Gl-1(исправления от Панфилова)_2010

Аннотация
Изложен комплект из 50 виртуальных лабораторных работ, размещённых на бумажном и электронном носителях. Работы построены на объектах-представителях оборудования большинства отраслей пищевой промышленности. Структура всех работ унифицирована: рассматривается сущность технологических процессов, особенности конструкций машин, аппаратов и биореакторов, инженерные расчёты, условия обслуживания и эксплуатации. Для студентов обучающихся по направлению

Предисловие
Лабораторный практикум сопровождает дисциплину «Технологическое оборудование отрасли» и базируется на фундаментальном учебнике для вузов «Машины и аппараты пищевых производств», изданном в трёх книгах издательством КолосС в 2009 г. Этот учебник написан проф. С. Т. Антиповым, проф. И. Т. Кретовым, проф. А. Н. Остриковым, акад. РАСХН В. А. Панфиловым и доц. О. А. Ураковым под редакцией акад. РАСХН В. А. Панфирова. Трое из авторов этого учебника являются и авторами и настоящего учебного пособия. Поэтому архитектоника учебника и практикума хорошо корреспондируются.
В практикуме рассматриваются пятьдесят единиц современного оборудования пищевых предприятий, которые размещены в трех разделах: технологические машины, технологические аппараты, технологические биореакторы.
Структура всех лабораторных работ унифицирована. Цель каждой работы состоит в том, чтобы студент, получив информацию о технологическом процессе и соответствующей конструкции, попытался усовершенствовать, развить конструкцию машины, аппарата или биореактора и таким образом повысить эффективность производства.
Бумажный и электронный носители содержания практикума взаимно дополняют друг друга.
Авторы благодарят рецензентов проф. ,проф.
и эксперта проф. С.И. Дворецкого за труд и время, которое они уделили при оценке этого практикума в качестве пособия к учебному процессу в вузе.

Заключение

Коллектив авторов будет признателен своим читателям (и преподавателям, и студентам) за любые предложения по усовершенствованию этого лабораторного практикума, так как при кажущейся простоте задачи – создать мультимедийный практикум – ее решение заняло у нас несколько лет, а мы все же не считаем это оптимальным.
Наша цель состояла в том, чтобы создать учебное пособие к специальной дисциплине на базе бумажного и электронного носителей в виде единого целого, которое бы вместе с учебником служило воспитанию творческой личности инженера.
Насколько мы справились с этой работой судить Вам, наш дорогой читатель.

Глава 1.

Оборудование для реализации
преимущественно механических и
гидромеханических процессов

РАБОТА 1.4 ЭЛЕКТРОВИБРАЦИОННЫЙ
ПИТАТЕЛЬ ПГ-1
Технологическая задача: создание постоянного по своей величине потока продукта.

Цель работы: Оценить технический уровень (состояние) электровибрационного питателя «ПГ-1» и дать предложения по развитию его конструкции для повышения эффективности процесса создания постоянного по своей величине потока продукта..
Задачи работы:
1. Изучить устройство и принцип работы электровибрационного питателя «ПГ-1».
2. Рассмотреть особенности процесса создания постоянного по своей величине потока продукта.
3. Определить теоретическую и экспериментальную производительности электровибрационного питателя «ПГ-1» и обработать результаты испытаний.
4. Дать предложения по техническому обслуживанию электровибрационного питателя «ПГ-1».
5. Усвоить правила безопасной эксплуатации и наладки электровибрационного питателя «ПГ-1».
Оборудование, инструменты и инвентарь: электровибрационный питатель «ПГ-1», весы настольные, емкости, совок, щетка, отвертки, ключи, штангенциркуль, линейка, секундомер.
Продукты: крупа – 10,0 кг.

Изучение устройства и принципа работы
Питатель электровибрационный герметизированный ПГ-1 (далее питатель) предназначен для дозированной подачи сыпучих материалов, в том числе с использованием защитных газов, исключающих взаимодействие материала с окружающей атмосферой.
13 EMBED Word.Picture.8 1415
Рис. 1.4.1 Общий вид электровибрационного питателя ПГ-1: 1 - лоток; 2 - якорь; 3 - корпус; 4 - бункер; 5 - катушка; 6 - рессора; 7 - юбка; 8 - крышка; 9 - штуцер; 10 - шибер; 11 - тяга; 12 - передняя панель блока управления; 13 - плита; 14 - амортизатор; 15 - труба; 16 - шпилька; 17 – гайка; 18 - втулка; 19 - планка; 20 - гайка.

Основными составными частями питателя (рис. 1.4.1) являются: лоток 1 с якорем 2 – подвижная часть; корпус 3, бункер 4 и катушка с сердечником 5 –неподвижная часть. Подвижная часть установлена на неподвижной через рессоры 6.
Корпус 3 отлит из алюминиевого сплава. Установленный на корпусе бункер 4 представляет собой сварную конструкцию с юбкой 7, образующей пылезащитный кожух над лотком. Сверху бункер закрыт крышкой 8, которая может быть снабжена штуцером 9 для подачи инертного газа. Бункер – легкосъемный, пристегивается к корпусу четырьмя пружинными защелками.
Рекомендуется регулировать производительность питателя попеременно шибером 10 (рис. 1.4.1) и ручкой 4 (рис. 1.4.2) до достижения оптимального режима.
Техническая характеристика
Производительность, кг/ч 10...500
Напряжение питающей сети, В 220
Ширина лотка, мм 100
Амплитуда колебаний лотка, мм 00,2
Крупность подаваемого материала, мм 0,5...10
Напряжение обмоток электромагнита, В 0...230
Габаритные размеры, мм:
длина 585
ширина 340
высота, мм 410
Масса изделия, кг 20
Порядок регулировки зазора электромагнита
- отпустите гайки 17 и 20 (рис. 1.4.1);
- вращая втулки 18, выставьте зазор 0,6...0,65 мм (во избежание перекоса втулки вращайте равномерно);
- зажмите гайки 17 и 20.
Порядок выполнения работы
1. Определить действительную производительность питателя (13 EMBED Equation.3 1415, кг/ч) в соответствии со следующими пунктами:
1. Откройте крышку 8 (рис. 1.4.1) и, поставив шибер 10 в верхнее положение, засыпьте продукт примерно на половину бункера;
2. Включите питатель, нажав кнопку ПУСК, при этом должны начаться колебания лотка, светодиод должен светиться;
3. Регулировками при помощи ручки 4 (рис. 1.4.2) и ручки, расположенной на тяге 11 шибера 10 (рис. 1.4.1) добейтесь требуемой высоты слоя продукта.
4. предварительно проведя хронометраж процесса дозирования и необходимые замеры (определение массы продукта), рассчитайте действительную производительность питателя.
5. Затем заполните таблицу 1.4.3.
Таблица 1.4.3 протокол испытаний
№ п/п
Амплитуда колебаний, мм
Высота слоя продукта, мм
Насыпная плотность продукта, кг/м3
Производительность, кг/ч







По окончании работы:
- отключите питатель нажатием кнопки СТОП;
- отключите электропитание;
- очистите бункер и лоток питателя от остатков продукта.
Расчетная часть
Производительность вибропитателя определяется как:
13 EMBED Equation.3 1415, (1.4.1)
где 13 EMBED Equation.3 1415площадь поперечного сечения лотка, м2;13 EMBED Equation.3 1415коэффициент заполнения желоба (13 EMBED Equation.3 14150,6–0,8); 13 EMBED Equation.3 1415насыпная плотность продукта, кг/м3; 13 EMBED Equation.3 1415скорость движения продукта, м/с.
Мощность (13 EMBED Equation.3 1415, кВт) электропривода питателя:
13 EMBED Equation.3 1415, (1.4.2)
где 13 EMBED Equation.3 1415коэффициент транспортабельности груза (13 EMBED Equation.3 14151–2); 13 EMBED Equation.3 141513 EMBED Equation.3 1415коэффициент затрат мощности при транспортировании 1т груза на 1м (13 EMBED Equation.3 14155–10); 13 EMBED Equation.3 1415длина лотка, м; 13 EMBED Equation.3 1415высота слоя, м; 13 EMBED Equation.3 1415КПД привода (13 EMBED Equation.3 14150,95–0,97).
Графическая часть
Выполните рабочий чертеж одного из наиболее изнашиваемых .узлов питателя и сделаете к нему спецификацию в соответствии с требованиями ЕСКД.
Дайте предложения по развитию конструкции рассмотренного в работе оборудования с целью повышения эффективности технологического процесса.

РАБОТА 1.5 КАРТОФЕЛЕОЧИСТИТЕЛЬНАЯ
МАШИНА МОК-125
Технологическая задача: очистка клубней от кожуры.
Цель работы: Оценить технический уровень (состояние) картофелеочистительной машины «МОК-125» и дать предложения по развитию её конструкции для повышения эффективности процесса очистки клубней картофеля от кожуры.
Задачи работы:
1. Изучить устройство и принцип работы картофелеочистительной машины «МОК-125».
2. Рассмотреть особенности процесса очистки клубней картофеля от кожуры.
3. Определить теоретическую и экспериментальную производительности, а также мощности привода картофелеочистительной машины «МОК-125» при различных скоростях вращения рабочего вала и обработать результаты испытаний.
4. Дать предложения по техническому обслуживанию картофелеочистительной машины «МОК-125».
5. Усвоить правила безопасной эксплуатации и наладки картофелеочистительной машины «МОК-125».
Оборудование, инструменты и инвентарь: картофелеочистительная машина «МОК-125», подключённая к источнику электроэнергии и водопроводной сети с комплектом контрольно - измерительных приборов и приспособлений, весы технические, штангенциркуль, линейка, емкости для продуктов, секундомер, тахометр.
Продукт: картофель – 12 кг.

Изучение устройства и принципа работы
Машина МОК-125 периодического действия предназначена для механической очистки картофеля и корнеплодов. Основными узлами машины являются: корпус, рабочая камера с абразивным диском и загрузочной и разгрузочной дверцами, приводной механизм и пульт управления (рис. 1.5.1)
Машина (рис. 1.5.1) подключается к водопроводу, на подводящей трубе которого устанавливается вентиль, регулирующий подачу воды в картофелеочистительную машину. Слив воды и отходов в процессе очистки осуществляют через сливное отверстие в специальный мерный бачок, снабженный водомерным стеклом и тарированной шкалой (цена деления 0,1 кг). В дно мерного бачка вмонтирован патрубок с краном, который служит для периодического слива воды и отходов в канализацию. Очищенный продукт собирают в емкость, установленную рядом с разгрузочным отверстием.
Картофелеочистительную машину включают в электрическую сеть с помощью магнитного пускателя. Мощность, потребляемую электродвигателем, определяют по показаниям амперметра и вольтметра или ваттметра, включенных в электрическую цепь машины.
Частоту вращения очистительного диска измеряют тахометром при включенной машине и снятых очистительном вращающемся рабочем органе и крышке рабочей камеры.
13 EMBED KOMPAS.FRW 1415
Рис. 1.5.1 Схема картофелеочистительной машины
периодического действия МОК-125:
1 - основание; 2 - электродвигатель; 3 - клиноременная передача; 4 - патрубок для удаления отходов; 5 - лопасти; 6 - рабочий орган (диск); 7 - абразивное покрытие; 8 - разгрузочное устройство; 9 - сетчатый цилиндр; 10 - загрузочное устройство; 11 - патрубок для подачи воды; 12 - рабочая камера; 13 - волна; 14 - вал; 15 – подшипники.
Техническая характеристика
Производительность, кг/ч 125
Мощность электродвигателя, кВт 0,55
Частота вращения электродвигателя, об/мин 1360
Габаритные размеры, мм 530 х 380 х 835
Масса, кг 85.
Методика проведения работы
1. Составьте кинематическую схему привода картофелеочистительной машины с указанием параметров кинематических элементов.
2. Чтобы определить основные конструктивные параметры, влияющие на эксплуатационные показатели, измерьте диаметр D рабочей камеры, высоту ее цилиндрической части Н, угол подъёма волны
· на рабочем диске.
3. Взвесьте на весах освобождённую от загрязнений порцию продукта (6 кг.).
4. Машину включите при снятом загрузочном устройстве и на холостом ходу измерьте потребляемую мощность и частоту вращения рабочего вала с помощью тахометра.
5. Откройте вентиль для подачи воды и отрегулируйте поступление воды в камеру обработки, не допуская ее разбрызгивания.
6. Поместите отмеренную порцию продукта в рабочую камеру, определите по секундомеру время загрузки и обработки продукта.
7. В процессе очистки продукта измерьте потребляемую мощность электродвигателя машины.
8. Определите окончание очистки (на клубнях остаются только глазки и остатки кожуры в углублениях).
9. После окончания очистки откройте разгрузочный люк и, не останавливая машину, выгружайте очищенный продукт в подставленную тару.
10. Одновременно отметьте по секундомеру время выгрузки и общее время обработки продукта.
11. После этого закройте водопроводный вентиль и выключите машину.
12. Результаты измерений и опытов занесите в протокол наблюдений.
Таблица.1.5.1 Протокол наблюдений
Внутренний диаметр рабочий камеры
D, м
Высота цилиндрической части Н, м
Число волн рабочий камеры, Z, шт
Частота вращения электродвигателя
n, мин-1
Частота вращения рабочего вала
n, мин-1







13. Взвесьте очищенный продукт и оцените его качество для определения относительного количества отходов в процентах.
14. С помощью мерного бачка и весов определите массу отработанной воды и полученных отходов.

Таблица.1.5.1 (продолжение)
Время загрузки
tp , с
Время очистки
tp , с
Время выгрузки
tp , с
Мощность электродвигателя на холостом ходу
Nхх, кВт
Мощность электродвигателя при работе машины под нагрузкой Nхх, кВт
Расход воды кг/мин










15. Определите мощность электродвигателя при обработке продукта и общее время обработки t при различной массе загруженного продукта.

Расчётная часть
К основным показателям, характеризующим работу той или иной картофелеочистительной машины, независимо от принципа ее действия, относят: частоту вращения очистительного диска и полезную мощность, которую необходимо сообщить от двигателя приводному валу машины.
Кроме того, работу картофелеочистительных машин характеризуют эксплуатационные (технологические) характеристики: производительность, загрузка рабочей камеры, расход воды на 1 кг очищенного продукта, продолжительность обработки, процент отходов, средний показатель качества очистки продукта.
Действительная производительность (кг/с) картофелеочистительной машины периодического действия
13 EMBED Equation.3 1415 (1.5.1)
где m - масса единовременно загружаемой порции продукта, кг; t3 - продолжительность загрузки продукта в рабочую камеру, с; t0 - продолжительность обработки продукта, с; tУ - продолжительность удаления продукта из рабочей камеры, с.
Теоретическая производительность (кг/с) картофелеочистмтельной машины периодического действия
13 EMBED Equation.3 1415 (1.5.2)
где V - свободный объем камеры для обработки продукта, м3;
· - насыпная плотность обрабатываемого продукта, кг/м3 (для картофеля
· = 700 кг/м3, для свеклы
· = 75Окг/м3, для моркови
· = 780кг/м3);
· - коэффициент заполнения камеры для обработки продукта (
· = 0,6-0,65).
Действительный коэффициент заполнения камеры
13 EMBED Equation.3 1415 (1.5.3)
где mпр - предельная масса порции продукта, кг; mпр = V
·.
Относительное количество отходов (процент отходов) продукта (%)
13 EMBED Equation.3 1415 (1.5.4)
где m1 - масса порции продукта после очистки, кг.
Количество воды, расходуемой на 1 кг очищенного продукта (кг/кг), можно определить по формуле
13 EMBED Equation.3 1415 (1.5.5)
где m2 – суммарная масса воды и отходов, кг.
Средний показатель качества очистки продукта (%) прямо пропорционален числу полностью очищенных клубней и обратно пропорционален общему числу клубней в единовременно загружаемой порции продукта:
13 EMBED Equation.3 1415 (1.5.6)
где К - общее число клубней в порции продукта, шт.; К1, - число полностью очищенных клубней в порции продукта, шт.
Полезная мощность (Вт) электродвигателя привода машины
13 EMBED Equation.3 1415 (1.5.7)
где Nобщ - мощность электродвигателя при работе машины под нагрузкой, Вт; Nхх - мощность электродвигателя при работе машины на холостом ходу, Вт.
Теоретическая мощность (Вт), которую необходимо сообщить от электродвигателя приводному валу картофелеочистительной машины,
13 EMBED Equation.3 1415 (1.5.8)
где N1 - мощность, необходимая на преодоление силы трения клубней о рабочий орган и стенку камеры; N2-мощность, необходимая для подъема клубней;
·м- механический к.п.д. машины.
Мощность N1 (Вт), затрачиваемая на преодоление сил трения клубней о рабочий орган и стенку камеры,
13 EMBED Equation.3 1415 (1.5.9)
где n - частота вращения рабочего органа, мин-1; f - коэффициент трения клубней об абразивную поверхность рабочего органа и стенку камеры (f=0,81,2); rтр - радиус приложения суммарной силы трения, м (для дисковых картофелеочиститсльных машин rтр = 0,33D);
·m - коэффициент, учитывающий, что во время вращения часть клубней находится в подброшенном состоянии (для дисковых картофеле-очистительных машин
·m = 0,80,9).
Для дисковых картофелеочистительных машин мощность N2 (Вт), необходимая для подъема клубней,
13 EMBED Equation.3 1415 (1.5.10)
где Н* - высота подброса клубней, м (принимается равной полезной высоте рабочей камеры Н* = Н); z - число волн на очистительном диске, шт; Кс -коэффициент проскальзывания клубня относительно диска (Кс = 0,4...0,7);
Удельный расход энергии (Вт с/кг) на процесс очистки
13 EMBED Equation.3 1415 (1.5.11)
где Т - суммарное время, затраченное на обработку продукта, с;
13 EMBED Equation.3 1415 (1.5.12)
Механический к.п.д. машины
·м определяется отношением полезной мощности, затрачиваемой на преодоление сопротивлений обрабатываемого продукта, к мощности электродвигателя, находящегося под нагрузкой,
13 EMBED Equation.3 1415 (1.5.13)
Графическая часть
Представьте в виде графиков зависимости расчетных мощности NТ и производительности QТ. и, а так же фактической мощности Nобщ и производительности Qд от массы загруженного продукта.
Выполните рабочий чертеж одного из наиболее изнашиваемых .узлов картофелеочистительной машины (подшипниковый узел, сальниковое уплотнение) и сделаете к нему спецификацию в соответствии с требованиями ЕСКД.
Дайте предложения по развитию конструкции рассмотренного в работе оборудования с целью повышения эффективности технологического процесса.


РАБОТА 1.22 РОТОРНАЯ НОЖЕВАЯ МЕЛЬНИЦА
РМ 120 «ВИБРОТЕХНИК»
Технологическая задача: измельчение сыпучих продуктов
Цель работы: Оценить технический уровень (состояние) ножевой мельницы РМ 120 «Вибротехник» и дать предложения по развитию её конструкции для повышения эффективности процесса измельчения.
Задачи работы:
1. Изучить устройство и принцип работы ножевой мельницы РМ 120 «Вибротехник» и регулируемого привода.
2. Рассмотреть особенности процесса измельчения.
3. Определить теоретическую и экспериментальную производительности, а также мощности привода ножевой мельницы РМ 120 «Вибротехник» при различных скоростях вращения ротора и обработать результаты испытаний.
4. Дать предложения по техническому обслуживанию ножевой мельницы РМ 120 «Вибротехник».
5. Усвоить правила безопасной эксплуатации и наладки ножевой мельницы РМ 120 «Вибротехник».
Оборудование, инструменты и инвентарь: роторная ножевая мельница РМ 120 «вибротехник», весы, тара, совок, щетка, секундомер, ключи, штангенциркуль, линейка, тахометр, лабораторный рассевок-анализатор, три колонки набора сит к нему.
Продукты: пшеница 3,0 кг; гречиха 3,0 кг; крупа перловая 3,0 кг.

Изучение устройства и принципа работы
Роторная ножевая мельница РМ 120 «ВИБРОТЕХНИК» предназначена для измельчения волокнистых, полимерных и целлюлозосодержащих материалов.
Основными составными частями установки являются: корпус 1, электродвигатель 2, стойка 3, основание 4, ротор 5, питающая воронка 6 и плунжер 7. Корпус 1 представляет собой толстостенное металлическое кольцо, которое крепится с помощью винтов к фланцу электродвигателя 2. Электродвигатель закреплен четырьмя винтами на стойке 3, соединенной двумя винтами с основанием 4, снабженным четырьмя резиновыми амортизаторами.
Над загрузочным отверстием в верхней части корпуса закреплена питающая воронка 6, а под разгрузочным отверстием в нижней части корпуса – разгрузочная течка 8. Четыре паза внутри корпуса предназначены для установки неподвижных ножей 9. К корпусу с помощью петли 10 шарнирно прикреплена крышка 11, в кольцевой канавке на торцевой поверхности которой установлена прокладка 12, уплотняющая зазор между крышкой и корпусом.
Зажим 13, выполненный в виде невыпадающего винта-барашка, предназначен для прижима крышки и управления блокировочным выключателем 14. Внутри корпуса над разгрузочным отверстием расположена решетка 15.
Внутренняя поверхность корпуса, фланец электродвигателя и крышка образуют камеру дробления мельницы.
Ротор 5 расположен в камере дробления и закреплен на валу электродвигателя через шайбу 16 винтом 17. Поперечное сечение ротора имеет трехлучевую форму. На каждом «луче» с помощью накладки 18 и винтов 19 установлен неподвижный нож 20. Подвижные ножи выставляются по диаметру 120 мм при помощи шаблона.
Рекомендуемая величина зазора между ножами составляет 0,15 мм, что обеспечивает оптимальные условия для резания материала. Зазор регулируется изменением положения неподвижных ножей после выставления ножей ротора по диаметру 120 мм.
Неподвижные ножи 9 выставляются в продольных пазах корпуса установочными винтами 21, которые контрятся контргайками 22. Поджим ножей к установочным винтам осуществляются винтами с внутренним шестигранником 23.
Измельченный материал проходит сквозь отверстия разгрузочной решетки, при этом крупность измельченного продукта определяется размером и формой отверстий в разгрузочной решетке.


Рис.1.22 Общий вид роторной ножевой мельницы
РМ 120 «ВИБРОТЕХНИК»:
1 – корпус; 2 – электродвигатель; 3 – стойка; 4 – основание; 5 – ротор; 6 – воронка; 7 – плунжер; 8 – разгрузочная течка; 9 – нож неподвижный; 10 – петля; 11 – крышка; 12 – прокладка; 13 – зажим; 14 – выключатель; 15 – решетка; 16 – шайба; 17 – винт; 18 – накладка; 19 – болт; 20 – нож подвижный; 21 – винт установочный; 22 – контргайка; 23 – винт; 24 – винт-барашек; 25 – толкатель; 26 – тонконосы; 27 – ключ.
Техническая характеристика
Производительность, кг/ч 1-50
Крупность измельченного продукта, мм 0,5-10
Сечение питающего бункера, мм 60х80
Напряжения питания, В 380/220
Мощность электродвигателя, кВт 1,1/1,5
Габаритные размеры, мм 450х500х1210
Масса, кг 60

Подготовка к работе
ВНИМАНИЕ! Запрещается загрузка материала в выключенную мельницу.
При загрузке мельницы не допускайте попадания в нее недробимых тел: кусков металла, камней и т.п. Попадание этих материалов в камеру дробления может привести к затуплению или поломке ножей и выводу мельницы из строя. В случае заклинивания ножей необходимо немедленно выключить электропитание мельницы.
Методика выполнения работы
1. Перед началом испытания откройте крышку 11, выньте с помощью тонконосов решетку 15 и убедитесь в чистоте камеры дробления и решетки.
2. В случае необходимости произведите очистку.
3. Установите решетку на место, закройте крышку, закрепите зажимом 13.
4. Закрепите мешок на разгрузочной течке 8 или установите под ней приемную емкость.
5. При использовании вертикального канала воронки 6 выход из горизонтального желоба перекройте толкателем 25.
6. Нажмите кнопку ПУСК и замерьте мощность холостого хода.
7. Отвесьте 3,0 кг одного из предложенных вам сыпучих продуктов (пшеница, гречиха, крупа перловая и т.п.), засыпьте в горизонтальную приемную воронку.
8. Откройте деревянным плунжером 7 вертикальный канал и при помощи толкателя 25 произведите измельчение продукта.
9. При необходимости можно зафиксировать плунжер с помощью винта-барашка 24 в положении, при котором полностью открыт проход из горизонтального желоба в вертикальный канал.
10. Для получения характеристики дисперсного материала после дробления необходимо провести ситовой анализ.
11. С этой целью отберите пробы по 0,1 кг, просеянные в течение 5 мин на наборе сит.
12. Взвесьте остаток с каждого сита на технических весах, пересчитайте в процентах к общей массе навески, результаты внесите в протокол испытаний (табл. 1.22.1) и определите значения сходов с сит.

Таблица 1.22.1 Протокол испытаний
Номер опыта
Ситовой анализ


Масса прохода через сито, г
Суммарный процент прохода, %
Суммарный процент схода, %


13. Рассчитайте средний размер частиц продукта (мм)
13 EMBED Equation.3 1415, (1.22.1)
где х1 – средний остаток на дне, %; х2, х3, х4, х5 – средний остаток на сите с отверстиями диаметром 1, 2, 3, 4 мм, %.
14. В процессе испытаний мельницы при помощи ваттметра определите мощность холостого хода электродвигателя Nx.
15. Затем загрузите мельницу до заданной производительности и измерьте мощность электродвигателя под нагрузкой Np.
16. Измельченный продукт, выходящий из мельницы, взвесьте и результаты запишите в протокол испытаний (табл. 1.22.2). Эксперимент повторите 3-4 раза.
17. По окончании испытаний необходимо убедиться в полной переработке исходного сырья и его отсутствии в приемной воронке, выключить электродвигатель мельницы. Произведите очистку питающей воронки, камеры дробления и разгрузочной решетки.
18. Приведите рабочее место в порядок.

Таблица 1.22.2 Протокол испытаний

Номер опыта

Диаметр сита, dc, мм
Масса навески т, кг
Продолжительность отбора навески,
·и, с
Производительность Пи, кг/с
Расход энергии
Удельный расход энергии на измельчение13 EMBED Equation.3 1415 (кВт·ч/кг)
Дисперсность d, мм
Степень измельчения i






на холостой ход Nx, кВт
на измельчение Np, кВт





Истинная производительность мельницы Пи (кг/с)
13 EMBED Equation.3 1415, (1.22.2)
где 13 EMBED Equation.3 1415– масса отобранной навески измельченного продукта, кг; 13 EMBED Equation.3 1415– продолжительность измельчения отобранной навески, с.

Расчетная часть
Производительность ножевой мельницы Пи (кг/с)
13 EMBED Equation.3 1415, (1.22.3)
где D – диаметр ротора (концов режущих кромок ножей), м; L – длина ротора (толщина ножей), м; i – степень измельчения продукта; КМ – опытный коэффициент, величина которого зависит от конструкции мельницы и твердости измельчаемого материала (для пищевых продуктов 14); n – частота вращения вала ротора, об/мин

13 EMBED Equation.3 1415, (1.22.4)
где 13 EMBED Equation.3 1415– частота вращения вала ротора электродвигателя АИР 80А4УЗ, об/мин; 13 EMBED Equation.3 1415=1500 об/мин.
Степень измельчения продукта 13 EMBED Equation.3 1415 определяется как
13 EMBED Equation.3 1415, (1.22.5)
где 13 EMBED Equation.3 1415 и 13 EMBED Equation.3 1415 соответственно размер частиц до и после измельчения, м.
Мощность, расходуемая на измельчение продукта Р (кВт), определяется по формуле
13 EMBED Equation.3 1415, (1.22.6)
где Н – длина режущей кромки, м; w – угловая скорость ротора, рад/с; w=
·n/30.
Удельный расход энергии 13 EMBED Equation.3 1415 (кВт·ч/кг)
13 EMBED Equation.3 1415, (1.22.7)
где 13 EMBED Equation.3 1415 – мощность электродвигателя мельницы при рабочей нагрузке (определяют по показаниям ваттметра), кВт; 13 EMBED Equation.3 1415 – мощность электродвигателя мельницы на холостом ходу (определяют по показаниям ваттметра), кВт.
Графическая часть
Постройте графики следующих зависимостей: изменения степени измельчения i = f (dc), изменения дисперсности продукта 13 EMBED Equation.3 1415 и удельного расхода энергии 13 EMBED Equation.3 1415 от диаметра отверстий 13 EMBED Equation.3 1415 для исследуемых продуктов (пшеница, гречиха, крупа перловая).
Проанализируйте полученные графические зависимости и сделайте вывод о влиянии измельчаемого материала и размера решетки в роторной ножевой мельнице на дисперсность, степень измельчения, удельный расход энергии на измельчение и производительность мельницы.
Выполните рабочий чертеж одного из узлов роторной ножевой мельницы РМ 120 «ВИБРОТЕХНИК» (ножа, ротора, корпуса и т.п.) и сделайте к нему спецификации в соответствии с требованиями ЕСКД.
Дайте предложения по развитию конструкции рассмотренного в работе оборудования с целью повышения эффективности технологического процесса.


РАБОТА 1.28. ФАСОВОЧНО-УПАКОВОЧНЫЙ
АВТОМАТ «А5-АРВ» ДЛЯ СЫПУЧИХ ПРОДУКТОВ
Технологическая задача: расфасовка в пакеты сыпучих пищевых продуктов.
Цель работы: Оценить технический уровень (состояние) фасовочно-упаковочного автомата «А5-АРВ» и дать предложения по развитию его конструкции для повышения эффективности процесса расфасовки в пакеты сыпучих пищевых продуктов.
Задачи работы:
1. Изучить устройство и принцип работы фасовочно-упаковочного автомата «А5-АРВ» и регулируемого привода.
2. Рассмотреть особенности процесса расфасовки.
3. Определить теоретическую и экспериментальную производительности, а также мощности привода фасовочно-упаковочного автомата «А5-АРВ» при различных скоростях вращения рабочего вала и обработать результатов испытаний.
4. Дать предложения по техническому обслуживанию фасовочно-упаковочного автомата «А5-АРВ».
5. Усвоить правила безопасной эксплуатации и наладки фасовочно-упаковочного автомата «А5-АРВ».
 
Изучение устройства и принципа работы
Фасовочный автомат А5-АРВ-2 (рис. 1.28.1) предназначен для фасования и упаковывания насыпных концентратов в пакеты из комбинированных термосваривающихся материалов.
На станине 1 смонтированы все группы и сборочные единицы автомата. Каркас станины представляет собой сварную конструкцию из швеллеров и листов.
Весь привод автомата 2 смонтирован на плите, которая крепится к платинам в нижней части станины. В состав привода входит двигатель мощностью 0,75 кВт и частотой вращения 915 мин-1, редуктор 2Ч-80 с передаточным отношением 31,5, клиноременный вариатор, механизм регулирования высоты пакета и командоаппарат.

13 EMBED Unknown 1415
Рис. 1.28.1. Общий вид фасовочного автомата А5-АРВ-2:
1 – станина; 2 – привод; 3 – привод термосваривающего механизма; 4 – блок муфт; 5, 6 – механизмы контроля и подачи пленки; 7 – ролики; 8 – держатель; 9 – установка фотоцентрирующего устройства; 10 – транспортер; 11 – рукавообразователь; 12 – дозатор; 13, 17, 18 – губки; 14 – электрошкаф; 15 – пневмосистема; 16 – рулонодержатель


Механизм регулирования высоты пакета представляет собой литой корпус с крышкой, внутри которого вертикально установлен вал с конической шестерней. Выходящий из корпуса нижний конец вала вставляется в полый тихоходный вал редуктора 2Ч-80, верхний конец вала через зубчатую плавающую муфту соединяется с кулачковым валом автомата. Горизонтально в корпусе расположены два вала, соединенных коническими передачами с вертикальным валом механизма. На конце одного горизонтального вала, вне корпуса, посажена звездочка, являющаяся приводной для командоаппарата. На внешнем конце второго горизонтального вала установлена ступица, к которой на винтах прикреплен рычаг рычажно-коромыслового механизма, последним звеном которого является рейка. Рейка при своем перемещении вращает приводную шестерню блока муфт.
Привод тянущихся транспортеров крепится к передней плите двумя кронштейнами. В кронштейнах установлено по две оси. На осях установлены блоки - звездочки на подшипниках качения. Звездочки приводятся в движение от механизма подачи пленки. От звездочки цепная передача приводит во вращение валы привода тянущих транспортеров. Валы привода тянущих транспортеров установлены в губках на игольчатых подшипниках. На трубках закреплены кронштейны, через которые проходят штанги, обеспечивающие установку валов при регулировке, параллельно трубе рукавообразователя.
Механизм привода ножа и задней поперечной губки состоит из штока, полой оси, движущихся возвратно-поступательно внутри кронштейна, прикрепленного к передней плите. Нож устанавливается по центру паза штока, другим концом шток упирается в пружину, что предотвращает поломку ножа при попадании продукта между губками. Губка крепится на полую ось, на другом конце которой закреплен ролик.
Механизм блока муфт 4 крепится к платикам внутри станины. Он состоит из двух электромагнитных муфт - приводной и тормозной. На валу приводной муфты установлена звездочка, которая через цепную передачу и систему звездочек передает вращение на тянущие транспортеры. Блок муфт преобразует реверсивное движение шестерни, расположенной на входном валу механизма, в периодическое вращение в одном направлении звездочки, расположенной на выходном валу.
Дозатор 12 состоит из привода, блока электромуфт, дозирующего блока, питателя, механизма регулирования дозы, воронки, течки, задней стенки, верхнего и нижнего корпуса, приводного вала, бункера, системы смазки, крышки и электрооборудования.
Техническая характеристика
Производительность, кг/ч 385430
Тип автомата вертикально-линейный,
периодического действия
Масса дозы, кг 0,2
Точность дозирования, % 4
Размеры плоского незаполненного пакета, мм:
высота 170(5
длина 135 140(3
Материал пакета комбинированный материал
(бумага с односторонним
покрытием полиэтиленом)
по ТУ 18 РСФСР 41-80
массой 1 м2 от 50 до 100 г
Наружный диаметр рулона, мм 400
Размер втулок гильз, мм
внутренний диаметр 70,5
ширина 305
Вид сварки контактно-тепловая
Расход сжатого воздуха при
Р=6(105 Па, м3/ч не более 1,2
Давление сжатого воздуха, Па 4(105 6(105
Суммарная установленная
мощность электродвигателей
и трансформаторов, кВт 5,4
Потребляемая мощность, кВт·ч не более 3,0
Габаритные размеры, мм 1500х1310х3020
Масса, кг 1300
Методика выполнения работы
1. Изучите классификацию фасовочно-упаковочных автоматов.
2. Подробно ознакомьтесь с конструкцией, правилами технического обслуживания и особенностью эксплуатации фасовочного автомата.
3. Подготовьте фасовочный автомат к работе.
4. Порядок пуска автомата в автоматическом режиме:
переведите ручку переключателя СЕТЬ, расположенного на задней стенке электрошкафа, во включенное положение (загорается сигнальная лампочка СЕТЬ);
поверните переключатель СВАРКА, прогрейте губки до загорания красных ламп на РТ-049;
поверните переключатели ФОТОРЕЛЕ, ПРОТЯЖКА;
нажмите на кнопки ПРИВОД и ТРАНСПОРТЕР; после получения хороших пакетов поверните переключатель ДОЗАТОР.
5. Отрегулируйте производительность автомата на ходу маховичком, установленным спереди автомата. Учтите, что при повороте маховичка по часовой стрелке производительность повышается, при повороте маховичка против часовой стрелки - понижается.
6. Отрегулируйте начало подачи пленки путём правильной установкой зубчатой рейки, кривошипа и кулачка подачи пленки. Зубчатая рейка и кривошип в этот момент должны накладываться друг на друга, т.е. принимать совмещенное положение.
7. Для регулирования длины пакета откройте переднюю дверку станины и измените радиус кривошипа, для чего необходимо ослабить гайку на кривошипе. Вращение винта изменяет радиус кривошипа. При увеличении радиуса кривошипа длина пакета увеличивается, при уменьшении - уменьшается.
8. Проследите, чтобы при работе с фотоэлементом вытягиваемая длина пакета оставалась на 8...10 мм больше, чем расстояние между метками.
9. Дождитесь пока автомат выработает несколько пакетов, затем выключите аппарат и приберите рабочее место.
Расчетная часть
Производительность автомата, шт./мин, соответствует частоте вращения вала командоаппарата, мин-1, привод которого осуществляется от электродвигателя через вариатор, червячный редуктор, коническую и цепную передачи.
Рассчитайте максимальную и минимальную теоретические производительности фасовочного автомата, кг/ч,
13 EMBED Equation.3 1415, (1.28.1)
13 EMBED Equation.3 1415, (1.28.2)
где n – частота вращения вала командоаппарата, мин-1; m – масса продукта в пакете, кг.
13 EMBED Equation.3 1415, (1.28.3)
13 EMBED Equation.3 1415, (1.28.4)
где 13 EMBED Equation.3 1415 – частота вращения двигателя, (13 EMBED Equation.3 1415= 915 мин-1); 13 EMBED Equation.3 1415 и 13 EMBED Equation.3 1415 – соответственно максимальное и минимальное передаточные отношения привода.
13 EMBED Equation.3 1415, (1.28.5)
13 EMBED Equation.3 1415, (1.28.6)
где 13 EMBED Equation.3 1415 – передаточные отношения, соответственно, червячного редуктора, конической и цепной передач 13 EMBED Equation.3 1415; 13 EMBED Equation.3 1415 и 13 EMBED Equation.3 1415 – соответственно максимальное и минимальное передаточные отношения вариатора.
13 EMBED Equation.3 1415, (1.28.7)
13 EMBED Equation.3 1415, (1.28.8)
где 13 EMBED Equation.3 1415 и 13 EMBED Equation.3 1415 – соответственно минимальный и максимальный рабочие диаметры ведущего шкива вариатора13 EMBED Equation.3 1415 и 13 EMBED Equation.3 1415 – соответственно минимальный и максимальный рабочие диаметры ведомого шкива вариатора (dmin=Dmin=120 мм; dmax=Dmax=180 мм).
Расчет нагревательного элемента для термосваривающих губок.
Мощность нагревательного элемента, во-первых, должна обеспечивать быстрый нагрев губок при запуске автомата, во-вторых, быть достаточной для поддержания их требуемой температуры при работе автомата.
Мощность нагревательного элемента губки при выходе автомата на рабочий режим N, кВт,
, (1.28.9)
где Q – количество теплоты, переданное губке, кДж; 13 EMBED Equation.3 1415 – максимально допустимое время выхода автомата на рабочий режим, с. Выход автомата на рабочий режим должен осуществляться не более чем за 15 мин.
Теплота, переданная губке, затрачивается на повышение ее температуры и частично теряется за счет лучистого и конвективного теплообмена с окружающей средой:
13 EMBED Equation.3 1415, (1.28.10)
где 1,2 – коэффициент тепловых потерь при разогреве; М – масса
губки, кг, М=1,4 кг; с – удельная теплоемкость стали, кДж/(кг(К), с=0,5 кДж/(кг(К); to и tк – соответственно начальная и конечная температуры губки °С, tо=20 °С, tк=200 єС.
Необходимая мощность нагревательного элемента губки при работе автомата
13 EMBED Equation.3 1415, (1.28.11)
где 1,4 – коэффициент тепловых потерь при работе; Пmax – максимальная производительность автомата, кг/ч; m – масса продукта в пакете, кг; Мм – масса материала пакета, находящаяся в зоне сварки, кг, Мм принять 0,002 кг; см – удельная теплоемкость материала пакета, кДж/(кг(К), см=1,6 кДж/(кг(К); tн и tс – соответственно начальная температура упаковочного материала и требуемая температура сварного шва, °С, tн=20 °С tс=170 °С.

Эскизные решения учащихся технологической задачи
Предложите в виде эскизов Ваши решения инженерных задач, связанных с развитием конструкции изучаемого фасовочно-упаковочного автомата "А5-АРВ".
Эти решения должны предполагать совершенствование, модернизацию конструкции с целью достижения одного или нескольких следующих результатов:
- повышение производительности;
- повышение качества продукции;
- улучшение условий труда рабочего с точки зрения эргономики, техники безопасности и охраны труда;
- экономию времени на санитарное обслуживание оборудования;
- экономию времени на техническое обслуживание оборудования;
- экономию энергоресурсов;
- экономию конструкционных материалов;
- повышение технологичности конструкции с точки зрения изготовления и ремонта;
- улучшение дизайна оборудования;
- снижение себестоимости конструкции другими, кроме перечисленных выше, путями.
Вместе с этими, преимущественно машиноведческими, аспектами рассмотрите возможность развития конструкции с точки зрения повышения качества самого технологического процесса, который реализуется этим оборудованием. Речь идет об увеличении точности, устойчивости, надежности, управляемости и стабильности технологических процессов, а также о снижении их чувствительности к возмущающим факторам окружающей среды.
По результатам Вашей работы сделайте заключение о том, в какой мере Ваши предложения повышают готовность машин и аппаратов к эффективной автоматизации данных технологических процессов.
Дайте предложения по развитию конструкции рассмотренного в работе оборудования с целью повышения эффективности технологического процесса.









13PAGE 15


13 PAGE 141015












Root EntryЎ: 15Times New Roman

Приложенные файлы

  • doc 15802381
    Размер файла: 2 MB Загрузок: 1

Добавить комментарий