Комбинированная овощерезательная машина, производительностью 175 кг

Комбинированная овощерезательная машина, производительностью 175 кг

Курсовой проект

По дисциплине: «Оборудование предприятий общественного питания»

На тему: «Комбинированная овощерезательная машина

Производительность 175кг/ч »

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

Анализ конструктивно-технологических схем овощерезательных машин

Классификация овощерезательных машин

Анализ конструкций овощерезательных машин

Теория процесса и обоснование режима работы

Описание разрабатываемой универсальной дисковой овощерезательной машины

Расчетная часть

Расчет объема загрузочного устройства

Расчет массы продукта, находящегося в загрузочном устройстве

Расчет частоты вращения рабочего вала дисковой овощерезки

Кинематический расчет

Заключение

Список литературы

овощерезательный машина загрузочный

ВВЕДЕНИЕ

К основным задачам пищевых производств относится комплексная переработка пищевого сырья , увеличение объемов вырабатываемой продукции, повышение ее качества ,а также расширение ассортимента.

Основными направлениями развития предприятий общественного питания является успешное внедрение современных методов производства готовой кулинарной продукции, а так же полуфабрикатов высокой степени готовности с максимально возможной механизацией и автоматизацией процессов.

Без овощерезательных машин сегодня не обходится практически ни одно предприятие питания. Решающее значение для повышения эффективности производства имеет внедрение прогрессивного оборудования, способствующего интенсификации технологических процессов, сокращению длительности производственных циклов и снижению технологических потерь сырья. В этом направлении перспективным является применение совершенных овощерезательных агрегатов. Применение таких машин позволяет комплексно механизировать и автоматизировать процесс.

Целью курсового проекта является разработка дисковой универсальной овощерезательной машины производительностью 175кг/час.

АНАЛИЗ КОНСТРУКТИВНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СХЕМ ОВОЩЕРЕЗАТЕЛЬНЫХ МАШИН

Классификация овощерезательных машин

В зависимости от назначения овощерезки делятся на две группы:

для сырых

для вареных овощей.

Режущие рабочие инструменты овощерезок - ножи - могут быть различной формы: прямолинейной, криволинейной (серповидной) и в виде режущих отверстий (терок) или ножевых решеток.

В зависимости от принципа работы овощерезки подразделяются:

дисковые

роторные

пуансонные

комбинированного действия.

У дисковых овощерезок ножи различной формы укреплены на вращающемся опорном диске. Продукт прижимается к поверхности диска вручную или в результате попадания его между стенкой камеры и диском вследствие вращения. Толщина нарезки зависит от расстояния между поверхностью диска и лезвием ножа, а форма нарезки - от формы лезвия. При вращении лезвия от зажатого продукта срезается слой, который под действием собственного веса падает в подставленную тару. Продукт становится тоньше, опускается ниже и вновь прижимается к диску. Процесс продолжается до нарезки всего продукта. Для нарезки продукта брусочками на ножевом диске устанавливаются комбинированные ножи (укороченные ножи с гребенками), подрезающие продукт в двух плоскостях. Терка - стальной лист с отверстиями, края которых отогнуты и заточены,- позволяет получать нарезку соломкой, а также тонкое измельчение овощей и фруктов.

В роторных овощерезках загруженный в камеру продукт зажимается между расположенными под углом пластинами вращающегося ротора и неподвижной цилиндрической стенкой камеры и скользит по ней. При движении вдоль стенки продукт наталкивается на вертикально расположенные лезвия (ножи или ножевые гребенки). Слой продукта толщиной ,равной расстоянию между лезвием и стенкой камеры, отрезается, а остальная часть продукта продолжает движение до встречи с другим лезвием.

В пуансонных овощерезках продукт целиком продавливается через ножевую решетку поршнем, который совершает возвратно-поступательное движение . Про этом можно получить фигурную форму нарезки: чесночками или брусочками различной конфигурации в зависимости от формы отверстий ножевых решеток.

В овощерезках комбинированного действия продукт нарезается сначала вращающимся двухлопастным ножом на кругляши, а затем проталкивается этим же ножом через ножевую решетку, в результате чего происходит нарезка кубиками или брусочками.

Анализ конструкций овощерезательных машин

В настоящее время на предприятиях общественного питания для нарезки овощей применяются универсальные овощерезательные машины и овощерезательные механизмы различных типов.

Овощерезательный механизм МО (рис. 1) входит в комплект к универсальному приводу УКМ [2,3].

Корпус механизма 3 крепится на горловине универсального привода, внутри которого находится коническо - зубчатая передача 7. Входной вал 5 с помощью хвостовика крепится к валу универсального привода, а на выходной вал 1 устанавливаются рабочие органы. Валы 5,1 соответственно опираются на роликовые подшипники 6,8. Загрузочное устройство 2 крепится к корпусу с помощью откидных кронштейнов 9 с винтами 10 для фиксации (откидной болт). Механизм комплектуется двумя серповидными ножами, двумя комбинированными ножами, терочным диском и ножевыми решетками 4, такими же, как и машина МРО-50-200. Кроме ТОО, механизм комплектуется специальным щитком, предотвращающим разбрасывания нарезанного продукта при выпадании из разгрузочного лотка, который надевается на разгрузочное окно лотка.

Рис. 1. Овощерезательный механизм МО:

а - разрез; б- ножевая решетка

Универсальная овощерезательная машина МПО-350 по конструкции и принципу действия аналогична механизму МО. Отличается, в основном мощностью электродвигателя и производительностью. В комплект овощерезки входят дисковой и два комбинированных ножа, а также два терочных диска[4] .

Механизм для фигурной нарезки сырных овощей МС 28-100 (рис. 2) входит в комплект универсального привода ПУ-0,6 и служит для нарезки овощей чесночком и фигурными брусочками. Корпус механизма 4 закрепляется на валу привода. Его хвостовик 7, выступающий из корпуса редуктора б, закрепляется с валом универсального привода. В редукторе расположена червячная передача 5 и коленчатый вал 8 с ползуном 9, на конце которого закрепляется капроновый поршень 3. Поршень находится внутри рабочей камеры 2, которая с боку снабжена загрузочной воронкой 11, а снизу - разгрузочным отверстием, на котором крепится ножевая решетка 1.

Рис.2. Механизм для фигурной нарезки сырых овощей МС 28-100:

а- кинематическая схема; б- общий вид

Крепление рабочей камеры к корпусу осуществляется с помощью соединительной тяги 10. В комплект механизма входят две ножевые решетки: для нарезки чесночком 12 и фигурными брусочками 13, которые крепятся камере обработки болтами.

Принцип действия. При включении механизма в работу поршень внутри камеры совершает возвратно - поступательное движение пуансонного действия. При движении поршня вверх продукт через загрузочную воронку попадает на ножевую решетку. При движении поршня вниз продукт целиком продавливается через ножевую решетку и отрезанные его части выпадают в подставленную тару.

Универсальная овощерезательная машина МРО-400-1000 (рис.3) имеет производительность 400…1000 кг/ч и применяется на крупных предприятиях.

Рис.3. Универсальная овощерезательная машина МРО-400-1000:

а- разрез; б- общий вид

Внутри литого корпуса 4 расположен электродвигатель 11, клиноременная передача 12, приводной вал 1, на который с помощью гайки 2 и стакана 3 крепятся рабочие инструменты (как дисковые приспособления МРО-50-200). В комплект машины еще входит роторное приспособление, которое также устанавливается сверху машины.

Роторное приспособление состоит из загрузочного барабана 10, внутри которого расположен вращающийся по валу ротор 9 и режущий инструмент в виде ножевых блоков 5. Ротор на валу крепится с помощью стопорного винта б. сверху данное приспособление закрыто крышкой 7. На корпусе роторное приспособление жестко крепится с помощью защелки 23 и зацепа 14. На роторе вертикально расположены три лопасти 8, подающие продукты к режущему инструменту. Последний представляет собой блок с ножом и ножевой гребенкой для нарезки брусочками (3х3, 6х6, 10х10 мм).

Принцип действия. На корпусе машины с помощью зацепа и фиксатора крепят барабан, а внутри на валу - ротор; затем устанавливают сменный ножевой блок. При включении машины ротор вращается, и поступающие сверху овощи попадают на его поверхность. Под действием центробежной силы продукты прижимаются к стенке барабана и с помощью лопастей ротора скользят вдоль стенки к вертикальному ножу. Отрезанный продукт толщиной, равной расстоянием между лезвием и стенкой барабана, выталкивается через щель камеры наружу и через разгрузочный лоток выпадает в подставленную тару.

Овощерезательный механизм МС 10-160 входит в комплект универсального привода ПУ-0,6 и служит для нарезки сырых овоще . Состоит из корпуса, который закрепляется на горловине привода. В корпус вставляется вал, один конец которого хвостовиком входит в зацепление с валом привода, а на другой конец устанавливаются сменные ножевые диски. В комплект данного механизма входят ножи для нарезки овощей ломтиками, соломкой. Толщина нарезки регулируется с помощью гайки. На корпус крепится загрузочный бункер улиткообразной формы, который прижимается к корпусу с помощью откидного болта. В нижнее части корпуса находится разгрузочное окно, откуда в подставленную тару выпадают нарезанные овощи. Крепление ножевых дисков к валу осуществляется с помощью шпонки.

Принцип действия. После включения машины овощи попадают в улиткообразный бункер, зажимаются между стенкой бункера и вращающимся диском. Выступающие над поверхностью диска ножи отрезают от продукта ломтик, который под действием собственного веса выпадает в подставленную тару.

Анализ конструкций дисковых овощерезательных машин свидетельствует о широком наборе машин, входящими в состав универсальной кухонной машины. В тоже время, следует отметить, что универсальный кухонный привод не заменит овощерезку, что связано с особенностями планировки кухни и, в некоторых случаях, необходимостью осуществлять все операции синхронно. Поэтому для каждого вида обработки применяется отдельный аппарат, овощерезка в том числе.

Следует отметить и второй момент - функциональные возможности машины. Каждая модель имеет диск, позволяющий производить определенный вид нарезки (соломкой, кольцами, стружкой). Следует также учесть, что некоторые модели не предназначены для работы с вареными овощами.

Таким образам, необходимо разработать универсальную дисковую овощерезательную машину с возможностью нарезки овощей в виде различной конфигурации и с требуемой в соответствии с заданием производительностью 175 кг/ч. Аналогом такой машины может быть машина МРО 50- 200.

Теория процесса и обоснование режима работы

Действие овощерезательных машин основано на относительном движении резательных приспособлений - ножей и материала. Это относительное движение может быть осуществлено различными способами.

Резание - процесс механического расчленения продукта, с помощью вклинивающегося в него рабочего органа. Резание пищевых продуктов осуществляют для того, чтобы отделить от массива продукта определенную его часть, для разделения продукта на частицы заданных формы и размеров и для измельчения продукта без предъявления требований к форме частиц.

Резание как один из способов измельчения производят лезвием ножа, ножевыми рамками, гренками или пильным зубчатым полотном, которое при этом вклинивается в измельчаемую продукцию, вызывая с поверхности контакта напряжения, достаточные для преодоления всех сопротивлений, возникающих в ней в момент разрушения.

К резательным машинам предъявляются следующие требования: конструкция ножей должна быть универсальной, т.е. она должна позволять регулировать толщину отделяемых кусков без замены ножей; лезвие ножей должно изнашиваться равномерно по все длине; ножи должны отделять куски продукции путем резания, а не отрыва их; куски продукта должны имеет заданную форму и размеры.

Резание происходит в поле гравитационных, центробежных, втягивающих или толкающих сил, режущими или специальными рабочими органами машины. Эти силы используются для обеспечения подачи продукции в зону измельчения и отвода ее из машины.

Форма, заточка и движение ножей, применяемых для резания пищевой продукции, зависят от рода, физико - механических и структурных свойств измельчаемой продукции, качества среза и формы продукта, получаемого в результате резания.

Описание разрабатываемой дисковой овощерезательной машины

Разрабатываемая универсальная дисковая машина (рис. 4) предназначена для нарезки сырых овощей ломтиками, соломкой, кружочками, а так же для шинкования.

Машина состоит из литого корпуса 1, внутри которого находится машинное отделение. На корпусе сверху зацепом и фиксатором крепится съемное ручное загрузочное приспособление 2, которое при этом упирается в блокировочное приспособление. Для предотвращения несчастного случая блокировка отключит электродвигатель при попытке поднять ручное приспособление во время работы.

Внутри загрузочного приспособления имеются три отверстия различного диаметра, внутри которых находятся три толкателя: два съемных цилиндрических и один качающийся серповидной формы, шарнирно закрепленный на кронштейне 3.

Рабочая камера 8 представляет собой пустотелый подвижный цилиндр, сбоку от которого расположен загрузочный лоток 6. Для более эффективной разгрузки на рабочем валу укреплен сбрасыватель12 с тремя лопастями. На корпусе находится кнопочная станция 4 с кнопками «Пуск» и «Стоп».

Приводной механизм состоит из электродвигателя 13, клиноременной передачи 7 и приводного вала 5. Рабочие инструменты надеваются на верхний выступающий конец вала таким образом, чтобы быть жестко зафиксированным на выступе стакана 10 с помощью винта 9. Положение стакана на валу регулируется гайкой 11 и фиксируется тем же винтом 9.

Внутри корпуса машины находится болт заземления и табличка с надписью «Земля».

Рис.4. Конструкция разрабатываемой универсальной овощерезательной машины:а - общий вид; б- разрез

В комплект машины входят следующие рабочие инструменты: два терочных диска для нарезки овощей соломкой размерами 0,8х1,2 и 3х3 мм; диск с серповидными ножами для нарезки овощей ломтиками толщиной 2 мм и шинкования капусты; диск с плоскими ножами и гребенками для нарезки овощей брусочками с поперечным сечением 3х3 и 10х10 мм. Ножи расположены на дисках неподвижно, поэтому толщина нарезки не регулируется. Основание корпуса имеет амортизаторы и резьбовые отверстия для крепления машины к столу.

Нарезка продуктов можно производить следующим образом. Включив машину, закладывают овощи вручную в одно из отверстий загрузочного устройства и прижимают толкателями к вращающемуся опорному диску. Ножи, вращающиеся вместе с опорным диском, отрезают от плодов последовательно слой за слоем в виде ломтиков, колец, полуколец, брусочков, соломки. В момент отрезания продукт удерживается от перемещения стенкой загрузочного отверстия и толкателем. Отрезанные частицы продукта проходят в отверстия опорного диска, расположенного под ножами, захватываются вращающимся сбрасывателем и подаются в разгрузочный люк.

РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ

Расчет объема загрузочного устройства

Объем загрузочного устройства,

,

где F - площадь загрузочного устройства разрабатываемой овощерезки, у которой продукт прижимается к опорному диску толкателем, , в этом случае F= πгде - диаметр разгрузочного отверстия, принимаем 0,08м; - высота рабочей камеры, м, принимаем 0,1 м;

=0,005

= 0,005 * 0,1 =0,0005

Расчет массы продукта, находящегося в загрузочном устройстве

Масса продукта (кг), единовременно закладываемого в загрузочный бункер,

= *ρ*φ,

где - объем загрузочного устройства, ;

ρ- плотность измельчаемого продукта, кг/, принимаем 700 кг/;

φ - коэффициент заполнения загрузочного устройства, для разрабатываемой дисковой овощерезки принимаем 0,9.

= 0,0005*700*0,9=0,315 кг

Расчет частоты вращения рабочего вала дисковой овощерезки

Расчет частоты вращения рабочего вала () производим, исходя из заданной производительности овощерезки (175кг/ч).

Q = 3600*F*h*z*n* ρ* φ, тогда

n = Q/(3600*F*h*z* ρ*),

где Q - заданная производительность, кг/ч;

F - площадь загрузочного устройства, ;

h - толщина нарезаемого ломтика, м, принимаем 4 мм;

z - число ножей, шт., принимаем 2;

n - частота вращения вала,  

ρ - плотность измельчаемого продукта, кг/;

 - коэффициент использования площади опорного диска,

принимаем 0,3.

n- 175/(3600*0,005*0,004*2*700*0,3) = 5,79  или 552

Кинематический расчет

в общем случае любая кинематическая цепь состоит из следующих частей: двигателя, преобразующего электроэнергию в механическое вращательное движение ротора; передаточных механизмов, распределяющих это вращательное движение между отдельными органами машины и задающих им требуемые скорости; исполнительных механизмов, начальное ведущее звено которых соединено с передаточным механизмом, а конечное ведомое - с рабочим органом.

Кинематический расчет любой машины состоит из расчета передаточных отношений и определения скоростей всех валов и рабочих органов.

Определяем передаточное отношение привода:

=

Где  - частота вращения вала электродвигателя, ;

 - частота вращения вала режущего диска, .

= 1470/552 = 2, 66

Определяем частоту вращения и угловую скорость вала привода :

=  = 1470

  =  = 76,93

Определяем вращающий момент на валу электродвигателя :

=  = 390 Н*м.

Определяем угловую скорость на валу режущего барабана:

 = /60 = 3,14*552/60 = 28,9

Определяем мощность на валу:

, кВт.

Где - значение КПД подшипников качения, принимаем равной 1;

 - значение КПД клиноременной передачи, принимаем  = 0,95.

= 30*0,95 = 28,5 кВт.

Определяем вращающий момент на валу:

 = 28,5* /28,9 = 986 Н*м.

Исходные данные для расчета клиноременной передачи: номинальная передаваемая мощность Р = 0,30 кВт, передаточное отношение i = 3, частота вращение малого шкива n = 1470  (рис. 5). Режим работы средний (машина для пищевого производства).

 = 390 Нм;  = 986 Нм;  =1470  = 500 ;

 = 30 кВт;  = 28,5 кВт;  = 76,93 ;  = 28,9 .

Рис.5. расчетная схема привода дисковой овощерезки:

Электродвигатель; 2 - клиноременная передача; 3 - вал; 4 - диск

Заключение

Изучена классификация, назначение и конструктивно - технологические схемы овощерезательных машин.

Предложена конструкция универсальной дисковой овощерезательной машины, позволяющей измельчать овощи в виде различных геометрических фигур.

Проведен технологический и кинематический расчет разработанной машины. Вычернен сборочный чертеж и кинематическая схема.

Расчеты свидетельствуют о работоспособности предлагаемой конструкции овощерезательнй машины.

Литература

Ботов М.И., Елхина В.Д., Голованов О.М. Тепловое и механическое оборудование предприятия торговли и общественного питания. - М.: Академия, 2006.- 464 с.

Гуляев В.А., Иваненко В.П., Исаев Н.И. и др. Оборудование для предприятий торговли и общественного питания. Под ред. проф. В.А. Гуляева. - М.: ИНФРА, 2002.

Машины и аппараты пищевых производств. В 2 кн. Учеб. Для вузов С.Т. Антипо, И.Т. Кретов, А.Н. Остриков, В.А.Панфилов, О.А. Ураков; под ред. Акад. РАСХН В.А. Панфилова. - М.: Высш.шк., 2001. - 703с и 680 с.

Механическое оборудование предприятий общественного питания В.Д. Елхина, А.А. Журин, Л.П. Проничкина, М.К. Богачев. - М.: Экономика, 1981. - 320 с.

Проектирование механических передач: Учебно - справочное пособие для втузов С.А. Чернавский, Г.А. Снесарев, Б.А. Козинцов и др. - 5-е издание , перераб. и доп. - М.: Машиностроение , 1984. - 560 с.