Наименование объекта проектирования и область его применения.

Проектируемая машина – тестоделитель с лопастным нагнетанием теста и делительной головкой барабанного типа с мерными карманами для деления теста по объёмному принципу. Данная машина предназначена для деления теста на куски массой от 0,1 до 0,6 кг. Машина может быть использована как составляющие звено технологической линии для производства как пшеничного так и ржаного хлеба и хлебобулочных изделии на предприятиях малой и средней мощности.

Цель и назначение разработки.

На базе тестоделительной машины А2-ХТН разработать тестоделительную машину с лопастным нагнетанием теста и делительной головкой барабанного типа производительностью 2000-2500 кг/ч при массе заготовок от 0,1 до 0,6 из пшеничного и ржаного теста.

Источники разработки.

Техническая документация согласно ЕСКД на тестоделительную машину с лопастным нагнетанием и делительной головкой барабанного типа А2-ХТН. Результаты исследования изобретений и патентов в области разработки.

2.4 Технические требования к объекту проектирования.

а) состав продукции и требования к конструкции устройства

Тестоделительная машина должна содержать устройство для лопастного нагнетания теста, делительную головку барабанного типа с мерными карманами, мерную камеру, отсекающую демпферную заслонку с пружинным регулятором давления в рабочей камере

б) показатели назначения

Ø Установленная мощность – не более 2,2 кВт

Ø Производительность штучная не меньше 8-60 шт/мин

в) требования к надёжности

Ø Коэффициент готовности – 0,99

Ø Коэффициент технического использования – 0,9

Ø Коэффициент стабилизации – 0,3

Ø Средний срок службы до капитального ремонта – 5 мес.

г) требования к технологичности

Ø Коэффициент сборности – 0,8

Ø Удельная материалоёмкость - 2,5

Ø Обобщенный коэффициент унификации – 70 %

д) требования к безопасности:

Ø Предусмотреть легкосъёмные ограждения на механизмах машины

Ø Надёжное присоединение заземления

Ø Наличие заграждений на делительной головке и рабочей камере

Ø Заграждения под приёмной воронкой

е) требования к конструкционным материалам

Ø Детали соприкасающиеся с тестом должны иметь разрешение Минздрава Украины

ё) условия эксплуатации машины

Ø Машина предназначена для эксплуатации в закрытых помещениях.

2.5 Экономические требования.

Ожидается улучшение технико-экономических показателей машины. Это обусловлено тем, что машина предназначена для получения заготовок небольшой массы, это приводит к уменьшению размеров рабочих органов и делительной головки, а также к снижению мощности привода.

Техническое предложение.

3.1 Описание возможных вариантов и конструктивно-функциональных разработок.

Существуют конструкции тестоделительных машин в которых кривошипно-ползунный механизм привода отсекающей заслонки непосредственно соединён с ней, а также конструкции в которых кривошипно-ползунный механизм привода заслонки соединяется с ней через демпферный стабилизатор давления, например стабилизатор давления пружинного типа.

Схема тестоделителя с механизмом привода отсекающей заслонки с пружинным стабилизатором давления явл. более совершенной так как позволяет регулировать давление в рабочей камере, поэтому эта схема явл. более приемлемой.

Очень важным узлом тестоделительной машины явл. делительная головка. В проектируемой машины применим делительную головку барабанного типа с мерными карманами, предназначенную для деления теста объёмным принципом. Конструкция тестоделительной головки описанном в авторском свидетельстве SV №1722354 А1 имеет следующее преимущество, она позволяет уменьшить габариты тестоделительной головки за счёт повышения доли мерного объёма в цилиндре. Однако данное преимущество не явл. основным в нашем случае, так как проектируемая машина предназначена для получения заготовок малой массы, её тестоделительная машина и так имеет небольшие размеры, дальнейшая минимизация деталей приведёт к усложнению изготовления деталей машины и её повышения в цене. При длительных остановках машины, тесто попавшее между мерными цилиндрами и кольцами, будет засыхать. При пуске машины будет возникать дополнительные нагрузки на электродвигатель, что приведёт к повышению мощности привода. Проанализировав конструкции тестоделительных головок приходим к выводу, что приемлемой явл. тестоделительная головка машины прототипа А2-ХТН, однако масса головки будет меньше.

Описание компоновки тестоделительной машины.

Внешний вид тестоделительной машины приведён на листе 1 графической части проекта. Машина состоит из основания 1, на котором закреплены ленточный транспортёр 2 для отвода отмеренных заготовок, станина 3 служащая основанием для механизмов тестоделителя, тестоделительная головка 4, приёмная воронка для теста 5, рабочая камера 6 и панель управления машины (7).

Технологический расчёт.

Задача расчёта – определить технологические параметры тестоделителя

Исходные данные:

Масса заготовки m₈=0,1-0,6 кг

Производительность массовая 2100 кг/час

Условия расчёта:

Плотность пшеничного теста из обойной муки ρ_т=1100 кг/м³

Производительность тестоделительных машин определяется производительность делительных органов машины:

(4.1)

Где, П= 2100 – производительность машины

W_n=1 – число одновременно получаемых заготовок

q₃=0,6 – максимальная масса заготовки

Т_р – период рабочего цикла

(4.2)

Где, z_k=2 – число мерных карманов делительного механизма

n – частота вращения делительной головки

(4.3)

Тогда: об/мин

Принимаем n= 30 об/мин

Подставим значение частоты вращения делительной головки в формуле 4.2 и определим период рабочего цикла:

c

 

Угловая скорость делительной головки:

(4.4)

рад/с

Штучная производительность машины:

(4.5)

Тогда, шт/мин

Найдём требуемую ширину лопасти из выражения производительности:

(4.6)

Где, В- ширина нагнетающей лопасти

R_n=0,175 – радиус нагнетающей лопасти

Z_n= 0,1M – радиус лопастного барабана

α= 25°= 1,48 рад – угол нагнетания

ρ = 1100 кг/м³ – плотность пшеничного теста

 

(4.7)

Тогда,

Рассчитываем размеры делительной головки

Объём заготовки

(4.8)

м³

 

Заготовка будет иметь форму цилиндра, высоту которого для заготовки оптимальной массы принимаем равной диаметру заготовки:

(4.9)

м

Принимаем диаметр мерных карманов 0,1 м.

Тогда максимальная длинна заготовки:

(4.10)

м

Изменение длинны поршня при переналадке с выпуска крупных заготовок на мелкие:

(4.11)

м

Так кА раздвижение поршня будет производится телескопическим винтовым механизмом, то принимаем миним. длину поршня:

м (4.12)

Тогда диаметр делительной головки:

(4.13)

м

Принимаем м

Ширина делительной головки:

(4.14)

м

м

м (4.15)

За прототип проэктируемого тестоделителя принят тестоделитель А2-ХТН. Данный тестоделитель предназначен для получения заготовок большой массы, поэтому размеры его делительной головки и рабочей камеры больше. Для расчёта принимаем макс. объём заготовки.

Для нормальной работы тестоделителя объём теста в рабочей камере должен быть несколько чем объём заготовки:

(4.16)

(4.17)

(4.18)

м²

(4.19)

м

Заключения по расчёту

Массовая производительность тестоделителя 2100 кг/ч

Производительность суточная 60 шт/мин

Период рабочего цикла 1с

Угловая скорость делительной головки 3,05 год/с

Частота вращения делительной головки 30 об/мин

Радиус лопасти 0,175 м

Диаметр мерных карманов 0,1 м

Длинна карманов 0,07 – 0,13 м

Диаметр делительной головки 0,2 м

Ширина делительной головки 0,19 м

Ширина рабочей камеры 0,14 м

Радиус нагнетающего барабана 0,1 м

Исходные данные для кинематического расчёта

Максимальная частота вращения делительной головки 30 об/мин

Минимальная частота вращения делительной головки 4 об/мин

Передаточное вращение вариатора 1,86

Передаточное отношение редуктора 25

Передаточное отношение 1 ступени клиноременной передачи 1,43

Передаточное отношение 2 ступени клиноременной передачи 3,67

Числа зубьев и модули колёс:

Z³=50, z⁵=54, z⁶=18, z⁷=54, m=5

Z⁷=40, z⁸=80, z¹⁰=80, m=5

Z¹⁰=112, z¹⁰=40, z⁹=16, z⁹=31, z¹²=60, m=2

Кинематический расчёт.

Определим кинематические параметры тестоделителя исходя из заданных значений частот вращения делительной головки.

Передаточное отношение цилиндрической передачи привода сбрасывателя:

(4.20)

Частота вращения сбрасывателя:

(4.21)

об/мин

об/мин

 

Передаточное отношение цилиндрической зубчатой передачи плунжерного насоса:

(4.22)

Частота вращения вала привода плунжерного насоса:

(4.23)

(4.24)

Передаточное отношение ступени цилиндрической зубчатой передачи привода делительной головки:

Угловая скорость вала привода кулака демпферной заслонки:

рад/с

рад/с

Частота вращения приводного вала привода демпферной заслонки равна частоте вращения промежуточного вала.

Требуемую частоту вращения двигателя определим принимая во внимание то, что для 1 ступени клиноременной передачи с передаточным числом 1,43 соответствует максимальная частота вращения делительной головки 30 об/мин, а 2 ступени с передаточным числом 3,67 соответствует максимальной частоте вращения делительной головки 4 об/мин

 

Технический проект