Проектування машин і механізмів для обробки м’яса.

На підприємствах громадського харчування подрібнення м’яса здійснюється за допомогою м’ясорубок, протиральних машин і м’ясорізок, нарізання поверхні – м ’ясорозпушувачів.

2.3.1. М’ясорубки (типу МС – 2, УММ – 2, ММП – ІІ – 1, МІП).

Під час проектування визначають основні розміри робочих органів, які характеризують продуктивність машини. Для цього із виразу продуктивності знаходять діаметр ножової решітки і приймають його за початковий параметр.

Q_c = 60π (R² − r²)(R + r) n γ k φ tg α_n, кг/г;

де Q_c – продуктивність м м’ясорубки за сировиною, кг/г;

R, r – радіуси внутрішніх поверхонь корпуса і шнека, відповідно, м;

n – кількість обертів шнека за хвилину, об/хв;

k – коефіцієнт проковзування продукту відносно шнека;

φ – коефіцієнт заповнення площі поперечного перерізу камери;

γ – насипна маса продукту, кг/м²;

α_n – кут підйому гвинтової поверхні останнього витка шнека за середнім радіусом, град.

Під час розрахунків приймають радіуси внутрішньої поверхні камери і зовнішніх поверхонь шнека, ножів і решітки рівними R, а радіус внутрішньої поверхні шнека r = 0,015...0,025.

Крім того вважають: кутову швидкість обертання шнека n рівною швидкості у машини – аналога; коефіцієнт φ = 0,55...0,65; k = 0,30...0,35; кут підйому останнього витка шнека α_n = 8...10°.

Розрахунок ведуть з урахуванням відходів продуктів у процесі обробки, величина якого складає 3 – 6 % від загальної маси.

При розв’язанні повного кубічного рівняння, отриманого із виразу продуктивності відносно R, користуються методом Кардано. Рівняння виду

R³ + aR² + bR + C = 0 підстановкою R = y−a/3 приводиться до “неповного виду ” y³ + Ay + B = 0,

де ; .

і потім знаходять єдиний дійсний корінь ” неповного ” рівняння за методикою, викладеною в п.2.2.2.

Отримавши таким чином розрахункову величину діаметра ножової решітки D = 2R, округляють її до найближчого стандартного значення.

Електродвигун приводу підбирають виходячи із споживаної потужності N, яка визначається із формули:

де N₁, N₂ – потужність, необхідна для розрізання продукту лезами ножів, що обертаються і підрізної решітки, відповідно, Вт;

N₃, N₄, N₅ – потужність, необхідна для подолання сил тертя об поверхню решітки, камери і шнека, відповідно, Вт;

N₆ – потужність, необхідна для подачі продукту шнеком, Вт;

η – к.к.д. передаточних механізмів.

;

;

де q – питомий опір різанню продукту, Н/м;

Z_p, Z – кількість лез підрізних ножів, що обертаються, відповідно, одночасно ріжучих продукт;

ψ – коефіцієнт використання лез за довжиною;

ε – коефіцієнт ” живого ” перерізу підрізної решітки;

R, r – максимальна і мінімальна відстань від осі обертання до межі робочої ділянки лез, м;

k_β – усереднений коефіцієнт ковзання лез підрізних ножів;

p – питомий тиск продукту в районі підрізної решітки, Па;

f₁, f₂, f₃ – коефіцієнти тертя продукту об поверхню решітки камери і шнека відповідно;

g – прискорення сили земного тяжіння, м/с ²;

η_щ – к.к.д. шнека.

Для проектування м’ясорубки слід приймати набір ріжучого інструмента, який складається із підрізної решітки з трьома прямолінійними лезами,однієї (діаметр отворів 6,3 мм) або двох (діаметр отворів 9 і 4 мм) ножових решіток і відповідної кількості двосторонніх ножів.

При цьому вважають p = (2...3)*10⁵ Па (менша межа при одній решітці у наборі, більша при двох); ψ = 0,5...0,7 і к.к.д. шнека η_щ = 0,25...0, 45. Коефіцієнт ” живого ”перерізу підрізних ножів дорівнює 0,6; для підрізної решітки:0,5 –для отворів діаметром 9; 0,4 – для діаметрів 6,3 і 0,35 – для діаметрів 4.

Кількість отворів у решітці дорівнює:

Усереднений коефіцієнт ковзання k_β – знаходять за графічним

зображенням підрізних ножів, прийнявши його рівним тангенсу кута між вектором нормальної складової швидкості і вектором лінійної швидкості точки леза (під час оберненого руху) на середньому радіусу.

За розрахованою споживаною потужністю підбирають електродвигун серії 4А, потім виконують кінематичний розрахунок і розрахунок на міцність деталей передаточних механізмів (циліндричного редуктора приводу для змінного механізму, поліклиноременної передачі або зубчатого редуктора для машин з індивідуальним приводом).

Під час виконання розрахунків на міцність визначити зусилля, що діють на шнек, вали, опори і елементи трансмісії (поліклиновий ремінь, зубчаті пари) і розміри елементів ремінної і зубчатої передачі.

До захисту представити: збірне креслення м м’ясорубки з приводом типу П (у двох проекціях на формату А1) або м’ясорубки з індивідуальним приводом (у двох проекціях на 1 аркуші формату А); робочі креслення підрізної і ножової решіток, одного із валів передаточного механізму і шківа чи шестерні (4формати А3 на 1 аркуші формату А1).

Розміри на робочих і збірних кресленнях повинні відповідати розрахованим.

2.3.2. Протиральні машини і механізми (типу МП – 800, МОП –ІІ 1).

У процесі проектування протиральних машин визначають основний розмір робочого органу, який характеризує продуктивність, діаметр протирального сита, для чого із виразу продуктивності знаходять величину максимальної відстані від осі обертання до межі робочої ділянки лопаті:

Q_c = 60π (R² + r²) R Zn γ ψ ε φ sin α, кг/г;

де Q_c – продуктивність протиральної машини за сировиною, кг/г;

R, r- максимальна і мінімальна відстань від осі обертання до межі робочої ділянки протиральних лопастей;

Z – кількість протиральних лопастей;

n – кількість обертів за хвилину протиральних лопатей, об/хв;

ψ – коефіцієнт, який характеризує відношення ширини лопаті до її довжини;

ε – коефіцієнт ” живого” перерізу сита;

φ – коефіцієнт використання робочої площі – проекції лопаті на сито;

γ – насипна маса продукту, кг/м³;

k – коефіцієнт проковзування продукту по ситу;

α – кут нахилу лопаті до поверхні сита;

β – коефіцієнт зменшення продуктивності, яка залежить від фізико – механічних якостей продукту.

При розрахунках приймають: радіуси меж робочої ділянки сита співпадаючими з R і r; мінімальне значення радіуса r = 0,025...0,035; кутову швидкість обертання протиральних лопастей – відповідаючи аналогу; відходи продукту при обробці – рівними 5...10 % до загальної маси.

Крім того, вважають ψ = 0,25...0,35; ε = 0,30...0,35; φ = 0,25...0,30;

k = 0,7...0,8; β = 5...7 (при обробці м’яса); кут нахилу лопаті α = 30°.

Отримане неповне кубічне рівняння розв’язати: відповідно ” R ” методом визначеним у п.2.2.2

Електродвигун приводу підбирають виходячи із споживаної потужності N визначається за формулою:

де N₁ – потужність, необхідна для розрізання продукту краями отворів, Вт;

N₂, N₃ – потужність, необхідна для подолання сил тертя продукту об поверхню сита і протиральної лопаті, Вт;

η – к.к.д. передаточних механізмів.

де q – питомий опір різанню продукту, Н/м;

d – діаметр отворів сита, м;

ƒ – коефіцієнт тертя продукту об поверхню робочих органів.

За розрахованою споживаною потужністю підібрати електродвигун серії 4А, потім виконати кінематичний розрахунок і розрахунок на міцність деталей передаточних механізмів – мультиплікатора приводу або клиноременної передачі.

До захисту представити: збірне креслення протирального механізму типу МОП у зборі з універсальним приводом або протиральної машини типу МП-800 (у двох проекціях на 1 аркуші формату А1); робочі креслення протиральної лопаті, сита, одного із валів передаточного механізму і шестерні або шківа (4 формату А3 на 1 аркуші формату А1).

Розміри на збірних і робочих кресленнях повинні відповідати розрахованим.

2.3.3. М ’ясорозпушувачі (типу МРМ, МРМ – ІІ – 1 і МС – 19).

М ’ясорозпушувачі призначені для нарізки поверхнього шару порційних виробів при їх поштучній подачі на зрізи.

Тому початковим параметром буде швидкість обробки, а не розміри робочої камери, яка знаходиться із виразу:

кг/г,

де Q – продуктивність, кг/г;

M – маса порції продукту, кг;

l – середня довжина оброблюваного шматка, м;

d – середній діаметр фрези, об/хв;

φ – коефіцієнт періодичності подачі продукту на обробку;

n – кутова швидкість фрези, об/хв.

При проектуванні прийняти:

M = 0,1 кг; l = 0,1m; d = 0,05m; φ = 0,2...0,25.

Електродвигун приводу підібрати виходячи із споживаної потужності N, яка визначається за формулою:

де P – зусилля нарізання продукту, Н;

V_н – усереднена нормальна складова швидкості, м/с;

η – к.к.д. передаточних механізмів.

P = qZdα / ;

де q – питомий опір різанню продукту, Н/м;

Z – кількість фрез у наборі на робочій довжині;

α – половина кута обхвату фрези продуктом, рад.;

k_β – усереднене значення коефіцієнта ковзання;

h – глибина підрізання продукту, м;

k_β = 0,707tgα; h = 0,008...0,01 m; Z = 20...22.

За розрахованою споживаною потужністю підібрати електродвигун серії 4А, потім виконати кінематичний розрахунок і розрахунок на міцність деталей передаточних механізмів – сходинки циліндричного редуктора або клиноременної передачі.

При виконанні розрахунків на міцність визначити зусилля, які діють на вали, опори і елементи трансмісії (зубчата пара, клинові ремені) і розміри елементів зубчатої або ремінної передачі.

До захисту представити: збірне креслення м’ясорозпушувача типу МРП або МС у зборі з універсальним приводом або машини типу МРМ (у двох проекціях на 1 аркуші формату А1); робочі креслення фрези, робочого та привідного валків, шківів або шестерні (4 формату А3 на одному аркуші формату А1).

Розміри на збірних і робочих кресленнях повинні відповідати розрахованим.

2.3.4. М’ясорізки (типу МБП – ІІ – 1).

Визначальним параметром продуктивності м’ясорізки служать розміри робочої камери, які знаходять із виразу:

кг/г,

де Q – продуктивність, кг/г;

M – маса порції оброблюваного продукту, кг;

t₁, t₂ – час на завантаження і нарізання порції продукту, с.

де H, B, L – висота, ширина і довжина робочої камери, м;

γ – насипна маса продукту, кг/м³;

d – діаметр дискових ножів, м;

n – кутова швидкість дискових ножів, об/хв.;

k – коефіцієнт гальмування продукту;

Для м’ясорізки, що проектується можна прийняти B = 0,20...0,25 L;

H = 1,6...1,8 L; d = 0,12...0,15 м; k = 0,10...0,15; t₁ = 10...15c.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: