Усовершенствование и расчет измельчитель-плавитель АВЖ-245

 

    1.4 Технико-экономическое обоснование темы проекта 

      Современная промышленность на сегодняшний момент решает вопрос о том, как повысить качество продукции и снизить  её себестоимости.

      Из  обзора оборудования следует, что для  предварительного измельчения жилованного  мяса при производстве колбасных изделий разработаны различные машины по конструкции, техническим параметрам – мощности и производительности, а также по техническим характеристикам. Производительность данной машины составляет 2000 кг сырья в час. Этого недостаточно для переработки сырья,  поступающего в цех.

      Усовершенствование  аппарата, предлагаемое в данном проекте, состоит в том, чтобы установить в привод машины преобразователь  частоты.

      За  счет установки преобразователя  частоты можно регулировать число оборотов электропривода.

      Важно то, что он плавно бесступенчато  регулирует скорость вращения вала асинхронного двигателя, может не только изменять частоту вращения двигателя, но и отслеживает его исправность. Преобразователь частоты легко сопрягается с любой системой управления технологическим процессом, его программирование просто и интуитивно понятно (конечно, в большой мере, в зависимости от производителя), обслуживание не представляет особой сложности.

      Большое количество параметров настройки дает пользователю возможность более гибко настроить преобразователь частоты.

      Установка преобразователя частоты позволяет  не покупать дорогостоящее более  мощное оборудование, а усовершенствовать  устаревшую модель, дополнительно давая  возможность варьировать скорость технологического процесса перерабоки жиросырья.

     При введении в действие преобразователя  частоты добиваются:

• увеличения производительности труда;
• повышения эффективности работы оборудования;
• получают возможность изменять скорость измельчения сырья;
• снижения потребления электроэнергии;
• повышение уровня автоматизации процесса переработки сырья;
• облегчения эксплуатации машины.

    1.5 Задачи проекта 

     Задачей проекта является улучшение технических  и экономических показателей  базового оборудования. Это достигается  посредством установки преобразователя частоты.

     Для выполнения поставленных задач:  получить возможность увеличить производительность труда, повысить эффективность использования  машины, снизить потребление электроэнергии, изменять скорость переработки сырья, вместе с тем, улучшить условия труда обслуживающего персонала, облегчить эксплуатацию машины

     Задачами  проекта также является научиться  выполнять технологические, кинематические, энергетические, а также расчет деталей  на прочность. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    2 ОПИСАНИЕ ПРЕДЛОЖЕННОЙ МАШИНЫ 

    2.1 Назначение  и  область применения  измельчителя-плавителя  АВЖ-245 

     Центробежный  измелъчители-плавитель  АВЖ-245 предназначен для обработки всех видов мягкого жирового сырья. Высокая интенсивность теплообмена в нем достигается путем совмещения процессов измельчения сырья в центробежном поле и нагрева острым паром [6]. 

    2.2 Описание конструкции  и принципа действия  машины 

     Центробежный  измельчителъ-плавитель  АВЖ-245 (Приложение Г) состоит из электродвигателя, загрузочного бункера, перфорированного барабана, в котором осуществляется обработка жиросырья, механизма для измельчения сырья, патрубков для отвода жиромассы и подачи пара, регулировочного устройства. Принцип действия и подробное описание машины для переработки жиросырья изложены в разделе 1, пункте 3.

     Усовершенствование, предлагаемое в данном проекте состоит  в том, что в привод машины устанавливают  преобразователь частоты.  
 

    2.3 Техническая характеристика  измельчителя-плавителя  АВЖ-245 

     Технические характеристики усовершенствуемого агрегата сведены в таблицу 1.3, производительность данной машины рассчитана в пункте 3.1 «Технологические расчеты».  
 
 

    3 РАСЧЕТЫ, ПОДТВЕРЖДАЮЩИЕ  РАБОТОСПОСОБНОСТЬ  МАШИНЫ 

    3.1 Технологические  расчеты 

      В этом разделе проекта рассчитываются производительность усовершенствуемого оборудования. При этом вычисляются необходимые величины.

     Производительность  измельчителя-плавителя вычисляется  по формуле (1) как для периодически действующих машин: 

      ,                                                           (1) 

    где G – единовременная загрузка оборудования, кг/с;

    τ – время технологического цикла  обработки сырья, с.

     Производительность  данной машины составляет 2000 кг/час=0,56 кг/с.

     Время обработки сырья в измельчителе-плавителе  АВЖ-245 – 6 минут.

     Из этой формулы находим норму единовременной загрузки оборудования по формуле:

       кг.

       

    3.2 Энергетические расчеты 

     Энергетические  расчёты проектируемого оборудования производятся с целью определения  нагрузок на рабочие органы машины, находящиеся во взаимодействии с продуктом, а также оценки степени влияния внешних сил, давлений, сопротивлений, сил тяжести и сил инерции на работу отдельных элементов или деталей конструкции.

     Принимаем предварительно коэффициент, учитывающий  потери пары подшипников качения: η₁=0,99, коэффициент, учитывающий потери в опорах приводного вала машины: η₂=0,99 [12], коэффициент использования мощности электродвигателя κ=0,8.

     Требуемая мощность электродвигателя вычисляется  по формуле: 

      кВт                                                       (2) 

      кВт – требуемая мощность электродвигателя.

     Подбираем по требуемой мощности по ГОСТ 19532-74 трехфазный асинхронный короткозамкнутый электродвигатель 4АН160S4УЗ с параметрами Р_дв=18,5 кВт, обороты – 1450 об/мин [12].  

    3.3 Кинематические расчеты 

     Кинематическая  схема привода измельчителя-плавителя  АВЖ-245 представлена на рис. 3.1. 

       3

          2

                1 
 

    Рис. 3.1. Кинематическая схема привода  измельчителя-плавителя АВЖ-245

    1 – электродвгатель; 2 – сальниковое уплотнение с накидной гайкой; 3 - барабан 
 

      3.3.1 Определение частоты  вращения валов  привода 

      Частота вращения барабана составляет 24 с^-1= 1440 об/мин. Вал электродвигателя непосредственно соединен со ступицей барабана. Поэтому, частота вращения барабана равна вращению вала  
электродвигателя = 1450 об/мин.   

      3.3.2 Определение мощности  на валах привода 

      Мощность  на валу привода определяем по формуле (3): 

      N = N_в ·κ,                                                                                 (3) 

    где N_в – мощность на соответствующем валу, кВт;

   κ – коэффициент использования  мощности электродвигателя;

      N₁= 18,5·0,8=14,8 кВт.

    где N₁ – мощность на валу электродвигателя, кВт;

     N₁= N₂ 

    где N₂ – мощность на валу барабана, кВт. 

      3.3.4 Определение угловых скоростей

, с^-1 на валах привода 

      Угловые скорости на валу привода определяют по формуле (4): 

                                                        (4) 

    где  - угловая скорость соответствующего вала, с^-1;

    n_ί – частота вращения соответствующего вала, об/мин;

      

    где  - угловая скорость вала электродвигателя, с^-1; 

5. Определение крутящего момента на валах привода

 

      Определение крутящего момента производят по формуле (5): 

                                                     (5) 

    где Т – крутящий момент на соответствующем  валу, Н·м;

    Ν – мощность соответствующего вала, кВт;

    ω – угловая скорость соответствующего вала, с^-1.

      

    где Т – крутящий момент на валу электродвигателя, Н·м;

      

    где Т ₁ – крутящий момент на валу барабана, Н·м; 

4. Подбор  преобразователя  частоты

 

     По  мощности электродвигателя подбираем  частотный преобразователь по табл. 3.1.

     Мощность  установленного в машине двигателя  составляет 18,5 кВт.

     Подбираем преобразователь частоты SW1K400185H12 с  параметрами: напряжение выходное - 3x380-480V, частотой – 39 А, цена – 2222 евро.

     Преобразователь дает экономию электроэнергии 30-60%. 
 

     Таблица 3.1

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ЧАСТОТЫ BERGES SW1