Вертикальная бичевая машина ЗВО-1

 

1. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ БИЧЕВЫХ МАШИН

 

1. Назначение и классификация бичевых машин

 

Приведено научное обоснование процесса очистки растительного сырья от наружного покрова. Качественное осуществление процесса очистки пищевого сырья во многом определяет эффективность протекания последующих процессов его обработки. Знание теоретических основ и сущности процессов очистки позволит выявить основные направления совершенствования конструкции машин для очистки сырья. Очистка пищевого сырья – это процесс удаления несъедобных и малоценных в пищевом отношении частей продукта.

     На рисунке 1 приведена классификация машин для очистки растительного сырья от наружного покрова.

 

Рисунок 1 - Классификация машин для очистки растительного сырья от наружного покрова.

  Вертикальные бичевые машины предназначены для отделения частиц эндосперма от оболочек в сходовых продуктах драных систем размольного процесса при переработке пшеницы в сортовую муку.

Принцип действия машин заключается в интенсивном соударении и трении частиц между собой и о внутреннюю поверхность цилиндрического сита в результате воздействия на них: щеток или бичей, установленных на розетках вала; радиальных бичей, прижатых по принципу хомута к оси вала.

Отделившийся эндосперм, частицы которого меньше размера отверстий сита, просеиваются и удаляются из машины.

Работа бичевых машин оценивается количественными и качественными показателями, из которых наибольшее значение имеют извлечение эндосперма в виде муки и ее качество (зольность), степень вымола оболочек, определяемая по содержанию оставшегося в них крахмала. Так как крахмал содержится в эндосперме, то его наличие в оболочечных частицах после машины позволяет судить о степени их вымола, т.е. отделения частиц эндосперма от оболочек.

Эффективность работы машины зависит от технологических свойств обрабатываемых продуктов (влажности, прочности оболочек и др.), параметров рабочих органов машины, нагрузки на машину. Например, выбирают такую нагрузку на машину, при которой достигают ее паспортной производительности и высокой эффективности вымола оболочечных частиц; обеспечивают такую влажность оболочек, при которой они оставались бы достаточно вязкими и прочными и при вымоле не измельчались. Размеры отверстий сит цилиндра подбирают, исходя из крупности обрабатываемых продуктов. При обработке крупных оболочечных продуктов рекомендовано применять сито с отверстиями диаметром 1.0-1,4 мм, мелких — диаметром 0,7-0,8 мм.

 

2. Патентный поиск

 

В курсовом проекте проводится патентный поиск существующего оборудования. Патентные исследования представлены в таблице 1.

 

 

Таблица 1.

Патентные исследования

Номер, Дата, Авторы	Название патента	Классифика-ционный индекс	Сущность патента
№ 2021015 20.01.1995 Бортников Анатолий Иванович, Шафоростов Василий Дмитриевич, Демченко Александр Григорьевич, Савин Анатолий Данилович, Кочуров Георгий Викторович	Устройство для измельчения	В05C34	Устройство для измельчения, содержащее закрепленный на фланце электродвигателя корпус, бункер с ворошителем, крышку с фиксатором и кольцевым пазом на ее торце, соединенные между собой стакан и резьбовую втулку с отверстием во фланце под фиксатором крышки, неподвижный жернов, связанный с резьбовой втулкой, и подвижный - с валом электродвигателя, отличающееся тем, что, с целью повышения эксплуатационных качеств, фланец резьбовой втулки выполнен с дополнительными равноудаленными друг от друга отверстиями и упором, входящим хвостовой частью в одно из них и в кольцевой паз крышки, который выполнен по незамкнутому контуру, а на торце стакана выполнен кольцевой паз под головку упора, причем на внутренней поверхности стакана и боковой поверхности фланца втулки выполнен Т-образный паз для размещения винта с сегментной гайкой.
№2118492. 26.04.2004 Строителев Роман Геннадьевич, Строителев Геннадий Михайлович	Вымольная машина	A21C11/16, A21C11/20	Вымольная машина, содержащая корпус с рабочей камерой, где расположены вал с ротором, гонки которого выполнены под сходящимися углами к центру от его концов, сита, приемник продуктов размола и патрубки вывода сходовых и проходовых фракций, отличающаяся тем, что она содержит дополнительный приемник продуктов размола, ротор выполнен дискретным, а в рабочей камере, в зоне дискретного разрыва ротора, установлена перегородка, при этом основной и дополнительный приемники продуктов размола расположены на корпусе по разные стороны перегородки рабочей камеры.
№24600583 10.06.2007 Лапшева Г.В.; Ульянин С.Г.	Мельница для помола зерна	В02C19	Мельница для помола зерна относится к измельчителям с винтообразными дробящими органами для измельчения фуражного зерна и может быть использована как средство малой механизации для индивидуальных хозяйств и малых животноводческих ферм. Мельница содержит приемный бункер, камеру дробления, размольную камеру, рабочий орган, установленный в размольной камере, которая представляет собой гибкую упругую трубу, покрытую изнутри антифрикционным материалом и снабженную механизмом изменения угла наклона. Механизм изменения угла наклона установлен в конце размольной камеры и выполнен в виде гидроцилиндра, приводимого в движение гидроприводом, при этом рабочий орган выполнен в виде пряди каната двойной свивки, состоящей из внутреннего и наружного слоев проволок. Проволоки наружного слоя свиты с тангенциальным зазором, величина которого должна быть больше размера дробленого зерна на 1-2 мм. Мельница обеспечивает повышение производительности и качества помола. 1 ил.

 

Выводы по результатам патентного поиска:

Патентный поиск проходил по исследованию изобретений существующих машин для очистки растительного сырья от наружного покрова. В результате поиска были найдены разнообразные машины для переработки зерна, с высокой эффективностью в ходе технологического процесса, увеличивающие производительность аппарата и позволяющие работать в различных режимах производства.

 

3. Обоснование выбора темы курсового проекта                            

             Сделав анализ современного состояния  существующих машин для очистки растительного сырья от наружного покрова и проведя патентный поиск выбираем вертикальную бичевую машину ЗВ0-1, которая обеспечивает максимальную эффективность технологического процесса, позволяет перерабатывать различные виды зерна, проста в конструкции, легока в монтаже и обслуживании.

 

4. Цели и задачи проекта

Целью курсового проекта является рассчитать вертикальную бичевую машина производительность 2000 кг/ч. Для выполнения поставленной цели необходимо решить ряд задач:

- ознакомиться  с существующими видами, конструкциями  и принципами действия машин  для очистки растительного сырья от наружного покрова,

- произвести кинематические, конструктивные, прочностные и технологические расчеты,

- сконструировать  бичевую машину с учетом протекающих в нем процессов, производительность 2000 кг/ч,

- рассмотреть  узел вала с подшипниками и бичами,

- рассмотреть узел крепления сита,

- рассмотреть  детали: крышку подшипника, муфту  гибкую, розетку, патрубок сброса отрубей,

- составить схему  монтажа и эксплуатации.

 

 

 

 

 

 

 

 

2. ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИИ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

 

2.1. Описание технологического  процесса получения муки

 

При переработке зерна в муку один из этапов применения бичевой машины является драный вымольный процесс. Задачей процесса является извлечение из сходовых продуктов оставшейся части эндосперма в виде круподунстовых продуктов второго качества и муки. После драного крупообразующего процесса ресурсы эндосперма в сходовых продуктах незначительны, и из них нельзя получить весь спектр круподунстовых продуктов. Поэтому на системах драного вымольного процесса могут встречаться следующие варианты отбора круподунстовых продуктов:

 
а) средняя крупка, мелкая крупка, дунст, мука; 
б) мелкая крупка, дунст, мука; 
в) дунст, мука.

 
    В драном вымольном процессе широко применяются вымольные бичевые машины, в которых воздействие рабочих органов на оболочки в сходовых продуктах значительно меньшее, чем в вальцовых станках. Применять вымольные машины можно, начиная с верхних сходов последней крупообразующей системы.

Технологический процесс вымола оболочек и сортирование продуктов происходят в зоне вращения бичей и ситового барабана в результате интенсивного истирания, ударов бичей и прохода части измельченного продукта через сито.

 

 

2.2 Описание вертикальной бичевой машины ЗВО-1

 

Вертикальная бичевая машина ЗВО-1 для очистки растительного сырья от наружного покрова.  Применяют на мукомольных заводах сортового помола. На рисунке 2 представлен общий вид бичевой машины ЗВО-1.

Основной ее рабочий орган — ротор, образованный вертикальными бичами 5 и валом 6.

В состав машины входят: электродвигатель 1, гибкая муфта 2, приемный патрубок 3 для исходного продукта, лопатки 4 для разбрасывания продуктов, вертикальные бичи 5, вал 6, розетка 7 для крепления бича к валу, ситовой цилиндр 8 и выпускной патрубок 9.

 

Рисунок 2 - Общий вид бичевой машины ЗВО-1

 

Лопатки 4 распределяют поступающий продукт по периметру цилиндра 8. Затем продукт попадает под ударное действие вращающихся бичей. В результате ударов и истирания эндосперм отделяется от оболочек.

 

Таблица 2

Техническая характеристика вертикальной бичевой машины ЗВО-1

 

Показатель	Ед.измерения	Значение
Производительность	кг/с	0,3…0,5
Удельная нагрузка ситовой поверхности для крупных продуктов	кг/(м2·с)	0,35…0,45
Удельная нагрузка ситовой поверхности для мелких продуктов	кг/(м2·с)	0,22…0,35
Окружная скорость бичей	м/с	28,5
Мощность электродвигателя	кВт	4,5
Масса	кг	400
Рабочий зазор	мм	10

 

Продукт, полученный сходом с сетчатого цилиндра 8, удаляется в нижней части машины через боковой патрубок 9. Продукт, просеянный через сито, выходит из машины через центральную коническую воронку. Чтобы обеспечить эксплуатационную надежность, необходимо: исходный продукт до поступления в машину пропускать через магнитную защиту; равномерно загружать машину в пределах установленной производительности. Бичи должны вращаться по часовой стрелке. Аспирируется машина присоединением к аспирационной сети.

Вымольная машина ЗВО-1 проста по конструкции, компактна, занимает мало места, надежна в обслуживании и обеспечивает хороший технологический эффект. Продукт, поступающий на машину, должен предварительно пройти через магнитную защиту. Техническая характеристика вертикальной бичевой машины ЗВО-1 приведена в таблице 2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. ИНЖЕНЕРНЫЕ РАСЧЕТЫ

 

3.1 Расчет производительности бичевой машины ЗВО-1

 

Произведем расчет пропускной способности бичевой машины ЗВО-1.

В бичевых машинах окружная скорость бичей 32-36 м/сек, нагрузка на 1 м2 сита 600-800 кг/час.

Пропускная способность бичевой машины с горизонтальной осью вращения ротора может быть определена по формуле:

 

Q=3600·S·v·Ƴд(кг/час);                                        (1.1)

 

Где, S – площадь поперечного сечения ленты продукта, перемещаемой бичом, м2;

V – средняя скорость продольного перемещения продукта, м/сек;

Ƴд- объемный вес продукта в  движении, кг/м2.

Допуская, что лента продукта при движении образует тело, подобное винтовой нитке, и что поперечное сечение этой ленты имеет форму, приближающуюся к кольцевому сектору, можно определить:

 
S=·π·Dср·h;                                                 (1.2)

 

Где, Ɵ – центральный угол кольцевого сектора, величина которого равна ≈ 4°

Dср= ;                                                (1.3)

H= ;                                                 (1.4)

 

Где, D1 - диаметр ситовой обечайки;

D2 - диаметр окружности, описываемой центром тяжести бича при его вращении.

Из конструктивных соображений примем D1=0,5 м, D2=0,4 м.

Dср=

 h=

Средняя скорость продольного перемещения кольцевого сектора по винтовой траектории: