Автор работы: Пользователь скрыл имя, 09 Января 2015 в 16:01, курсовая работа
Первые экструдеры для зерна и бобовых начали применяться в США в середине 1960-х годов. В СССР экструдеры для зерна и бобовых выпускал Куйбышевский завод аэродромного оборудования с 1970-х годов. Ранее отечественной промышленностью для производства комбикормов выпускались две основные модели экструдеров - это ПЭК-125х8 производительностью до 600 кг/ч и КМЗ-2М производительностью до 500 кг/ч. Экструдер ПЭК-125х8 был также оснащен электронагревателем рабочей части. За время существования экструзионных технологий появилось большое разнообразие конструкций машин для их реализации.
Выпрессованная полужидкая
масса за счет перепада
Таблица 2.
Техническая характеристика экструдеров
Показатель |
А1-КХП |
Б8-КХ-ЗП |
Производительность, кг/ч |
75 |
90 |
Мощность, кВт: |
||
Привода |
21 |
18,5 |
Электронагревателя |
3,84 |
2,8 |
Число шнеков |
1 |
1 |
Частота вращения шнеков, мин"1 |
71 |
79,3 |
Диаметр шнеков, мм |
155 |
74 |
Максимальная температура в зоне нагрева, "С |
145 |
160...180 |
Максимально допустимое давление экструзии, МПа |
10 |
12 |
Габаритные размеры, мм |
1750x890x1635 |
1200x1200x1900 |
Масса, кг |
1300 |
950 |
Экструдер МФБ-1 (рис.6) состоит из плиты 15, станины 1 с кронштейном 12, электродвигателя 14, червячного редуктора 13, корпуса 4 со шнеком 3 и формующей матрицей 2, головки 7 с парой конических шестерен 8 и загрузочной воронки 5 со спиралью 11.
Рис. 6 Экструдер МФБ-1:
1 − станина; 2 − формующая матрица; 3 − шнек; 4 − корпус; 5 − загрузочная воронка; 6 − вертикальный вал; 7 − головки; 8 − конические шестерены;
9 − горизонтальный вал; 10 − приводная звездочка; 11 − спираль;
12 − кронштейн; 13 − червячный редуктор; 14 − электродвигатель.
Внутри головки 7 находятся горизонтальный вал 9 с конической шестерней и приводной звездочкой 10, вертикальный вал 6 с конической шестерней и спиралью. Спираль 11 подает конфетную массу в корпус 4 и непрерывно перемешивает ее в загрузочной воронке 5. Шнек 3 выпрессовывает массу через формующие каналы матрицы 2 в виде пяти бесконечных жгутов, которые после предварительного охлаждения разрезаются на конфеты.
Рассчитать коэффициент геометрической формы головки и производительности двухшнекового экструдера ШФК для производства хлебцев . Диаметр шнека - 63 мм, температура расплава - 180 0С.
Дано:
1 Фильтрующая сетка
1.1 Площадь фильтрованного
1.2 Число сеток n = 7
1.3 Диаметр отверстий d = 0,007 см
1.4 Толщина фильтрующих элементов д = 7 см
2 Решетка:
2.1 Число отверстий Z = 7
2.2 Диаметр отверстий d = 0,21 см
Толщина фильтрующих элементов д = 0,525 см
3 Цилиндрический канал:
3.1 Диаметр канала d7 = 1,54 см
3.2 Длина канала L7 = 11,9 см
4 Конический кольцевой канал:
4.1 Средние радиусы окружности конического кольцевого зазора на входе и выходе: r11 = 0,77 см, r12 = 4,095 см
4.2 Толщина зазора на входе и выходе: h11 = 0,49 см, h12 = 0,42 см
4.3 Длина канала L1 = 6,44 см
5 Цилиндрический кольцевой
5.1 Средний диаметр d4ср = 7,98 см
5.2 Ширина кольцевого зазора b4 = 0,56 см
5.3 Наружный и внутренний радиус цилиндрического канала: r4н = 4,27 см, r4вн = 3,71 см
5.4 Длина канала L4 = 4,55 cм
6 Конический кольцевой канал:
6.1 Средние радиусы окружности кольцевого зазора на входе и выходе: r12 = 4,06, r21 = 8,4 cм
6.2 Толщина зазора на входе и выходе: h21 = 0,42 см, h22 = 0,84 см
Длина канала L3 = 7,35 см Цилиндрический кольцевой канал:
Средний диаметр канала d5ср = 16,8 см
7.2 Ширина кольцевого зазора b5 = 0,77 см
7.3 Наружный и внутренний радиусы цилиндрического канала: r5н = 8,785 см, r5вн = 8,015 см
7.4 Длина канала L4 = 1,26 см
8 Конический кольцевой канал:
8.1 Средние радиусы окружности конического кольцевого зазора на входе и выходе: r31 = 8,4 см, r32 = 10,5 cм
8.2 Толщина зазора на входе и выходе: h31 = 0,56 см, h32 = 0,77 см
8.3 Длина канала: L3 = 2,1 см
9 Цилиндрический кольцевой
9.1 Средний диаметр канала d6ср = 21 см
9.2 Ширина кольцевого зазора b6 = 0,56 cм
9.3 Наружный и внутренний радиусы цилиндрического канала r6н = 10,78 см, r6вн = 10,22 см
9.4 Длина канала L6 = 1,26 см
10 Объемный расход расплава Vp = 10 cм3/с
Решение:
Коэффициент геометрической формы головки зависит от профиля и геометрических размеров формующих сечений головки (К1) экструдера, фильтрующей сетки (если она установлена) (Кф.с) и решетки (Кр):
(1)
Определим К соответствующего элементарного участка и скорость сдвига гi, что позволит рассчитать перепад давления на том же участке.
1 Фильтрующая сетка:
Кф.с = (n · F · d2) / (32 · д),
Кф.с = (7 · 700 · 0,0072) / (32 · 7) = 0,2401/224 = 0,00107см3 = 1,07·10-3 см3
Кр = (3,14 · 7 · 0,214) / (128 · 0,525) = 0,0427/67,2 = 0,000636см3 = 0,636· 10-3 см3
(4)
К' = 1 / (1/0,016 + 1/0,0082 + 1/0,414 + 1/0,0824 + 1/1,616 + 1/0,772 + 1/0,0116) = 3,48 · 10-3 см3,
К = К' + Кф.с. + Кр,
К = 3,48 · 10-3 + 1,07 · 10-3 + 0,636 · 10-3 = 5,186 · 10-3 см3.
Коэффициент геометрической формы головки экструдера ШФК равна 5,186 · 10-3 см3.
Шнек экструдера имеет постоянный шаг и переменную глубину нарезки спирального канала.
1.Исходные данные:
- диаметр шнека D = 63 мм;
- число заходов нарезки шнека л = 1;
- коэффициент геометрической
Решение:
2. Принимаем степень сжатья шнека из соотношения I = 16.
Из двух стандартных соотношений L/D = 20/25 выбираем L/D = 25.
Тогда длина шнека:
L = 25D,
L = 25 · 6,3 = 157,5 cм.
3 Определяем геометрические
1) глубину спирального канала в начале зоны загрузки (под загрузочной воронкой):
(1)
h1 = 0,14 · 6,3 = 0,882 cм.
2) глубину спирального канала в зоне дозирования:
3 (2)
h3 = 0,5 · [6,3 - v6,32 - (((4·0,882)/2,3))(6,3 - 0,882))] = 0,35 см.
3) глубину спирального канала
в начале зоны сжатия
h2 = h1 - ((h1 - h3) / L) · L0, (3);
h2 = 0,882 - ((0,882 - 0,35) / 157,5) · 78,75 = 0,616 см,
где L - длина шнека, см;
L0 - длина шнека до зоны сжатия:
L0 = L - Lн,
L0 = 157,5 - 78,75 = 78,75
где Lн - длина напорной части шнека, см.
4) среднюю глубину нарезки в напорной зоне шнека:
hср = (h1 + h3) / 2,
hср = (0,882 + 0,35) / 2 = 0,616 см.
5) рассчитываем длину зоны
Тогда
Lд = 9 · D,
Lд = 9 · 63 = 567 мм,
Lсж = 1 · D,
Lсж = 1 · 63 = 63 мм.
6) шаг нарезки t принимаем из соотношения t = (0,8 - 1,2) D
t = D = 63 мм.
7) находим рабочую скорость
n = (г · h3) / (р · D), (4)
n = (60 · 0,35) / (3,14 · 6,3) = 1,06 об/с,
где г - средний градиентскорости (г = 50 ∙110 с-1), принимаем г = 60 с-1.
8) ширину гребня витка находим из соотношения: е = (0,06 ∙ 0,1) D
е = 0,08 · D,
е = 0,08 · 6,3 = 0,504 см.
9) радиальный зазор между гребне шнека и внутренней стенкой цилиндра:
д = (1 · 10-3 ∙ 3 · 10-3) · D = 2 · 10-3 · D,
д = 2 · 10-3 · 6,3 = 0,0126 см;
10) диаметр сердечника шнека у загрузочной воронки:
d1 = D - 2h1, (6);
d1 = 6, 3 - 2 · 0,882 = 4,536 см.
11) диаметр сердечника шнека в зоне дозирования:
d3 = D - 2h3 (7)
d3 = 6,3 - 2 · 0,35 = 5,6 см.
12) угол подъема винтовой линии нарезки шнека:
4 Коэффициент геометрических
у = 1 - ((6,9D) / (2(h2 - h3))) · lg(h2 / h3) + D2 / (2h2h3), (8);
у = 1 - (6,9· 6,3 / (2(0,616 - 0,35))) · lg(0,616 / 0,35) + 6,32 / (2·0,616·0,35) = 73,025.
Вычисляем коэффициенты а и b:
а = (рІ / h2h3) · [(D(h2 - h3)) / (2h∙2h3)) - 1], (9)
a = (3,142 / 0,616 · 0,35) · [(6,3(0,616 - 0,35)) / (2 · 0,616 · 0,35)) - 1] = 132 см-2.
b = (2,3 / (h2 - h3)D3) · lg(h2(D + d3) / h3(D + d1)) + (2h2h3 + (h2 + h3)D) / (2D2h22h32),
b = (2,3 / (0,616 - 0,35) · 6,33) · lg(0,616(6,3 + 5,6) / 0,35(0,63 + 4,536)) + (2·0,616·0,35 +
+ (0,016 + 0,35)6,3) / (2·6,32·0,6162·0,352) = 1,761 см-4.
5 Определяем постоянные потоков:
- прямого:
A1 = (р3(t - лe)у) / (a + t2b), (10)
A1 = (3,143(6,3 - 1 · 0,504) · 73,025) / (132 + 6,32 · 1,761) = 64,9 см3,
где л - число заходов нарезки шнека (л = 1).
- обратного:
В1 = (р3(t - лe)) / (12Lн(a + t2b)), (11)
В1 = (3,143(6,3 - 1 · 0,504)) / (12·78,75(132 + 6,32 · 1,761)) = 7,63 · 10-3 см3.
Потоком утечки С1 пренебрегаем, так как он еще меньше, чем обратный и практически не оказывает влияния на производительность экструдера.
7 Вычисляем производительность экструдера, которую может обеспечить выбранный шнек:
Qэ = (A1 · K · n) / (K + B1 + C1), (12)
Информация о работе Экструдер с отрезным устройством для линии производства хлебцев