Модернизация ленточного дозатора муки установленнного в тестоприготовительном отделении тестоприготовительного агрегата

Наиболее нагруженной является "4" опора , поэтому подбор подшипников ведем по ней.

5.5 Расчет вала

Исходные данные:

F_b = 968.9084 H;

F_t = 482,601 Н;

Fa = 0;

D_e2 =77,11211 мм. ;

D_e1 =77.11211 мм.;

l₁ = l₂ = 50 мм.;

5.6 Выбор подшипников

Находим диаметры вала:

d_b2 = (6.6.1)

d_b2 == 25 мм. ;

где [?] = 20 МПа - допускаемое напряжение на кручении для материала ст. 45.

Выбираем шарикоподшипники радиальные однорядные легкой серии по ГОСТ 8338 - 75

Таблица №15

Номер подшипника	Диаметр вала d, мм.	Диаметр корпуса D, мм.	Ширина подшипника В, мм.	Радиус округления r, мм.	Грузоподъемность к.Н
					Динамическая	Статическая
№205	25	52	15	1,5	14	6,96

отношение = =0,081 (6.6.2)

значение соответствует 0?0,28

отношение = = 0,433?0,28 (6.6.3)

следовательно х= 1,0; х= 0

тогда Р_экв= х*P_r4*Y*K_b*K_т (6.6.4)

Р_экв= 1*1291,71*1,0*1,2= 1902 Н;

Расчетная долговечность подшипников:

L₁ = (6.6.5)

L₁ = = 396.761 млн. обор.

L_h = (6.6.6)

L_h == 214407,3 часа.

Учебная программа кафедры пищевых машин

Расчет вала

Фамилия И.О. - Иващенко М.А.

Шифр - 1817

Исходные данные

Таблица №16

Крутящий момент на валу - М = 18000	Н.м
Радиальная нагрузка на вал - Р = 951	Н
Плечо приложения нагрузки - L = 50	мм.
Осевая нагрузка на вал - сталь 45 + термообработка - нормализация
Допускаемое напряжение на кручение - S = 20,26583	МПа
Предел прочности материала S1 = 760	МПа
Коэффициенты параметров вала:
Коэффициент концентрации напряжения изгиба - К3 = 2,2
Коэффициент концентрации напряжений кручения - К4 = 1,4
Коэффициент шероховатости поверхностей - К5 = 0,95

Результаты расчета

Таблица №17

Крутящий момент на валу - М = 18000	Н.м
Диаметр вала в опасном сечении - D = 25	мм.
Запас прочности по нормальным напряжениям - С1 = 4,068884
Запас прочности по касательным напряжениям - С2 = 17,18512
Общий запас прочности вала - С3 = 3,959417

Расчет шариковых подшипников качения

Фамилия И.О. - Иващенко М.А.

Шифр - 1817

Исходные данные

Таблица №18

Диаметр вала - Db =25	мм.
Тип - радиальный однорядный легкой серии
Частота вращения кольца подшипника - N = 31	об/мин
Радиальная нагрузка - Fr = 0,951	к.Н
Осевая нагрузка - Fa = 0	к.Н
Коэффициент условий работы Kb = 2
Рабочая температура подшипника - Tr = 40	C?
Заданная долговечность подшипника - L = 5000	час

Результаты расчета

Таблица №19

Номер подшипника - N0 = 205
Внутренний диаметр - Db =25	мм.
Наружный диаметр - Dn = 52	мм.
Ширина - В = 15	мм.
Динамическая грузоподъемность - С = 14	к.Н
Статическая грузоподъемность - С0 = 6,95	к.Н
Коэффициент осевого нагружения - Е = 0
Коэффициент радиальной нагрузки - х = 1
Коэффициент осевой нагрузки y = 0
Эквивалентная нагрузка - Ре = 1,902	к.Н
Расчетная долговечность подшипника - Lh = 214407,3	час.

6. Охрана труда

6.1 Анализ опасных факторов

Целью данного проекта является модернизация дозатора сыпучих компонентов П=20 т/сутки.

Для обеспечения безопасности необходим ряд мероприятий по охране труда.

Анализ возможных опасных и вредных производственных факторов (ГОСТ 12.1.005-74 ССБТ)

Таблица №20

Производственный фактор	Производственное оборудование
1. Физические
Движущиеся машины и механизмы	Ленточный конвейер
Движущиеся механизмы в оборудовании	Вращающаяся цепная передача. Ворошитель.
Повышенная напряженность электрического поля	Электродвигатель, электрическая цепь
Повышенный шум и вибрация	Электродвигатель и движущиеся части дозатора
Запыленность	Тестоприготовительное отделение
2. Химические
Мучная пыль
3. Психофизиологические. Нервнопсихологические перегрузки, монотонность труда

6.2 Электробезопасность

Помещение цеха относиться к категории с повышенной опасностью поражения электрическим током, так как в цехе токопроводящие полы. В целях предохранения от поражения электрическим током проводятся следующие мероприятия согласно действующих правил ПУЭ:

Периодическая проверка знаний, персонала по правилам техники безопасности один раз в год.

Панели распорядительных устройств окрашены в белый цвет и имеют четкие надписи, указывающие назначение отдельных цепей для обеспечения безопасности людей от поражения электрическим током, заземляющие устройство, к которому подключены металлические части и корпуса электрооборудования, которые в следствии нарушения изоляции могут оказаться под напряжением. Сопротивление корпуса защитного заземления не превышает 4 Ом. Оно необходимо для того чтобы снизить напряжение прикосновения до безопасной величины. В работе машины принимаем электродвигатель. Подвод электричества осуществляется через провода, в заземленных трубах или рукавах.

В тестоприготовительном отделении все процессы автоматизированы, движущиеся части механизма закрыты кожухом. Что приводит к низкому травматизму.

Расчет выполнен на кафедре "Охрана труда и промышленная экология". Постановка и методический подход к решению задачи "Расчет защитного заземления".

Защитное заземление представляет собой систему вертикальных электродов-заземлителей, вкопанных в грунт и соединенных стальными трубами, уголками, полосами и другими металлическими соединителями. Заземление бывают контурным или выносным.

Заземлители располагаются по периметру цеха или площадке, где размещено электрическое оборудование. При пробое изоляции корпус такой установки при защитном заземлении будет находится под малым относительно земли напряжением, безопасным для жизни человека при прикосновении.

Сопротивление растеканию электрического тока при замыкании на землю одного электрода круглого сечения определяется по формуле:

Rэл = S*[ln(21/d)+ 0.5*ln((4t+1)/(4t-)), Ом (1)

S=p/(2*пi*l),

где: р - удельное электрическое сопротивление грунта, в который помещены электроды - Заземлители, Ом*м; l - длина электрода, м; d - диаметр электрода, м; t = h+1/2; h - глубина заложения электрода в грунт (расстояние от верхнего конца электрода до поверхности земли), м; ni - 3,14.

Необходимое количество заземляющих электродов определяется по соотношению:

n = (3)

где: Кс - коэффициент сезонности; Vэл - коэффициент использования электродов; Rз - максимальное допустимое сопротивление заземляющего устройства. При оценках принимается равным 4 Ом, т.е. это наибольшее допустимое сопротивление заземляющего устройства.

Из условия безопасности организму человека протекающий через тело его ток не должен превышать 0,04 а это установлено медицинским экспериментами.

L = (n-1)*a+0.14, м (4)

Если обозначить ширину полосы символом b, то электрическое сопротивление ее определяется выражением:

Rпол = Sn*Ln[(2*L**2)/(b*h)], Ом (5) где: Sn= p/(2*ni*L)/

Тогда, электрическое сопротивление защитного заземления, состоящего из n электродов и полосы шириной b и длиной L, равно

Rрез = Ом (6)

Результирующие сопротивления Rрез защитного заземления по нормативам не должно превышать 4 Ом.

Таким образом задача ставиться так. При заданных: - грунт, в котором устанавливается защитное заземление; - температура в январе месяце; - тип заземления; - ширина соединительной полосы. Подобрать такое заземление, т.е. рассчитать диаметр электродов, длину электрода, их количество, глубину закладки в грунт, расстояние между электродами и длину соединительной полосы, которое не превышает заданное максимальное значение 4 ом.

Исходные данные

Название грунта <текст> Чернозем

Тип заземления Выносное

Ширина соединительной полосы, м 0,04

Температура воздуха, t оС 18.00

Таблица №21 Десять лучших решений по сопротивлению

d	0.04	0.04	0.05	0.05	0.06	0.04	0.06	0.04	0.04	0.05
l	5.00	5.00	5.00	5.00	5.00	3.00	5.00	3.00	2.50	3.00
h	1.00	0.70	1.00	0.70	1.00	1.00	1.00	0.70	1.00	1.00
a	5.00	5.00	5.00	5.00	5.00	3.00	5.00	3.00	2.50	3.00
r	0.44	0.44	0.44	0.44	0.44	0.44	0.44	0.44	0.44	0.44
n	21.0	21.0	20.0	20.0	19.0	31.0	19.0	31.0	36.0	30.0
lb	100.14	100.14	95.14	95.14	90.14	90.14	90.14	90.14	87.64	87.14
Pc	170.97	166.77	201.61	196.41	228.37	159.11	222.67	153.53	157.49	190.57

Таблица №22 Приняты обозначения

d - диаметр электрода, м
l - длина электрода, м
h - глубина заложения, м
a - расстояние между электродами, м
r - сопротивление заземления, Ом
n - число закладываемых электродов, шт
lb - длина соединительной полосы, м
Pc - затраты на заземление.

Мероприятия по гигиене труда и промышленной санитарии

Воздушная среда рабочей зоны и производственный микроклимат.

Таблица №23 Предельно - допустимые концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны (ГОСТ 12.1.005 - 88).

Вещество	ПДК, мг/м3	Класс опасности	Агрегатное состояние
Диоксид углерода	0,5% объема	-	Газ
Пыль мучная	6	4	Аэрозоль

Технический процесс в тестоприготовительном отделении характеризуется выделением в среду двуокиси углерода при брожении теста. ПДК двуокиси углерода составляет 0,5% к объему помещения.

Необходимая кратность объема воздуха в производственном помещении с умеренным выделением двуокиси углерода равна 6.

В процессе дозирования муки в воздухе выделяется мучная пыль. Её ПДК из таблицы составляет 6 мг/м³.

Для предотвращения распыла муки в конструкциях машин предусматривают уплотнение крышек месильных емкостей.

Таблица №24 Оптимальные и допустимые параметры микроклимата в рабочей зоне производственных помещений (ГОСТ 12.1.005-88)

Период года	Производственное помещение	Категория работ	Оптимальные	Допустимые
			t,C?	?,%	V, м/с	t,C?	?,%	V, м/с
Холодный	Тестопригото вительное отделение	Средней тяжести 2Б	17-19	40-60	0,2	15-21	75	0,4
Теплый	Тестопригото вительное отделение	Средней тяжести 2Б	20-22	40-60	0,3	16-27	70	0,2-0,5

Для обеспечения условий микроклимата в тестоприготовительном отделении предусмотрено:

1. В холодный период года обогрев с помощью центрального водяного отопления.

2. Вентиляция (естественная и приточно - вытяжная ).

Система вентиляции в помещении хлебозавода в соответствии с нормами технологического проектирования ОИТП - 86.\

Таблица №25

Помещение	Основные вредные выделения	Система вентиляции
		Вытяжная	Приточная
Тестоприготовительное отделение	Тепло, влага, двуокись углерода, летучая пыль.	Механическая обменная из верхней зоны	Механическая рассредоточенная с подачей в верхнюю зону

6.3 Шум и вибрация

Источником вибрации и шума являются части дозатора, а также электродвигатель машины. Общие требования безопасности уровень шума не должен превышать установленных норм. Установленная норма 80 Дб.

Для снижения уровня шума на корпус питателя дозатора наносится шумоизолирующая мастика ВД 17-58. в бункере дозатора крепится ворошитель. Ворошитель служит для перемешивания муки, чтобы не образовывалось сводов муки. Вращение ворошитель получает через цепную передачу от вала дозатора. Мука непрерывно поступает через питатель и бункер на короткий ленточный транспортер. Поэтому и наноситься шумоизолирующая мастика. Действие мастики основано на ослаблении вибрации путем перехода части колебательной энергии в тепловую при деформации покрытий.

Уровень звукового давления в Дб в октавных полосах со средним геометрическими частотами в предельном спектре Сан.ПиН 2.2.1/2.1.8-562

Таблица №26

Частота Гц	31,5	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
Уровень звука Дб	107	95	87	82	78	75	73	71	69

Гигиенические нормы общей вибрации СН 2.2.4/2.1.8.566-96. Среднеквадратические уровни виброскорости (м/с) в октавных полосах со среднегеометрическими частотами (Гц) на постоянных рабочих местах.

Таблица №27

Частота Гц	1	2	4	8	16	31,5	63	125
Виброск. м/с	-	1,3	0,45	0,22	0,2	0,2	0,2	0,2

6.4 Взрывопожаробезопасность

Цех по производству хлебо - булочных изделий относиться к Г категории, так как источником пожаробезопасности являются используемые для смазки горючесмазочные вещества, мучная пыль, деревянные ложки.

На предприятии ответственность за пожарную безопасность возложена на администрацию. Все цеха и участки завода имеют индивидуальные средства пожаротушения. На заводе имеется пожарная сигнализация, местная телефонная связь. Вода для пожаротушения поступает из городской водопроводной сети, через два ввода.

Наружное пожаротушение производится при помощи пожарных гидрантов расположенных под углом здания на расстоянии 5 метров. На внутренней водопроводной сети у входов устанавливается пожарные краны на высоте 1,35 м. и пожарные рукава с бронсбойтом. Расстояние между пожарным кранами такова, что обеспечивает сопротивление струй воды от двух стволов в наиболее высокой и удаленной части здания.

Таблица №28 Классификация помещений по взрывоопасности.

Характеристика помещений	Помещение	Класс по взрывоопасности
Помещения, в которых выделяется приходящие во взвешенное состояние горючие пыли или волокна в таком количестве, что способны образовывать с воздухом взрывоопасные при нормальных режимах работы.	Тестомесильное отделение	В-2

Таблица №29 Категории производств по взрывной, взрывопожарной и пожарной опасности в соответствии со СНиП 21.01-97

Характеристика производства	Помещение	Категория произв.
Материалы, участвующие в технологическом процессе, не горючие, раскаленные, расплавленные.	Тестомесительное отделение	Г

6.5 Промышленная экология

Предприятия удалено от жилых массивов, строится с учетом рельефа местности и "розы ветров". Соблюдается санитарная зона (50 м.). Участки территории между здания свободны от использования в производственных целях, а также санитарно - защитная зона отделена. Территория поддерживается в чистоте.

Для очистки воздуха от пыли в приточных вентиляционных камерах установлены фильтры. Для нашего помещения предусмотрены инерционные фильтры и установлены циклоны. Смесь происходит последовательную и тщательную фильтрацию. Очищается и поступает в окружающую среду.

Так как источником среды загрязнения окружающей среды является технологическая вода. Предусмотрен спуск технической воды в горячую канализацию с последующей очисткой.

7. Экономический расчет

7.1 Данные для расчёта

Экономическую эффективность модернизации ленточного дозатора муки дано в третьем разделе Технико - экономического обоснования.

Таблица №30 Экономическая эффективность модернизации

Показатели	Обозначение	Величина
1. Производительность дозатора:
до модернизации кг/сут.	M1	20 000
после модернизации кг/сут.	M2	20 040
2. Режим работы предприятия	D	345
3. Цена оборудования тыс.руб	Ц0	400
4. Цена на модернизацию тыс.руб.	З1	30
5. Норма амортизационных отчислений на оборудование, %	A0	10,1
6. Норма расхода на содержание и текущий ремонт оборудования ,%	H0	6
7. Стоимость 1т. муки, тыс.руб.	Lhm	7
8. Нормативный коэффициент эффективности	Э	0,15
9. Выход хлеба, %		160

7.2. Расчёт экономической эффективности

В расчете принимаем , что расход электроэнергии не изменяется.

1. Определяем количество хлеба:

К_м = *100 (8.1)

где П_гв - годовая выработка;

160 - выход хлеба, %;

К_м = *100=10968,75

2. Экономия по муке составит

Э_м = (8.2)

где - 0,2 уменьшение потери сырья, %

Э_м = = 21,94 т.

3. Определяем экономию средств в результате модернизации.

C₂ = Э_м * Ц_м

где L_hm - цена 1т. муки;

C₂ = 21,94*7= 153,6 т.руб.;

4. Изменение затрат на амортизацию оборудования.

Ц_зо = (8.4)

где З_р - цена на модернизацию;

А_о - норма амортизационных отчислений на оборудование;

Ц_зо = = 3,03 т.руб;

5. Изменение затрат на содержание и текущий ремонт оборудования :

Ц_ро = (8.5)

где Но - норма расхода на содержание и текущий ремонт оборудования;

Ц_ро = = 1,8 т.руб;

6. Условно годовая экономия:

Э_уг = С₂ - Ц_ро+Ц_зо (8.6)

Э_уг = 153,6 - 3,03 - 1,8 = 148,8 т.руб;

7. Годовой экономический эффект

Э_э = Э_уг - Э * З_р (8.7)

где Э - нормативный коэффициент эффективности;

Э_э = 148,8 - 0,15 * 30 = 144,3 т.руб;

7.3 Расчет срока окупаемости

Срок окупаемости оборудования:

Т_ок = (8.8)

Т_ок = = 0,2 года;

Общий экономический эффект:

Э_общ = (8.9)

Э_общ = = 5

Таблица №31 Показатели эффективности

Показатели	Величина показателей	Изменение
	До	После
1.Выроботка продукции в год	17 550	17550	-
2.Экология муки т.	-	21,94	21,94
3.Затраты на модернизацию тыс.руб.	-	30	30
4.Условно - годовая экономия тыс.руб.	-	148,8	-148,8
5.Экономический эффект тыс.руб.	-	144,3	144,3
6.Срок окупаемости оборудования, год	-	0,2	-
7.Общая экономическая эффективность	-	5	-

Заключение

Темой дипломного проекта является ленточный дозатор муки установленный в тестоприготовительном отделении тестоприготовительного агрегата. В котором из - за недостаточной подачи муки и для уменьшения потерь муки на 0,2 % модернизируем, за счет точности дозирования.

Учитывая недостаточную эффективность устройства для разрушения сводов муки мною в конструкции дозатора сыпучих компонентов были разработаны ленточные побудители, которые разрыхляют муку перед дозированием.

Для исключения переполнения бункера и ликвидации больших колебаний уровня муки, влияющих на точность дозировки, на корпус питателя мною были установлены специальные блокировки, управляющие работой питающих устройств.

Для повышения надежности узла регулировки производительности дозатора мною была переработана конструкция крепления заслонки.

Для удобства контроля расхода на переднюю панель дозатора вынесен специальный щит, показывающий фактический расход компонента.

При капитальных затратах на модернизацию дозатора, смета составляет 30000 руб., что дает экономический эффект на сумму 144,3 тыс.руб., со сроком окупаемости 0,2 года и позволяет внедрить проектируемый дозатор на производстве.

Список литературы

1. Ауэрман А.А "Технология хлебопекарного производства". Пищевая промышленность М.1984г.

2. Гатилин Н.Ф."Проектирование хлебозаводов". Пищепромиздат.М.1979г.

3. Головань Ю.А. Ильинский И.А. "Технологическое оборудование хлебопекарных предприятий". Пищевая промышленность .М.1971г.

4. Дукаев Л.Ф., Ликов О.П. "Детали машин. Курсовое проектирование". Высшая школа. М. 1967г.

5. Зайцев Н.В. "Технологическое оборудование хлебозаводов". Пищевая промышленность. М. 1967г.

6. Иванов М.Н. "Детали машин". Высшая школа. М. 1991г.

7. Калинина В.И. "Разработка и расчет инженерных решений по охране труда и окружающей среды в дипломных проектах студентов механических специальностей пищевых и зерноперерабатывающей промышленности". Учебное пособие", М. МГЗИПП.1997г.

8. Лукин О.Г., Вельтищев В.Н., Калаче М.В., Калошин Ю.А. "Курсовое и дипломное проектирование технологического оборудования пищевых производств". М. Агропромиздат 1990г.

9. Мачихин С.А. "Технологическое оборудование хлебопекарных и макаронных предприятий" М. Агропромиздат 1986г.

10. Теплов А.Ф. "Охрана труда в отрасли хлебопродуктов", Агропромиздат 1990г.

11. Хромеенков В.М. "Оборудование хлебопекарного производства", М. 2000г.

12. Шейнблинг А.Е. "Курсовое проектирование деталей машин", М. Высшая школа, 1991г.

13. Чернилевский Д.В. "Детали машин. Проектирование приводов технологического оборудования", М. Машиностроение. 2000г.

14. Чернов М.Е., Хромеенков В.М., Калошин Ю.А., Либиян А.А. "Практикум по расчетам оборудования хлебопекарного и макаронного проиводств". М. Агропромиздат. 1991г.