Розрахунок гомогенізатора

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Вступ

гомогенізатор клапанний крем дитячий

Важливою стадією при виробленні дитячих кремів є гомогенізація. Вона не лише запобігає відстоюванню жиру, але і сприяє отриманню якісних зворотних емульсій з поліпшеними консистенцією і косметичними властивостями. Диспергування крему проводять в клапанних і ротаційних гомогенізаторах, пристроях для ультразвукової і електрогідравлічної гомогенізації, швидкохідних механічних мішалках, гідродинамічних ультразвукових апаратах, кавітаціях і суперкавітуючих динамічних змішувач-емульсорах, відцентрових струминних гомогенізаторах. По ефективності дії на емульсію без значних небажаних змін її властивостей усі інші пристрої поступаються клапанним гомогенізаторам високого тиску.

Гомогенізатори клапанного типу. Продукт в кільцевий канал між сідлом і клапаном подається під тиском, створюваним багатоплунжерним насосом. Дроблення жирових кульок і збільшення їх дисперсності відбувається при витіканні емульсії через канал із швидкістю 200 м/с, при цьому кількість жирових кульок збільшується в 200-500 разів, а їх сумарна поверхня в 6-10 разів. Гомогенізатори клапанного типу відносяться до енергоємних і метало ємних: залежно від тиску і продуктивності витрата електроенергії змінюється від 36 до 140 кВт/ч, загальна маса гомогенізатора може знаходитися в межах від 600 до 4000 кг. Відцентрові гомогенізатори по конструкції простіші за клапанні, менш металоємні, в них немає деталей, які швидко зношуються, але вони дають недостатньо високу міру гомогенізації.

Електрогідравлічна гомогенізація емульсії і вплив на неї електрогідравлічним ударом. У основу цього способу гомогенізації покладений електрогідравлічний ефект, що є результатом виникнення в рідині імпульсних надвисоких тисків, що викликають утворення ударних хвиль. Досягнутий загальний гомогенізуючий ефект вельми високий - роздроблення жирових кульок в 7-8 разів.

1. Ультразвукові гомогенізатори

Ультразвукові гомогенізатори - це електромеханічні і гідродинамічні пристрої, що створюють пружні звукові і ультразвукові коливання в суміші, що гомогенізується. Найбільш відомий з них - так званий гідродинамічний свисток. Принцип дії його заснований на проходженні потоку рідини через зону максимальної дії ультразвукового поля, що створюється самим же потоком.

Потік дробиться на струмені, які багаторазово взаємно перетинаючись з великою швидкістю, створюють інтенсивні вихори і акустичні коливання високих частот. При виході з сопла закрученого потоку виникають найбільш інтенсивні вихори, що створюють коливання, які більше посилюються встановленої на виході трубки - резонатора, рідині що утворює в потоці, порожнини кавітацій.

Ультразвуковий метод емульгування дуже ефективний: повнота емульгування складає 95%. Метод забезпечує високу міру дисперсності (0,1-0,5 мкм) і стійкість емульсії при тривалому зберіганні. Металоємність і енергоємність ультразвукового гомогенізатора в порівнянні з гомогенізатором ОМ такої ж продуктивності, використовуваним нині у вітчизняній косметичній промисловості, нижче в 5-7 разів.

Як відзначалося вище, найбільше поширення отримали гомогенізатори клапанного типу. У зв'язку з чим буде проведено їх розрахунок.

Гомогенізація - це роздроблення (диспергування) жирових кульок шляхом дії на емульсію або вершки значних зовнішніх зусиль. В процесі обробки середній розмір кульок зменшується з 3,5-4 до 0,7-0,8 мкм і зменшується швидкість спливання.

Відбувається перерозподіл оболонкової речовини жирової кульки, стабілізується жирова емульсія, і гомогенізована емульсія не відстоюється.

Найбільше поширення отримали клапанні гомогенізатори, основними вузлами яких є насос високого тиску і гомогенізуюча голівка. Гомогенізатори цього типу служать для обробки зворотних емульсій з метою запобігання їх розшаровуванню при зберіганні.

Рис. 1 - Двоступінчата гомогенізуюча голівка (I - перший ступінь; II - другий ступінь)

На рис. 1 показана двоступінчата гомогенізуюча голівка, що складається з корпусу 3 і клапанного пристрою, основними частинами якого є сідло клапана 7 і клапан 2. Клапан пов'язаний з штоком, на виступ якого давить пружина 6. Сила стискування пружини регулюється шляхом переміщення накидної гайки 5 з штурвалом, яка разом з пружиною, штоком 7 і склянкою 8 утворює пристрій 4. Рідина, що нагнітається насосом під тарілку клапана, давить на тарілку і відсовує клапан від сідла, долаючи опір пружини.

Цей спосіб механічної обробки (гомогенізація) зворотної емульсії служить для підвищення дисперсності в ній жирової фази, що дозволяє виключити відстоювання жиру під час зберігання крему, розвиток окислювальних процесів, дестабілізацію і підбиття при інтенсивному перемішуванні і транспортуванні. Гомогенізація сировини сприяє:

- придбанню однорідності (кольору, жирності);

- підвищенню стійкості при зберіганні;

- підвищенню міцності і поліпшенню консистенції білкових згустків і виключенню утворення жирової пробки на поверхні продукту;

- запобіганню виділенню жирової фази при тривалому зберіганні;

- зниженню кількості вільного жиру, не захищеного білковими оболонками, що призводить до швидкого його окислення під дією кисню атмосферного повітря;

- підвищенню в'язкості і зниженню вірогідності утворення осаду.

Диспергування жирових кульок, тобто зменшення їх розмірів і рівномірний розподіл в кремі, досягається дією на нього значного зовнішнього зусилля (тиск, ультразвук, високочастотна електрична обробка та ін.) в гомогенізаторах.

Принцип дії гомогенізаторів клапанного типу, полягає в наступному. У циліндрі гомогенізатора на емульсію виявляється механічна дія при тиску 15…20 МПа. У щілину, що утворюється між клапаном і сідлом, заввишки від 0,05 до 2,5 мм проходить з великою швидкістю рідина і при цьому гомогенізується. Це можливо при досягненні в циліндрі робочого тиску. При проході через вузьку кругову щілину між сідлом і клапаном швидкість емульсії зростає від нульової до величини, що перевищує 100 м/с.

Тиск в потоці різко падає і крапля жиру, що потрапила в такий потік, витягується, а потім в результаті дії сил поверхневого натягу дробиться на дрібні крапельки - частки.

За типом гомогенізуючої голівки гомогенізатори можна підрозділити (рис. 3) на одно-, двох- і багатоступінчасті. На практиці застосовують тільки одно- і двоступінчаті, оскільки багатоступінчасті не виправдовують себе, т.я. призводять до громіздкості конструкції, незручності в експлуатації і незначного поліпшення ефекту гомогенізації в порівнянні з двоступінчатими.

Рис. 3 - Схема гомогенізуючої голівки: а - одноступінчатої; б - двоступінчатої; 1 - кривошипно-шатуновий механізм, 2 - плунжерный насос; 3 - запобіжний клапан; 4, 12 - гомогенізуючі клапани першої і другої східців; 5 - пружина; 6 - регулювальні гвинти; 7 - сідло; 8 - манометр; 9 - нагнітальна камера; 10,11 - нагнітальний і всмоктуючий клапан

При роботі гомогенізатора на виході з клапанної щілини часто спостерігаються злипання роздроблених частинок і утворення «грон», що знижують ефективність гомогенізації. Щоб уникнути цього застосовують двоступінчату гомогенізацію (рис. 1). На першому ступені створюється тиск, рівний 75% робітника, на другому ступені встановлюється робочий тиск. Для проведення гомогенізації температура косметичної сировини має бути 60…65°С. При нижчій температурі посилюється відстоювання жиру, при більш високій можуть осідати сироваткові білки.

Принцип роботи машини полягає в наступному. Емульсія за допомогою двох шнеків, що обертаються в протилежних напрямах, продавлюється через ротор і з насадки з діафрагмою виходить у бункер фасувального апарату.

Для запобігання налипанню олії робочі органи гомогенізатора змащують перед початком роботи спеціальним гарячим розчином. Продуктивність гомогенізатора залежить від частоти обертання подаючих шнеків і складає 0,76…1,52 м³/ч. Потужність приводу машини 18,3 кВт

Ефективність гомогенізації визначається робочим тиском, температурою, швидкістю руху продукту при проходженні через гомогенізуючу голівку, конструктивними особливостями останньої, складом і властивостями компонентів, що утворюють оболонку жирових кульок, кислотністю, а також послідовністю технологічних операцій.

2. Вибір прототипу гомогенізатора дитячого крему, опис конструкції і роботи гомогенізатора

Гомогенізатори призначені для дроблення жирових кульок в емульсіях. Вони застосовуються в різних технологічних лініях для косметичної продукції.

Для гомогенізації емульсій відоме і інше устаткування (емульгатори, емульсори, вібратори та ін.), але воно менш ефективне.

Найбільше застосування в косметичній галузі отримали гомогенізатори клапанного типу К5 - ОГ2А - 1,25; А1 - ОГМ 2,5 і А1 - ОГМ, є багатоплунжерні насоси високого тиску з гомогенізуючою голівкою. Гомогенізатори складаються з наступних основних вузлів: кривошипно-шатунового механізму з системою мастила і охолодження, плунжерного блоку з тією, що гомогенізує манометричними голівками і запобіжним клапанному, станини. Привід здійснюється від електродвигуна за допомогою клиноременною передачі. Кривошипно-шатуновий механізм перетворює обертальний рух, що передається клиноременною передачею від електродвигуна в поворотно-поступальний хід плунжерів. Останні за допомогою ущільнень манжетів входять в робочі камери плунжерного блоку здійснюючи всмоктуючі і нагнітальні ходи, створюють необхідний тиск гомогенизируемей рідини. Кривошипно-шатуновий механізм описуваних гомогенізаторів складається з колінчастого валу, встановленого на двох конічних роликопідшипниках; кришок підшипників; шатунів з кришками і вкладишами; повзунів, шарнірно сполучених з шатунами за допомогою пальців; склянок; ущільнень; кришки корпусу і веденого шківа, консольно закріпленого на кінці колінчастого валу. Внутрішня порожнина кривошипно-шатунового механізму - масляна ванна. У задньої стінки корпусу змонтовані маслоуказатель і зливна пробка. У гомогенізаторі К5 - ОГ2А - 1,25 мастило деталей кривошипно-шатунового механізму, що труться, робиться шляхом розбризкування олії колінчастим валом, що обертається. Конструкція корпусу і порівняно невеликі навантаження на кривошипно-шатуновий механізм гомогенізатора К5 - ОГ2А - 1,25 дозволяє охолодити олію.

Олія в цих гомогенізаторах охолоджується трубопровідною водою, яка поступає в змійовик охолоджувального пристрою, укладеного на дні корпусу, що подає воду на них через отвір в трубі.

У системі встановлено реле протоки для контролю за протіканням води. До корпусу КШМ за допомогою двох шпильок прикріпляється плунжерний блок, призначений для всмоктування продукту з подаючої магістралі і нагнітання його під високим тиском в гомогенізуючу голівку. Плунжерний блок включає корпус, плунжери ущільнення манжетів, нижню, верхню і передні кришки, всмоктуючі і нагнітальні клапани, сідла клапанів, прокладення, втулки, пружини, фланець, штуцер, фільтр у всмоктуючому каналі блоку. На торцевій площині плунжерного блоку є гомогенізуюча голівка, призначена для виконання двоступінчатої гомогенізації продукту за рахунок його проходу під високим тиском. На верхній площині плунжерного блоку закріплена манометрична голівка для контролю тиску гомогенізації. Манометрична голівка має пристрій, що дроселює, що дає можливість ефективно зменшувати амплітуду коливання стрілки манометра. Манометрична голівка складається з корпусу, голки, ущільнення, підтискаючої гайки, шайби і манометра з мембранним роздільником. У торцевій площині плунжерного блоку з боку, протилежною кріплення гомогенізуючої голівки, розплоджений запобіжний клапан, який запобігає підвищенню тиску гомогенізації в порівнянні з номінальним.

Запобіжний клапан включає гвинт, контргайку, п'яту, пружину, клапан і сідло клапана. На максимальний тиск гомогенізації запобіжний клапан настроюють, обертаючи скупуватий гвинт, який впливає на клапан через пружину. Станина гомогенізатора є литою або зварною конструкцією зі швелерів, облитою листовою сталлю. На верхній площині станини встановлений КШМ.

Усередині на двох кронштейнах шарнірно закріплена плита з розміщеною на ній електричним двигуном. Крім того плита підтримується гвинтами, що регулюють клинові ремені. Станина має чотири регульовані по висоті опори.

Бічні вікна станини закриваються знімними кришками. Емульсія подається за допомогою насоса у всмоктуючий канал плунжерного блоку. З робочої порожнини блоку продукт під тиском потрапляє через нагнітальний клапан гомогенізуючої голівки з великої швидкості проходить через лицьовий проміжок, що утворюється між притертими поверхнями гомогенізуючого клапана і його сідлом. При цьому відбувається диспергування рідкої фази продукту. З гомогенізатора продукт спрямовується по трубопроводу на подальшу переробку або фасування. Форма робочої поверхні клапана зазвичай плоска, тарілчаста або конусна з невеликим кутом конусності. У гомогенізатора з плоскими клапанами з концентричними рифлями розташовуються такі ж рифли на поверхні сідла. Отже, форма проходу для емульсії в радіальному напрямі змінюється, що повинне сприяти кращій гомогенізації.

Рідкий продукт в голівку може нагнітатися будь-яким насосом, що має рівномірне подання і здатне створювати високий тиск. Для цієї мети застосовні багатоплунжерні, ротаційні і гвинтові насоси.

Найбільше поширення знайшли гомогенізатори високого тиску з трьохплунжерними насосами.

Рис. 5 - Схема облаштування плунжерного гомогенізатора клапанного типу

Емульсія при ході плунжера вліво проходить через всмоктуючий клапан 3 в циліндр, а при ході плунжера вправо проштовхується через клапан 4 в нагнітальну камеру, на якій встановлений манометр 10 для контролю тиску. Далі емульсія поступає по каналу в голівку 5, в якій підтискає клапан 7, що притискається до сідла 6 пружиною 8. Натягнення пружини регулюється гвинтом 11. Клапан і сідло притиснуті один до одного. У неробочому положенні клапан щільно притиснутий до сідла пружиною 8, яка стала регулювальним гвинтом 11, а в робітнику, коли нагнітається рідина, клапан підведений тиском рідини і знаходиться в «плаваючому» стані. Тиск регулюють гвинтом 11, керуючись свідченнями манометра 10.

При загвинчуванні гвинта тиску пружини на клапан збільшується, отже, висота клапанної щілини збільшується. Це призводить до збільшення гідравлічних опорів при русі рідини через клапан, тобто до збільшення тиску, необхідного для проштовхування цієї кількості рідини.

Здатність плунжерного насоса створювати високий тиск ставить під загрозу збереження деталей у разі, якщо канал засмітитися в сідлі клапана. Тому гомогенізатор забезпечений запобіжним клапаном 9, через який рідина виходить назовні, коли тиск в машині вищий за встановлене. Боковий тиск при якому запобіжний клапан відкривається, регулюють, затягуючи гвинтом пружину.

У гомогенізаторі з подвійним дроселюванням, в якому рідина проходить послідовно через дві робочі голівки. У кожній голівці тиск пружини на клапан регулюється окремо, своїм гвинтом. У таких голівках гомогенізація відбувається в два ступені. Робочий тиск в нагнітальній камері дорівнює сумі обох перепадів.

Застосування двоступінчатої гомогенізації обумовлене переважно тим, що у багатьох емульсіях після гомогенізації в першому ступені спостерігається на виході зворотне злипання часток, що диспергують, і утворення «грон», які погіршують ефект диспергування. Завдання другого ступеня полягає в роздробленні, розсіювань таких порівняно нестійких утворень. Для цього потрібно вже ні таку значну механічну дію, тому перепад тисків в другому допоміжному ступені гомогенізатора значно менший, ніж в першій, від роботи якої в основному і залежить міра гомогенізації.

У загальному конструктивному оформленні сучасних гомогенізаторів знаходить застосування основні принципи і положення технічної естетики, санітарії і гігієни. Наслідуючи нові тенденції у розвитку устаткування молочних підприємств, нові конструкції гомогенізаторів виконують обтічної форми, облицьовували і закривають кожухами з нержавіючої сталі з полірованою поверхнею.

3. Вибір конструкції апарату і розрахунок його основних параметрів

Вихідні дані:

?Р= 20 МПа - тиск гомогенізації

П=500 л/ч

С=3940 Дж/кг*К

Y=с=920 кг/м³

r=4*10^(-6) м

н=0,712*10^(-6) м/с

св=0,7*10^6 МПа - тиск всмоктування

Розрахунок і вибір конструктивних параметрів гомогенізуючої голівки.

Ефективність гомогенізації залежить від гідравлічних умов в зоні клапанної щілини. Ці умови в основному визначаються тиском гомогенізації, від якого залежить швидкість руху рідини в щілині і висота клапанної щілини. У клапанній щілині, що радіально розходиться, швидкість потоку V1 має найбільше значення на початку щілини на радіусі r.

У міру розширення потоку до виходу швидкість зменшується до величини V₂. По разрахункам Сурков «Технология и техника переработки молока» Найбільша теоретична швидкість V₁ залежить від тиску гомогенізації і може бути вичислена по формулі Торричелли:

 (1)

де ?P - тиск гомогенізації, Па;

Y - питома вага рідини, Н/м³;

Дійсна швидкість витікання V менша за теоретичну, причому величина відхилення залежить від в'язкості рідини і висоти клапанної щілини.

Число Re для потоку в клапанній щілині зазвичай при роботі гомогенізаторів число Re =25000-35000. Приймаємо Re=35000

Висота клапанної щілини h при роботі гомогенізатора нестабільна, а змінюється в широкому діапазоні залежно від витрати рідини через клапан, розмірів клапана, тиску гомогенізації і в'язкості рідини. Її можна визначити по формулі (2):

(2)

Товщина тарілки клапана:

(3)



де P - тиск гомогенізації, Па;

Па - напруга, що допускається, для матеріалу клапана;

d_k - діаметр клапана, м

(4)

де П - продуктивність гомогенізатора, м/с

V_d - швидкість рідини, що допускається, в сідлі, м/с.

ДS - площа перерізу хвостовика, м²

(5)

де - радіус хвостовика, м².

Обчислюємо товщину тарілки клапана і діаметр клапана:

При гомогенізації частина механічної енергії перетворюється на теплоту, внаслідок чого відбувається підвищенні температури гомогенізації продукту Д t:

(6)

де Р - тиск гомогенізації, Па

c = 3940 Дж/(кг·К) - питома теплоємність;

- 1023 кг/м³ - щільність, кг/м³

Середній діаметр жирових кульок, м визначається по формулі Барановского Н.В.:

(7)

де Р - тиск гомогенізації, МПа

Розрахунок запобіжних клапанів можна звести до визначення прохідного перерізу сідла клапана з урахуванням в'язкості оброблюваної рідини. Для малов'язких рідин (молоко, соки) діаметр прохідного перерізу сідла визначається по формулі:

(8)

де р_в - тиск всмоктування, МПа

П - продуктивність, м³/ч

д_в - відношення маси перекачуваної рідини до маси води

Високий тиск гомогенізації є причиною того, що клапанні гомогенізатори поглинають багато електроенергії і відрізняються великою металоємністю. Щоб зменшити витрату енергії і полегшити конструкцію, за кордоном створені гомогенізатори «низького тиску».

Режим їх роботи дозволяє отримати ефект гомогенізації, достатній при виробленні незбираного гомогенізованого молока. Пружина гомогенізуючої голівки має бути досить жорсткою, щоб забезпечити необхідний тиск гомогенізації, залежний від зусилля Р, з яким пружина діє на клапан. Зв'язок між цим зусиллям, параметрами пружини і найбільшою дотичною напругою ф, що виникає в пружині, мак виражається формулою:

(9)

де Р - зусилля, що діє на пружину, Н;

D - середній діаметр витків пружини, м;

d - діаметр дроту, м;

К - поправочний коефіцієнт.

Поправочний коефіцієнт С_п=4:

(11)

Пружина повинна задовольняти умову ф_мак <[ф]. Напруга, що допускається, на кручення [ф], які залежать від механічних властивостей матеріалу, коливається в широких прибудовах (300-600 Н/м²).

При розрахунку задаємося індексом пружини С_п =4…5. Це дає можливість на підставі формули (9) визначити діаметр дроту:

(12)

По формулі (10) розраховують середній діаметр витків пружини.

Кількість витків пружини гомогенізатора n = 4-6

Зусилля затягування Р визначається по формулі:

де f - площа перерізу каналу перед клапаном, м²;

ДP - робочий тиск гомогенізатора, Н/м²;

(13)

Визначення конструктивних параметрів насосного блоку і розрахунок потужності на привід

Потужність, необхідна на привід, визначається по формулі для розрахунку потужності насосів:

(15)

V - об'ємна продуктивність гомогенізатора, м³/с;

С - 1027 - щільність продукту, кг/м³;

С = 3850 - масова теплоємність продукту, Дж/(кг·К);

Звідси

d₁=40·

Знайдемо діаметр веденого шківа:

d₂=u· d₁(1-о) (20)

о - коефіцієнт пружного ковзання (0,01.. 0,02)

d₂ = 2,8 · 232,26 (1 - 0,02) = 637,32 мм

Значення діаметру шківів вибираємо із стандартного ряду:

d₁ = 250 мм, d₂ = 710 мм

Міжосьова відстань а заздалегідь обчислюємо за формулою:

а = 0,55 (d₁ + d₂) + h; (21)

h - висота ременя, мм

а=0,55 (250+710)+13,5=541,5 мм

Довжина ременя

L=2·541.5+3.14 (250+710)/2+(710-250)²/4·541.5=2687.89 мм

Довжину клинових ременів уточнюють по стандартному ряду:

L=2800

Потім перераховують міжосьову відстань по формулі:

Кут обхвату ременем меншого шківа:

б₁=180° - 57 (d₂ - d₁)/а (24)

б₂=180° - 57 (710 - 250)/602,5=136,48°

Для клиноременной передачі б₁?90°. Зі зменшенням кута обхвату знижується тягова здатність передачі.

Зусилля в ремені. Окружне зусилля, Н

F_t=2T/d

де Т - потужність, Вт.

V=3.14·250·732/60·10³=9.577<25 м/с

Знайдемо попереднє натягнення ременя F₀, необхідне для створення сили тертя між ременем і ременями; а також натягнення провідної гілки F₁ і веденій гілці F₂ по формулах:

де е - основа натурального логарифма;

f - коефіцієнт тертя ременя по шківу;

Сила натягнення в ремені створюють навантаження на вали. Рівнодійна цих сил:

Напруга в ремені. У провідній гілці ременя виникає найбільша напруга розтягування:

у₁=F₁/A

у₁=3067.8/230=13.34 Н/мм

Найбільша напруга вигини виникає на ведучій шківи:

у_u=Eд/d_1,(30)

де Е - модуль пружності матеріалу ременя: для гумовотканинних ременів Е = 200…350 МПа

д/d₁ - відносна подовження ременя: для плоскоременных передач д/d₁=1/100…1/250.

у_u=300·1/40=7,5 Мпа.

у_мак=7,5+13,34=20,84 МПа

Знайдемо коефіцієнт тяги, який показує, яка частина попереднього натягнення ременя F₀ реалізується для передачі корисного навантаження F_т:

ц=1566,2/2·2284,7=0,34

Розрахунок клиноремінних передач. Основні параметри клинових ременів - формулу і розміри поперечного перерізу, довжину визначають відповідно до ГОСТ 1284.1-89. Переріз ременя вибирають залежно від моменту. У приводах машин використовують ремені перерізів А, В, З, Д.У нашому випадку - це С.

Проектний розрахунок передачі веде по допустимій потужності, що передається одним ременем:

Р_р=р₀·С_б·Сu·C_l·C_p; (32)

Р₀ - допустима потужність, кВт, передавана одним ременем при u=1,

Сu - коефіцієнт, що враховує передатне число;

C_l - коефіцієнт, що враховує довжину ременя;

С_б - коефіцієнт, що враховує кут обхвату,

C_p - коефіцієнт, що враховує режим і характер роботи.

Коефіцієнт, що враховує довжину ременя:

C_l=

L₀ - базова довжина клинового ременя:

C_l==0,86

Р_р=6,02·0,868·1,14·0,96·0,8=4,57 кВт.

Передатне число ременів в передачі:

де Р - потужність, кВт

- коефіцієнт, що враховує нерівномірність розподілу навантаження між ременями.

Значення коефіцієнта приймають залежно від попереднього числа ременів, з наступних показників:

z¹ =6

=0,9

Попереднє число ременів:

z¹ =Р/Р_р (35)

z¹ =15/4,57=3,3

z?=3,64

Рекомендується приймати z?6, оскільки із-за погрішностей виготовлення довжини ременів різна і навантаження між ними розподіляється нерівномірно.

Розрахунок на довговічність. Головна причина втомного руйнування ременя - напруга, що циклічно змінюється, істотно залежна від базового числа циклів зміни напруги N_оц і фактичного числа пробігів ременя за час експлуатації:

N_оц=3600·а Т₀·л, (36)

де а - число шківів,

Т₀ - напрацювання ременя, ч

л - частота циклів зміни напруги, рівна частоті пробігів ременя в секунду.

Напрацювання ременя, г

Т₀=()^m·; (37)

де - границі витривалості, що відповідає базовому числу циклів зміни напруги;

m - досвідчений показник;

=1

=2 - при навантаженнях, що періодично змінюються, від 0 до номінального значення.

=1,5 =2,12

Т₀=()⁸·

N_оц=3600·2·0,4· =9850,6

Шківи ремінних передач. Конструкція шківа залежить від його розмірів, матеріалу і типу передачі. Шківи виготовляють з чавуну, сталі, легких сплавів і пластмас. Основні розміри шківів - діаметр і ширину обода розраховують, інші розміри визначають по рекомендаціях ГОСТ 17383-73 для плоских ременів і ГОСТ 20889-88 для клинових ременів нормальних перерізів.

Ширина шківа:

М=(n-1) l+2f; (38)

n - число канавок на шківі.

М=(4-1)·25,5+2·17=110,5 мм

Товщина обода чавунних шківів клинових передач:

д = (1,1…1,3)*h; (39)

д = 1,2*1,43=17,16 мм.

Література

1. Курочкин А.А., Лященко В.В., «Технологическое оборудование для переработки продукции животноводства»

2. С.А. Бредихін «Технология и техника переработки молока»

3. Сурков «Технология и техника переработки молока»

4. Зимняков В.М. «Практикум по основам расчета и конструирования машин и аппаратов перерабатывающих производств».

5. М.И. Єрохін «детали машин и основы конструирования».

6. Панфілов В.А. «Машины и аппараты пищевых производств»

7. Г.Р. Кавецький, Б.В. Васильев «Процессы и аппараты пищевой технологии».

8. Г.К. Крусь «Технология молока и молочных продуктов

Размещено на Allbest.ru