При паспортной скорости резания V = 65 м/с фактическое число оборотов двигателя (мин-1) куттерного вала составляет:

где V = 65 м/с = 6560 = 3900 м/мин; = 3,14159; DГ = 500мм - номинальный наружный диаметр куттерной головки.

Отсюда:

.

2.4 Расчет окружного усилия резания

Плотность фарша, загружаемого в куттер, составляет = 1000 кг/м3. При работе 8-ножевой головкой сила тока в цепи куттерного вала не превышает 45А.

Мощность резания (Вт) 8-ножевой головкой равняется:

,

где I = 45 А - сила тока; U = 380 В - напряжение тока; cos = 0,85 - по паспорту электродвигателя вращения куттерного вала; NРЕЗ = 453801,730,85 = 25145 Вт = 25,145 кВт - по паспорту куттера мощность электродвигателя ножевого вала равна 27 кВт, что позволяет применять 8-ножевую головку.

Куттер работает при атмосферном давлении. Зазор между ножами и чашей устанавливается по щупу 1мм. Острота лезвия ножей равняется f = 0.

Ножи изготовлены из стали 60С2А по ГОСТ 14959-79 и имеют антикоррозионное покрытие Хмол6 по ГОСТ 9.306-85. Толщина ножей S = 5±0,03 мм; угол заострения режущего клина ножей d = 15°40'. Разность массы ножей не превышает 5 г.

Производительность куттерования (кг/ч) при применении 8-ножевой головки составляет:

где V - геометрическая емкость чаши, м3; - коэффициент загрузки по основному сырью; - плотность куттеруемого фарша, кг/м3(измеряется на электронных весах путем взвешивания куска фарша размерами 50-100-250 мм); t - длительность куттерования, мин.

Крутящий момент резания (кг/см) 8-ножевой головки составляет:

,

где N - мощность резания, кВт; NКУТ - число оборотов куттерного вала, мин-1; NКУТ = 43,4 с-1 60 об/мин.

Окружное усилие резания (кг/с) 8-ножевой головкой определяли по формуле:

где МКР - крутящий момент резания, кг/см; DГ - номинальный диаметр куттерной головки, см;

Такое небольшое усилие резания позволяет увеличить время работы ножей до переточки в 3 раза по сравнению с 4-ножевой головкой. При работе 8-ножевой головкой стойкость куттерных ножей до переточки составляет ? 72ч.

Необходимо отметить, что для качества измельчения фарша большое значение имеет схема расположения куттерных ножей в пространстве. Наиболее оптимальной следует признать «лепестковую» схему. Эта схема позволяет получить наибольшее поле резания за один оборот вала и чаши куттера.

2.5 Фаршемешалка Л5-ФМУ-335

Особенности применяемых фаршемешалок связаны с конструкцией и распределением исполнительных органов (лопастей) мешалки, узлов выгрузки продукта и материалов, из которых они изготовлены. Фаршемешалка Л5-ФМУ-335 относится к фаршемешалкам горизонтального типа, у которых исполнительный (перемешивающий) орган закреплен на горизонтальном валу.

Рис. 11 Фаршемешалка Л5 - ФМУ - 335

1 - тележка; 2 - устройство загрузки; 3 - корыто; 4 - решетка; 5 - привод; 6 - станина; 7 - лопасти месильные

Она состоит из станины, месильного корыта, привода шнеков, механизма загрузки, правой и левой крышек, шиберного устройства и электрооборудования.

Станина представляет собой сварную металлическую конструкцию из уголка размером 63-63 мм. Крышка сварная, решетчатого типа, из нержавеющей стали. Месильное корыто состоит из картера, корыта из нержавеющей стали, внутри которого расположено два месильных шнека, приводимые в движение валом. Они вращаются от электродвигателя через клиноременную и червячную передачи, расположенные внутри чугунной тумбы. Фарш перемешивается месильными шнеками в корыте, закрытом двумя решетчатыми крышками. Шнеки подобраны так, чтобы при их вращении фарш подавался от края в центр, а внизу поток был обратным, (имитируется ручная вымеска). Частота вращения лопасти со стороны обслуживания меньше (в 1.3 - 2.0 раза) частоты вращения лопасти. Приводной механизм фаршемешалки электрический, с реверсом, обеспечивающим вращение перемешивающих лопастей, как в одну, так и в другую сторону, и без реверса, т.е. лопасти вращаются только в одну сторону.

Загружается фарш в корыто загрузочным устройством, выгружается месильными шнеками через люки, которые открывают вручную, вращая маховик по ходу часовой стрелки. Пульт управления представляет собой кнопочный пост и расположен на тумбе. Шкаф электрооборудования прямоугольной формы, закреплен на стене отдельно от машины в удобном для эксплуатации месте. Станина и тумба фаршемешалки закрыты металлическими облицовочными листами.

При выгрузке в передвижные тележки или бункер корыто опрокидывают, причем уровень разгрузки должен быть расположен на высоте 0.8-0.9 м. Конструкция опрокидывающего механизма выбрана таким образом, чтобы при повороте корыта не нарушалось сцепление в передачах. Наиболее рационально для механизированной выгрузки опрокидывание вокруг оси, когда условие загрузки и выгрузки одинаковы.

Технические характеристики

Производительность, кг/час 2500-3200

Геометрическая вместимость корыта, м3 0.335

Коэффициент загрузки 0.6-0.8

Длительность цикла, мин 3.5-8

Частота вращения месильных шнеков:

- левого, с 0.76

- правого, с 0.76

Установленная мощность, кВт 7.0

Габаритные размеры, мм 2900-965-1385

(с механизмом загрузки)

Масса, кг 1035

(с механизмом загрузки)

2.5.1 Расчет шнека фаршемешалки Л5-ФМУ-335

Исходные данные:

производительность шнекового устройства П=0,861 кг/сек;

максимальное давление рmax=0,15 Мн/м2;

коэффициент внутреннего трения продукта f=0,3;

плотность продукта =900 кг/м3.

Наружный диаметр шнека D принимаем равным 0,34 м, шаг Н=0,8 D=0,80,34=0,27 м.

Диаметр d вала шнека должен быть больше предельно допускаемого диаметра dпр определяемого из условия (рис. 12):

Рис. 12. К выбору диаметра вала шнека

dпр = H/tg (1)

Примем диаметр вала шнека равным 0,16 м (а=2,12).

Угол подъема винтовых линий на внешней стороне шнека и у вала по зависимости (2):

Углы подъема винтовых линий равны:

D = arctgH/D; d = arctgH/d

Среднее значение угла подъема винтовых линий витка шнека по равенству:

ср = 0,5 (D + аd ).

ср=0,5(1419'+2825')=4244'0,5=2122'

Вспомогательные величины:

cos22122'=0,93212=0,8689; tg 2122'=0,3882; sin22122'=0.6748.

Коэффициент отставания частиц материала в осевом направлении по уравнению без учета сил трения:

k0 = (H-h1)/H = sin2 = (D-s1)/D = kв

c учетом сил трения:

k0.T = (H-h)/H = sin2 +0.5fsin2= (D-s)/D = kв.T

Если формуемый или прессуемый материал является пластично-вязким и обладает адгезией, то в качестве коэффициента трения берется коэффициент внутреннего трения, определяемым из условия связи частиц между собой при сдвиге слоев материал.

Таким образом, движение частиц продукта в шнековом устройстве можно учитывать коэффициентом перемещения.

k = 1 - k0.T = cos2 - 0,5f sin 2.

k0=1-(0,8689-0,50,30,6748)=0,2332

Изгибающий момент в витке шнека по внутреннему контуру, т.е. у вала по выражению (6):

Mи=PmaxD2/32?(1.9-0.7a-4-1.2a-2-5.2lna)/(1.3+0.7a-2);

где а == D/d -- отношение диаметров, которое практически лежит в пределах от 1,8 до 3. Наибольшее напряжение (оно же и эквивалентно):

= 6Mн/тб2;

Витки шнека будут изготовляться из стали 10, для которой допустимое напряжение при изгибе можно принять равным допускаемому напряжению при растяжении, т.е. 1300105 Н/м2.

Тогда толщина витка шнека из формулы :

=6Mн/тб2;

.

Принимаем

Площадь внутренней цилиндрической поверхности корпуса устройства на длине одного шага по выражению (8):

Fв = D(H-);

FB=3,140,34(0,27-0,006)=0,2818 м.2

Развертки винтовых линий по зависимостям (9):

l =;

L = ;

Площадь поверхности витка шнека на длине одного шага по условию:

Fш = 1/4(DL-dl+H2ln(D+2L)/(d+2l));