Лекция № 10

Раздел 7. Технологическое оборудование для производства комбикормов.

7.1. Процесс измельчение зерна (дробилки для зерновых продуктов и компонентов комбикормов). Назначение, область применения и конструкция роторных, молот­ковых и зубчатых дробилок, их структурный состав, функциональные и кинематические схемы. Определение основных параметров молотковых дробилок, расчет производительности и энергоемкости процессов измельчения. Эффективность процесса измельчения зерна.

7.2. Дозирование компонентов комбикормов. Оценка дозирования компонентов.

7.3. Смешивание компонентов и оценка смешивания. Расчёт шнековых смесителей. Расчёт подбора оборудования комбикормовых технологических линий.

Смеситель комбикормов. Он состоит из рамы, бункера, шнека, электропривода, задвижек и кормопроводов. В конической части смесителя размещена выгрузная горловина, которая присоединяется к приемнику нории. Продукт поступает в смеситель через загрузочный патрубок и под действием шнека поднимается в смесительную камеру. Привод шнека осуществляется от электродвигателя через клиноременную передачу. Управление электроприводом задвижек производится с пульта. Управление работой агрегатов – дистанционное с центрального пульта управления. Система сигнализации облегчает управление работой смесителя, указывая на необходимость выключения или переключения соответствующих механизмов.

Расчет параметров молотковой дробилки. Молотковые дробилки применяются в том случае, когда не­обходимо получить относительно мелко измельченный и однород­ный продукт без последующего применения сортировочного устройства. Они эффективны при разрушении хрупких продуктов (зерно, кость, лед, соль, сахар) и менее эффективны для продуктов с большим содержанием жира. Продукт в молотковых дробилках из­мельчается от ударов молотков по частицам продукта, а также от ударов частиц о кожух дробилки и в результате истирания частиц.

Наибольшее распространение получили дробилки со свободно подвешенными молотками. Конструктивная схема рабочего ор­гана такой дробилки - ротора – представлена на рисунке 1.2. На ва­лу ротора собран пакет из колец и дисков, поджатых с одной сторо­ны гайкой. В дисках сделаны отверстия. Молотки устанавливаются между дисками. Ось проходит через отверстия дисков и отверстия молотков, чем осуществляется шарнирное закрепление молотков (подвешивание) на оси. Количество молотков, располагаемых по окружности ротора с постоянным угловым шагом, может равняться четырем и более.

Рис. Схема ротора с молотками: 1 – вал; 2 - промежуточное кольцо; 3 – диск; 4 – ось; 5 – молоток

 

При конструировании молотковых дробилок с большими ок­ружными скоростями рабочих органов необходимо считаться с воз­можным возникновением инерционных сил из-за неуравновешенности ротора, значения которых могут достигать больших величин. Поэтому при изготовлении деталей ротора дробилки необходимо точное выполнение геометрической формы деталей в соответствии с чертежом. Посадочные размеры и диаметры сопряженных деталей необходимо выдерживать по 7-у квалитету. Все молотки должны располагаться строго симметрично по окружности дисков.

Наиболее сильные удары происходят при встрече частиц с концами молотков, когда последние занимают наивысшие рабочие положения. Эти удары при неудачной конструкции молотков пере­даются на всю машину и быстро выводят ее из строя.

Для снижения ударных воздействий на машину ударная реак­ция молотков должна быть уравновешена на силу удара. Это дости­гается при условии отсутствия или незначительности ударной реак­ции в осях подвеса молотков.

Методика расчета:

Определить минимально необходимую окружную скорость молотка, м/с, принимая начальную скорость движения частицы продукта равной нулю

где: Р – средняя мгновенная сила сопротивления разрушению частиц, Н; t – продолжительность удара молотка по частице, с; m – масса измельчаемой частицы, кг.

Принять размеры молотка: длина a, м; ширина b, м; толщина d_м, м.

Найти расстояние от центра массы молотка до оси отверстия, м

где: а – длина молотка, м; b – ширина молотка, м.

Квадрат радиуса инерции молотка относительно его центра массы, м²

Квадрат радиуса инерции молотка относительно оси его подвеса, м²

Расстояние от конца молотка до оси его подвеса, м

Сделать проверку и выводы о правильности расчетов:

Расстояние от оси подвеса молотка до оси ротора, м

Угловую скорость вращения вала ротора, рад/с

где R – радиус наиболее удаленной от оси ротора точки молотка, м

Масса молотка, кг

где r - плотность материала молотка, (7850 кг/м³).

Радиус окружности расположения центра массы молотков, м

Центробежная сила инерции молотка, Н

Диаметр оси подвеса молотка

где [ s_u ] – допустимое напряжение при изгибе, Па (100 МПа)

В соответствии с рядом нормальных линейных размеров по ГОСТу принимаем d.

Толщина диска:

где: [ s_см ] – допускаемое напряжение при смятии, Па.

[ s_см ] принимается в пределах 59…88 МПа.

Полученные значения d_у округляем до ближайшего целого большего значения.

Минимальный размер перемычки:

где: d - толщина молотка, м; [ s_ср ] – допускаемое напряжение при срезе, Па, [ σ_ср ] = (0,2…0,3) σ_т; σ_т – предел текучести материала диска, Па.

Полученное значение h_min округляем до ближайшего целого большого значения.

Наружный диаметр диска:

Полученное значение R_н округляем до ближайшего большего целого значения и уточняем размер перемычки по формуле:

где h должен быть больше h_min

Диаметр вала в опасном сечении у шкива:

где N – передаваемая мощность, кВт.

Учитывая ослабления вала шпоночным пазом, принимаем d₀ несколько больше из ряда нормальных линейных размеров

Диаметр вала ротора:

где n – число ступеней вала, (n = 4).

Окончательно принимаем d_{в .}

Максимальное окружное напряжение в диске на образующей центрального отверстия:

где r₀ – радиус центрального отверстия диска, м,

Окружное напряжение от сил инерции молотков на образующей центрального отверстия:

где: z – число отверстий в диске под оси подвеса (число молотков), z принимаем от 4 до 10; d_Д – толщина диска, м.

Определить суммарное напряжение на образующей центрального отверстия и сделать выводы

Контрольные вопросы:

1. Из каких основных машин скомплектован кормоцех ОКЦ-15?

2. Какая производительность кормоцеха ОКЦ-15?

Литература:

21. Бутковский В.А., Мерко А.И., Мельников Е.М. Технологии зерноперерабатывающих производств. – М.: Интеграф сервис, 1999.- 472 с.

22. Демский А.Б. и др. Справочник. Оборудование для производства муки и крупы. – Санкт-Петербург. Профессия, 2000.– 604с.

23. Хромеенков В. М. Оборудование хлебопекарного производства. – М.: ИРПО, 2000. – 312с.

24. Драгилев А.И. Технологическое оборудование предприятий конди­терскогопроизводства.- М: Колос: 1997. – 432 с.

25. Оборудование для производства муки и крупы. Справочник А. Б. Дем­ский, М. А. Борискин, Е. В. Тамаров и др. - М.: Агропромиздат, 1990, – 421с.

26. Бутковский В.А. Технология мукомольного, крупяного и комбикормового производства. - М: Агропромиздат, 1989.-464 с.

27. Демский А.Б. Справочник по оборудованию зерноперерабатывающих предприятий. – М.: Колос: 1980.-383с.