ограждений.

Перед сдачей смены необходимо тщательно очистить мешальное корыто и лопатки опары.

Необходимо периодически проверять затяжку крепежных деталей и подтягивать болты и гайки.

В процессе работы регулярно проверяются уплотнения подшипников мешального вала, необходимо следить за тем, чтобы тесто не попадало в них, т.к. это вызывает быстрый износ подшипников.

При появлении шума, ударов, стука машину сразу нужно отключить и выяснить причины этих явлений, устранить их [14].

Необходимо смазывать машину в соответствии с таблицей 4.1 смазки.

Таблица 4.1 - Таблица смазки тестомесильной машины И8-ХТА-12/1

Наименование объекта смазки	Наименование смазочных материалов и номер стандарта	Количество точек смазки	Способ нанесения смазочного материала (норма расхода), г	Периодичность проверки и замены смазки
Подшипники привода	Солидол УС-2 ГОСТ 1033-79	1	Набивка (20)	Один раз в месяц
Венцы зубчатых колес	То же	4	Набивка (100)	Один раз в неделю
Подшипники паразитного зубчатого колеса	То же	1	Набивка (20)	Один раз в месяц
Подшипники месильных валов	То же	4	Набивка (20)	Один раз в год
Подшипники валов ворошителя и турникета	То же	4	Шприцем (10)	Один раз в неделю

Список использованных источников

1. Журнал Хлебопекарная и кондитерская промышленность. - 1987. - № 1 - 12.

2. А.С.1736384 А 21 с 1/00. Тестомесильная машина/А.Т. Лисовенко и др.- №4783331/13; Заявлено 17.01.90; Опубл. 30.05.92, Бюл № 20

3. Рекославский В.В. Опыт модернизации хлебопекарного оборудования на хлебопекарных предприятиях. (Терещенко С.В., Забияка А.А.) -М. - ЦНИИТЭИ хлебопродуктов, 1992.-36 с.

4. Ауэрман Л.Я. Технология хлебопекарного производства. - М.:Легкая и пищевая промышленность, 1984. - 416с.

5. А.с. 1405 763 А 21 с 5/04. Способ стабилизации массы хлебобулочных изделий / А.М. Гавриленков, Э.В. Виноградова, А.В. Хорошев.-№ 4087830/23 - 13; Заявлено 09.07.86; Опубл. 30.06.88, Бюл. № 24.

6. Михелев А.А., Расчет и проектирование печей хлебопекарного и кондитерского производств. (Цунович Н.М. ) - М:Пищевая промышленность, 1968-487 с.

7. Методические указания к выполнению экономической части дипломного проекта для студентов специальностей 170500, 170600, 210300 / Воронеж. технол. академия; Сост. А.И.Хорев, В.М. Самойлов, В.П. Соколов Воронеж, 1994.-24 с.

8. Никитин В.С., Бурашников Ю.М. Охрана труда на предприятиях пищевой промышленности - М.: Агропромиздат, 1991 - 350 с.

9. Лисовенко А.Т. Технологическое оборудование хлебозаводов и пути его совершенствования.-М. Легкая и пищевая промышленность, 1982.-208 с.

10. Сборник технологических инструкций для производства хлебобулочных изделий. - М.: Прейскурантиздат, 1989. - 496 с.

11. Паспорт на машину тестомесильную марки И8-ХТА-12/1

12. Михелев А.А. Справочник по хлебопекарному производству, Т.1 Оборудование и тепловое хозяйство. - М.: Пищевая промышленность, 1972. - 544 с.

13. Малиновский В.И. Пуск и наладка оборудования хлебопекарной промышленности, - М.: Агропромиздат, 1991. -96 с.

14. Лебедев Е.И. Устройство, монтаж и обслуживание хлебопекарного оборудования. - М: Легкая и пищевая промышленность, 1984. - 312 с.

15. Зайцев Н.В. Технологическое оборудование хлебозаводов. -М.: Пищевая промышленность, 1967. - 585 с.

16. Методические указания к самостоятельной работе на практических занятиях по курсу «Расчет и конструирование машин и аппаратов пищевых производств с использованием ЭВМ» / ВТЦ Сост. С.Т.Антипов. Воронеж, 1987 - 38 с.

17. Сигал м.Н. Оборудование предприятий хлебопекарной промышленности (Володарский А.В., Тропп В.Д.). - М.: Агропромиздат, 1985 - 296 с.

18. Васин В.М. Электрический привод. - М.: Высш. шк., 1984 - 231 с.

19. Кацман М.М. Электрические машины и электропривод автоматических устройств. - М.: Высш. шк., 1987. -335 с.

20. Маклюков И.И., Маклюков В.И. Промышленные печи хлебопекарного и кондитерского производства. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1983. - 272 с.

21. Сигал М.Н., Володарский А.В. Конвейерные хлебопекарные печи - М: Пищевая промышленность, 1981 - 160 с.

22. Чернин И.М. Расчеты деталей машин: Справочное пособие (Кузьмин А.В., Ицкович Г.М.). - Минск: Высш. школа, 1978. - 472 с.

23. Анурьев В.И. Справочник конструктора - машиностроителя. Т.2 - М.: Машиностроение, 1978 - 559 с.

24. Курсовое проектирование по технологии машиностроения / Горбацевич А.Ф., Чеботарев В.Н. и др. - Минск; «Высш. школа», 1975. - 288 .

Приложение Б

Результаты расчета шпоночного соединения на ЭВМ

Размещено на Allbest.ru