Проектування просіювачів

Міністерство освіти і науки України

Київський національний торговельно-економічний університет

Наукова робота

По дисципліні "Механічне устаткування"

на тему: Проектування просіювачів

Вступ

Сучасний етап розвитку громадського харчування характеризується прискореним переходом підприємств на індустріальну технологію виробництва продукції. Індустріалізація громадського харчування припускає впровадження сучасної технології виробництва на основі кооперації з галузями харчової промисловості, утворення великих заготівельних підприємств по випуску напівфабрикатів і продукції високого ступеня готовності і централізованого постачання на доготівельні підприємства.

Все це в свою чергу потребує вдосконалення технологічного обладнання,яке використовується на підприємствах харчування.

Вдосконалення технологічного обладнання здійснюється по слідуючим основним параметрам: підвищення якості, надійності та довго тривалості машин та механізмів, створення високопродуктивних апаратів, зручних для використання в механізованих та автоматизованих поточних лініях, використання стандартних та уніфікованих вузлів та деталей,зниження маси машин,зменшення їх габаритів та ін..

Подальше технічне переоснащення підприємств галузі потребує підвищення технічної грамотності і кваліфікації обслуговуючого персоналу.

Метою курсового проектування є надання можливості студенту самостійно творчо проробити конструктивне рішення машин і механізмів, які виконують механічну обробку продуктів на підприємствах громадського харчування, принципів його модернізації, оцінки технічних, експлуатаційних та економічних показників. Усі рішення, що застосовуються у проекті повинні привести до покращення якості, підвищення продуктивності праці, надійності та довговічності,технологічності, ремонтопридатності, економічності, технічної естетики з одночасним зниженням ії металомісткості.

Завдання проектування полягає у систематизації та закріпленні знань студентів, що їх отримано під час вивчення теоретичного матеріалу та в процесі лабораторних і практичних занять, у виробленні вмінь самостійно вирішувати питання проектування, використовувати теоретичні знання під час вирішування конкретних практичних завдань, оцінювати можливі технічні та конструктивні рішення, розвивати технічну думку і творчу ініціативу.

У процесі написання курсового проекту студенти набувають практичного досвіду роботи з технічною літературою та виконання інженерних розрахунків, навичок науково-дослідницької роботи що знадобиться під час виконання дипломного проекту.

Доцільність такого проектування пояснюється можливістю наблизити його до умов виробництва, покращити забезпечення студентів спеціальною документацією, технічною літературою, типовими проектними матеріалами, упровадити проект у виробництво.

У сучасних умовах підприємствами промисловості та машинобудування випускається чимало нового технологічного обладнання для підприємств харчування. Ці механізми та машини відрізняються високою економічністю, низькою металоємкістю, високою продуктивністю наряду з низькою потужністю двигуна. Саме такі машини в сучасних умовах надають можливість ефективно працювати, отримуючи прибуток.

Огляд літератури

В наш час промисловістю країн СНД випускаються слідуючі просіювачі :

Просіювач ВП-1, ПВ-0,55/380-1000(ПМШ-0,55/220-500-1) НПО "РОСС", м. Харків, Україна.

Просіювач ВП-1 складається з основи, корпусу, завантажувального та прийомного бункерів.

Корпус представляє собою циліндр, виготовлений з тонкої листової сталі. Бункери розділені металічною сіткою, виготовленою з нержавіючої сталі харчових сортів. Завантажувальний бункер знімається і з’єднаний з прийомним за допомогою зажимів.

Для схоплення і збору металічних частинок із просіяного борошна прийомний бункер має нахилене дно, яке закінчується лотком із з’ємними феромагнітними уловлювачами.

В нижній частині корпуса розташовано електродвигун, який через пасову передачу обертає вал-ексцентрик. Амплітуда механічних коливань досягає 2 мм, що забезпечує якісне просіювання борошна і ії часткову аерацію.

Просіював ПВ-0,55/380-1000(ПМШ-0,55/220-500-1) складається із рами з колесами, на якій встановлена стійка.

Стійка складається з прийомного бункера, труби та просіюючої головки.

Поворотні колеса дозволяють пересувати просіювач безпосередньо до місця просіювання борошна. Гальмо колес забезпечує фіксацію просіювача під час роботи.

До прийомного бункеру кріпиться форма, призначена для перекидання мішка з борошном.

Вертикальна труба з’єднує бункер з просіюючою голівкою. В трубі знаходиться шнек. В бункері встановлена крильчатка, яка забезпечує подавання борошна на шнек.

Принцип роботи просіювача заснований селективності сита, яке пропускає частинки визначеного розміру і затримує більш крупніші частинки. Постійне подавання борошна на сито здійснюється за рахунок відцентрових сил, створюваних обертаючимся ситом.

Технічні характеристики :

Вібраційний просіювач борошна „Каскад" („АТЕСИ", м. Москва, Росія)

Просіювач призначений для просіювання, вспушування та насичування повітрям (аерації) основного кулінарного інгредієнта - борошна. Принцип дії складається у використанні вібруючого сита, через яке порціями (не більше 5-ти кілограмів за прийом) пропускається борошно.

Технологічна чайка (баранчик) забезпечує швидке закріплення бункера з ситом на віброплатформі.

Установка оснащена пристроєм магнітного вловлювача (сепарування), необхідного для утримання на своїй поверхні металічних частинок. Усі ємкісні бункери виготовлені з харчової нержавіючої сталі, що робить борошнопросіювач „Каскад" придатним для використання в системі громадського харчування.

Технічні характеристики:

Споживаюча потужність, кВт 0,18

Напруга живлення, В 380

Продуктивність, кг/год, не менше 150

Ємність завантажувального бункера, л 40

Розмір ячійки сита, мм 1,2х1,2

Діаметр проволоки сита, мм 0,32

Габаритні розміри, мм :

Довжина 405

Ширина 600

Маса, кг 33

Просіювач вібраційний малогабаритний (АО „Нефтепроммаш", м. Ахтирка, Україна)

Призначений для очищення борошна від сторонніх домішків методом просіювання. Просіювач встановлюється у складі технологічної лінії „Мініпекарні", лінії для виробництва макаронних виробів і т.і..

Технічні характеристики :

Продуктивність, кг/год 250

Встановлена потужність, кВт 0,18

Габаритні розміри,мм :

Діаметр 420

Висота 790

Маса,кг 30

Просіювач борошна ПМ-500 (ООО „Сухаревка", м. Москва, Росія)

Технічні характеристики :

Продуктивність, кг/год 500

Потужність,кВт 0,55

Габаритні розміри,мм:

Довжина 1200

Ширина 620

Висота 1520

Маса, кг 108

Також на підприємствах харчової промисловості та підприємствах харчування використовуються просіювачі борошна виробництва СРСР та інших країн.

Просіювачі з обертовим ситом : МПП-11-1, МС 24-300, МПМ-800.

Просіювач з нерухомим ситом „Піонер".

Вібраційний просіювач МПМВ-300.

Основні теоретичні положення

Просіювачі призначені для механізації процесу відділення від сипучих продуктів сторонніх домішків, як механічних, так і органічних. Просіювачі використовуються в основному в кондитерських, борошняних і гарячих цехах підприємств громадського харчування, а також на спеціалізованих підприємствах -пельменних, вареничних, пиріжкових та ін..

Основними робочими органами просіювачів є сита різноманітної конструкції, які виготовляють головним чином з металічних плетених сіток (рідше капронових або шовкових) або перфорованої тонколистової сталі з отворами круглої, овальної або прямокутної форми.

В результаті просіювання вихідні продукти розділяються на дві фракції - якісні продукти (прохід) і механічні домішки (схід). Якість просіювання обумовлюється слідуючими факторами : формою та розмірами ячійок сит, розмірами частинок і вологістю продукту, товщиною шару продукта на ситі, характером руху продукта по поверхні сита і характером руху робочого органу (сита). На підприємствах громадського харчування використовуються просіювачі різноманітних конструкцій. Просіювачі можна про класифікувати в залежності від будови сита і характеру його руху.

Так як мій просіювач складається з універсального приводу та змінного механізму, то і описувати їх можна окремо. Привод П1-0,6-1,1,змінний механізм МС 24-300.

Універсальний привод представляє собою пристрій, який складається з електродвигуна, редуктора(циліндричного або червячного) і пристрою для приєднання змінного виконавчого механізму. Привод обладнаний ексцентриковими або гвинтовими зажимами для фіксації хвостовиків виконавчих механізмів, а також пусковим пристроєм для вмикання електродвигуна.

Привод П1-0,6-1,1 складається з електродвигуна і совісного двоступінчастого циліндричного редуктора, змонтованих в чавунному корпусі. Корпус з електродвигуном закрито декоративним кожухом, на боковій стінці якого встановлено пусковий пристрій.

Корпус редуктора представляє собою пустотілу відливку, одна сторона якої має прилив у вигляді горловини 1,а протилежна - отвір з розточкою для фіксації електродвигуна. У верхній частині корпусу зроблено отвір для заливання мастила, яке зачиняють пробкою-сапуном. Збоку на корпусі є отвір для контролю рівня змазки, який зачиняється контрольною пробкою.

В розточці горловини на опорах наливання встановлено робочий вал 2, на торці якого виконано паз, який передає обертання валу змінного механізму, що приєднується. Для запобігання витікання змазки по валу в розточці корпуса встановлено сальникову манжету 3. Для сприйняття основних навантажень на робочий вал посаджено шариковий підшипник 4, кільця якого спираються на буртик робочого валу.

На консолі робочого валу за допомогою шпонки і торцевого болта з шайбою закріплено зубчате колесо 5, яке зчеплюється з проміжною шестернею. Шестерня за допомогою шпонки закріплено на вісі разом з проміжним зубчатим колесом. Колесо зчіплюється з ведучою шестернею 6, змонтованою на валу електродвигуна 7.Проміжна вісь з шестернею і зубчатим колесом встановлена на опорах коливання. До проміжного колеса прикріплена лопасть, за допомогою якого мінеральне масло розбризкується всередині корпуса редуктора, що забезпечує змащення усіх поверхонь деталей, які обертаються.

Горловина корпусу обладнана двома спеціальними гвинтами 9, розміщеними під кутом 120 градусів, за допомогою яких в ній закріплюються хвостовики змінних механізмів.

Корпус редуктора закріплений на плиті, до якої приєднано дві скоби - передня і задня. До передньої скоби прикріплений декоративний щиток, на наружній поверхні якого є стрілка, яка показує напрямок обертання робочого валу. До задньої скоби кріпиться щиток з отвором, в який входить кришка електродвигуна. Зверху кріпиться до скоби U-подібний декоративний кожух із закріпленою кнопочною пусковою станцією 8. Зовнішній поверхні декоративного кожуха, передня і задня кришки, а також приєднувальна горловина приводу покрашено емалевою фарбою.

Привод в залежності від призначення і комплекта змінних виконавчих механізмів встановлюється на кришці робочого столу, на спеціальній станині-підставці або на підставці-тачанці.

До обслуговування універсальних кухонних машин допускаються особи, які склали відповідні іспити по техніці безпеки, ознайомилися з правилами експлуатації і пройшли інструктаж по безпечним прийомам роботи на даному виді обладнання.

Перед початком роботи необхідно перевірити технічний стан привода і переконатися в надійному його кріпленні до кришки робочого стола або станини-підставки. Станина в свою чергу повинна бути надійно закріплена на фундаменті або підлозі приміщення анкерними болтами. Якщо привод кухонної машини встановлено на возику, необхідно зафіксувати гальмувальний пристрій, встановлений на його колесах. Потім слід перевірити наявність та справність заземлення і вмикнути на деякий час електродвигун, щоб визначити правильність обертання робочого валу привода. Вал,якщо дивитись на нього з боку приєднувальної горловини, повинен обертатися проти годинникової стрілки. Напрямок обертання часто вказується стрілкою, виконаною на корпусі редуктора або на приєднувальній горловині.

Упевнившись у справності привода, до нього приєднують змінний механізм, призначений для виконання необхідної технологічної операції. Хвостовик змінного механізму всовують в горловину привода до упору, при цьому шип робочого вала механізму входить в паз (гніздо) приводного вала. Якщо змінний механізм повністю не входить хвостовиком в горловину привода, його провертають на кут до 45 градусів навколо власної вісі в ту або іншу сторону. При цьому шип вала з’єднується з гніздом робочого валу привода і хвостовик механізму повністю всовується в горловину привода. Після цього хвостовик закріплюють зажимними гвинтами або ексцентриковим зажимом, який знаходиться на приєднувальній горловині. В результаті машина виявляється підготовленою до роботи. Після вмикання двигуна, призначені для обробки продукти порціями загружаються в робочу камеру працюючого механізму. Для прийому оброблених продуктів під розвантажувальний пристрій механізму підставляють ємність - короб, противень або інший посуд.

Подачу продуктів в робочу камеру працюючого механізму здійснюють тільки після вмикання електродвигуна. Виключенням з правил є збивальні та багатоцільові механізми, в які спочатку завантажують продукти, а потім вмикають електродвигун.

Якщо при вмиканні електродвигуна його вал не обертається, слід перевірити справжність запобіжників на розподільчому щитку та натиснути на кнопку теплового реле магнітного пускателя. У випадку, якщо при вмиканні електродвигуна чути сильне гудіння, слід вимкнути його і перевірити справність магнітного пускателя та обмоток електродвигуна. Цю роботу виконує електрик, який обслуговує підприємство.

Для запобігання передчасного зносу обертаючихся деталей привода необхідно слідкувати за наявністю і якістю змазки редуктора. Змазку періодично (один раз в шість місяців)міняють, видаляючи її з порожнини редуктора і його деталі промивають керосином з метою усунення металічного пилу, стружки і т.п.. Для промивання у внутрішню порожнину редуктора заливають 1,5л керосину і на 5 - 10 хв. вмикають електродвигун привода. Після вимикання електродвигуна із порожнини редуктора зливають керосин, а замість нього заливають таку ж саму кількість машинного масла і вмикають електродвигун на 10 - 15 хв.. Потім зливають із порожнини редуктора машинне масло і заповнюють її змащувальною сумішшю до рівня бокової мірної пробки.

Поряд із заміною змазки приводи універсальних кухонних машин потребують регулярних профілактичних оглядів для виявлення ступеню зношування та заміни вийшовши з ладу деталей. Це здійснюється у відповідності з графіком планово-попереджувального ремонту організацією, яка виконує технічне обслуговування і ремонт обладнання.

Просіювач МС 24-300 є змінним механізмом до універсального приводу П1-0,6. Складається просіювач з корпусу, завантажувального бункера, просіюючого барабана, конуса з ребрами, завантажувального пристрою та редуктора.

В середині корпуса розташована робоча камера, виконана у вигляді пустотілого циліндра. Зверху на корпусі закріплено завантажувальний бункер, а на боковій поверхні - розвантажувальний пристрій.

Робочим органом просіювача є просіюючий барабан 10, який складається з каркасу і металічної сітки. В середину барабана встановлено конус 5 з ребрами 11,який забезпечує подачу борошна до сита і сприяє його просіюванню та розпушуванню. Просіювач має три змінних барабана з діаметрами сита 1,4; 2,8; 4 мм. Рух робочого органу передається через зубчастий конічний редуктор 6.

Принцип дії просіювача заключається в слідуючому. Борошно із завантажувального бункера 4 потрапляє в обертаючийся барабан 10 і прижимається відцентровою силою до сита, через яке і відбувається його просіювання. Через розвантажувальний пристрій 1 борошно висипається в підставлену тару; домішки залишаються всередині барабана і видаляються після зупинення машини.

Правила експлуатації та техніки безпеки.

Корпус просіювача 2 закріплюють в горловині привода. При цьому хвостовик 9 провертають таким чином, щоб він потрапив у гніздо редуктора привода.

На вихідний вал 7 редуктора встановлюють просіюючий барабан відповідного номера. Барабан 1,4 призначений для просіювання борошна, крохмалю, солі вищого гатунку ; барабан 2,8 призначений для просіювання круп „Артек", кукурудзяної N5, перлової N5, ячневої N3, манної, цукру-піску, солі; барабан 4-для просіювання крупного цукру-піску, дроблених круп: кукурудзяної N2-4, пшеничної N1-4,перлової N1-4, ячневої N1-2.

Потім на корпусі закріплюють завантажувальний пристрій з конусом і надівають на нього гнучкий рукав.

Після цього перевіряють роботу механізму на холостому ходу, підставляють під гнучкий рукав тару, завантажують борошно в бункер і вмикають електродвигун. Через кожні 30-40 хв. роботи просіювач вимикають, знімають з нього завантажувальний бункер, виймають сито і обчищають його легким постукування об стіл.

Категорично забороняється знімати завантажувальний бункер з конусом під час роботи просіювача, а також проштовхувати продукт рукою в барабан. Недотримання усіх правил може призвести до поломки механізму та травмуванню пальців і кисті рук.

По закінченню роботи механізм вимикають і розбирають. З наружніх поверхонь просіювача сухою щіткою знімають осівший від продукту пил, а потім протирають їх вологою тканиною. Пофарбовані поверхні промивають теплою мильною водою (раз на тиждень) і протирають сухою тканиною. Барабан очищають щіткою від залишків продукту.

Розрахунково-конструкторський розділ

Геометричні розміри барабана-сита визначаю за наступною методикою з використанням основної формули розрахунку теоретичної продуктивності просіювача:

Q = Fo V ρн φ 3600, (10,1)

де Q - теоретична продуктивність просіювача, кг/год (значення Q я беру 300 кг/год );

Fo - сумарна площа отворів барабана-сита, м² ;

V - швидкість проходження частинок крізь отвори барабана-сита, м/с ;

Ρн - насипна маса продукту, кг/м³ (приймаю 450 кг/м³) ;

φ - коефіцієнт поверхні сита, що характеризує, яку частину загальної площі бокової поверхні барабана-сита займає просіюванний продукт за стаціонарного режиму роботи.

Для борошна всіх видів φ приймаємо за 0,3.

Сумарну площу отворів барабана-сита визначають за формулою:

Fo=Kc π Dc Hc, (10,2)

де Кc - коефіцієнт живого перерізу барабана-сита, який показує, яка частина площі бокової поверхні сита належить отворам (для плетених сит Кc= 0,5...0,8, для сита N 1,4 - Кc= 0,6);

Dc - діаметр барабана-сита, м;

Hc - висота барабана-сита, м (приймаю Нc = 1,1Dc).

Швидкість проходження частинок продукту крізь отвори барабана-сита визначаю за формулою:

Кпр - коефіцієнт прослизання частинок продукту по поверхні барабана-сита ( приймаю Кпр=0,8).

Використовуючи формули (10,1) - (10,3), задану теоретичну продуктивність Q, а також вибрані значення φ,ρн, Кс, nc, Кпр, Нс, обчислюють числове значення діаметра барабана-сита за формулою:

Значення Нс визначаю за формулою:

Hc=1,1·Dc

Hc=1,1·0,22=0,242 м

Знаходжу швидкість проходження частинок продукту крізь отвори барабана-сита :

Знаходимо сумарну площу отворів барабана-сита:

Fo =0,6·3,14·0,22·0,242 = 0,1 м²

Розрахунок потрібної потужності двигуна просіювача проводжу після визначення його конструктивних особливостей (аналогічно з відомими машинами і механізмуми, які використовуються для просіювання).

Необхідну потужність просіювача (кВт) розраховую за формулою:

No = N1+N2 , (10,6)

         1000·η

де N1 - потужність, яка необхідна для подолання сили тертя продукту об поверхню барабана сита, Вт;

N2 - потужність, яка необхідна для обертання барабана-сита з продуктом із заданою частотою, Вт;

η - загальний коефіцієнт корисної дії передаточного механізму просіювача (приймаю 0,95).

Значення потужності N1 розраховую за формулою :

N1 = mпр·g·Dc·ƒтер·ωс, (10,7)

                    2

де mпр - маса завантаженого в барабан-сито продукту, кг;

g - прискорення вільного падіння, м/с²;

ƒтер - коефіцієнт тертя ковзання продукту об поверхню барабана-сита (значення ƒтер залежить від виду продукту та конструкції барабана-сита, для плетених сит приймаю 1,4);

ωс - кутова швидкість обертання барабана-сита, рад/с.

Масу, яку завантажено в барабан-сито розраховую за формулою:

mпр = π·D²c·Hc·ρн·φз, (10,8)

          4

де φз - коефіцієнт завантаження барабана-сита продуктом (приймаю 0,5).пр = 3,14·0,22²·0,242·450·0,5 = 2,069 кг

              4

Кутову швидкість барабана-сита визначаю за формулою :

ωс = 2π·nc = 2·3,14·13 = 81,64 рад/с (10,9)

Розраховую значення потужності N1 :

N1 = 2,069·9,8·0,22·1,4·81,64 =254,9 Вт

                         2

Значення потужності N2 розраховую за формулою :

N2 = (mпр+mc)·g·Dc·ωc, (10,10)

                              4

де mc - маса барабана-сита, кг

Масу барабана-сита визначаю за формулою :

mc = Vc·ρc, (10,11)

де Vc - об’єм конструкції барабана-сита, м³ ;

ρc - густина матеріалу барабана-сита, кг/м³(приймаю ρc = 7000 кг/м³).

Об’єм барабана-сита визначаю за формулою :

Vc = π·Dc·Hc·(1- Кс)·δс+π·Dc²·δдн, (10,12)

де δс - товщина дроту плетеного сита, м (приймаю δс = 0,002)

δдн - товщина дна барабана-сита, м (приймаю δдн = 0,003)

Vc = 3,14·0,22·0,242·(1- 0,6)·0,002+3,14·0,22²·0,003 = 0,0001337 + 0,0001139 = 0,0002476 м³

Визначаю масу барабана-сита :

mc = 0,0002476·7000 =1,733 кг

Визначаю значення потужності N2 :

N2 = (2,069+1,733)·9,8·0,22·81,64 =167,3 Вт

                                      4

Розраховую необхідну потужність просіювача (кВт):

Nо = 254,9 + 167,3 =0,444 кВт

        1000·0,95

Таким чином винайшовши необхідну потужність, яка дорівнює 0,444 кВт, можна зробити вибір потрібного нам приводу з відповідною потужністю. Мені підходить універсальний привод П1-0,6-1,1 із змінним механізмом МС 24-300.

Висновок

просіювач борошно барабан потужність

Розробивши цей курсовий проект, я закріпив свої знання з курсу механічного обладнання, навчився розраховувати необхідну потужність машини по заданим параметрам, яку в подальшому можна застосовувати при виборі необхідного обладнання для підприємства харчування. В моєму випадку отримавши потужність двигуна 0,444 кВт можна запропонувати використання універсального приводу П1- 0,6 зі змінним механізмом МС 24-300. але потрібно зауважити, що потужність цього приводу буде використовуватись, тобто використання його призведе до невеличкого простоювання.

Можна запропонувати використання просіювача борошна ПМ- 500 (ООО „Сухаревка", м. Москва, Росія). Тому що при потужності в 0,55 кВт його продуктивність майже вдвічі вища за продуктивність МС 24- 300 з П1- 0,6, а саме 500 кг/год. Це надасть можливість зекономити на електроенергії, підвищити продуктивність праці. Тобто використання ПМ- 500 набагато рентабельніше. В свою чергу це підвищить економічні показники.

Але не потрібно і забувати про специфіку підприємства. Якщо це велика їдальня, тоді вигідніше використовувати привод П1- 0,6 зі змінними механізму тому числі і МС 24- 300. А якщо це, наприклад, міні-пекарні, то вигідніше використовувати ПМ- 500, так як підприємство з вузькою специфікою.

Список літератури

1) Дейниченко Г.В.,Єфімова В.О.,Пстнов Г.М. „Обладнання підприємств харчування": Довідник. 4.1.-Харків :ДП Редакція „Мир техники и технологий",2002. центр КНТЕУ. Київ 2001.

) В.Д. Ёлхина „Оборудование предприятий общественного питания", Т.1: Механическое оборудование - М. Экономика,1987.

) М.А. Богданова „Оборудование предприятий общественного питания" - М.:Экономика.1980.

) В.И. Главацкая „Механическое и холодильное оборудование предприятий общественного питания" - М.:Экономика,1982.

) Методичні вказівки та завдання для курсового проектування з дисципліни „Устаткування підприємств громадського харчування(механічне)" для студентів спеціальності 09171101. Укладач Бублик Г.А.. Видавничий