Розрахункова частина

За результатами проведеного експерименту, визначити основні параметри, що характеризують роботу картоплеочисної машини.

Продуктивність картоплеочисної машини періодичної дії визна­чається з виразу:

, кг./год;

де: m— маса одночасно завантаженого продукту, кг;

t_з - час завантаження продукту в робочу камеру, с;

t₀ - час обробки, с;

t_p - час розвантаження з робочої камери, с.

Теоретичну продуктивність картоплеочисних машин періодичної дії можна розрахувати за формулою:

де: V- об'єм робочої камери, м³;

ρ - насипна маса продукту, що обробляється (для картоплі ρ - 700 кг/м³;

для буряків ρ - 750 кг/м³; для моркви р - 780 кг/м³);

φ - коефіцієнт заповнення камери продуктом, φ = 0, 65-0, 7.

Для конусних картоплечисток:

де: D- внутрішній діаметр робочої камери, м;

d- діаметр дна конусної чаші, м;

h- висота конусної чаші робочого органа, м;

H- висота циліндричної частини робочої камери, м.

Відсоток відходів продукту визначають через його масу до і після очищення:

де: m₁ - маса порції продукту після очищення, кг.

Питомі витрати води визначають:

де: m₂ - маса води і відходів, кг.

Відсоток відходів при доочищенні вручну визначають з виразу:

де: m _з- маса порції продукту після доочищення вручну, кг.

Корисна потужність машини визначається за формулою:

де: N_заг -потужність електродвигуна при роботі машини при наванта­женні, Вт;

N_хх - потужність електродвигуна при роботі на холостому ходу, Вт.

Теоретичну потужність N_T, яку необхідно передати від електро­двигуна приводному валу для здійснення технологічного процесу в картоплечистці можна визначити із виразу для конусних картопле­чисток:

де: М_тр - момент тертя прикладений до очисного диску, Н·м;

M_rp = mgfr_Tp φ,

де: g— прискорення вільного падіння, (g = 9, 8 м/с²);

f - коефіцієнт тертя картоплі по абразивній поверхні очисного диску і стінці

камери (f = 0, 8-1, 3);

r_тр - радіус прикладання сумарної сили тертя, r_тр =0, 33-0, 4 D

(D - внутрішній діаметр робочої камери машини);

φ - кутова швидкість конусної чаші, рад/с;

де: п -частота обертання робочого органу, с^-1.

Для конусних картоплечисток МОК-125, МОК-250 і МОК-400 л = 6 ^с-1.

Потужність, що затрачується на підняття бульб, у конусних картоплеочисних машинах визначається:

N_n =mgH (n|60) k,

де: Н - висота стінки робочої камери машини, що покрита абразивним

матеріалом, м;

к- коефіцієнт підняття картоплин. Враховуючи, що при кожному оберті не

всі картоплини будуть підкинуті, к приймають 0, 5-0, 7.

Питомі витрати енергії Р визначаються за формулою:

Питома металоємкість визначається:

де: m_м - маса машини, кг.

Коефіцієнт корисної дії картоплеочисних машин визначається за формулою:

Результати дослідних даних і розрахунків заносять до журналу результатів дослідження.

Оформлення звіту про проведену роботу

Звіт повинен відображати назву роботи, ціль, коротку характеристику ходу роботи; технічні характеристики існуючих картоплеочищувальних машин (оформлені у вигляді таблиці), розрахунок питомих показників окремих видів машин; заповнений журнал результатів дослідження; кінематичні схеми та ескізи окремих вузлів та деталей; схема прив'язки машини; висновки за результатами роботи.

Контрольні питання

1.Які фактори впливають на якість очищення картоплі?

2. Які показники характеризують повне очищення картоплі у машині?

3. Будова картоплеочищувальних машин періодичної дії.

4. Будова картоплеочищувальних машин безперервної дії.

5. Будова робочих органів картоплеочищувальних машин.

6. Як забезпечується подача води в робочу камеру та виведення очисток з водою із неї в машинах періодичної дії?

7. Чому завантажують і розвантажують бульби при включеній ма­шині?

8.Як визначаються основні параметри картоплеочищувальних ма­шин періодичної дії?

9. Які фактори впливають на продуктивність картоплеочисних ма­шин?

10.Правила безпечної експлуатації машин.

ЖУРНАЛ РЕЗУЛЬТАТІВ ДОСЛІДЖЕННЯ ДО РОБОТИ № З

Тип картоплеочисної машини _________________________________

Продукт_____________________________________________________

Дата досліджень_____________________________________________

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №4

Тема: Машини для нарізання овочів

Мета роботи:

- вивчити будову і принцип роботи машин і механізмів для нарізання овочів;

- придбати навички їх експлуатації;

- визначити конструктивні і експлуатаційні параметри машин для нарізки овочів;

- виконати розрахунки основних параметрів, що характеризують роботи машин;

- провести порівняльний аналіз отриманих результатів з розрахунками і визначити якісні показники процесу нарізання овочів.

Матеріальне забезпечення: машину для нарізання овочів, лабораторний стіл з контрольно-вимірювальними приладами (амперметр, вольтметр, ватметр), секундомір. Штангенциркуль (вимірювальна лінійка), циферблатні ваги, дві ємкості для продуктів. Інструкції, паспорти, каталоги та плакати існуючих машин для нарізання овочів.

Продукти: картопля.

Література:

1. Л1 - с.245-290.

2. Паспорти на існуючі види машин.

Контрольні питання на допуск до лабораторної роботи:

1. Класифікація машин для нарізки овочів.

2. Існуючі види нарізки і технологічні вимоги до процесу.

3. Як впливає на якість нарізки форма ножів і розташування ріжучої кромки?

4. Робочі органи машин для нарізки овочів.

5. Чому дискові овочерізки називаються “дисковими”?

6. Назвати основні параметри, що характеризують роботу овочерізок.

7. Фактори, що впливають на роботу овочерізок.

8. Порядок проведення експериментальної частини.

Порядок виконання роботи:

1. Ознайомитися з конструкцією і принципом роботи машин для нарізання овочів типу МС10-160, 723-10М, МРО50-200, МРО400-1000, МС27-40, МС28-100, МРОВ-160, МС18-160. Вивчити будову овочерізок шляхом безпосереднього їх огляду, знайомства з наявними в лабораторії окремими елементами і вузлами, а також за допомогою інструкцій, паспортів та плакатів на яких представлені плани і розрізи машин.

2. Розібрати машину і вивчити конструкцію і призначення окремих вузлів і деталей:

- зняти завантажувальний отвір;

- зняти робочі органи;

- вивчити конструкцію завантажувального отвору, визначити кут заклинювання;

- вивчити конструкціюкорпусу овочерізок;

- вивчити конструкцію робочих органів. Визначити діаметр диску, максимальну і мінімальну віддаль від центру опорного диску до кінця і початку леза ножа, кут загострення ножа, максимальний і мінімальний зазор між опорним диском і ножами. Звернути увагу на конструкцію вузла регулювання товщини нарізання продукту (МС10-160, 723-10М);

- вивчаючи конструкцію робочих органів, визначити в якому режимі ведеться нарізка овочів (рубляча чи сковзна різка) і чому?;

- вивчити привід машин для нарізання овочів, конструкцію привідного валу і вузли його кріплення.

Хід і методика виконання експерименту:

Ознайомитися із схемою стенду та призначенням контрольно-вимірювальних приладів;

1. Підготувати дві порції продукту. Одну для нарізання шматочками, іншу - соломкою чи брусочками. На циферблатних вагах зважити порції продукту.

2. Після дозволу викладача виконати дослідження роботи машини на холостому ході.

- встановити опорний диск з ножами для нарізання шматочками і з необхідним зазором між диском і ножами;

- включити машину і заміряти споживану потужність електродвигуном (робочий орган повинен рухатися в напрямі, що вказаний стрілкою).

4. Виконати технологічний процес нарізання продукту:

- в завантажувальне вікно рівномірно завантажити зважену порцію продукту в овочерізку;

- виміряти споживану потужність електродвигуна при нарізанні продукту;

- визначаємо за допомогою секундоміра час нарізання всієї порції продукту;

Забороняється: під час роботи машини проштовхувати продукт руками.

- виключити машину і перемінити ніж;

- включити машину і нарізати другу порцію продукту соломкою чи брусочками відповідно до попередніх підпунктів;

5. Виключити машину і провести санітарний обробіток.

6. Проаналізувати якість нарізаних продуктів. Для цього із кожної порції нарізаного продукту відбирають крихти, а також кусочки неправильної форми і такі, що мають тріщини. Зважують повноцінно нарізаний продукт.

РОЗРАХУНКОВА ЧАСТИНА

За результатами проведеного експерименту визначити основні параметри, що характеризують роботу машини для нарізання овочів.

Теоретична продуктивність дискових овочерізок визначається з виразу:

Q_т = F_о υ ρ φ 3600 (кг/год),

де F_о –робоча поверхня диску опору, м²

F_о = π (r²_max - r²_min), де

r_max, r_min – віддаль від центру диску опору відповідно до кінця і до початку леза ножа, м²

υ – середня швидкість руху продукту, що нарізається через вікна в

дискові, м/с.

υ = (м/с),

де h – відстань від площини опорного диску до леза ножів (товщина нарізаного продукту), м;

z – кількість ножів, які встановлені паралельно площині диску опору,

шт.;

n – частота обертання робочих органів, об/хв;

ρ – щільність продукту, кг/

φ – коефіцієнт заповнення робочої площини диска опору, для овочерізок з вертикально розміщеним диском φ =0, 1-0, 2, з горизонтальним - φ = 0, 2-0, 3.

Продуктивність овочерізки при її випробовуванні визначається за формулою:

Q = 3600 кг/год,

де m – маса нарізаної порції продукту, кг;

t – час за який переробляється порція продукту, с;

Якість нарізаного продукту визначається за вмістом неповноцінних частинок (крихт, деформованих шматочків, брусочків):

q = 100%, де

m₁ – маса повноцінних частинок продукту для відповідного виду нарізки, кг.

Відповідно до ГОСТ 8903-72 неповноцінними є шматочки і брусочки, що мають неправильну форму, відхилення геометричних розмірів перевищує 0, 3 мм від нормальних розмірів, чи глибина тріщин перевищує 0, 5 товщини частинок.

Теоретична потужність для дискових овочерізок при нарізанні продукту брусочками визначається за формулою:

N=М_інω = , де

М_ін – момент опору обертання робочого інструменту, Н*м;

Р_ін – проекція результуючого зусилля, прикладеного до ножа з боку продукту, на площину опорного диску, Н.

При нарізанні продукту скибочками

Р_ін = Р₁ + P₂ (sinα +f · cosα) + P₃ f,

де Р₁ – зусилля на розрізання продукту ножами, розташованими паралельно площині опорного диску, Н:

Р₁ =q_b (r_max - r_min)φ _н,

де q_b – питомий опір продукту різанню на одиницю довжини леза, Н/м;

r_max - r_min – довжина леза ножа, м;

φ _н – коефіцієнт використання довжини леза (φ _н < 1);

Р₂ – зусилля на відгинання відрізаного ломтика, Н:

Р₂ = 5/6α Gh(r_max - r_min)φ _н,

де α – кут загострення ножа, рад;

G- модуль зсуву (для картоплі 0, 7*10⁶...1*10⁶Па);

f – коефіцієнт тертя продукту об робочу і опорну грань ножів;

Р₃ – зусилля натискання продукту на опорну грань ножа, Н.

Для овочерізок з вертикальним розташуванням опорного диску зусилля натискання Р₃ визначається за формулою:

Р₃ =(P₁+aP₂ + G₁) / tqθ -f,

де G₁- вага продукту в камері обробітку, Н;

а = sinα + f cosα + cosα · tqθ -fsinα ·tqθ.

Для овочерізок з горизонтальним розміщенням опорного диску зусилля натискання Р₃ визначається за формулою:

Р₃ =(P₁+aP₂ + G₁ · tqθ) / tqθ -f,

Для овочерізок, в яких продукт утримується за допомогою товкача і стінок завантажувального пристрою:

Р₃ = Р_т +G₁

При нарізанні продукту брусочками

Р_ін = Р₁ + P₂ (sinα +f · cosα) + P₃ f +Р^/_ін ,

де Р^/_ін – зусилля, що діє на ножі гребінки, Н

Для ущільнюючого різання Р^/_ін визначається за формулою

Р^/_ін =Р^/₁ +Р^/_4,

де Р^/₁ – зусилля на розрізання продукту ножами гребінки, Н:

Р^/₁ =q_bhz_н φ _н,

де z_н -кількість вертикальних ножів в одній ножовій гребінці, шт;

Р^/₄ – зусилля на подолання тертя продукту об ножі гребінки, Н:

Р^/₄ = 2δ Еbfhz_p φ _н/ а_1,

де δ – товщина ножів гребінки, м;

Е – модуль пружності (для картоплі 2, 1*10⁶…2, 5*10⁶ Па)

b – ширина вертикальних ножів, м;

r_cp – середній радіус ножа, м:

r_cp= (r_max + r_min)/2;

ώ – кутова швидкість опорного диску з ножами, рад/с;

z_p –кількість ножів, паралельних опорному диску, які одночасно працюють, шт.;

η – ККД передачі.

Корисна потужність овочерізки визначається за формулою:

N_кор.=N_заг.-N_х.х.,

де N_заг – потужність електродвигуна при роботі машини при навантаженні, кВт;

N_х.х - потужність електродвигуна при роботі на холостому ходу, кВт

Питомі витрати енергії Р на процес нарізання визначається за формулою:

, де

Т – час, витрачений на оброблення продукту, с;

Коефіцієнт корисної дії машин для нарізання овочів визначається за формулою:

η =

Результати дослідних даних і розрахунків заносять до журналу спостережень.

Оформлення звіту про проведену роботу

Звіт повинен відображати назву роботи, ціль, коротку характеристику ходу роботи, технічні характеристики існуючих машин (оформлені у вигляді таблиці), розрахунок їх питомих показників; заповнений журнал спостережень; кінематичні схеми та ескізи окремих вузлів та деталей; схему прив’язки; висновки за результатами роботи.

Контрольні питання

1. Чим відрізняється розташування прямолінійного ножа на опорному дискові, що виконує нарізку продукту в режимі “різання” від “рубки”?

2. Як регулюється товщина відрізаних ломтиків в різних дискових овочерізках?

3. Яка принципова будова машин і механізмів для нарізання овочів в залежності від їх марок?

4. В яких овочерізках використовуються блокувальні пристрої? Яке їх призначення?

5. Які фактори впливають на продуктивність овочерізок?

6. За допомогою якого показника дають якісну оцінку нарізаному продукту?

7. Правила безпечної експлуатації машин і змінних механізмів для нарізання овочів.

Журнал результатів досліджень до роботи №4

Тип машини____________________________________________

Продукт ________________________________________________

Дата досліджень “__”_______________ 20_ _ р.