Розрахунок технічних параметрів гідравлічного пресу

Мета роботи: провести розрахунок технологічних параметрів, необхідних для забезпечення роботи гідравлічного пресу харчового виробництва.

Для проведення багатьох процесів у харчовій промисловості доводиться застосовувати обробку сировини тиском. Зокрема, такі процеси присутні на виробництвах, де випускають рослинну олію, соки, екстракти і сухі концентрати продуктів. Обробка тиском застосовується для того, щоб видавити корисний продукт (олія соняшника, ріпаку тощо), або для того, щоб видалити непотрібну воду (сухі фруктові та інші концентрати). Зокрема, остання операція може застосовуватись перед іншими, наприклад, перед випарюванням для того, щоб прибрати основну масу води відносно дешевим способом.

Для забезпечування пресування харчової сировини застосовують багатотоннажні гідравлічні преси з механічним приводом, на менших виробництвах працюють простіші машини, інколи навіть з ручним приводом.

Попри простий і загальновідомий принцип роботи і передачі зусилля у гідравлічному пресі, розрахунок технічних параметрів для реалізації конкретного механізму потребує набагато більше математичних обрахунків.

В рамках даної роботи ми ознайомимось з повним обрахунком параметрів гідравлічного пресу для проведення віджимання соку з фруктів.

ОПИС ЗАВДАННЯ

Для віджимання соку на консервному заводі необхідно забезпечити обробку сировини з максимальним тиском 1,5 кгс/см². При цьому робочий хід поршня у камері пресування має бути 20 см, а площа поршню 1,7 м². Прес буде приводитись у дію за допомогою важеля зі співвідношенням плечей 1:7. ККД пресу становить 0,85. Робочий хід плунжерного приводу, що переміщується робітником – 0,5 м. Розрахуйте діаметр меншого поршню пресу необхідний для того, що максимальне зусилля пресування забезпечувалось прикладанням зусилля на важіль не більше ніж 12 кг і кількість «качків», які доведеться зробити задля забезпечення повного ходу робочого поршню.

РОЗВ’ЯЗОК

Розрахуємо параметри пресу з ручним важільним приводом, який може забезпечити ці характеристики.

Площа робочого поршню м².

Максимальна сила тиску, яка ним створюватиметься, буде дорівнювати 17000*1,5=25500 кгс, або 25500*9.8=250069 Н = 250 кН.

Робітник прикладає максимальне зусилля, еквівалентне вазі у 12 кг, або 12*9,8 = 117,6 Н = 0,118 кН. З урахуванням того, що воно передається через важіль зі співвідношенням 1:7, зусилля на плунжері буде у 7 р більше: 0,117*7=0,823 кН.

Скориставшись основним співвідношенням для роботи гідравлічних машин , можна знайти площу плунжерного поршню, що забезпечить потрібне нам зусилля: . Звідси найдемо площу поршня: х = 0,00559 м² = 55,9 см². З урахуванням того, що ККД менший одиниці, ця площа повинна бути ще меншою: 55,9*0,85 = 47,5 см². Діаметр такого поршня буде = см.

Знайдемо кількість качків, необхідних для підняття робочого поршня на всю довжину.

Поршень площею 1,7 м має піднятись на 0,2 м, що відповідає об’єму 1,7*0,2 = 0,34 м³.

Робочий кінець важелю за один раз переміщується на 0,5 м, але через важіль переміщення робочого плунжеру буде всемеро меншим, тобто 0,0714 м. Оскільки площа плунжеру становить 47,5 см² = 0,00475 м², за один раз він перекачує 0,00475*0,0714 = 0,000339 м³ робочої рідини. Отже, для повного прокачування поршню треба зробити 0,34/0,000339 = 1003 качків.

0,5 м

 

Схема пристрою, що описаний у задачі.

 

Контрольні завдання

Розрахуйте діаметр меншого поршню пресу необхідний для того, щоб забезпечити максимальне зусилля пресування та кількість качків, необхідну для проходження поршнем всієї робочої довжини. Параметри пресу – у таблиці.

Таблиця з даними для контрольних варіантів

Варіант	Робочий хід, см	Площа роб поршню, м2	Плече важеля 1: …	ККД	Робочий хід плунжера, м	Макс. зусилля важ., кг	Макс. тиск пр.., кгс/см2
		1,5		0,85	0,5		1,5
		1,45		0,8	0,45		1,7
		1,66	6,5	0,9	0,4		1,9
		1,71	7,5	0,85	0,43		1,6
		1,55		0,75	0,55	12,5	1,8
		1,45	5,5	0,8	0,35	13,5	2,2
		1,75		0,7	0,43	14,5	1,3
		1,55	8,5	0,75	0,47	11,5	1,45

 

Лабораторна робота 3

(Теоретично-розрахункова робота)