Курсовая работа: Проектирование овощерезательной машины

3.4 Характерные неисправности и методы их устранения

Таблица 2- Возможные неисправности овощерезки МРО-50-200.

4. Расчетная часть

4.1 Технологический расчет

Дана универсальная овощерезательная машина МРО – 50-200 с производительностью 120 кг/ч и диаметром диска 0,15 м., нарезаемый продукт – сырая морковь.

Исходя из диаметра барабана, находим диаметр диска

D=Dб-0,005=0,6-0,005=0,595 м, (1)

С учетом заданных параметров производительности овощерезки и параметров продукта определяется частота вращения опорного диска

n=; (2)

где v - средняя скорость продвижения продукта, м/с,

h - толщина отрезаемых ломтиков продукта, м,

zp- количество ножей, расположенных параллельно опорному диску, шт (zp=2);

v= (3)

где П – производительность машины, кг/ч,

F0 - площадь опорного диска, м2,

ρн - насыпная плотность продукта, кг/м3,

φ – коэффициент использования рабочей площади опорного диска;

φ=0,3..0,4 при горизонтальном расположении диска

F0=; (4)

где rmax, rmin – расстояние от оси вращения до начала и конца лезвия,

F0==0.04392 м2 ,

v=м/с,

n=об/мин,

4.2 Расчет мощности

Для определения необходимой мощности рассчитывают полное рабочее усилие на диске

1)  усилие отрезания, ломтика продукта в плоскости, параллельной диску

Р1=,Н, (5)

где qв-удельное сопротивление продукта резанию, н/м,

φн - коэффициент использования длины лезвия (φн=0,5…0,7);

Р1=Н,

2)  усилие на преодоление трения продукта о ножи гребенки

Ртр=; (6)

где Е - модуль упругости продуктов, Па,

δ - толщина ножей гребенки,м,

f – коэффициент трения продукта о нож

Ртр=Н,

3)  суммарное усилие

Р∑= Р1+ Ртр,, Н, (7)

Р∑=Н,

4)  усилие на отгибание отрезанного ломтика, Н,

Р2=, Н (8)

где α-угол заточки ножей, 0,

G-модуль сдвига, Па,

Р2=Н,

5)  усилие прижатия продукта к опорному диску, возникающее от заклинивания в улитке

Рзг=, Н, (9)

где G1- сила тяжести продукта в рабочей камере, Н,

Θ- угол заклинивания продукта, 0,

Θ; (10)

где αср- условный размер продукта, мм,

ξ – промежуточная величина,

ξ=ξ1+ξ2∙tgΘ; (11)

ξ1=sinα+f∙cosα; (12)

ξ2= cosα-f∙ sinα; (13)

°

Рзг Н,

6)  полное рабочее усилие при горизонтальном диске

Р= РЕ +Р2∙ξ1+Рзг; (14)

Р=Н,

7)  необходимая мощность электродвигателя, Вт

N=; (15)

где rср – радиус приложения силы Р

η – КПД передаточного механизма (η=0,7-0,9)

; (16)

N=Вт=1.65кВт,

Nдв=2.2 кВт→ГОСТ

По ГОСТу выбираем двигатель АИР112МА8 с мощностью 2.2 кВт и частотой вращения 240 мин-

4.3 Кинематический расчет

В данной овощерезательной машине используется клиноременная передача.

Находим передаточное отношение привода по формуле

, (17)

где n1 – частота вращения ведущего вала, мин -1 ,

n2 - частота вращения ведомого вала, мин -1,

4.4 Силовой расчет

Крутящий момент на ведущем валу

Н∙м, (18)

овощерезательный машина эксплуатация неисправность

Крутящий момент на ведомом валу

Н∙м, (19)

где ηклин- КПД клиноременной передачи

ηпп- КПД пары подшипников

4.5 Прочностной расчет

4.5.1 Клиноременная передача

Т.к. Nдв=2.2 кВт, то выбираем сечения А,Б

Первоначально выбираем сечение А и в соответствии с этим принимаем данные

d1=100мм,

d2==316мм – из стандартного ряда выбираем d2=315мм,

где d1, d2 – диаметры шкивов, мм,

Межосевое расстояние принимают в диапазоне:

мм, (20)

где Т0 – высота сечения ремня, мм,

 мм, (21)

Примем среднее межосевое расстояние

aср=326мм,

Длину ремня определяем по формуле

мм,(22)

Из стандартного ряда выбираем Lp=2800мм,

Уточняем межосевое расстояние по формуле

; (23)

где мм,

мм, (24)

мм, (25)

Угол обхвата ремнем малого шкива

, (26)

Для установки и замены ремней должна быть предусмотрена возможность уменьшения межосевого расстояния на 2% при длине ремней до 2м и на 1% при длине ремней свыше 2м. Для компенсации отклонений от номинала по длине ремня и его удлинения во время эксплуатации должна быть предусмотрена возможность увеличения а на 5,5% от длины ремня.

Число клиновых ремней для передачи заданной номинальной мощности N, кВт, определяют по формуле

; (27)

где Np – расчетная мощность, кВт,

Сz- коэффициент, учитывающий число ремней в комплекте

; (28)

где N0 - номинальная мощность, допускаемая для передачи одним ремнем, кВт,

Сα - коэффициент, учитывающий влияние угла обхвата α1,

СL - коэффициент, учитывающий влияние длины ремня

Ср - коэффициент динамичности нагрузки и длительности работы

; (29)

 кВт,

шт,

Определяем натяжение каждой ветви одного ремня S0, Н, по формуле

; (30)

где v – скорость ремня, м/с,

θ – коэффициент, усиливающий влияние центробежных сил,

; (31)

принимаем в зависимости от сечения ремня

θ=0,18; (32)

м/с, (33)

Ср принимаем равным 1.1 при среднем режиме работы, с числом смен=1

 Н,

Сила, действующая на валы

Н, (34)

Определяем рабочий ресурс, ч, рассчитанной клиноременной передачи

По ГОСТ 1284.2-80

ч,

Nоц=4.6∙106 – число циклов, выдерживаемых ремнем

Так как установленный стандартом средний ресурс ремней должен быть при среднем режиме не менее 2000ч, то заключаем, что вычисленный выше ресурс недостаточен. Чтобы увеличить его до требуемого срока, следует взять шкивы большего диаметра. Ориентировочно можно считать, что при переходе к диаметру d1=250 мм ресурс возрастает пропорционально отношению диаметров в шестой степени:

=3,815, т.е. ч,

4.5.2 Подшипники качения

Выбираем шарикоподшипники радиальные однорядные, т.к. они могут воспринимать не только радиальные, но и осевые нагрузки, имеют минимальные потери на трения, допускают наибольшие частоты вращения.

Подшипник выбираем по динамической грузоподъемности

; (35)

Из стандартного ряда выбираем подшипник тяжелой серии с d=30 мм и динамической грузоподъемностью C=47 кН,

Условное обозначение подшипника 406

Находим осевую нагрузку по формуле

Н, (36)

Номинальная долговечность (ресурс) в миллионах оборотов

, (37)

где С – динамическая грузоподъемность по каталогу;

Ft – осевая нагрузка, Н;

р – показатель степени ( для шарикоподшипников р=3);

млн.об.,

Номинальная долговечность, ч,

 ч, (38)

Для смазывания подшипников используют Литол 24

4.5.3 Валы

Сила натяжения ведущей ветви, Н,

; (39)

где F0 – сила предварительного натяжения ремня,

Ft – окружная сила, Н

; (40)

где σ0 – напряжение от предварительного натяжения ремня, МПа,

(для клиновых ремней σ0=1,2-1,5 МПа);

А – площадь поперечного сечения ремня, мм2,

 Н,

 Н,

Сила натяжения ведомой ветви, Н;

Н, (41)

Общий коэффициент запаса прочности находят по формуле

; (42)

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям

; (43)

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям

; (44)

где σ-1,τ-1 – пределы выносливости материала вала при симметричных циклах изгиба и кручения (для легированной стали σ-1=0,35 σв+(70-120)МПа); предел выносливости на кручение τ-1≈0,58 σ-1;

kσ, kτ – эффективные коэффициенты концентрации напряжений при изгибе и кручении;

εσ, ετ – масштабные факторы для нормальных и касательных напряжений;

β – коэффициент, учитывающий влияние шероховатости поверхности (β=0,9-1,0);

σа,τа – амплитуды циклов нормальных и касательных напряжений;

σм,τм – средние напряжения нормальных и касательных напряжений.

 ; (45)

; (46)

где Fa – осевая сила, действующая на вал, Н,

W и Wк – момент сопротивления изгибу и кручению

, (47)

, (48)

, (49)

, (50)

Примем σв=800 МПа, тогда

 МПа, (51)

 МПа, (52)

МПа, (53)

Для валов с галтелями выбираем

kσ=1,61МПа, kτ=1,28МПа;

,

,

;

5. Техническая безопасность и охрана труда

Техника безопасности и эксплуатации машины заключается в следующем.

Перед началом работы на дисковых овощерезках проверяют исправность заземления, исправность электропроводки, надежность крепления машины (механизма) к производственному столу, надежность крепления ножа, крышки и ножевой рамки, а также правильность сборки.

При эксплуатации дисковых овощерезок нельзя устанавливать или снимать рабочие органы при включенной машине или механизме, направлять и проталкивать застрявший продукт руками, опускать руки в рабочую камеру.

Включают электродвигатель и через загрузочный бункер засыпают овощи. Овощи должны поступать равномерно и в достаточном количестве, в противном случае качество нарезки ухудшается. Запрещается проталкивать измельченные овощи к вращающемуся ножевому диску руками, для этой цели следует пользоваться толкачом. При работе на машине работники должны иметь сухую и специальную форму одежды, категорически запрещается во время работы отвлекаться и покидать рабочее место до окончания работы с машиной. После работы машину разбирают, промывают и просушивают. Санитарную обработку проводят после отключения и останова машины.

Заключение

Овощерезательная машина, электродвигатель, расчет клиноременной передачи, валы, подшипники качения.

В процессе выполнения курсового проекта рассматривается овощерезательная машина. Проведены расчеты производительности, определение мощности электродвигателя, расчет валов, подбор подшипников качения. Приведены требования безопасности к проведению процесса резки овощей. Выполнена графическая часть на двух форматах А1.

Список использованных источников

1.  М.И. Ботов, В.Д. Елхина «Тепловое и механическое оборудование предприятий торговли и общественного питания», Москва, Академия, 2006г

2.  Т.Т. Никуленкова, Г.М. Ястина «Проектирование предприятий общественного питания», М.изд. Колосс, 2007г

3.  С.А. Чернавский, Г.А. Снесарев, К.Н. Боков «Проектирование

механических передач», М. Альянс,2008г

4.  С.А. Чернавский, Г.А. Снесарев, К.Н. Боков «Проектирование механических передач»,М. Машиностроение 1984г.

5.  «Курсовое проектирование деталей машин» учебное пособие, издание 3,М. Альянс 2005