Последовательность выполнения лабораторной работы

1) Выключить питание электрической энергии.

2) Откинуть боковины. Наружным осмотром изучить устройство волчка. Нарисовать общий вид волчка, проставить габаритные размеры.

3) Разобрать волчок: снять режущий механизм, вынуть рабочий шнек. Выяснить, какие детали изготовлены из какого материала. Составить спецификацию.

4) Снять размеры, нарисовать эскизы: рабочего шнека, подающего шнека, ножей (два вида), режущего механизма в сборе, подшипникового узла. Для снятия угла подъема винтовой линии на рабочем шнеке наружные кромки зачернить и шнек на один оборот накатить на бумагу.

5) Составить кинематическую схему волчка с указанием частоты вращения электродвигателя и всех валов, диаметра шкивов, числа зубьев звездочек. Выполнить кинематический расчет привода волчка. После включения волчка тахометром измерить частоту вращения шкивов, шнеков, затем сравнить с расчетными значениями.

6) Собрать волчок, закрыть крышкой, сдать оборудование преподавателю.

7) Оформить таблицу 4.1 Результаты измерений по волчку К6-ФВП-120.

8) Оформить и защитить работу.

Таблица 4.1 Результаты измерений по волчку К6-ФВП-120

№	Наименование параметра	Значение параметра
	Дцил – внутренний диаметр цилиндра, мм
	L цил – длина цилиндра рабочего шнека, мм
	Zшн – число рабочих шнеков, шт
	Дшн – наружный диаметр шнека, мм
	dшн – диаметр вала шнека, мм
	t`шн – шаг шнека в начале, мм
	t``шн – шаг шнека в середине, мм
	t```шн – шаг шнека в конце, мм
	nшн – частота вращения шнека, с-1
	Zв – число витков на шнеке, шт
	Lp – длина рабочей части шнека, мм
	tgα ` - tg угла подъема витка шнека в начале
	tgα `` - tg угла подъема витка шнека в середине
	tgα ``` - tg угла подъема витка шнека в конце
	Zн – число ножей, шт
	Дн – диаметр ножей, мм
	mн – число зубьев на одном ноже, шт
	nн – частота вращения ножей, с-1
	ахв – площадь контакта одного ножа с одной стороны с решеткой, ммхмм
	Zр – число решеток, шт
	Др – рабочий диаметр решетки, мм
	Днр – наружный диаметр решетки, мм
	Кп – количество плоскостей резания, шт
	d`0 и z`0 – диаметр и количество отверстий на 1й решетке
	d``0 и z``0 – диаметр и количество отверстий на 2й решетке
	d```0 и z```0 – диаметр и количество отверстий на 2й решетке
	Д1 – диаметр шкива на ЭД, мм
	Д2 – диаметр шкива на рабочем шнеке, мм
	n эд - Частота вращения ротора ЭД, мин-1
	Рном – мощность электродвигателя, кВт

Вначале выполняем подготовительные расчеты

1) Площади отверстий на 1й, 2й и 3й решетках

S^`₀ = S^``₀ = S^```₀ = см²→ м², (1)

 

2) Геометрическая площадь ножевых решеток

F_нр = (2)

3) Коэффициенты использования площади соответственно 1й – приемной, 2й – промежуточный и 3й – выходной ножевых решеток

 

Ψ ₁ = S^`₀: F_нр; Ψ ₂ = S^``₀: F_нр; Ψ ₃ = S^```₀: F_нр; (3)

 

4) Тангенс угла подъема витка шнека

tgα ^{`</sup> = t<sup>`}_шн: π Д_шн; tgα ^{``</sup> = t<sup>``}_шн: π Д_шн; tgα ^{```</sup> = t<sup>```}_шн : π Д_шн; (4)

5) Передаточное число

i_р = Д₁/Д₂

6) Частота вращения шнека n_шн = n_эд/ i_р, мин^-1 → с^-1

7) Производительность волчка рассчитываем на основе формулы производительности шнекового нагнетателя

П = α (Д²_шн – d²_шн) n_шн · t^```_шн · ρ _м, кг/с → кг/ч (5)

где α – коэффициент, учитывающей уменьшение скоростей подачи мяса вдоль шнека и продвижения мяса через отверстия решетки, при диаметре отверстий 16-25 мм на второй решетке можно принять α = 0, 575 – 0, 625;

ρ _м – плотность мяса, говядина ρ _м = 1041-1048 кг/м³, свинина ρ _м = 930-968 кг/м³; n_шн – частота вращения шнека в с^-1.

8) Необходимую мощность (кВт) электродвигателя волчка рассчитываем как сумму мощностей затрачиваемых на выполнение трех операций:

N_в = (N₁+N₂+N₃) · К_зм/η _пер, (6)

где N₁ – мощность, затрачиваемая на измельчение мяса в режущем механизме;

N₂ – мощность, затрачиваемая на преодоление сил трения между ножами и решетками;

N₃ – мощность, затрачиваемая на преодоление сил трения мяса о витки шнека и мяса на внутреннюю поверхность рабочего цилиндра.

9) N₁ = F_нр · а · m_н (Ψ ₁+2 Ψ ₂ + Ψ ₃) · n_н, Вт (7)

где а – удельный расход энергии на перерезание волокон мяса между решеткой и ножами, а = 2, 5 · 10³ – 3, 5 · 10³ Дж/м²;

10) N₂ = π · n_шн · Р_зат (Д_н/2 + d_н/2) f_тр, Вт (8)

где Р_зат – усилие затяжки режущего механизма, Н;

Д_н и d_н – наружный и внутренние диаметры режущих зубьев на ножах, м;

f_тр – коэффициент трения между ножами и решеткой, при наличии жирного мяса f = 0, 1

Усилие затяжки Н рассчитываем по давлению и по площади трения между решетками и ножами:

11) Р_зат = р · (а · в) · m_н · Z_н · Z_р (9)

где р – среднее давление между ножами и решеткой после сборки режущего механизма с затяжкой р = 2, 0 · 10⁶ – 3, 0 · 10⁶ Па;

а · в – пл. контакта на одном зубе с одной стороны с решеткой, мм² → м²;

m_н и z_н –число зубьев на одном ноже и число ножей в режущем механизме;

Z_р – число плоскостей резания на одном ноже.

12) N₃ = , Вт

где n_{шн м} – частота вращения шнека, мин^-1;

Р_м – давление мяса за последним витком шнека, Р_м = 3 ·10⁵ - 5 ·10⁵ Па;

f₁ – коэффициент трения мяса о витки шнека, f₁ = 0, 3;

f₂ – коэффициент трения мяса на внутреннюю поверхность рабочего цилиндра, f₂ = 0, 24

Тогда необходимая мощность ЭД(кВт)

N_в = (N₁+N₂+N₃) · К_зм/η _пер

где К_зм – коэффициент запаса мощности на пуск и разгон волчка, К_зм =1, 5;

η _пер – КПД передачи, η _пер = 0, 85

Полученное значение N_в сравнить с Р_ном на ЭД.

Контрольные вопросы

1) Место, значение волчка в технологической линии по производству колбасных изделий. Классификация волчков по конструкции.

2) Назначение и устройство волчка К6-ФВП-120. Техническая характеристика волчка. Материалы, примененные при изготовлении деталей волчка.

3) Правила монтажа и эксплуатации волчка К6-ФВП-120.

4) Последовательность и методика выполнения лабораторной работы.

5) Методика и результат расчета производительности одновального волчка.

6) Методика и результат расчета мощности электродвигателя волчка. Предусмотрен ли расчет мощности для привода подающего шнека?

7) Объяснить устройство ножей волчка К6-ФВП-120.

8) Объяснить устройство, работу принципиальной электрической схемы энергоснабжения, управления и защиты электродвигателя.