Модернизация тестоделительной машины с лопастным нагнетанием теста А2-ХТН

С зубчатым колесом 12, также  находится в зацеплении зубчатое колесо 15, жёстко сидящее на валу 16. На последнем смонтирован пазовый кулак 17, от которого при помощи ролика 18 и поводка 19 получает качательное движение вал 20 с жёстко закреплённым на ним коромыслом 21. Отсекательный клапан 6 жёстко закреплён на валу 22, на выходном конце которого вне камеры жёстко сидит коромысло 23.

Между коромыслами 21 и 23 в качестве шатуна шарнирно установлен пружинный стабилизатор давления 24.

Пружинный стабилизатор давления состоит из стержня 25 с  винтовой нарезкой и цилиндрическим хвостовиком 26, свободно входящим в отверстие звена 27, на котором закреплён конец пружины 28, второй конец пружины закреплён на пробке 29, свободно сидящей на резьбовой втулке 30, которая помещена на винтовой нарезке стержня 25.

Машина работает следующим  образом: лопастной ротор 5 и делительный барабан 8 вращаются непрерывно. Отсекательный клапан 6 совершает качательное движение по циклограмме, в соответствии с которой спрофилирован кулак 17. Подлежащее разделке тесто поступает через приемное устье 3. В тестовую камеру 2, где захватывается лопастным ротором 5. В первый период отсекательный клапан 6 и содержащиеся в тесте газы выталкиваются обратно в приёмную воронку 4, далее клапан 6 закрывается и происходит заполнение тестом канала 9 делительной головки 8, сообщающиеся в этот момент с тестовой камерой 2. При достижении в тестовой камере определённого давления в зоне дозирования отсекательный клапан 6 под давлением теста приоткрывается, преодолевая сопротивление пружины 28, которая соответственно растягивается и излишки теста выбрасываются обратно в приёмную воронку 4. В этот момент давление в зоне дозирования поддерживается стабильным и происходит 

отсечка отмеренной дозы теста вращающейся делительной  головки 8. Регулировка давления в  тестовой камере производится натяжения  или ослаблением пружины 28 путём вращения резьбовой втулки 30.

Таким образом тестоделительная машина отличается тем, что с целью  упрощения конструкции и повышения  точности дозирования, стабилизатор давления связан с выходным концом вала отсекательного клапана и его приводом.

5. выводы на основании проведенного анализа в области разработки.

Анализируя  существующие конструкции тестоделительных машин и их функциональные схемы  приходим к выводу что наиболее перспективной  и рациональной схемой явл. схема  тестоделительной машины с лопастным нагнетанием теста и с делительной головкой с мерными карманами деления теста объёмны принципом. Эта машина универсальна, она может обрабатывать как пшеничное так и ржаное тесто, кроме того она простая в конструкции. В ней можно регулировать давление в рабочей камере и рабочие органы осуществляют более мягкие воздействия на клейковинный каркас теста, что позволяет получить продукцию более высокого качества.

2. Техническое задание на проектирование

1. Наименование объекта проектирования и область его применения.

Проектируемая машина –  тестоделитель с лопастным нагнетанием  теста и делительной головкой барабанного типа с мерными карманами  для деления теста по объёмному  принципу. Данная машина предназначена  для деления теста на куски  массой от 0,1 до 0,6 кг. Машина может быть использована как составляющие звено технологической линии для производства как пшеничного так и ржаного хлеба и хлебобулочных изделии на предприятиях малой и средней мощности.

2. Цель и назначение разработки.

На базе тестоделительной машины А2-ХТН разработать тестоделительную машину с лопастным нагнетанием теста и делительной головкой барабанного типа производительностью 2000-2500 кг/ч при массе заготовок от 0,1 до 0,6 из пшеничного и ржаного теста.

3. Источники разработки.

Техническая документация согласно ЕСКД на тестоделительную машину с лопастным нагнетанием и делительной головкой барабанного типа А2-ХТН. Результаты исследования изобретений и патентов в области разработки.

4. Технические требования к объекту проектирования.

а) состав продукции и требования к конструкции устройства

Тестоделительная машина должна содержать устройство для  лопастного нагнетания теста, делительную  головку барабанного типа с мерными  карманами, мерную камеру, отсекающую демпферную заслонку с пружинным  регулятором давления в рабочей камере

б) показатели назначения

• Установленная мощность – не более 2,2 кВт
• Производительность штучная не меньше 8-60 шт/мин

в) требования к надёжности

• Коэффициент готовности – 0,99
• Коэффициент технического использования – 0,9
• Коэффициент стабилизации – 0,3
• Средний срок службы до капитального ремонта – 5 мес.

г) требования к технологичности

• Коэффициент сборности – 0,8
• Удельная материалоёмкость - 2,5
• Обобщенный коэффициент унификации – 70 %

д) требования к безопасности:

• Предусмотреть легкосъёмные ограждения на механизмах машины
• Надёжное присоединение заземления
• Наличие заграждений на делительной головке и рабочей камере
• Заграждения под приёмной воронкой

е) требования к конструкционным  материалам

• Детали соприкасающиеся с тестом должны иметь разрешение Минздрава Украины

ё) условия эксплуатации машины

• Машина предназначена для эксплуатации в закрытых помещениях.

5. Экономические требования.

Ожидается улучшение  технико-экономических показателей  машины. Это обусловлено тем, что  машина предназначена для получения заготовок небольшой массы, это приводит к уменьшению размеров рабочих органов и делительной головки, а также к снижению мощности привода.

3. Техническое предложение.

1. Описание возможных вариантов и конструктивно-функциональных разработок.

Существуют конструкции тестоделительных машин в которых кривошипно-ползунный механизм привода отсекающей заслонки непосредственно соединён с ней, а также конструкции в которых кривошипно-ползунный механизм привода заслонки соединяется с ней через демпферный стабилизатор давления, например стабилизатор давления пружинного типа.

Схема тестоделителя  с механизмом привода отсекающей заслонки с пружинным стабилизатором давления явл. более совершенной  так как позволяет регулировать давление в рабочей камере, поэтому  эта схема явл. более приемлемой.

Очень важным узлом  тестоделительной машины явл. делительная  головка. В проектируемой машины применим делительную головку барабанного типа с мерными карманами, предназначенную для деления теста объёмным принципом. Конструкция тестоделительной головки описанном в авторском свидетельстве SV №1722354 А1 имеет следующее преимущество, она позволяет уменьшить габариты тестоделительной головки за счёт повышения доли мерного объёма в цилиндре. Однако данное преимущество не явл. основным в нашем случае, так как проектируемая машина предназначена для получения заготовок малой массы, её тестоделительная машина и так имеет небольшие размеры, дальнейшая минимизация деталей приведёт к усложнению изготовления деталей машины и её повышения в цене. При длительных остановках машины, тесто попавшее между мерными цилиндрами и кольцами, будет засыхать. При пуске машины будет возникать дополнительные нагрузки на электродвигатель, что приведёт к повышению мощности привода. Проанализировав конструкции тестоделительных головок приходим к выводу, что приемлемой явл. тестоделительная головка машины прототипа А2-ХТН, однако масса головки будет меньше.

2. Описание компоновки тестоделительной машины.

Внешний вид  тестоделительной машины приведён на листе 1 графической части проекта. Машина состоит из основания 1, на котором закреплены ленточный транспортёр 2 для отвода отмеренных заготовок, станина 3 служащая основанием для механизмов тестоделителя, тестоделительная головка 4, приёмная воронка для теста 5, рабочая камера 6 и панель управления машины (7).

4. Технологический расчёт.

Задача расчёта  – определить технологические параметры  тестоделителя

Исходные данные:

Масса заготовки m₈=0,1-0,6 кг

Производительность  массовая 2100 кг/час

Условия расчёта:

Плотность пшеничного теста из обойной муки ρ_т=1100 кг/м³

Производительность  тестоделительных машин определяется производительность делительных органов  машины:

                                                 (4.1)

Где, П= 2100 –  производительность машины

W_n=1 – число одновременно получаемых заготовок

q₃=0,6 – максимальная масса заготовки

Т_р – период рабочего цикла

                                                  (4.2)

Где, z_k=2 – число мерных карманов делительного механизма

n – частота вращения делительной головки

                                               (4.3)

Тогда:                об/мин

Принимаем n= 30 об/мин

Подставим значение частоты вращения делительной головки  в формуле 4.2 и определим период рабочего цикла:

 c

 

Угловая скорость делительной головки:

                                            (4.4)

 рад/с

Штучная производительность машины:

                                                          (4.5)

Тогда,                                         шт/мин

Найдём требуемую  ширину лопасти из выражения производительности:

                                         (4.6)

Где,     В- ширина нагнетающей лопасти

R_n=0,175 – радиус нагнетающей лопасти

Z_n= 0,1M – радиус лопастного барабана

α= 25°= 1,48 рад  – угол нагнетания

ρ = 1100 кг/м³ – плотность пшеничного теста

 

                                     (4.7)

Тогда,                   

Рассчитываем размеры делительной головки

Объём заготовки 

                                                        (4.8)

 м³

 

Заготовка будет  иметь форму цилиндра, высоту которого для заготовки оптимальной массы  принимаем равной диаметру заготовки:

                                                       (4.9)

  м

Принимаем диаметр  мерных карманов 0,1 м.

Тогда максимальная длинна заготовки:

                                                  (4.10)

  м

Изменение длинны поршня при переналадке с выпуска  крупных заготовок на мелкие:

                                             (4.11)

 м

Так кА раздвижение  поршня будет производится телескопическим  винтовым механизмом, то принимаем миним. длину поршня:

 м                       (4.12)

Тогда диаметр  делительной головки:

                                             (4.13)

  м

Принимаем   м

Ширина делительной  головки:

                                                      (4.14)

  м

 м

  м                               (4.15)

За прототип проэктируемого тестоделителя принят тестоделитель А2-ХТН. Данный тестоделитель  предназначен для получения заготовок большой массы, поэтому размеры его делительной головки и рабочей камеры больше. Для расчёта принимаем макс. объём заготовки.

Для нормальной работы тестоделителя объём теста  в рабочей камере должен быть несколько  чем объём заготовки:

                                          (4.16)  

                                              (4.17)

                                          (4.18)

 м²

                                                      (4.19)