1. Цель работы: приобрести практические навыки в определении про­изводительности и мощности привода фаршемешалки.

2. Задание.

2.1. Определить производительность фаршемешалки.

2.2. Произвести кинематический расчет.

2.3. Определить мощность, необходимую для перемешивания и выгруз­ки продукта.

2.4. Определить удельный расход энергии.

3. Описание установки.

Фаршемешалка (рис. 8.1) состоит из станины 1, электродвигателя 2, клиноременной передачи 3, редуктора 4, месильного корыта 5 и двух винто­вых месильных лопастей 6.

Привод фаршемешалки осуществляется в следующей последовательно­сти. От электродвигателя 2 посредством клиноременной передачи 3 (ё1, ё2) и зубчатой пары 21 72 движение передается на редуктор 4. При этом непо­средственно от зубчатого колеса 72 в движение приводится одна из месиль­ных лопастей (ведущая). Затем от зубчатого колеса 73 посредством зубча­тых колес 74 и 75 вращение передается на зубчатое колесо 26, которое приводит в движение вал второй месильной лопасти (ведомая).

4. Порядок выполнения работы.

4.1. Определить объем месильного корыта, зная плотность продукта р = 930 кг/м, время перемешивания и коэффициент заполнения месильного корыта (табл. 8.1). Определить производительность.

Таблица 8.1 Параметры Варианты 1 2 3 4 Время перемешивания, с 240 260 280 300 Коэффициент заполнения месильного корыта 0,4 0,5 0,6 0,7

4.2. Определить размеры винтовой месильной лопасти, результаты све­сти в табл. 8.2.

Таблица 8.2 Радиус Ширина Длина ленты, Площадь 2 Ленты, м Длина месильного Лопасти, м Ленты, м М Корыта, м

Рис. 8.1. Кинематическая схема

4.3. Начертить кинематическую схему и произвести кинематический расчет. Зная частоту вращения электродвигателя, диаметры шкивов (табл. 8.3, 8.4), рассчитать частоту вращения и окружную скорость винто­вых месильных лопастей.

Таблица 8.3 Параметры Варианты 1 2 3 4 Частота вращения электродвигателя, с-1 12,2 15,7 16,0 16,1 Ё1, м 0,10 0,10 0,10 0,10 Ё2, м 0,36 0,43 0,44 0,45

Таблица 8.4 Zl Z2 Zз Z4 Z5 Z6 19 80 28 32 28 32

4.4. Зная начальное удельное сопротивление и постоянный параметр, характеризующий состояние фарша (табл. 8.5), рассчитать мощность, необ­ходимую для перемешивания и выгрузки продукта, и определить, по какой мощности подбирается электродвигатель.

Таблица 8.5 Параметры Варианты 1 2 3 4 Начальное удельное сопротивление (50), Н/м2 4 000 5 500 7 500 8 000 Постоянный параметр (а) 4 000 4 300 4 600 5 000

4.5. Рассчитать удельный расход электроэнергии и сравнить с результа­тами, полученными по другим вариантам.

4.6. Полученные результаты свести в табл. 8.6.

Таблица 8.6 Т 2 > 0, кг/с V, м/с 5, Н/м2 Р, Н К1, кВт N2, кВт ', кВт • с/кг

5. Содержание отчета.

5.1. Цель работы.

5.2. Задание.

5.3. Кинематическая схема, описание ее работы.

5.4. Результаты измерения и расчеты (таблицы).

5.5. Выводы.

6. Теоретическая часть.

Фаршемешалка Л5-ФБМ относится к двухжелобчатым смесителям пе­риодического действия с двумя винтовыми лопастями.

Производительность периодически действующих фаршемешалок рас­считывают по формуле:

П V Q = у PФ,

Где Q - производительность, кг/с;

V - объем месильного корыта, м3; р - плотность фарша, кг/м3;

Ф - коэффициент заполнения месильного корыта;

У - продолжительность полного цикла, с.

Продолжительность полного цикла У = У! + У2 + У3, где У! - время, необхо­димое для заполнения месильного корыта, с; У2 - время, необходимое для пе­ремешивания продукта, с; У3 - время, необходимое для выгрузки продукта, с. Для машин данного типа обычно У] — Уз, У] + Уз ~ 0,5У2.

Кинематический расчет машины осуществляется по общеизвестным правилам. По кинематической схеме составляется уравнение кинематиче­
ской цепи, а затем производится его решение. Так, для определения частоты вращения первой месильной лопасти (ведущей) составляем уравнение:

D1 21 ^2 22

ПЛ1 — П11Л1 — п1

Где пЛ1 - частота вращения первой месильной лопасти (ведущей), с-1; п1 - частота вращения вала электродвигателя, с-1;

1 Л1 - общее передаточное отношение кинематической цепи: первая ме­сильная лопасть - электродвигатель; di, d2 - диаметры шкивов, м;

2 1, 22 - число зубьев зубчатых колес.

Аналогично составляется кинематическое уравнение цепи: вторая ме­сильная лопасть (ведомая) - электродвигатель.

Мощность, расходуемая электродвигателем на перемешивании продук­та, приближенно может быть определена по формуле:

N1 - 10-32 П

Ж

Где Ы1 - мощность электродвигателя, кВт;

2 - число месильных лопастей;

Р - усилие перемешивания, Н;

А - коэффициент, учитывающий пусковой момент мешалки (а = 1,2 - 1,4); П - КПД передач от электродвигателя к ведомой месильной лопасти

(П = 0,6 - 0,8).

Окружную скорость месильной лопасти определяют по формуле:

V - 2пп Л1Р,

Где пЛ1 - частота вращения лопасти, с;

^ - радиус вращения лопасти, м.

Усилие перемешивания главным образом зависит от лобовой поверхно­сти месильной лопасти и определяется по формуле Р — 5Р, где Р - усилие перемешивания, Н; 8 - удельное сопротивление, Н/м ; Р - лобовая поверх­ность винтовой линии месильной лопасти, м2.

Удельное сопротивление находится по формуле 8 — 80 + «V, где 80 - на­чальное удельное сопротивление, Н/м2; а - постоянный параметр, завися-

3

ТттиЙ от состояния фарша, Н • с/м.

Лобовая поверхность винтовой линии месильной лопасти определяется выражением Р — 3ЬЬ, где Ь - ширина винтовой ленты месильной лопасти, м; Ь - длина наружной окружности одного витка винтовой месильной лопасти, м; Ь — 2пР.

По окончании перемешивания открывается выгрузочный люк, и про­
дукт, вращающийся в процессе перемешивания, начинает приобретать по­ступательное движение вдоль желоба месильного корыта. В этот период по­требление электроэнергии увеличивается, т. к. она расходуется не только на перемешивание, но и на выгрузку продукта. При этом мощность электро­двигателя приближенно можно определить по формуле N2 = QLK, Где

102ц г/1

Q - производительность, кг/с; L - длина месильного корыта, м; К - коэффици­ент, учитывающий потерю энергии на трение материала о желоб (К = 1,2 - 1,4); П - КПД передач от электродвигателя к ведомой месильной лопасти (п = 0,6 - 0,8); п1 - коэффициент, учитывающий трение материала о винт, а также энергию, затраченную на перемешивание продукта (п = 0,7 - 0,75).

Одним из показателей энергоемкости машины является удельный рас­ход электроэнергии. Для фаршемешалок удельный расход электроэнергии

N

Можно определить по формуле W = —, где W - удельный расход электро­энергии, кВт/с/кг; N-наибольшая мощность для привода фаршемешалки, кВт; Q - производительность, кг/с.

7. Вопросы для самоконтроля.

7.1. Какие смесители используются для перемешивания фарша?

7.2. Влияет ли плотность фарша на производительность?

7.3. Влияет ли вязкость фарша на мощность?

7.4. На что дополнительно расходуется мощность в момент пуска фар­шемешалки?

7.5. Как влияет шаг винтовой линии месильной лопасти на мощность?

7.6. Как влияет на качество фарша увеличение установочной продолжи­тельности перемешивания?

7.7. Влияет ли на качество увеличение частоты вращения месильной лопасти?

7.8. Что характеризует удельное сопротивление частоты вращения ме­сильной лопасти?

7.9. Как изменяется мощность при выгрузке продукта?

7.10.Что характеризует удельный расход энергии?

8. Литература.

8.1. Дикие М. Я., Малъский А. Н. Оборудование консервных заводов. - М.: Пищевая промышленность, 1962. - 468 с.

8.2. ИвановМ. Н. Детали машин. - М.: Высшая школа, 1976. - 398 с.

8.3. Романов A. A. и др. Справочник по технологическому оборудова­нию рыбообрабатывающих производств. Т. 2. - М.: Пищевая промышлен­ность, 1979. - 471 с.

8.4. Чупахин В. М. Технологическое оборудование рыбообрабатываю­щих предприятий. - М.: Пищевая промышленность, 1976. - 471 с.