Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Операции, связанные с измельчением, в мясной промышленности составляют около 70 %. Они широко применяются при производстве колбасных, кулинарных, консервированных мясопродуктов, а также пищевых производственных жиров, кормов, технических продуктов, клея, желатина и др.

Сырьё и вспомогательные материалы можно измельчать раздавливанием, раскалыванием, ударом, разрывом, разламыванием, истиранием, резанием. Выбор механического воздействия зависит от физико-механических свойств и размеров измельчаемого продукта.

В технологическом оборудовании измельчение достигается сочетанием нескольких видов механического воздействия, например резания с раздавливанием, раскалывания с ударом (дробилки, силовые измельчители, волчки и др.), резанием, раздавливанием с истиранием (куттеры, коллоидные мельницы и т.д.).

Технологическое оборудование можно разделить на 2 основные группы:

- оборудование для измельчения твёрдого сырья (мясокостного, костного, блочного мороженого мяса, специй) - силовые измельчители, дробилки, волчки-дробилки, агрегаты и измельчители для измельчения блочного мороженого мяса, измельчители кости и специй;

- оборудование для измельчения мягкого сырья (мышечной, жировой и соединительной тканей) - волчки, шпигорезки, куттеры, коллоидные мельницы и измельчители мяса.

Исполнительный орган оборудования для измельчения - режущий механизм, который выполнен либо одиночной, либо парной деталью. В качестве одиночного режущего механизма используют ножи различной конструкции, полотна или ножи в комбинации с дополнительной режущей деталью, выполненной в виде решётки диска с зубьями или пальцами, а также ножей, расположенных по конусу, цилиндру или плоскости. Парные детали бывают неподвижными или встречновращающимися, плотно прижатыми к режущим ножам или смонтированными на определённом расстоянии друг от друга.

Одиночные режущие механизмы используют в основном в оборудовании для измельчения твёрдого сырья, а механизмы с режущей парой применяют для измельчения мягкого сырья.

Привод ножевой дробилки для измельчения замороженного мяса состоит из:

- электродвигателя;

- ременной передачи;

- конического редуктора;

- цепной передачи;

- защитного кожуха на цепную передачу;

- защитного кожуха на ременную передачу;

- рамы;

- натяжного устройства.

Порядок работы привода следующий: вал электродвигателя передаёт крутящий момент через ременную передачу на ведущий вал конического редуктора, далее через цепную передачу на вал рабочего органа.



1. Кинематический расчет привода

II

IV

I

III

Рисунок 1 Кинематическая схема привода

Электродвигатель:

- мощность, кВт - 0,75

- асинхронная частота вращения, мин^-1 - 750

Редуктор:

- передаточное отношение -

Клиноременная передача:

- диаметр ведущего шкива -

- диаметр ведомого шкива

- передаточное отношение -

Цепная передача:

- диаметр ведущей звездочки -

- диаметр ведомой звездочки -

- передаточное отношение -

	I вал	II вал	III вал	IV вал
Мощность, кВт	0,45	0,42	0,41	0,37
Угловая скорость, рад/с	78,5	26,17	1,31	0,5
Крутящий момент, Н•м	5,73	16,05	312,98	740

1.1 В соответствии с заданной кинематической схемой определяем коэффициент полезного действия привода

Значения КПД передач и редуктора выбираем по таблице 1.2.1 [3]

КПД ременной передачи;

КПД конического редуктора;

КПД цепной передачи;

5 КПД пары подшипников качения.

1.2 Требуемая мощность электродвигателя

1.3 Общее передаточное отношение привода

По таблице 1.2.2 [3] предварительно определяем min и max значение пределов рекомендуемых средних передаточных отношений для ременной передачи, цепной передачи и для конического редуктора:

минимальный и максимальный предел передаточного отношения ременной передачи;

минимальный и максимальный предел передаточного отношения цепной передачи;

минимальный и максимальный предел передаточного отношения конического (коническо-цилиндрического) редуктора;

1.4 Частоты вращения

Находим частоту вращения приводного вала:

1.5 Выбор электродвигателя

По рассчитанному значению мощности выбираем электродвигатель [таблица 16.7.1, 3]:

Тип 4А90L8УЗ ГОСТ 19523-81

Мощность

Асинхронная частота вращения вала

1.6 Действительное передаточное отношение привода



1.7 Выбираем коническо-цилиндрический редуктор вместо конического с передаточным числом , так как оно характерно для первого редуктора; .

Определим передаточное отношение цепной передачи:

1.8 Определим угловые скорости на валах привода

1.9 Определим мощности на валах



1.10 Определим крутящие моменты на валах привода

1.11 Выбор коническо-цилиндрического редуктора

Коническо-цилиндрический редуктор выбирается по 4 параметрам: передаточное отношение, частота вращения вала и мощность на быстроходном валу, крутящий момент на тихоходном валу.

Выбираем коническо-цилиндрический редуктор с межосевым расстоянием 200 мм, передаточным числом 20 КЦ1-200-20 ГОСТ 15150-69. Для него крутящий момент на тихоходном валу 66 кг·с/м. [c. 494, 3]



2. Расчет передач

2.1 Расчет клиноременной передачи

В зависимости от передаваемого крутящего момента на ведущем валу выбирается тип ремня и минимальный допустимый диаметр [4].

При Н•м, , выбираем тип ремня О и А. (с. 152, [4]).

электродвигатель привод мощность редуктор

Таблица 1

Расчет клиноременной передачи

№	Расчетные формулы	Значение по вариантам
1	2	3	4
1	Сечение ремня	О	А
2	Площадь поперечного сечения, [таблица 8.2, 4]	47	81
3	Диаметр ведущего шкива D1, мм [с. 156, 4]	100	160
4	Диаметр ведомого шкива , мм (19) е - коэффициент упругого скольжения ремня е = 0,01 - 0,02 [с. 144, 4] Принимаем е = 0,01 Стандартное значение диаметра ведомого шкива D2, мм [с. 156, 4]	297 180	472,5 250
5	Уточняем частоту вращения ведомого шкива (20)	265	264
6	Фактическое передаточное отношение клиноременной передачи (21)	2,83	2,84
7	Скорость ремня (22)	3,9	6,3
8	Рекомендуемое межосевое расстояние , мм (23)	290	436
9	Расчетная длина ремня (24) Стандартная длина ремня L, мм [с. 142, 4]	1225 1180	1906 1900

1	2	3	4
10	Частота пробега ремня (25)	3,3	3,3
11	Уточненное межосевое расстояние по принятой стандартной длине ремня , мм (26)	277	448
12	Угол обхвата на малом шкиве , ? (27)	143	143
13	Окружное усилие (28)	115	71
14	Допускаемое полезное напряжение, МПа: , (29) где - исходное удельное окружное усилие для определенных условий работы. Определяется при напряжении от предварительного натяжения у = 1,2 МПа. [таблица 8.10, 4] С? - коэффициент, учитывающий влияние угла обхвата на меньшем шкиве. [с. 148, 4] - коэффициент, учитывающий влияние центробежной силы [с. 148, 4] Cp - коэффициент режима работы передачи (выбираем для дробилок) [таблица 8.7, 4]	1,09 1,69 0,889 1,04 0,7	1,15 1,78 0,889 1,03 0,7
15	Число ремней (30) Принятое число ремней Максимально допускаемое число ремней Принимаем ремень О	2,24 3 6	0,76 1 6
16	Усилие, действующее на вал , Н (31)	321	369

Проведем расчет ремней на долговечность по формуле, ч:

где - предел выносливости для клиновых ремней;

- для клиновых ремней;

- частота пробега ремня ();

- коэффициент, учитывающий влияние передаточного числа (, т.к. );

- коэффициент, учитывающий непостоянство нагрузки (при
постоянной нагрузке );

- наибольшее напряжение в ведущей ветви в месте набегания на малый шкив, МПа:

где - полезное напряжение, МПа;

? напряжение от предварительного натяжения [таблица 8.10, 4] ;

где - окружное усилие, Н;

z - число ремней;

А - площадь поперечного сечения ремня, мм²;

- напряжение от центробежной силы, МПа:

где х_р - скорость ремня;

- плотность ремня, кг/м³(для клиновых ремней ), принимаем кг/м³.

- напряжение изгиба ремня на малом шкиве, МПа:

где h - высота ремня (определяем по таблице 8.2 из [4] в соответствии с сечением ремня);

Е - модуль продольной нагрузки, МПа. Выбираем клиновой кордошнуровый ремень, для него . Принимаем МПа.

D_min - диаметр меньшего шкива;

Произведем расчет для ремня сечения О:



2.2 Расчет цепной передачи

Передаточное число цепной передачи

2.2.1 Число зубьев малой (ведущей) звездочки

2.2.2 Число зубьев ведомой звездочки

2.2.3 Коэффициент эксплуатации

,

где Кд -	коэффициент, учитывающий динамичность нагрузки. При сильных ударах Кд =1,8;
Ка -	коэффициент, учитывающий межосевое расстояние. При а = (30…50) • t Ка = 1;
Кн -	коэффициент, учитывающий наклон линии центров звездочек к горизонтали. При наклоне больше 60° Кн =1,25;
Крег-	коэффициент, зависящий от способа регулировки натяжения цепи. Для нерегулируемых передач Крег = 1,25;
Ксм -	коэффициент, учитывающий характер смазки. При смазке в масляной ванне или он насоса Ксм = 0,8;
Креж-	коэффициент, зависящий от продолжительности работы в сутки. При односменной работе Креж =1.

Среднее допускаемое давление в шарнирах в соответствии с
таблицей 11.7 [4]:

2.2.4 Ориентировочное значение шага цепи, мм

где - крутящий момент на ведущей звездочке, Н• м;

m_p - коэффициент, учитывающий число рядов цепи m_p = 1.

Для определения оптимального значения шага цепи зададимся тремя смежными шагами двухрядной приводной роликовой цепи нормальной серии типа ПР по ГОСТ 13568 - 75 и расчеты сведем в таблицу 2.

Таблица 2

Расчет цепной передачи

Расчетная формула	Шаг цепи t, мм
	31,75	25,4	19,05
1	2	3	4
Частота вращения меньшей звездочки	12,5	12,5	12,5
Допустимая частота вращения меньшей звездочки [таблица 3.4, 5]	1100	1287,5	1537,5
Условие выполняется для всех шагов цепей
Характеристика цепи: - разрушающая нагрузка - масса 1м цепи - ширина внутреннего звена - диаметр оси	86820 3,8 19,05 9,55	55620 2,6 15,88 7,95	31200 1,9 12,7 5,96
Площадь проекция опорной поверхности шарнира (47)	272,9	189,4	113,5
Диаметр делительной окружности звездочки (48) (49)	264,6 690,2	211,7 552,2	158,8 414,1
Средняя скорость цепи (50)	0,312	0,106	0,079
Допустимое значение [пункт 2.7, 4]	20	20	20
Условие соблюдается для всех шагов цепей
Ориентировочное значение межосевого расстояния (51)	1270	1016	762
Длина цепи в шагах или число звеньев цепи (52)	120	120	120
Уточненное межосевое расстояние (53)	128	128	128

1	2	3	4
Монтажное межосевое расстояние (54)	1265	1012	759
Число ударов цепи (55)	0,085	0,085	0,085
Допускаемое значение [таблица 3.5, 4]	25	30	35
Условие соблюдается для всех шагов цепей
Окружное усилие (56)	2371	2953	3962
Расчетное давление в шарнирах цепи (57)	19,55	35,08	78,54
Допускаемое значение	34,3	34,3	34,3
Условие для цепей с не соблюдается
Натяжение от центробежных сил (58)	0,11
Натяжение от провисания цепи (59)	47,12
Расчетный коэффициент безопасности (60)	20,1
Допускаемое значение [таблица 3.6, 4]	7
Условие соблюдается для шага цепи
Натяжение ветвей: ведущей (61) ведомой (62)	2418,2 47,12
Нагрузка на валы,Н: (63) где коэффициент нагрузки [таблица 3.7, 8]	47,12

Принимаем к установке цепь ПР?31,75?8850 ГОСТ 13568-75.



3. Обоснование выбора стандартных узлов и деталей с необходимыми проверочными расчётами

3.1 Выбор и расчет шпоночных соединений

Расчет шпоночных соединений необходимо произвести по напряжениям смятия и среза.

1) Расчет шпонки на валу электродвигателя в месте посадки ведущего шкива ременной передачи:

,

По таблице 5.1 [4] при диаметре вала определяем ширину шпонки и высоту шпонки .

=130…180 МПа - допускаемое напряжение на смятие [с. 91, 4];

Принимаем =150 МПа.

k - рабочая высота (k=0,4h)

- крутящий момент в месте посадки шпонки ();

- рабочая длина шпонки;

- длина шпонки.

Принимаем = 45 мм [таблица 5.1, 4].

Следовательно, мм

Значит, условие прочности на смятие выполняется.

Проверяем условие прочности на срез:

[] = 87 МПа - допускаемое напряжение на срез [с. 91, 4];

Значит, условие прочности на срез выполняется.

Таким образом, принимаем к установке призматическую шпонку 8745 по ГОСТ 23360-78 [таблица 5.1, 6].

2) Расчет шпонки на быстроходном валу коническо-цилиндрического редуктора в месте посадки ведомого шкива ременной передачи:

3)

,

,

Принимаем = 80 мм [таблица 5.1, 4].

Тогда

Значит, условие прочности на смятие выполняется.

Проверяем условие прочности на срез:

Значит, условие прочности на срез выполняется.

Таким образом, принимаем к установке призматическую шпонку 12880 по ГОСТ 23360-78 [таблица 5.1, 4].

4) Расчет шпонки на тихоходном валу коническо-цилиндрического редуктора в месте посадки ведущей звездочки цепной передачи:

,

,

Принимаем = 70 мм [таблица 5.1, 4].

Тогда

Значит, условие прочности на смятие выполняется.

Проверяем условие прочности на срез:

Значит, условие прочности на срез выполняется.

Таким образом, принимаем к установке призматическую шпонку 14970 по ГОСТ 23360-78 [таблица 5.1, 4].

4)Расчет шпонки на приводном валу под ведомой звездочкой цепной
передачи:

Предварительно рассчитаем диаметр приводного вала:

[ф] допускаемое напряжение на кручение, [ф]= 25…40 МПа.

Принимаем [ф]=25 МПа.

По ГОСТ 6639-69 принимаем диаметр приводного вала
[таблица 12.1, 4].

,

[] =87 МПа

=150 МПа

Рассчитаем длину ступицы на валу:

Принимаем = 80 мм [таблица 5.1, 4].

Тогда

Проверяем условие прочности на срез:

Значит, условие прочности на срез выполняется.

Принимаем к установке призматическую шпонку 161080 по ГОСТ 23360-78 [таблица 5.1, 4] под ведомую звездочку цепной передачи.



4. Рекомендации по выбору смазки деталей и узлов привода

Для уменьшения потерь мощности на трение, снижения интенсивности изнашивания трущихся поверхностей, их охлаждения и очистки от продуктов износа, а также для предохранения от заедания, задиров, коррозии должно быть обеспечено надежное смазывание трущихся поверхностей. Снижение потерь на трение обеспечивает повышение КПД привода.

Для смазки цепных передач применяют преимущественно лёгкие масла, вязкость которых должна быть тем выше, чем больше удельное давление в цепи. Периодическая смазка назначается при скорости цепи не более 4 м/с и производится через 6-8 ч. Пластичная внутришарнирная смазка применяется для цепных приводов транспортных машин при скорости цепи не более 8 м/с. Осуществляется она погружением цепи в подогретую до температуры разжижения смазку. Периодичность 120-180 ч. Капельная непрерывная смазка назначается при скорости цепи не более 10 м/c: масло подаётся масленками-капельницами или лубрикатора ми в количестве 20-25 г/ч. В рассчитанной цепной открытой передаче скорость цепи равна 0,312 м/c для данной скорости применяют все вышеуказанные смазки. Мы принимаем пластичную смазку ЦИАТИМ-221. [c. 549-550, 2]

Зацепление коническо-цилиндрического редуктора обычно смазывается жидким маслом. Способы смазки: картерный (окунанием), струйный (поливанием), централизованный выбирают с учётом величины окружной скорости. Наибольшее распространение получает картерная смазка. При картерной смазке достаточно, чтобы в смазку погружалось большее из двух зубатых колёс пары. Глубина погружения цилиндрических колёс принимается в пределах двух высот зубьев, но не менее 10 мм. Колёса конических передач необходимо погружать в смазку на всю длину зуба колеса. Принимаем индустриальное жидкое масло И-50А. [с. 36, 6]

Для смазки подшипников качения редуктора применяют жидкие масла и пластинчатые смазки. При смазке зубчатых колёс окунанием подшипниковые опоры промежуточного тихоходного вала обычно смазываются из картера в результате разбрызгивания масла зубчатыми колёсами, образования масляного тумана и растекания масла по валам. Подшипники быстроходного вала смазываются пластичной смазкой, от вымывания жидкой смазкой полость её ограничивается маслосбрасывающими кольцами. Полость подшипника, смазываемого пластинными смазками, должна быть отделена от внутренней части корпуса. Для этого используют уплотнение защитной шайбой с проточками. Выступающий за пределы стенки корпуса участок шайбы отбрасывает жидкое масло, остальная цилиндрическая поверхность с проточками удерживает пластичную смазку от вытекания. Выбираем тип пластинчатой смазки Униол-2. [с. 305-309, 7]



5. Краткое описание порядка сборки, работы и обслуживания основных элементов привода

Порядок сборки привода описывается по сборочным чертежам.

Первоначально на сварную раму устанавливают натяжную плиту. Плиту крепят с помощью болтовых соединений. Электродвигатель крепят с помощью болтовых соединений к натяжной плите, но болтовые соединения не затягивают, а оставляют двигатель подвижным относительно рамы. В плите имеются продольные пазы для перемещения крепежных элементов с целью натяжения ременной передачи.

На вал электродвигателя в шпоночный паз закладывают шпонку и насаживают малый шкив ременной передачи, который закрепляют на валу концевой шайбой и болтом. Затем на раму устанавливают коническо-цилиндрический редуктор и также крепят к раме болтовыми соединениями. На быстроходный вал редуктора в шпоночный паз закладывают шпонку и насаживают больший шкив и осуществляется его крепление.

На тихоходный вал редуктора в шпоночный паз закладывают шпонку и насаживают ведущую звездочку цепной передачи, которая фиксируется в осевом направлении с помощью плоской шайбы и гайки. На приводной вал ножевой дробилки для измельчения замороженного мяса в шпоночный паз закладывают шпонку и насаживают ведущую звездочку цепной передачи, которую фиксируют в осевом направлении концевой шайбой и болтом.

Следующим этапом сборки является установка ремней и их натяжение за счет перемещения электродвигателя в пазах натяжной плиты. После того, как достигнуто требуемое натяжение ремней, электродвигатель фиксируют болтами.

После установки всех элементов привода осуществляется установка кожухов и выполняется контроль уровня масла в редукторе.

Перед работой привод обкатывают без нагрузки в течение одного часа. При работе привода не допускается резкий шум и стук.

6. Требования техники безопасности к проектируемому приводу

Важную роль в обеспечении безопасной эксплуатации оборудования принадлежит его конструкции, оснащенной необходимой контрольно-измерительной аппаратурой, блокировочными устройствами, автоматическими средствами сигнализации и защиты, позволяющими контролировать соблюдение нормальных режимов технологического процесса, а также исключающими возможность возникновения аварий и несчастных случаев.

Привод имеет в своем составе две открытые передачи - клиноременную и цепную. Независимо от частоты вращения открытых передач движущиеся части привода представляют опасность для обслуживающего персонала, так как позволяют прямой контакт с ними и могут стать причиной травматизма. Поэтому названные места в приводе необходимо закрыть съемными ограждениями безопасности.

Электродвигатель работает на переменном токе с напряжением, который является смертельным для человека. Повреждения электропроводки или снижение защитных свойств изоляции обмоток двигателя может привести к появлению электрического напряжения на металлических частях привода, которое внешне обнаружить невозможно.

В целях защиты производственного персонала от поражения электротоком привод необходимо надежно заземлить и систематически проверять состояние креплений заземления к раме.

Расположение и установка оборудования в технологическом цехе осуществляется с соблюдением следующих условий: последовательность расстановки оборудования по технологической схеме, обеспечение удобства и безопасности обслуживания и ремонта, максимального естественного освещения и поступления свежего воздуха.



Список использованных источников

1 Харкевич, В.Г. Методические указания к выполнению курсового проекта по дисциплине «Прикладная механика» для студентов специальностей Т.05.04 и Т.05.07. Кинематический расчёт привода. Могилев, 1999. 12 с.

2 Анурьев, В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3-х т. 8-е издание, переработанное и доп. М.: Машиностроение, 2001.

3 Курмаз, Л.В. Детали машин. Проектирование / Л.В. Курмаз, А.Т. Скойбеда. Минск: УП «Технопринт», 2001. 292 с.

4 Ничипорчик, С.Н. Детали машин в примерах и задачах: учебное пособие / С.Н. Ничипорчик, М.И. Корженцевский, В.Ф. Калачев. 2-е изд. Мн.:Выш. школа, 1981. 432 с.

5 Харкевич, В.Г. Методические указания к выполнению курсового проекта по дисциплине «Прикладная механика» для студентов специальностей Т.05.04.00 и Т.05.07.00 «Расчет цепных передач». Могилев, 1999.

6 Киркор М.А. Лабораторный практикум для студентов специальностей 1- 49 01 01 Технология хранения и переработки пищевого растительного сырья, 1-49 01 02 Технология хранения и переработки животного сырья, 1-91 01 01 Производство продукции и организации общественного питания, 1-48 01 02 Химическая технология органических веществ, материалов и изделий, 1- 36 09 01 Машины и аппараты пищевых производств, 1-36 20 01 Низкотемпературная техника дневной и заочной форм обучения.Могилёв, 2012. 95 с.

7 Иванов М.Н. Детали машин. Курсовое проектирование: учебное пособие для машиностроительных вузов / М.Н. Иванов, В.Н. Иванов. М., «Высшая школа», 1975. 550 с.

8 Общие требования и правила оформления учебных текстовых документов: СТП СМК 4.2.3-01-2011. Введ. 2011-04-07. Могилев.: МГУП, 2011. 43 с.

Размещено на Allbest.ru

...