Расчет просеивателя. 1 Расчет основных параметров мукопросеивателя

Название	1 Расчет основных параметров мукопросеивателя
Дата	30.09.2022
Размер	44.67 Kb.
Формат файла
Имя файла	Расчет просеивателя.docx
Тип	Документы #707083

1 Расчет основных параметров мукопросеивателя

Производительность просеивателя с вертикальным вращающимся ситом определяется по формуле:

где F₀ - суммарная площадь отверстий сита (живое сечение поверхности сита), м²;

v₀ - скорость прохождения частиц продукта сквозь сито, м/с;

φ - коэффициент использования поверхности сита, φ = 0,4-0,5;

ρ_н - насыпная масса просеиваемых продуктов, кг/м³.

Суммарную площадь отверстий сита (площадь живого сечения) приближенно можно определить по формуле:

где k_c - коэффициент живого сечения сита (k_c = 0,5…0,8);

D_б - диаметр барабана, м;

F_c - общая площадь ситовой поверхности, м²;

Н - высота барабана, м.

Общую площадь ситовой поверхности определим из выражения:

где q - удельная нагрузка на 1 м² сита, кг/ (м²∙с);

Для пшеничной муки q = 2,90 кг/ (м²∙с), для ржаной муки q = 2,36 кг/ (м²∙с).

Определяем площадь живого сечения сита по формуле (2):

Скорость движения продукта через ячейки вращающегося сита определяется как нормальная составляющая скорости движения частиц продукта, движущихся в вихревом потоке под действием центробежной силы при максимальном удалении частиц от оси вращения. На скорость прохождения частиц через сито оказывает влияние коэффициент подачи, характеризующий снижение скорости их движения в вихревых потоках воздуха рабочей камеры просеивателя. С учетом коэффициента подачи скорость прохождения частиц сквозь отверстия сита может быть определена по формуле:

где R_c - радиус сита, м;

n_с - частота вращения сита, с^-1;

(1-K_пр) - коэффициент подачи;

K_пр - коэффициент проскальзывания продукта по поверхности сита (K_пр=0,7….0,8).

Минимальную частоту вращения сита n_с при коэффициенте трения скольжения продукта о поверхность сита f_м = 1,3 определяем по формуле:

где g - ускорение свободного падения (g = 9,81 м/с²).

По аналогии с другими просеивателями принимаем n_с= 12,1 об/с

Определяем скорость прохождения частиц продукта сквозь отверстия сита по формуле (4) при коэффициенте проскальзывания K_пр = 0,75:

По формуле (1) определяем производительность просеивателя:

Из формулы (1) определяем скорость прохождения частиц продукта, необходимую для обеспечения заданной производительности просеивателя, при коэффициенте использования поверхности сита φ = 0,5 и насыпной массе пшеничной муки ρ_н = 600 кг/м³:

Поскольку ранее рассчитанная скорость прохождения частиц продукта сквозь отверстия сита превышает требуемую, то при принятых геометрических размерах барабана производительность просеивателя будет обеспечена.

Уточняем теоретическую производительность сита по формуле (1):

Вычисляем массы продукта, находящегося на сите, и барабана, по формулам:

где h - высота слоя продукта в барабане-сите, м;

Определяется расстоянием между ребром ножа-разрыхлителя и стенкой барабана.

Масса барабана рассчитывается по формуле:

где h_с - толщина сита, м;

ρ_с - плотность материала сита, кг/м³ (для стали ρ_с = 7800 кг/м³).

Принимаем расстояние между ребром ножа-разрыхлителя и стенкой барабана h = 0,005 м, толщину сита h_с = 0,002 м. Тогда:

Мощность, необходимая для преодоления сил трения определим по формуле:

где

M_с - момент приложенный к барабану-ситу, Н∙м;

ω_с = 2πn_c - угловая скорость.

Мощность, необходимая для перемещения продукта ситом определится из выражения:

По конструктивным соображениям принимаем расстояние от оси вращения до конца и начала лопасти крыльчатки R_max = 0,11м и R_min = 0,075м, высоту лопасти крыльчатки h_k = 0,05м. тогда, при принятом коэффициенте использования площади φ_k = 0,7, масса продукта, передаваемого крыльчаткой на шнек - питатель определится по формуле:

где R_max, R_min - соответственно, расстояние от оси вращения до конца и начала лопасти крыльчатки, м;

h_к - высота лопасти крыльчатки, м;

φ_к - коэффициент использования площади, описываемой лопастью крыльчатки, φ_к = 0,6 - 0,7.

Мощность, необходимая для подачи продукта крыльчаткой к шнеку, определяется из следующего выражения, при этом принимаем массу крыльчатки m_к = 3 кг и частоту ее вращения n_к = 8 об/с:

где

М_к - крутящий момент, приложенный к крыльчатке, Н∙м;

ω_к - угловая скорость крыльчатки, с^-1;

m_k - масса крыльчатки, кг;

m_пк - масса продукта передаваемого крыльчаткой, кг;

r_к - средний радиус крыльчатки, м.

По конструктивным соображениям принимаем геометрические параметры шнека - питателя: наружный и внутренний диаметры шнека D_шн = 0,08 м, d_шв = 0,3∙0,08 = 0,024 м, шаг винтов шнека t_ш = D_ш = 0,08 м, количество витков шнека - питателя z_ш = 10 шт.

Высота загрузочного отверстия корпуса шнека h = 1,5t_ш = 1,5∙0,08 = 0,12 м, внутренний диаметр стойки шнека определим как: D_с = 0,08+2∙0,003 = 0,086 м.

Масса продукта, находящегося в витках шнека - питателя, рассчитываем по следующей формуле, при коэффициенте заполнения межвиткового пространства шнека φ_ш = 0,7:

где

r_шв - внутренний радиус шнека, м;

t_ш - шаг витков шнека, м;

z_ш - количество витков шнека, шт;

φ_ш - коэффициент заполнения межвиткового пространства шнека, φ_ш = 0,6 - 0,8.

Мощность, необходимую для подачи продукта шнеком, определяем по формуле при принятой массе шнека m_ш = 8 кг.

где М_ш - момент приложенный к шнеку, Н∙м;

ω_ш - угловая скорость шнека, с^-1;

m_ш - масса шнека, кг;

m_пш - масса продукта, перемещаемая шнеком, кг.

Мощность электродвигателя просеивателя при КПД механического привода машины η = 0,8 составит:

По расчетной мощности выбираем из каталога трехфазный асинхронный электродвигатель серии 4A марки 4А71В4 мощностью N = 1,1 кВт и синхронной частотой вращения 1500 об/мин. Асинхронная частота вращения 1420 об/мин. КПД двигателя 74,0 %.

2 Кинематический и силовой расчет привода

Исходные данные для проектирования:

частота вращения шнека: n = 726 об/мин
мощность на валу шнека: N = 0,72 кВт

Определяем частоту вращения и мощность на каждом валу:
n₁ = n_эд = 1390 об/мин Р₁ = Р_эд = 0,75 кВт

n₂ = 726 об/мин N₂ = 0,72 кВт

n₃ = n₂/i₂ = 726/3 = 242 об/мин Р₃ = η_р·Р₂ = 0,96·0,72 = 0,69 кВт
где η_р - КПД ременной передачи, η_р = 0,96.

Общий КПД привода определится по формуле:
η_общ = η_р· η_п = 0,96²·0,99³ =0,89
Определяем общее передаточное число привода:
I = i₁·i₂ = 1,91·3 = 5,73
где i₁ - передаточное число первой ступени, i₁ = 1,91;

i₂ - передаточное число второй ступени, i₂ = 3.

Находим потребную мощность электродвигателя по формуле:
Р_эд = Р₃/ η_общ= 0,69/0,89 = 0,77 кВт
Уточняем общее передаточное отношение:
I = n_эд/ n₃ = 1420/242 = 5,8
Первая ступень i₁ = 1,96

Вторая ступень i₂ = 3

Определяем частоту вращения на всех валах:
n₁ = n_эд = 1420 мин^-1;

n₂ = n₁/ i₁ = 1420/1,96 = 724 мин^-1;

n₃ = n₂/ i₂ = 724/3 = 241 мин^-1.
Находим угловые скорости валов привода:
ω₁ = π· n₁/30 = 3,14·1420/30 = 148,6 с^-1;

ω₂ = ω₁/i₁ = 148,6/1,96 = 75,8 с^-1;

ω₃ = ω₂/i₂ = 75,8/3 = 25,3 с^-1.
Определяем вращающие моменты на валах привода:
Т₁ = 32,3 Н·м

Т₂ = 93 Н·м

Т₃ = 357 Н·м

3.3 Расчет клиноременной передачи

Исходные данные:

Номинальная мощность электродвигателя N_дв= 1,1 кВт при n=1420об/мин. Передаточное число ременной передачи i =1,96. Вращающий момент на ведущем валу Т_{1 рем}=93 Н^.м; ω_{1 рем}=148,6с^-1, ω_{2 рем}=75,8с^-1.

Принимаем сечение В нормального ремня [3] и определяем диаметр ведущего шкива, приняв К_а=2,5

Из стандартного ряда принимаем d₁=125мм

Определяем диаметр ведомого шкива

По стандартному ряду принимаем d₂=250 мм.

Вычисляем угловую скорость ведомого вала с учетом коэффициента относительного скольжения ε = 0,01:

Уточняем передаточное число

Отклонение действительного передаточного числа от ранее принятого составляет 2%, что допустимо. Определяем скорость ремня по формуле:

Находим предварительное минимальное значение межосевого расстояния

где коэффициент 1,5 принимают для быстроходных передач

Длину ремня определим по формуле

мм
Принимаем L_р = 1800 мм. [3]

Окончательно межосевое расстояние примем по формуле:

Принимаем межосевое расстояние a = 600 мм

Находим угол обхвата малого шкива:

По определенной скорости ремня и рекомендациям принимаем синтетический ремень типа I, а его толщину определяем по формуле:

Принимая во внимание, что с уменьшением толщины ремня его долговечность увеличивается, а также с учетом рекомендаций, выбираем ремень с четырьмя прокладками без прослоек (ТИП Б - 820)

Определяем допускаемое полезное напряжение. Учитывая, что d₁/δ = 125/5 = 25, принимаем σ₀ = 2,3 Мпа. Назначаем коэффициенты согласно указаниям: С₀=1; С_а=0,96; С_v=0,98; С_р=1,0.

Тогда

Находим ширину ремня, предварительно определив окружную силу F_t = T∙ω₁/v = 1486 Н.

Принимаем ширину ремня b=80 мм, ширину шкива 90 мм.

Сила, консольно действующая на валы определиться по формуле:

Список используемой литературы

Золин В.П. Технологическое оборудование предприятий общественного питания: Учеб. для нач. проф. образования: Учеб. пособие для сред. проф. образования. - М.: ПрофОбрИздат, 2002. - 248 с.
Машины и аппараты пищевых производств. Кн.1: Учебное пособие для вузов; Под ред. Акад. РАСХН В. А Панфилова. - М: Высш. Шк., 2001. - 680 с.
Кавецкий А.В. Оборудование предприятий общественного питания: Учебное пособие для высших учебных заведений. - М.: Колос, 2003.
Мартинчик А.Н. Общая нутрициология: Учебное пособие. - М.: МЕДпресс-информ, 2005. - 392 с.
Справочник руководителя предприятия общественного питания: М.: Легкая промышленность и бытовое обслуживание, 2000. - 664 с.
Ауэрман Л.Я. Технология хлебопекарного производства: Учебник. - 9-е изд.; перераб. и доп. Под общ. ред.Л.И. Пучковой. - СПб: Профессия, 2003. - 416с.
Матвеева И.В., Белявская И.Г. Пищевые добавки и хлебопекарные улучшители в производстве мучных изделий/ И.В. Матвеева, И. ГБелявская. - М:, 2001. - 116 с.
Введение в специальность. / Под ред. Панфилова В.А. - М., 2007.
Технология и оборудование мукомольно-крупяного и комбикормового производства / Г.А. Егоров, Е.М. Мельников, В.Ф. Журавлев и др. - М.: Колос, 1979 - 428 с.
Машины и аппараты пищевых производств. В 2 кн. Кн.1. / Под ред. Антипова С.Т. и др. - М., 2001.
Курсовое и дипломное проектирование технологического оборудования пищевых производств. Учебное пособие / Под. ред. Ц.Р. Зайчика - М.: ДеЛи принт, 2003. - 152 с.
Дополнительная литература:
http://electronpo.ru/electrodvigateli-4a-4am
http://www.znaytovar.ru/s/Texnologicheskaya_liniya_proizvod24.html