Курсовая работа - Проектирование тестоокруглителя Т1-ХТН - файл n1.docx

Курсовая работа - Проектирование тестоокруглителя Т1-ХТН
скачать (360.2 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.docx361kb.01.06.2012 14:20скачать

n1.docx



Введение

Хлебобулочные изделия занимают значительное место в пищевом рационе человека. В связи с этим ставится задача более полного удовлетворения потребностей населения в этих продуктах, постоянного улучшения их качества. Решение данной задачи возможно лишь на основе ускорения научно-технического прогресса, повышения механизации и автоматизации производства.

Механизация хлебопекарной отрасли началась в 30-ых годах. За истекшие годы предприятия были оснащены высокопроизводительной техникой, разработаны новые технологии производства, созданы предпосылки для строительства заводов автоматов. Значительную роль в этом сыграли коллективы научно-исследовательских и учебных институтов, производственных предприятий, отдельные изобретатели и рационализаторы.

В настоящем и будущем времени намечено продолжать внедрение комплексно-механизированных линий, установок бестарного хранения и транспортирования муки и другого сырья, механизацию погрузочно-разгрузочных работ в экспедициях и хранилищах.

http://www.tkdialog.ru/img/catalog/523/t1_htn.jpg

Рисунок 1 – Тестоокруглитель Т1-ХТН

Успешное внедрение и совершенствование техники невозможно без знания существующих конструкций, специфики эксплуатации и расчетов современного оборудования хлебозаводов. В решении стоящих перед отраслью задач активное участие должно принять новое поколение инженеров-механиков.

Тестоокруглитель Т1-ХТН и его назначение:

Рисунок

Достоинства машины:



    1. Литературный обзор.

      1. Технология процесса, место аппарата в технологической схеме.

Технологический процесс производства хлебобулочных изделий включает в себя несколько этапов. Подробная схема технологического процесса производства хлеба из пшеничной муки 1 сорта представлена на рисунке 2. На производство мука доставляется специализированным транспортом. Для разгрузки емкость автомуковоза подключают с помощью гибкого шланга к приемному щитку 8. Далее мука по трубам 10аэротранспортом подается в силосы 9, в которых хранится. Из силосов мука забирается роторными питателями 7 и через переключатель11 поступает в бункер 12, затем – в просеиватель 13, промежуточный бункер 14, на автоматические весы 15. Далее мука подается в производственные силосы 16, из которых дозируется в тестомесильную машину 17. Работу аэротранспорта обеспечивает компрессорная станция, оборудованная компрессором 4, ресивером 5 и фильтром 3. Для равномерного распределения сжатого воздуха при всех режимах работы перед питателями установлены ультразвуковые сопла 6.



Рисунок 2 – Машинно-аппаратурная схема производства подового хлеба из пшеничной муки

где 1 – укладчик; 2 – расстойный шкаф; 3 – воздушный фильтр; 4 – компрессор; 5 – ресивер; 6 – сопло; 7 – роторный питатель; 8 – приемный щиток; 9 – силос; 10 – материалопровод; 11 – переключатель мучных линий; 12 – осадительный бункер; 13 – просеиватель; 14 – промежуточный бункер; 15 – автовесы; 16 – производственный силос; 17 – тестомесильная машина; 18 – автоматическая дозировочная станция для жидких компонентов; 19 – опарный бункер тестоприготовительного агрегата; 20, 21 – расходные баки для соли и дрожжевой эмульсии; 22 – бункер для брожения теста; 23 – тестоделитель; 24 – тестоокруглитель; 25 – тоннельная печь; 26 – хлебоукладочная машина; 27 – контейнеры для хлеба.

Подача жидких компонентов к тестомесильной машине осуществляется дозировочными станциями 18, питающимися от расходных баков 20 и 21.

Опара замешивается в тестомесильной машине 17 и подается на брожение в шестисекционный бункерный агрегат 19. Выброженная опара подается насосом на замес теста. Тесто бродит в емкости 21. Отсюда оно поступает в делитель 23. Для придания шарообразной формы тестовым заготовкам они обрабатываются в округлительной машине 24. Далее заготовки с помощью маятникового укладчика 1 загружаются в ячейки люлек расстойного шкафа 2. Здесь они находятся 40-50 минут. Расстоявшиеся заготовки пересаживаются на под печи 25, в рабочей камере которой осуществляются гигротермическая обработка и выпечка. Первая способствует приданию поверхности хлеба глянца, вторая – подрумяниванию и закреплению формы. Выпеченные изделия с помощью укладчика 26 загружаются в контейнеры 27 и направляются в остывочное отделение и экспедицию. Хлебный брак, образовавшийся в процессе производства, поступает на переработку.

Общая длительность технологического процесса приготовления хлеба, начиная от приемки муки и заканчивая выдачей готовой продукции, составляет 9-10 часов.

      1. Назначение тестоокруглительных машин.

Тесто представляет собой продукт, который в соответствии с требованиями технологии, предварительно был подвергнут длительному брожению с помощью дрожжей и других микроорганизмов. В результате образовалась капиллярно-пористая структура, удерживаемая упругим эластично-пластичным скелетом, поры которого заполнены газом, состоящим из диоксида углерода, паров воды, спирта и других продуктов брожения. Под воздействием образующегося в процессе брожения газа тесто увеличивается в объеме, уменьшается его плотность, меняется структура и свойства. При брожении в тесте активно протекают микробиологические и ферментативные процессы, изменяющие его физические свойства. Тестовые заготовки, поступающие в формующую машину, в зависимости от вида изделия имеют различные массу и состав, поэтому требуют разного воздействия. Обычно формование осуществляется между двумя поверхностями рабочих органов машины. Поверхность, которая перемещает заготовки, называется несущей, а поверхность. Придающая ей определенную форму путем изменения направления движения, - формующей. В зависимости от формы, которую придает машина тестовой заготовке, различают тестоокруглительные машины, формующие шарообразные заготовки; закаточные машины, формующие удлиненные цилиндрические или сигарообразные заготовки; специальные формующие машины, основанные на методах штамповки или экструзии.

      1. Схемы тестоокруглительных машин.

В зависимости от конструкции несущей и формующей поверхностей различают следующие группы тестоформующих машин.

Тестоокруглители с цилиндрической несущей и спиральной формующей поверхностями (рисунок 3, а). Нашли широкое распространение за рубежом для округления тестовых заготовок массой 0,8 – 2 кг из пшеничной муки. Округлители этого типа характеризуются тем, что имеют наиболее длинный формующий участок, развернутая длина желоба достигает 4,5 м. Округлитель обычно устанавливают на четырех роликах, позволяющих перемещать его по цеху. Длительность округления можно регулировать путем изменения места загрузки заготовок по высоте цилиндра, для чего последний поворачивают на определенный угол вокруг вертикальной оси. К недостаткам машины следует отнести несколько неправильную сферическую форму в результате недостаточного вращения заготовки вокруг горизонтальной оси, осуществляемой за счет вертикального перемещения последней по цилиндрической поверхности.

Тестоокруглители с конической поверхностью и конической наружной спиралью (рисунок 3, б). Применяют для округления заготовок массой 0,40 – 1,8 кг из пшеничного теста. На них могут располагаться две и более формующих спирали, по которым заготовка проходит последовательно. Длина пути регулируется так же, как и в рассмотренном выше тестоокруглителе.

Тестоокруглители с конической чашеобразной несущей поверхностью и внутренней формующей спиралью (рисунок 3, в). Нашли широкое распространение для округления тестовых заготовок массой от 0,22 до 1,2 кг из пшеничной муки в силу простоты конструкции. Имеют сравнительно короткий формующий участок и небольшие пределы его регулирования. Форма заготовок отличается от шара, механическое воздействие на заготовку недостаточное.



а б в



г д е

Рисунок 3 – Принципиальные схемы тестоформующих машин.

Тестоокруглители с горизонтальным несущим ленточным транспортером и двумя наклонными транспортерами (рисунок 3, г). Последние выполняют одновременно функции формующих и несущих поверхностей. Их основным достоинством является то, что благодаря перемещению транспортеров в различных направлениях и с разной скоростью фактическая длина формующего участка в несколько раз превышает длину рабочего участка машины. В результате достигается хорошая проработка поверхности заготовок, но форма не строго сферическая, однако в расстойке тестовые заготовки принимают правильную симметричную форму.

Тестоокруглитель с плоской горизонтальной несущей поверхностью и сферической формующей плитой (рисунок 3, д). Последняя совершает периодическое плоское круговое движение и периодический подъем, перемещение на новый ряд заготовок с последующим опусканием и округлением. Машина предназначена для округления заготовок для мелкоштучных булочных изделий массой от 0,02 до 0,15 кг, выходящих из многорядных тестоделительных машин. Обычно компонуется с делителем в единый агрегат. Округлители позволяют регулировать интенсивность механического воздействия на тестовую заготовку путем изменения нижнего положения формующей плиты, а длительность округления можно регулировать, меняя число рядов ячеек на формующей плите. Воздействие рабочих органов на тесто и их геометрия подбираются такими, чтобы получить отформованные заготовки в виде идеальных шаров.

Тестоокруглители с несущим органом в виде ячеистого барабана и цилиндрического поддона, совершающего одновременно вращательное и круговое движение (рисунок 3, е). Роль формующей поверхности играет транспортная лента, огибающая барабан и удерживающая заготовки в ячейках, а также поворачивающая их вокруг горизонтальной оси за счет разности скоростей несущего барабана и ленточного транспортера. Эти округлители являются многорядными и предназначены для округления заготовок массой 0,04 – 0,12 кг из пшеничного теста. Они обычно компонуются с многорядными тестоделителями в единый агрегат. Регулирование воздействия на тесто осуществляется путем изменения зазора между барабаном и транспортной лентой и установкой сменных барабанов.

1.1.4. Устройство и принцип действия тестоокруглительных машин.

Тестоокруглители с конической наружной несущей поверхностью. Имеют очень много конструктивных разновидностей. Выпускаются фирмой «Бейкер Перкинс», «Америкен Фаунди» (США), «Викарс» (Англия), «Вирнер унд Пфляйдерер» (ФРГ), «Гостол» (Югославия) и др. Рассмотрим модель машины, выпускаемой фирмой «Гостол».

Тестоокруглитель «Гостол» (рисунок 4) смонтирован на четырехугольной станине 2, внутри которой расположены электродвигатель с редуктором, а также вентилятор с отдельным приводом для обдувки спирали и конуса теплым воздухом.

Станина покоится на четырех роликах 1 и имеет фиксирующий винт. Пульт управления 3 смонтирован на станине. Несущий конус 4 имеет рифленую поверхность. Вокруг конуса неподвижно на четырех стойках 5 закреплена формующая спираль 6 сложной формы, обеспечивающая размещение вокруг конуса двух витков, что позволяет значительно удлинить проработку тестовой заготовки. На спираль нанесено тефлоновое покрытие, удобное, стойкое, гигиеническое и обладающее высокой адгезионной способностью по отношению к тесту. Для регулирования длительности округления на спирали имеются в трех местах приемные устройства, что позволяет расходовать подсыпаемую муку и избегать запыливание машины мукой.



Рисунок 4 – Тестоокруглитель «Гостол» с конической наружной несущей поверхностью.

К достоинствам машины следует отнести компактность и хороший внешний вид; весьма эффективное использование несущей поверхности за счет размещения на ней двух витков формующей спирали; применение воздушной обдувки. Высокоэффективное синтетическое покрытие рабочих узлов машины облегчает ее санитарную обработку.

Тестоокруглители с конической внутренней несущей поверхностью. Получили широкое распространение как у нас в стране, так и за рубежом. Одна из причин этого – простота конструкции. В нашей стране округлители ХТО и Т1-ХТН получили самое широкое распространение. В США подобные округлители выпускают фирмы АМФ, «Дей», «Чемпион», «Юнион», в Японии – «Фуйисава» и др.

Машина Т1-ХТН (рисунок 5) предназначена для округления тестовых заготовок массой 0,22 – 1,2 кг из пшеничной муки. Внутри корпуса 4 размещены приводной электродвигатель 2, двухступенчатая клиноременная передача и червячный редуктор 3. Внутри пустотелого вала червячного колеса 1 расположен пустотелый вал 5, на котором закреплены формующая спираль 11 и воздухоподающие патрубки 10, служащие для обдувки заготовок воздухом с целью устранения залипания теста на рабочих поверхностях.

Для установления выходного участка спирали в нужном для согласования технологического потока направлении спираль можно поворачивать и фиксировать с помощью диска с отверстиями 8 и 9. Для регулирования зазора между стенкой чаши и формующей спиралью служит винт 7. Заготовки подаются через приемную воронку 6. Изменяя положение загрузочной воронки, можно менять в небольших пределах длительность проработки заготовок в округлителе. Воздух для обдувки подается в машину по трубе 12, к которой подключается центральная воздухоподающая модель. В приводе предусмотрена двухручьевая клиноременная передача с различным передаточным числом, что позволяет предусмотреть две частоты вращения чаши.



Рисунок 5 – Тестоокруглительная машина Т1-ХТН

где 1 – вал червяка; 2 – электродвигатель; 3 – червячный редуктор; 4 – корпус; 5 – вал; 6 – приемная воронка; 7 – винт; 8 – диск с отверстиями; 9 – палец; 10 – воздухоподающие патрубки; 11 – спираль.

К достоинствам машины следует отнести простоту конструкции и удобство обслуживания; возможность регулирования зазора между чашей и спиралью. Аналогичной конструкции выпускается тестоокруглитель Т1-ХТН для мелкоштучных бараночных изделий. Он отличается от описанного выше конструкцией спирали и уменьшенными размерами.

Тестоокруглители с ленточными несущими и формующими поверхностями. Предназначены в основном для формования заготовок массой 0,5 – 2,5 кг из пшеничного теста. Наибольшее распространение получили округлители фирм «Вернер унд Пфдяйдерер» (ФРГ) и «Эльген» (Венграя). Ленточный тестоокруглитель достаточно хорошо прорабатывает тестовую заготовку, однако при выходе из машины она не имеет строго шарообразной формы. Последнее требование не играет существенной роли при выработке цилиндрических, сигарообразных и круглых подовых изделий, поскольку они после округлителя проходят еще дополнительное формование в закаточных машинах и ячейках расстойных камер.

Тестоокруглитель смонтирован на наклонной станине 3 (рисунок 6), размещенной на тумбах 2 и 4. Передняя тумба покоится на двух роликах 1, задняя – на двух установочных штифтах 5. Роль несущих поверхностей выполняют два транспортера 6 и 8, движущиеся в противоположном направлении. Роль формующей поверхности выполняют сами транспортеры и неподвижная поверхность 7 между транспортерами. Привод, состоящий из электродвигателя и червячного редуктора, расположен в тумбе 2.



а б

Рисунок 6 – Тестоокруглитель «Эльген»: а – общий вид, б – конструкция приводных барабанов.

где а: 1 – ролик; 2, 4 – тумбы; 3 – станина; 5 – установочный штифт; 6, 8 – транспортеры; 7 – неподвижная поверхность;

б: 9 – редуктор; 10 – шарнир Гука; 11 – валик; 12 – транспортерная лента;13 – заготовка;14, 15 – звездочки;16 – натяжная звездочка.

Привод осуществляется от редуктора 9 через шарнир Гука 10 к валику 11 ведущего барабана с помощью цепи 3. На транспортерной ленте 12 привулканизован выступ в виде клинового ремня, который удерживает ленту транспортера от сгибания по шкиву. Валики барабана установлены в двух подшипниках на кронштейнах с возможностью их перемещения. Конструкция привода позволяет регулировать угол наклона барабанов и расстояние между ними в зависимости от массы и свойств тестовой заготовки 13. Приводные барабаны соединены цепью. Различные диаметры звездочек 14 и 15 обеспечивают разную скорость лент. Звездочка 16 служит для натяжения цепи. При регулировании приводных барабанов одновременно перемещают с помощью винта и натяжные барабаны.

Таким образом, для конструирования выбираем тестоокруглительную машину Т1-ХТН.

1.2. Выбор и обоснование конструкции.

Тестоокруглительная машина предназначена для улучшения структуры, заделки поверхностных пор и придания тестовым заготовкам, поступающим из тесторазделочной машины, круглой формы. Применяется машина на предприятиях хлебопекарной промышленности при выпечке хлеба и хлебобулочных изделий подовых сортов.

1.2.1. Техническая характеристика.

Тип машины – с неподвижной спиралью и вращающейся конусной чашей;

Масса обрабатываемых тестовых заготовок, кг:

наименьшая 0,22;

наибольшая 1,20;

производительность, шт/мин:

наименьшая 20;

наибольшая 63;

Частота вращения чаши, об/мин 62 и 40;

Мощность установленного двигателя, кВт 1,1;

Габаритные размеры, мм:

длина 1050;

ширина 940;

высота 1156;

Высота до места загрузки, мм 936;

Масса не более, кг 335;

Занимаемая площадь не более, м2 0,94.

Неправильная регулировка зазора между чашей и спиралью является причиной некачественного округления тестовых заготовок.

Спираль должна быть установлена с минимальным зазором по конической поверхности.

Увеличение зазора свыше 0,45 мм ведет к отщипыванию кусочков теста, касанию спирали вращающейся чашей, ведет к загрязнению тестовых заготовок.

Регулировку зазоров производить в соответствии с техническими требованиями.

Кроме того, необходимо следить за правильной установкой тестоокруглителя относительно устройства, подающего заготовку. Вводимая в округлитель заготовка должна падать на начальную часть спирали. При попадании заготовки на дно чаши или основание стойки спирали происходит залипание заготовки и затягивание ее под спираль, в этом случае тестоокруглитель необходимо развернуть или повернуть спираль.

Для качественного округления необходимо также производить обдув рабочих органов машины теплым воздухом. Рекомендуемая температура подаваемого воздуха t=30°5°, расход воздуха 2000м3/час.

1.2.2. Устройство и принцип работы.

Основными частями тестоокруглительной машины (рисунок 7) являются: основание с приводом 1, чаша 2, спираль 3, механизм фиксации и регулировки положения спирали 4.



Рисунок 7 – Общий вид тестоокруглительной машины

где 1 – основание с приводом; 2 – чаша; 3 – спираль; 4 – механизм регулировки и фиксации положения спирали.

Основание с приводом состоит из литого чугунного корпуса 1 (рисунок 8), электродвигателя 2, связанного клиноременной передачей 3 с червячным колесом 5, червяком 4 и ступицы 7, свободно посаженной на шарикоподшипниках на неподвижную ось 6.

Электродвигатель установлен на основание, в котором посредством двух винтов10 и гаек 11 может наклоняться, увеличивая расстояние клиноременной передачи, регулируя этим натяжение клинового ремня.

В передаче предусмотрены двухступенчатые шкивы, что дает при перестановке ремня получить две скорости вращения чаши.



Рисунок 8 – Основание с приводом

где 1 – корпус; 2 – электродвигатель; 3 – клиноременная передача; 4 – червяк; 5 – червячное колесо; 6 – ось; 7 – ступица с подшипниками; 8 – основание; 9 – ось; 10 – винт; 11 – гайка; 12 – винт стопорный; 13, 14, 15 – подшипники; 16 – крышка; 17 – болт; 18 – прокладка; 19 – чаша; 20 – винт; 21 – электрооборудование; 22 – щиток; 23 – щиток; 24 – клемма заземления.

Червяк 1 установлен в корпусе на двух роликовых конических подшипниках (рисунок 9). Осевой люфт в подшипниках выбирается посредством набора металлических прокладок 4. В зацеплении с червяком находится червячное колесо 5 (рисунок 8), жестко закрепленное на ступице 7, ступица на двух радиальных 13 и 14 и одном упорном 15 шарикоподшипниках вращается на вертикально установленной в корпусе неподвижной оси 6.

Червячная пара работает в масляной ванне. Для заливки и спуска масла предусмотрены заливная и сливная пробки. Верхний и нижний уровень масла в картере контролируется с помощью круглого маслоуказателя.



Рисунок 9 – Вал червяка

где 1 – червяк; 2 – подшипник; 3 – крышка; 4 – металлическая прокладка; 5 – колесо червячное; 6 – манжета; 7 – шкив; 8 – ремень клиновой.

К верхнему фланцу ступицы 7 (рисунок 8) болтами М10 прикреплена коническая чаша 19. Внутри чаши на неподвижную вертикальную ось 2 (рисунок 10) свободно посажена спираль 1, которая образует с внутренней поверхностью чаши желоб с изменяющимся к выходу углом наклона.



Рисунок 10 – Механизм регулировки и фиксации положения спирали

где 1 – спираль; 2 – ось; 3 – диск; 4 – фиксатор; 5 – крышка; 6 – винт; 7 – винт; 8 – шарик; 9 – гайка; 10 – колпак; 11 – кронштейн.

Верхняя часть спирали 1 (рисунок 10) закрыта крышкой 5, в которую завинчен винт 7, опирающийся на шарик 6, вложенный в лунку торца оси 2. При завинчивании винта 7 вся спираль перемещается в осевом направлении, поднимаясь или опускаясь относительно оси 2, создавая необходимый зазор между внутренней поверхностью чаши и кромкой спирали.

В верхней части оси 2 установлен диск 3, имеющий двенадцать расположенных по кругу отверстий, а в крышке 5 запрессован фиксатор 4, который, находясь в одном из отверстий диска 3, удерживает спираль от поворота.

При необходимости изменить положение спирали надо поднять ее до выхода фиксатора из отверстия в диске, развернуть до необходимого положения и опустить, попадая фиксатором в отверстие диска, после чего, установив необходимый зазор между внутренней поверхностью чаши и спиралью, затянуть контргайку 9.

Для предотвращения залипания поступающих заготовок в машине предусмотрена система подачи воздуха через воздухоподающие патрубки.

Электрооборудование тестоокруглительной машины обеспечивает управление электроприводом машины. Вся электроаппаратура установлена на панели управления. Питание ко всему электрооборудованию подается через вводный пакетный выключатель. По окончании работы на машине его следует отключить, чтобы снять напряжение со всего электрооборудования. Нулевая защита электропривода обеспечивается за счет самоблокировки магнитного пускателя. Управление электроприводом производится при помощи кнопок «ПУСК», «СТОП». Питание цепей осуществляется безопасным пониженным напряжением 36 В от понижающего трансформатора 220/36 В, а защита цепей управления плавной вставкой предохранителя.

Принцип работы: куски теста по промежуточному транспорту от тестоделительной машины поступают к округлительной машине и сбрасываются на начальную часть спирали. Вращающейся чашей тестовая заготовка захватывается и направляется по образовавшемуся желобу между внутренней поверхностью чаши и наружной поверхностью спирали. Вращаясь в разных направлениях, тестовая заготовка, зажатая между стенками желоба, проминается и за счет трения увлекается вверх по желобу, принимая форму шара. При выходе из чаши округленная тестовая заготовка направляется на последующие технологические операции.



  1. Кинематический расчет.



    1. Расчет передаточных чисел приводов.





III

Ч

3 II

Рисунок 11 – Кинематическая схема привода машины

где 1 – электродвигатель; 2 – клиноременная передача; 3 – червячная передача; I, II, III – валы.

Чаша приводится в движение червячным колесом. Червяк приводится в движение от электродвигателя посредством клиноременной передачи.

Выбираем электродвигатель марки АИР80А4: Р=1,1 кВт; n=1395мин-1 [1].

Определяем общее передаточное число привода по формуле

Полученное расчетом общее передаточное число распределяем между ременной и червячной передачами.

Уточняем передаточное число ременной передачи по формуле

где Uз.ч.п.=19 – передаточное число закрытой конической зубчатой передачи принимаем из рекомендаций [1].



    1. Расчет ременной передачи.

Исходные данные:

Передаваемая мощность Р=1,1 кВт;

Синхронная частота вращения nc=1500 об/мин;

Скольжение s=7%;

Передаточное отношение i=1,18.

Определяем частоту вращения меньшего шкива

Определяем вращающий момент

Диаметр меньшего шкива

Округляем до стандартного значения d1=80 мм по ГОСТ 17383-73 [2].

Диаметр большего шкива

Округляем до стандартного значения d2=90 мм по ГОСТ 17383-73 [2].

Определяем уточненное передаточное отношение

Определяем межосевое расстояние
где Т0 = 8 мм – высота сечения ремня.

Принимаем межосевое расстояние а = 450 мм, [2].

Определяем длину ремня

Округляем до стандартного значения Lр = 1400 мм по таблице 7,7 [2].

Уточняем межосевое расстояние

где

Определяем угол обхвата меньшего шкива

Определяем число ремней

где Р0 =1,51 – номинальная мощность (по таблице 7, 8 [2]);

СL = 0,93 – коэффициент, учитывающий влияние длины ремня (по таблице 7, 9 [2]);

Ср = 1,1 – коэффициент режима работы (по таблице 7, 10 [2]);

С? = 0,97 – коэффициент угла обхвата [2, с.135];

СZ = 0,95 – коэффициент, учитывающий число ремней в передаче (при

z =2 – 3 СZ = 0,95 [2, с.135].

Округляем до целого числа Z = 1

Определяем натяжение ветви ремня

где ? = 0,1 Нс22 – коэффициент, учитывающий центробежную силу [2];

V = 5,84 м/с – скорость ремня.

Вычислим силу, действующую на вал

Определяем рабочий ресурс передачи

где Nоц = 4,6∙106 – базовое число циклов;

?-1 = 7 МПа – предел выносливости для клиновых ремней;

?max – максимальное напряжение ремня;

Сi – коэффициент, учитывающий влияние передаточного отношения;

Сн = 1,5.

где ?1 – напряжение от растяжения;

?и – напряжение от изгиба ремня;

?v – напряжение от центробежной силы.

Определим напряжение от растяжения

(18)

где F1 – натяжение ведущей ветви;

b – ширина ремня, b = 11 мм по таблице 7, 7 [2, с. 131];

? – толщина ремня, ? = 8 мм по таблице 7, 7 [2, с. 131].

Определим натяжение ведущей ветви

(19)

где F0 – предварительное натяжение ремня;

Ft – окружная сила.

Вычислим предварительное натяжение ремня

; (20)

где ?0 – напряжение от предварительного натяжения ремня;

?0 = 1,8 МПа

Определим окружную силу

Определим напряжение от изгиба ремня

где Еи – коэффициент для резинотканевых ремней Еи = 20 МПа

Определим напряжение от центробежной силы

(23)

где ? – плотность ремня, ? = 1100 кг/м3.

Определим коэффициент, учитываешь влияние передаточного отношения

(24)

[H] = 5000 ч – ресурс ремня при легком режиме работы.

Условие Н0 > [H] выполнено.

    1. Расчет червячной передачи.

Исходные данные:

Т2 = 129 Нм – вращающий момент на колесе;

Lh = 17169,6 ч – время работы передачи;

U = 19 – передаточное число;

n2 = 62 мин-1 – частота вращения колеса.

  1. Материал червяка и колеса.

Так как выбор материала для колеса связан со скоростью скольжения, то предварительно определяют ожидаемое ее значение:

(25)

Выбираем в качестве материала венца червячного колеса бронзу БрА9ЖЗЛ.

Предел выносливости ?в = 500 МПа,

Предел текучести ?т = 200 МПа.

  1. Допускаемые напряжения.

Допускаемые контактные напряжения

где [?]Н0 =300 МПа – допускаемое напряжение для червяков с твердостью на поверхности витков ?45 HRCэ,

Допускаемые напряжения изгиба вычисляют для материала зубьев червячного колеса по формуле:

(27)

Коэффициент долговечности

Здесь NFL = KFL∙NK – эквивалентное число циклов нагружения зубьев червячного колеса за весь срок службы передачи.

KFL – коэффициент эквивалентности , по табл. 2, 15;

NK – ресурс передачи в числах циклов перемены напряжений;

(29)

где n = 1182 об/мин – частота вращения червяка;

n3 – число вхождений в зацепление зуба рассчитываемого колеса за один его оборот (численно равно числу колес, находящихся в зацеплении с рассчитываемым);

Lh – суммарное время работы передачи, ч.

В общем случае суммарное время Lh (в ч) работы передачи вычисляют по формуле

(30)

где L = 4 – число лет работы передачи;

Кгод = 0,7 – коэффициент годового использования передачи;

Ксут = 0,7 – коэффициент суточного использования передачи.

Исходное допускаемое напряжение [?]F0 изгиба для материалов:

(31)

Предельные допускаемые напряжения при проверке на максимальную статическую единичную пиковую нагрузку

(33)

  1. Межосевое расстояние

где Ка = 610 – для эвольвентных, архимедовых и конволютных червяков;

КН? – коэффициент концентрации нагрузки; при постоянном режиме нагружения КН? = 1;

Полученное расчетом межосевое расстояние округляем в большую сторону: для стандартной червячной пары аw = 100 мм.

  1. Основные параметры передачи

Число зубьев колеса

Предварительные значения:



Ближайшее стандартное значение m = 4 мм.



Полученное расчетное значение q соответствует стандартному.

Коэффициент смещения

Угол подъема линии витка червяка:

на делительном цилиндре

на начальном цилиндре

(40)

Фактическое передаточное число

  1. Размеры червяка.

Диаметр делительный червяка

Диаметр вершин витков

(43)

Диаметр впадин

(44)

Длина b1 нарезанной части червяка при коэффициенте смещения x = 0 ([7] таблица 2,13)

(45)

Для фрезеруемых и шлифуемых червяков полученную расчетом длину b1 увеличивают на 25 мм, т.к. m < 10 мм. Следовательно получим

Полученное значение округляем в ближайшую сторону по табл. 24, 1 [1], b1 = 80 мм.

Диаметр делительный колеса

(46)

Диаметр вершин зубьев
Диаметр впадин

(48)

Диаметр колеса наибольший

где К = 2 – для передач с эвольвентным червяком;

Ширина венца

где ?а = 0,355 при Z1 = 1;



  1. Проверочный расчет передачи на прочность

Определяем скорость скольжения в зацеплении

(51)

где Vw1 – окружная скорость на начальном диаметре червяка, м/с;

?w – начальный угол подъема витка;

где , n1 = 62∙19 = 1178 мин-1

По полученному Vск уточняем допускаемое напряжение [?]Н

Вычисляем расчетное напряжение

где Z? = 5350 для эвольвентных, архимедовых и конволютных червяков;

К – коэффициент нагрузки.

где KHv – коэффициент, учитывающий внутреннюю динамику нагружения;

KH? – коэффициент концентрации нагрузки.

Окружная скорость червячного колеса

При обычной точности изготовления и выполнения условия жесткости червяка принимают КHv = 1 при V2 ? 3 м/с.

Коэффициент КH? концентрации нагрузки

где ? – коэффициент деформации червяка;

Х – коэффициент, учитывающий влияние режима работы передачи на приработку зубьев червячного колеса и витков червяка.

? = 121 по таблице 2, 16 [1]

Значение Х для типовых режимов нагружения и случаев, когда частота вращения вала червячного колеса не меняется с изменением нагрузки, принимают по таблице 2,17 [1], Х = 0,5.


  1. КПД передачи

Коэффициент полезного действия червячной передачи

где ?w – угол подъема линии витка на начальном цилиндре;

? – приведенный угол трения, определяемый экспериментально с учетом относительных потерь мощности в зацеплении, в опорах и на перемещение масла.

? = 2°00ґ при Vск = 3 м/с.

  1. Силы в зацеплении

Окружная сила на колесе, равная осевой силе на червяке

Окружная сила на червяке, равная осевой силе на колесе

Радиальная сила для стандартного угла ? = 20°

  1. Проверка зубьев колеса по напряжениям изгиба

Расчетное напряжение изгиба

где К – коэффициент нагрузки, значение которого вычислено в п. 6;

YF2 – коэффициент формы зуба колеса, который выбирают в зависимости от

(63)

YF2 = 1,55.

  1. Проверочный расчет на прочность зубьев червячного колеса при действии пиковой нагрузки

Проверка на контактную прочность при кратковременном действии пикового момента

где Кпер – коэффициент перегрузки

где Т = Тmax – максимальный из длительно действующих (номинальный) момент.

Примем Кпер = 1,05.

168,52 МПа ? 400 МПа – условие проверки на контактную прочность при кратковременном действии пикового момента выполнено.

Проверка зубьев червячного колеса на прочность по напряжениям изгиба при действии пикового момента

(66)

11,088 МПа < 160 МПа – условие проверки зубьев червячного колеса на прочность по напряжениям изгиба при действии пикового момента выполнено.

  1. Тепловой расчет

Мощность на червяке

Температура нагрева масла (корпуса) при установившемся тепловом режиме без искусственного охлаждения

где ? = 0,3 – коэффициент, учитывающий отвод теплоты от корпуса редуктора в металлическую плиту или раму;

[tраб] = 95 – 110°С – максимальная допустимая температура нагрева масла (зависит от марки масла);

А – поверхность охлаждения корпуса равна сумме поверхности всех его стенок за исключением дна, которой корпус прилегает к плите или раме, м2. Приближенно площадь А (м2) поверхности охлаждения корпуса можно принимать в зависимости от межосевого расстояния: при аw = 100 мм А = 0,24 м2;

КТ = 12 – 18 Вт/(м2∙°С) – коэффициент теплоотдачи при естественном охлаждении для чугунных корпусов.

62,72 °С ? 95 °С – условие выполнено.

    1. Расчет диаметров валов.



Предварительные значения диаметров различных участков стальных валов коробки передач определяем по формулам:

Для ведущего вала:

диаметр входного конца:

(69)

принимаем стандартное значение d = 17 мм.

диаметр под подшипниками:

(70)

где tцил = 3 мм – величина, выбираемая в зависимости от диаметра выходного конца вала.

принимаем стандартное ближайшее значение dП =25 мм



Рисунок 12 – Быстроходный вал

Для ведомого вала:

диаметр выходного конца вала:

принимаем стандартное значение d = 40 мм.



Рисунок 13 – Тихоходный вал

Диаметр под подшипниками определяем по формуле (70)

где tцил = 3,5 мм.

принимаем стандартное ближайшее значение dП = 45 мм.



    1. Подбор подшипников.



В данном подразделе необходимо определить силы, нагружающие подшипники, произвести подбор подшипников по динамической грузоподъемности и окончательно установить основные размеры подшипников.

Ведущий вал.

На ведущем валу будут использоваться конические радиально-упорные подшипники средней серии 7305.

Основные размеры подшипника:

d = 25 мм – внутренний диаметр подшипника;

D = 62 мм – наружный диаметр подшипника;

T = 18,5 мм – наибольшая монтажная высота подшипника;

e = 0,3 – коэффициент осевого нагружения;

Cr = 41800 Н – динамическая грузоподъемность подшипника;

Y = 2 – коэффициент осевой нагрузки.

Определим величину смещения радиальной реакции подшипника по формуле:

Определим реакции опор от сил, действующих в зацеплении (рисунок 14).

В плоскости YZ.


    1. Расчет вала на прочность.

Быстроходный вал:

  1. Допускаемые напряжения вала при изгибе

[5, стр. 25]

  1. Рабочее напряжение изгиба



  1. Условие прочности вала



Условие прочности на изгиб выполняется

Тихоходный вал:

  1. Допускаемый момент сопротивления вала при кручении



  1. Момент сопротивления вала



  1. Условие прочности вала при кручении




ЭМх

ЭМу

ЭМz

Рисунок 14 – Схема нагружения подшипников от сил, действующих в зацеплении.

Проверка:

В плоскости XZ

Проверка:

Определяем суммарные радиальные реакции, действующие в подшипнтках

Опора 1:

Опора 2:

При определении осевых сил, нагружающих подшипник, будем учитывать осевые силы, возникающие под действием радиальной нагрузки из-за наклона контактных линий.

Определяем осевые силы по формуле:


Найдем полные осевые силы, действующие в подшипниках, исходя из следующего условия (условие нагружения):

где FА = 1697,36 Н – осевая нагрузка, действующая в зацеплении.

Тогда,

Определение ресурса работы подшипников будем проводить по более нагруженной опоре 2.

Из отношения, .

где V = 1 – коэффициент вращения кольца.

Следовательно, выбираем коэффициенты радиальной Х = 0,4 и осевой Y = 2 нагрузок.

Определим эквивалентную нагрузку, действующую на 2-ой подшипник по формуле:

где Кб = 1,2 – коэффициент безопасности;

КЕ = 0,56 – коэффициент эквивалентности;

КТ = 1 – температурный коэффициент.

Определим расчетный ресурс работы более нагруженного подшипника по формуле:

где k = 3,33 – показатель степени для роликоподшипников;

n = 1182 мин-1 – частота вращения внутреннего кольца подшипника или червяка.

Расчетная долговечность = 1,648∙106 ч больше, чем требуемая = 17169,6 ч, следовательно, подшипники данной серии подходят.

Ведомый вал.

На ведомом валу будут использоваться радиально – упорные конические подшипники легкой серии 7209.

Основные размеры подшипника:

d = 45 мм – внутренний диаметр подшипника;

D = 85 мм – наружный диаметр подшипника;

T = 21 мм – наибольшая монтажная высота подшипника;

e = 0,40 – коэффициент осевого нагружения;

Cr = 627000 Н – динамическая грузоподъемность подшипника;

Y = 1,5 – коэффициент осевой нагрузки.

Определим величину смещения радиальной реакции подшипника по формуле (72):

Определим реакции опор от сил, действующих в зацеплении (рисунок 15).

В плоскости YZ

Проверка: RY3 + RY4 – Fr2 = 95,3 + 522,54 – 617,84 = 0.



Рисунок 15 – Схема нагружения подшипников от сил, действующих в зацеплении.

В плоскости XZ

Rx3 = Ft2 = 1697,36 H

Rx4 = 0.

Определяем суммарные радиальные реакции, возникающие в подшипниках от сил, действующих в зацеплении.

Опора 5:

Опора 6:

Определяем осевые силы, возникающие в подшипниках от действия радиальной реакции по формуле (73):

Найдем полные осевые силы, действующие в подшипниках, исходя из следующего условия (условие нагружения):

где FA = 586,52 Н – осевая нагрузка, действующая в зацеплении.

Тогда по формулам (74) и (75) найдем Fa3 и Fa4,

Из отношения , что меньше е.

Следовательно, выбираем коэффициенты радиальной X = 1,0 и осевой Y = 0 нагрузок.

Определим эквивалентную нагрузку, действующую на подшипник в опоре 3 по формуле (76):

Определим расчетный ресурс работы подшипника по формуле (77):

Расчетная долговечность больше, чем требуемая , следовательно, подшипники данной серии подходят.



    1. Расчет шпонки.

Расчет шпонки, установленной на червячном валу редуктора:

Принятые обозначения:

(Mкр max) – наибольший допускаемый крутящий момент, Нм

l – рабочая длина шпонки, мм (l = 20 мм)

d – диаметр вала, мм (d = 22 мм)

d1 – диаметр круглой шпонки, мм

b и h – ширина и толщина шпонки, мм (b = 6 мм; h = 6 мм)

k – выступ шпонки от шпоночного паза

[?см] – допускаемое напряжение смятия, МПа

[?c] – допускаемое напряжение среза, МПа

При расчете принимают нагружение шпонки по длине равномерным.

Шпонки рассчитывают на смятие, а в особо ответственных случаях проверяют на срез



Рисунок 16 – Разрез шпонки

Допускаемое напряжение среза, МПа

(78)

Допускаемое напряжение на смятие, МПа

Допускаемый крутящий момент из условия прочности на смятие

Условие прочности на смятие

8,92 ? 1232

Условие прочности на смятие выполняется.

Допускаемый крутящий момент из условия прочности на срез:

Условие прочности на срез

8,92 ? 135,4

Условие прочности на срез выполняется.

  1. Технология ремонта, сборки и монтажа.



    1. Монтаж и подготовка к работе.

Тестоокруглительная машина поставляется заказчику в одном ящике. При разгрузке и транспортировке кантовать машину запрещается.

Перед распаковкой необходимо произвести наружный осмотр ящика и убедиться в его целостности. Распаковку ящика нужно начинать с верхней части ящика.

Дно ящика разбирается после транспортировки машины к месту ее установки. После вскрытия ящика следует произвести наружный осмотр машины и сверить наличие содержимого с отгрузочной ведомостью. После подготовки места для установки, машину следует со дна упаковочного ящика, поставить на место, строповочные пластины вместе со стягивающим болтом снять с машины. Выставить спираль в соответствии с требованиями паспорта. Горизонтальность установки машины проверяют уровнем по верхней кромке чаши.

Перед установкой машины необходимо удалить антикоррозионную смазку. Рабочие органы (чашу, спираль), соприкасающиеся с тестом, обтирают ветошью, после чего промывают горячей мыльной водой или горячей водой с содовым раствором, затем чистой водой и вытирают насухо, окрашенные поверхности машины вытирают сухой чистой ветошью.

После установки машину подключают к сети переменного тока согласно электросхеме, проверяют направление вращения вала электродвигателя.

Корпус машины заземляют посредством специальной клеммы, установленной на основании корпуса округлителя.

Несколько раз, периодически нажав кнопку «ПУСК» и «СТОП», проверяют плавность и бесшумность работы машины.

После установки и апробирования следует предусмотреть ограждение безопасности.



    1. Наладка машины.

Машина поставляется заводом-изготовителем отрегулированной и налаженной в соответствии с требованиями ТУ 92-02.12 015-89. Однако при транспортировке и при длительной эксплуатации возможна некоторая разрегулировка и износ, требующие дополнительной регулировки и наладки.

При замене червячного колеса необходимо обеспечить его соосность с червяком. Установку нормального зацепления следует производить с помощью индикаторного приспособления.

Осевой люфт червяка необходимо убрать с помощью набора металлических прокладок.

Зазоры между внутренней поверхностью чаши и кромкой спирали не должны превышать 0,45 мм. Зазор регулируется с помощью винта, расположенного в верхней части машины под съемным колпаком. Зазор контролируется щупом.

Частота вращения чаши изменяется посредством перестановки клинового ремня на двухступенчатом шкиве с одного ручья на другой с последующей натяжкой ремня устройством регулировки межцентрового расстояния. Для обработки тестовых заготовок развесом от 0,22 до 0,5 кг следует устанавливать большую частоту вращения чаши. На развес от 0,5 до 1,2 кг частоту следует уменьшить.

Характерные неисправности и методы их устранения представлены в таблице 1.

Таблица 1. Характерные неисправности и методы их устранения.

Наименование

Вероятная причина

Методы устранения

Тесто прилипает к поверхности


  1. Повышенная влажность теста, переброженное тесто

  2. Увеличен зазор между внутренней поверхностью чаши и кромкой спирали

  3. Недостаточный обдув поверхностей воздухом

Подавать нормальное тесто

Отрегулировать зазор

Увеличить подачу воздуха


Отщипывание кусочков теста при округлении


Увеличен зазор между кромкой спирали и внутренней поверхностью чаши

Уменьшить зазор



Сдавливание заготовок при округлении


Неравномерное поступление заготовок


Обеспечить равномерное поступление заготовок

Тестоокруглительная машина требует периодического наблюдения одного рабочего.

Перед началом работы необходимо:

Во время работы машины необходимо:

Во время остановки необходимо:

Техническое обслуживание машины производится для поддержания ее в исправном состоянии.

Во время эксплуатации производятся:

Ежедневный технический осмотр включает:

Еженедельный технический осмотр включает:

Технический осмотр включает:

Профилактический ремонт включает в себя разборку и чистку деталей, смену масла в картере, промывку и набивку шарикоподшипников и замену изношенных деталей.



  1. Охрана труда.

Указания мер безопасности.

К обслуживанию машины допускаются только работники, обученные приемам работы на машине и прошедшие вводный инструктаж по технике безопасности и инструктаж на рабочем месте.

Рабочее место должно быть освещено в соответствии с требованиями правил техники безопасности, промышленной санитарии пищевых производств.

Электрическая аппаратура и токоведущие части должны быть надежно изолированы и ограждены; машина должна быть заземлена.

Принимая машину, необходимо узнать,какие неполадки были обнаружены прежде.

В случае неисправности машины немедленно остановить ее. Ремонт производить только после выключения при обязательном вывешивании таблички «не включать», «ремонтные работы».

В случае недомогания или заболевания обслуживающего персонала во время работы, необходимо остановить машину, сообщить непосредственному руководителю и обратиться за помощью в медпункт.

Перед началом работы необходимо:

Во время работы необходимо:

- при временном прекращении работы;

- при перерывах подачи электроэнергии;

- для наладки, ремонта и очистки машины;

- при появлении напряжении машины на корпусе, дыма, стука, шума и вибрации;

- при смазке и очистке машины;

По окончании работы необходимо:



Заключение

В ходе изучения аналогов существующего оборудования был спроектирован тестоокруглитель. Тестоокруглительная машина предназначена для улучшения структуры, заделки поверхностных пор и придания тестовым заготовкам, поступающим из тесторазделочной машины, круглой формы. Масса обрабатываемых заготовок от 0,22 до 1,2 кг. Применяется машина на предприятиях хлебопекарной промышленности при выпечке хлеба и хлебобулочных изделий подовых сортов. Тестоокруглитель относится к машинам с неподвижной спиралью и вращающейся конусной чашей. К достоинствам машины следует отнести простоту конструкции и удобство обслуживания; возможность регулирования зазора между чашей и спиралью; наличие системы обдува спирали.

В данном курсовом проекте представлены:



Список использованных источников.

  1. Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Конструирование узлов и деталей машин: Учебное пособие для техн. спец. вузов. – 5-ое изд., перераб. и доп. – М.: Высшая школа, 1998. – 447 с., ил.

  2. Чернавский С.А., Боков К.Н., Чернин И.М. Курсовое проектирование деталей машин: Учебное пособие для учащихся машиностроительных специальностей техникумов. – 2-ое изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1988. – 416 с., ил.

  3. Стабников В..Н. Процессы и аппараты пищевых производств: Учебное пособие для вузов. – Пищепромиздат 1959 – 520 с., ил.

  4. Кретов И.Т. Технологическое оборудование предприятий пищеконцентратной промыщленности: Учебное пособие для учащихся вузов пищевых специальностей. – В.: Воронеж, 1996. – 370 с., ил.

  5. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3-х т. – 5-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1978 – 1982.

  6. Чернавский С.А., Снесарев Г.А., Козинцов Б.С. Проектирование механических передач: Учебно-справочное пособие для втузов. – 5-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1984ю – 560с., ил.

  7. Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Конструирование узлов и деталей машин: Учебное пособие для техн. спец. вузов. – 4-ое изд., перераб. и доп. – М.: Высшая школа, 1985. – 416 с., ил.


Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации