1. Цель работы: усвоить методику расчета мощности привода рыбо­разделочных машин.

2. Задание.

2.1. Определить диаметр и толщину ножа, частоту вращения ножевого

Вала.

2.2. Рассчитать усилие резания.

2.3. Определить мощность привода машины.

2.4. Построить график N - Ъ.

3. Описание установки.

Рыбу из загрузочного бункера 1 (рис. 5.1) укладывают на конвейер 2, который подает ее к дисковым ножам 3. Затем порционированная рыба уда­ляется из машины. Общий вид, кинематическая схема и описание устройст­ва и работы машины представлены в работе 4.

4. Порядок выполнения работы.

4.1. Определить диаметр и толщину ножа, частоту вращения ножевого вала и скорость подачи (табл. 5.1).

Таблица 5.1 Наименование Варианты 1 2 3 4 Толщина рыбы, м 0,025 0,075 0,150 0,200 Скорость вращения, м/с 5 8 11 14 Производительность, рыб/с 1,00 1,16 1,33 1,5 Расстояние между рыбами, м 0,20 0,25 0,30 0,35 Диаметр вала, м 0,040 0,055 0,065 0,080

4.2. Определить длину режущей кромки ножа, а затем рассчитать уси­лие резания (табл. 5.2). При этом К1 = 2, К2 = 1,6.

4.3. Рассчитать общую мощность для привода машины. Для этого в за­висимости от Ъ рассчитать ^, а затем N2 (табл. 5.3).

Рис. 5.1. Технологическая схема машины

Рис. 5.2. Расчетные схемы: а - определение диаметра ножа; б, в - определение сил, действующих на нож; г - определение режущей кромки ножа

Таблица 5.2 Наименование Варианты 1 2 3 4 Толщина рыбы, м 0,025 0,075 0,150 0,200 Ширина рыбы, м 0,20 0,25 0,30 0,35 Удельное усилие резания, Н/м 98,1 104,6 111,1 117,1

Таблица 5.3 , Наименование Варианты 1 2 3 4 Число ножей 5 7 9 11 Масса экземпляра рыбы, кг 0,5 2,5 3,5 4,5 Длина конвейера, м 1 3 5 7 Вид опоры Сплошная Роликовая Сплошная Роликовая

4.4. Результаты расчета свести в табл. 5.4, 5.5. По результатам расчета построить график N - Z.

Таблица 5.4 Д R О N Vn L

Таблица 5.5 Z N1 N2 N Z = 1 Z = 2 Z = 3 Z = 4 Z = 5 Z = 6 Z = 7 Z = 8 Z = 9 Z = 10 Z = 11

5. Содержание отчета.

5.1. Цель работы.

5.2. Задание.

5.3. Технологическая схема, ее описание, схемы к расчету.

5.4. Последовательность и результаты расчета (таблицы, график).

5.5. Выводы.

6. Теоретическая часть.

Основным процессом в рыборазделочных машинах является резание. При резке гильотинными и дисковыми ножами концентрация напряжения в тканях и их разрыв возникают в одной плоскости; при резке фрезами и пи­лами - в двух плоскостях, чем и объясняется появление стружки при реза­нии фрезами, пилами и ножами с непрочным лезвием. В настоящей работе рассматривается резание рыбы на однооперационной линейной машине дисковыми ножами.

Для резания рыбы заданного размера определяют диаметр ножа (рис. 5.2а)

Д = 2(Ь + г + с),

Где Д - диаметр ножа, м;

Ь - толщина рыбы, м; г - радиус крепежной детали, м;

C - зазор для свободного прохода сырья и допуск для заточки ножа, м (0,01 - 0,02);

Г = (2,0 ^ 2,5^в, где dв - диаметр ножевого вала.

Толщину дискового ножа из условия жесткости и устойчивости прини­мают в пределах:

А = (0,007 - 0,010)Д,

Где о - толщина дискового ножа.

Затем, зная диаметр ножа, можно определить скорость резания, приня­тую равной окружной скорости дискового ножа:

_ лДп

Ур-------- ,

60

Где ур - скорость резания, м/с;

П - частота вращения ножа, об/мин.

Скорость подачи рыбы к режущему инструменту можно определить по формуле:

Уп = 1&,

Где 2 - производительность, рыб/с;

11 - расстояние между рыбами, м;

Уп - скорость подачи (скорость движения конвейера), м/с.

Между скоростью резания и подачи существует определенная зависи­мость:

А

УР = Лу

Где к - безразмерный коэффициент, связывающий параметры резания с ме­ханической характеристикой частей рыбы.

Так как скорости резания и подачи влияют на качество резки, то рас­четные ур и уп не должны выходить за пределы уР = 3 ^ 30 м/с, уп = 0,1 ^ 1,0 м/с, а коэффициент X = 10 ^ 30.

В процессе резания со стороны ножа на рыбу действуют силы (рис. 5.26): Рр - окружная сила (усилие резания), вызывающая напряжения кручения вала; Рг - радиальная сила, влияющая на изгиб вала; Рт - сила трения ножа о срез рыбы (составляющая сил нормального давления Рн ножа на рыбу) (рис. 5.2в).

Усилие резания рассчитывают по формуле:

Рр = а IКIК2,

Где Р —усилие резания, Н;

А - удельное усилие резания, учитывающее нагрузки резания и трения, Н/м;

I - длина режущей кромки ножа, соприкасающейся с разрезаемым про­дуктом, м;

К 1 - коэффициент, зависящий от величины скорости резания;

К2 - коэффициент, зависящий от величины скорости подачи продукта. Длина режущей кромки ножа, соприкасающейся с разрезаемым про­дуктом, рассчитывается в зависимости от толщины и ширины поступающе­го на обработку сырья (рис. 5.2г).

Если сырье в сечении (например, В] х в2) не выходит за пределы режу­щей кромки ножа, тогда 1 принимают равной ширине (В) или толщине (в) сырья. Если сырье в сечении выходит за пределы режущей кромки ножа, то­гда 1 находят как проекцию дуги на срезе сырья (например, дуга СЕ на пло­щади В4 х в4). В том случае, когда известен центральный угол V, длину ре­жущей кромки ножа 1 (длину дуги СЕ) определяют по формуле:

I = жР———,

180

Где Р - радиус ножа, м;

V - центральный угол, град.

Общую мощность для привода машины определяют по формуле:

N = N1 + N2,

Где N] - мощность электродвигателя для привода ножевого вала, кВт;

N2 - мощность электродвигателя для привода конвейера, кВт.

Мощность электродвигателя для привода ножевого вала определяется формулой:

N = 10-37 ,

71

Где 2 - число одновременно работающих дисковых ножей;

Pp - усилие резания, Н;

П - КПД передач (п = 0,70 - 0,80).

Мощность электродвигателя для привода конвейера определяется фор­мулой:

N = QLW,

102 п

Где Q - производительность машины, кг/с;

L - длина конвейера, м;

W - коэффициент сопротивления движению рабочего полотна (для ро­ликовых опор w = 0,3 - 0,8; для сплоШнОй опоры w = 1,0 - 4,0);

П - КПД передач (п = 0,75 - 0,85).

7. Вопросы для самоконтроля.

7.1. Какой параметр является основным при определении диаметра ножа?

7.2. Как изменяется диаметр ножевого вала в зависимости от диамет­ра ножа?

7.3. Как изменяется толщина ножа в зависимости от его диаметра?

7.4. Существует ли взаимосвязь между скоростями резания и подачи?

7.5. Какие силы действуют на нож в процессе резания?

7.6. Действуют ли осевые нагрузки на вал в процессе резания?

7.7. Что характеризует длина режущей кромки ножа, соприкасающейся с разрезаемым продуктом?

7.8. Какое усилие вызывает изгиб вала?

7.9. Как влияет на мощность привода увеличение числа ножей на ноже­вом валу?

7.10.Как влияет на мощность привода толщина ножа?

8. Литература.

8.1. Дегтярев В. Н. Механизация обработки камбаловых рыб. - М.: Пи­щевая промышленность, 1976. - 100 с.

8.2. Терентьев A. B. Основы комплексной механизации обработки рыбы.

- М.: Пищевая промышленность, 1969. - 434 с.

8.3. Чупахин В. М., Дорменко B. B. Технологическое оборудование рыбообрабатывающих предприятий. - М.: Пищевая промышленность, 1964. - 545 с.