Главная Коллекция "Otherreferats" Производство и технологии Компоновка поточной линии выработки формового хлеба применительно к условиям хлебозавода

Компоновка поточной линии выработки формового хлеба применительно к условиям хлебозавода

Технологический процесс производства формового хлеба на поточной линии. Разработка укладчика-делителя, устройство, работа, техническая характеристика машины, технологические расчеты. Безопасность и экологичность механизма. Расчёт экономического эффекта.

Рубрика	Производство и технологии
Вид	дипломная работа
Язык	русский
Дата добавления	15.08.2010
Размер файла	157,6 K

посмотреть текст работы

скачать работу можно здесь

полная информация о работе

весь список подобных работ

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Страница:

Содержание

Введение
1. Обзор технологического процесса производства продукции

1.1 Описание поточной линии выработки формового хлеба
1.2 Обзор существующих укладчиков-делителей

2. Технико-экономическое обоснование

2.1 Техническое обоснование
2.2 Экономическое обоснование

3. Описание проектируемой линии

3.1 Устройство разрабатываемого укладчика-делителя
3.2 Работа машины
3.3 Техническая характеристика машины

4. Определение функционально-технических параметров машины

4.1 Технологический расчет

4.1.1 Расчет шнекового нагнетателя укладчика-делителя

4.2 Конструктивный расчет

4.2.1 Определение размера делительной головки укладчика-делителя
4.2.2 Расчет конструктивных параметров головки

4.3 Энергетический расчет

4.3.1 Расчет потребной мощности делителя и выбор электродвигателя

4.4 Кинематический расчет

4.4.1 Расчет общего передаточного отношения привода
4.5 Расчет клиноременной передачи
4.6 Расчет червячного редуктора

5. Расчет на прочность

5.1 Расчет подшипников
5.2 Расчет зубчатой передачи
5.3 Расчет вала на прочность
5.4 Расчёт шпонки

6. Безопасность и экологичность разрабатываемого укладчика делителя

6.1 Размещение и безопасная эксплуатация технологического оборудования
6.2 Анализ опасных и вредных производственных факторов
6.3 Мероприятия по технике безопасности

6.3.1 Автоматизация и механизация ручных производств
6.3.2 Электробезопасность

6.4 Оздоровление условий труда рабочих

6.4.1 Нормализация микроклимата и чистоты воздуха
6.4.2 Производственное освещение
6.4.3 Производственный шум и вибрация

6.5. Взрывобезопасность и пожаробезопасность предприятий
6.6 Пожаробезопасность на предприятии
6.7 Промышленная экология
6.8 Расчет защитного заземления

7. Экономическая часть
7.1 Определение затрат на разработку
7.2 Расчёт экономического эффекта
Заключение
Список информационных источников
Введение
Основная задача, поставленная перед пищевой промышленностью - повышение качества выпускаемой продукции. Разработка и внедрение ресурсо- и энергосберегающих технологий и технологического оборудования, улучшение санитарно-гигиенических условий производства, техники безопасности, последовательное сокращение применения ручного и тяжелого физического труд, а также использование новых конструкционных материалов. Широкое внедрение новых технологий, позволяющих повысить производительность труда, снизить энергоемкость процессов.
Все эти задачи стоят и перед хлебопекарной промышленностью. Должен быть увеличен выпуск продукции в расфасованном и упакованном виде. Следует интенсивней проводить разработки новых видов машин, расширять бестарные, контейнерные и пакетные перевозки сырья, готовой продукции.
В дипломном проекте выполнена работа по компоновке поточной линии выработки формового хлеба, применительно к условиям хлебозавода. Это позволит повысить производительность труда на хлебозаводе, снизить технологические потери. Специальным заданием разработан автоматический укладчик-делитель тестовых заготовок в формы, стоящие люльках расстойно-печного агрегата.
Разработанный укладчик-делитель значительно модернизирован по отношению к существующим моделям укладчиков.
Снижается общая масса машины в среднем на 30-40%, потребляемая электроэнергия на его работу в 2,5 раза. Точность деления массы кусков теста повышается, обеспечивается за счет разработки новой конструкции делительной головки теста.
Усовершенствован реечный механизм перемещения укладчика-делителя вдоль люльки с формами. Делительная машина совершает движения без «холостых» ходов вдоль люльки с формами.
1. Обзор технологического процесса производства продукции

1.1 Описание поточной линии выработки формового хлеба

Поточная линия рассчитана на выработку формового хлеба массой 1 кг, производительностью 24 т. в сутки (см. чертеж). Хранение муки и транспортировка производится бестарным способом. Внутризаводская транспортировка механическая и пневматическая.

Мука поступает на хлебозавод в автомуковозах Одесского завода производственного машиностроения. Разгрузка производится с помощью сжатого воздуха через приемный щиток (1) по трубам (2) и поступает в металлические емкости (4).

Для очистки воздуха выходящего наружу при заполнении мукой бункеров и силосов, применяются матерчатые фильтры (5), устанавливаемые на верхней их крышке.

Из бункера мука подается через шлюзовой затвор в сборной транспортер-смеситель, после которого по мукопроводу поступает в просеиватель, представляющий собой пирамидальный ситовый барабан, закрепленный на горизонтальном валу.

Затем мука взвешивается на автоматических весах (10) и поступает в производственные бункера (11), откуда питающими тисками (12) через автоматические питатели и мучные дозаторы подается в месильные машины тестоприготовительного агрегата системы ХТР (19)

Одновременно в агрегат из дозировочного отделения через жидкостные дозаторы поступают жидкие компоненты: вода, дрожжевой, солевой и сахарный растворы.

Причем способ приготовления хлеба принят опарный, поэтому в корыто первой месильной машины, где производится замес опары подается половина муки, часть воды и все дрожжи, требуемые по рецептуре (в расчетах на минимальный замес), а все остальное сырье по рецептуре подается на замес теста - во вторую месильную машину.

Замешанная опара поступает в корытообразный сосуд для брожения и перемешивания при помощи шнека к нижнему люку сосуда, откуда опара шнековым дозатором для опары подается в тестомесильную машину для замеса теста. После замеса тесто поступает во второе корыто для брожения, а затем по поворотной полке (20) поступает в укладчик-делитель (22), представляющий собой шнековый делитель, перемещающийся по направляющим в продольном направлении вместе с люлькой и в поперечном направлении вдоль форм, который разрабатывается в дипломном проекте.

Куски теста падают в смазанные формы, установленные на люльках расстойно-печного агрегата (21), где происходят два процесса: расстойка, а затем выпечка в тех же формах растаявших кусков хлеба. Время расстойки и выпечке регулируется при помощи подвижной каретки изменением количества рабочих люлек в камере расстойки и в печи (без изменения скорости конвейера агрегата). Готовые изделия при помощи автоматических толкателей подают на транспортер, откуда попадают на циркуляционный стол, а затем на вагонетках с лотками подвозятся к автомашинам для перевозки хлеба.

Техническая характеристика линии:

· Производительность - 24 т. в сутки;

· Число машино-единиц - 25;

· Габариты:

длина - 42 м.;

ширина - 3,2 м.;

высота - 5 м.

1.2 Обзор существующих укладчиков-делителей

Из литературы нам известны укладчики тестовых заготовок в формы.

Устройство для загрузки форм конвейерной хлебопекарной печи (патент №68197).

Распределительное приспособление выполнено в виде шнека заключенного в камеру с загрузочными мундштуками.

Когда одна из люлек конвейера приближается к ряду мундштуков, начинает работать шнековый уплотнитель. После автоматического отключения шнека также автоматически открываются ножевые шиберы, и в камеру подается сжатый воздух, продавливающий тесто через мундштуки. По мере падения давления в камере, происходит автоматическое закрытие мундштуков ножевыми шиберами и отрезанные куски теста падают в формы. После чего срабатывает выпускной клапан и сжатый воздух из камеры удаляется.

Устройство для укладки теста в конвейер хлебопекарной печи. (патент №85615, авторы А.Н. Родионов, М.Ф. Иванов, Е.Н. Зальцерман.)

Устройство представляет собой цепной транспортер, на котором с шагом, равным шагу форм на люльке, укреплены поворотные полки. Ритм работы делительной машины прерывистый, кинематический, связан с прерывистым движением транспортера.

При достижении лотками, наполненными тестом, конвейера печи, опорные пальцы, поддерживающие полки опрокидываются и куски теста падают в формы.

Тестоделитель (патент №92087, авторы П.Г. Субботин, В.Л. Сорочкин)

Тестоделитель выполнен в виде закрытой питательной камеры со шнеком, под камерой вмонтирован многокарманный вращающийся делительный цилиндр с системой возвратно-поступательно перемещающихся поршней. Забор и выдавливание теста происходит в момент подхода форм под отверстия карманов.

Синхронизация движения люльки и цилиндров, а так же момент выдавливания куска теста из формы обеспечивается подбором скорости вращения приводного вала и системной звездочки.

Делительно-посадочная машина для формового хлеба с цепным люлечным конвейером (патент №119160, авторы М.Б. Зазовский, А.Н. Родионов)

Тесто нагнетательным шнеком нагнетается в тестовой цилиндр, откуда передавливается через питательные отверстия в поршневые корпуса, а оттуда делительными поршнями выталкивается через выходные отверстия и отрезается ножом-шибером.

С целью улучшения обслуживания и точности развеса корпуса делительных поршней монтированы вертикально на наружной поверхности тестового цилиндра.

Поршни движутся принудительно при помощи кривошипно-шатунного механизма с программными кулачками.

Все рассмотренные устройства громоздки и сложны, трудно обсуживаемые в производстве.

Нами предлагается разработка более простой конструкции, которая позволит механизировать труд на участке разделки теста в модернизированной поточной линии на хлебозаводе.

2. Технико-экономическое обоснование

2.1 Техническое обоснование

Компоновка поточной линии выработки формового хлеба применительно к условиям хлебозавода позволит решить задачу повышения производительности труда. Выработка хлеба формового производительностью 24 т/сутки обеспечивает стабильное снабжение хлебом части города, повысится за счет механизации качество выпускаемой продукции, улучшится санитарное состояние самого продукта. Экономия составит в год 5800 рублей.

Разработка автоматического укладчика-делителя позволит механизировать тяжелейшую технологическую операцию укладки тестовых заготовок в формы для ее выпечки. Улучшится стабильность куска теста по массе, сократится количество технологического брака, улучшится качество выпускаемой продукции.

2.2 Экономическое обоснование

Экономия составит 2600 рублей. Общая экономия - 8400 рублей, что позволит окупить затраты на модернизации машины.

Компоновка поточной линии выработки формового хлеба позволит высвободить 4-х человек в сутки, сэкономить расходы на санитарную одежду 5800 рублей в год. Модернизация делительной машины укладчика-делителя позволит сэкономить электроэнергию на 1380 рублей в год. Экономия металла и его обработка составит 1220 рублей.

Суммарный экономический эффект может составить 7200 рублей в год.

3. Описание проектируемой линии

3.1 Устройство разрабатываемого укладчика-делителя

Проектируемый автоматический укладчик-делитель представляет собой машину со шнековым нагнетанием и мерниковым делением, перемещающуюся над формами в продольном направлении вместе с люлькой и в поперечном направлении вдоль формы. Эта машина обеспечивает две операции:

1. деление теста на куски заранее установленного веса;

2. автоматическую укладку кусков теста в формы.

Автоматический укладчик-делитель приводится в движение от двух электродвигателей. Движение укладчика-делителя вместе с люлькой осуществляется от привода расстойно-печного агрегата. Движение вдоль форм, нагнетание теста и деление его за счет двигателя, установленного на корпус делителя и перемещающегося вместе с делителем.

3.2 Работа машины

Работа укладчика-делителя происходит следующим образом: Выброженное тесто по качающемуся тестоспуску поступает в воронку укладчика-делителя, оттуда под действием собственного теста попадает в шнековую камеру, где происходит нагнетение теста в делительную головку (за счет уменьшающегося шага шнека).

Делительная головка работает по типу головки делителя «Кузбасс». Регулировка развеса осуществляется специальным ключем-шестерней.

Перемещение автоматического укладчика-делителя в продольном направлении вместе с люлькой осуществляется перемещением делителя на тележке по направляющим, проложенным на корпусе расстойно-печного агрегата от кулачкового рычажного агрегата, этот же механизм обеспечивает выстой и реверс. Перемещение в поперечном направлении осуществляется обкаткой шестерни по рейке, а для предотвращения перекашивания - по направляющим, установленным на движущейся тележке. Выстой после заполнения форм на люльке осуществляется за счет снятых зубьев рейки и «пробуксовки» делителя, а затем за счет выключения электродвигателя.

Реверс осуществляют, чередуя после каждого заполнения форм на люльке, зацепление шестерни то с нижней, то с верхней рейками. Автоматический укладчик-делитель работает синхронно с непрерывно движущимся расстойно-печным агрегатом.

Проектируемый укладчик-делитель может быть использован в различных поточных линий для производства различных сортов формового хлеба.

3.3 Техническая характеристика машины

1. Производительность - 24 т/сутки

2. Потребляемая мощность электродвигателя - 1,7 кВт

3. Габариты:длина - 1950 мм

ширина - 980 мм

высота - 990 мм

4. Масса укладчика-делителя - 743 кг

4. Определение функционально-технических параметров машины

4.1 Технологический расчет

4.1.1 Расчет шнекового нагнетателя укладчика-делителя

Производительность шнекового нагнетателя определяется по формуле:

П_шн= А•n•K_g,

где

n - число оборотов шнека в минуту, n=75 об/мин;

K_g- экспериментальный коэффициент, K_g = 0,35;

А - коэффициент формы.

A = 4.93•D³•h•(1-l/t)•0.5•sin2ц,

где

D - наружный диаметр шнека в метрах, D = 0,18 м;

h - глубина канала в метрах, h = 0,065 м;

t - шаг между витками в метрах, t = 0,085 м;

ц - угол подъема витка в градусах, ц = 12°;

l - толщина пера шнека в метрах, l = 0,003 м.

П_шн=4,93•0,18²•0,065•(1-0,003/0,085)•0,5•0,4077•75•0,35 = 53,43 кус/мин

Т.к. развес готового изделия g_хл = 1 кг, можно определить вес куска теста:

,

где

?_Д_g - технологические затраты на брожение и выпечку в процентах;

?_Д_g = Дg_бр + Дg_уп

Дg_бр - затраты на брожение теста при расстойке в процентах.

Примем Дg_бр = 2%

Дg_уп - затраты на упек при выпечке в процентах.

Примем Дg_уп = 8%, тогда

?_Д_g = 2 + 8 = 10%, откуда

g_т = 1/(1-10/100) = 1 кг.

Таким образом, минутная производительность шнекового нагнетателя равна:

П_шн = 53,43•1,1 = 58,8 кг/мин.

По заданию автоматический укладчик-делитель должен обеспечивать производительность:

П_усл = П_сут/(23•60),

где П_сут - суточная производительность печи ХПП-25, П_сут = 24 т/сут = 24000 кг/сут

П_усл = 24000/(23•60) = 17,4 кг/мин

П_шн > П_усл, следовательно нагнетатель обеспечивает требуемую производительность укладчика-делителя.

4.2 Конструктивный расчет

4.2.1 Определение размера делительной головки укладчика-делителя

Делительная головка выполнена в виде стального барабана, вращающегося в корпусе.

Минимальный зазор между стенками барабана и корпуса составляет 0,2 мм. В барабане имеется один карман эллипсовидного сечения, внутри которого перемещается поршень, состоящий из двух разъемных частей, соединенных между собой таким образом, что бы можно было регулировать расстояние между ними. Изменяя величину поршня регулируют объем куска теста, а, следовательно, и его вес, причем можно осуществлять регулировку только путем изменения длины поршня, а, следовательно, мерного кармана, при неизменном поперечном сечении.

Поршень перемещается под давлением теста, нагнетаемого шнеком, совершая кроме того вместе с барабаном вращательное движение.

Для того, что бы обеспечить постоянный вес куска теста, равным g_т = 1,1 кг при колебании объемного веса теста в пределах г = 1,08 - 1,12 км/дм³, необходимо определить длину мерного кармана. Для этого определяем сначала максимальный и минимальный объем мерного кармана v_min и v_max

v_max = g/г_min [дм³]

v_min = g/г_max [дм³]

v_max = 1,1/1,08 = 1,02 дм³, v_min = 1,1/1,12 = 0,98 дм³

4.2.2 Расчет конструктивных параметров головки

Конструктивно общая высота делительной головки h = 200 мм = 2 дм. Максимальная и минимальная высота куска теста определяется:

h_кус_min = v_min/F, h_кус_max = v_max/F,

где F - площадь поперечного сечения мерного кармана в дм²

Конструктивно принимаем F = 1,6•1,0 = 1,6 дм². Тогда:

h_кус_max = 1,02/1,6 = 0,64 дм,

h_кус_min = 0,98/1,6 = 0,61 дм.

Максимальная и минимальная высота поршня h_n_max и h_n_min:

h_{n max} = h - h_кус_min = 2.0 - 0.61 = 1.39 дм,

h_{n min} = = h - h_кус_max = 2.0 - 0.64 = 1.36 дм.

Для осуществления резерва регулировки при конструировании поршня предусматриваем возможность его регулирования от до :

= 1,1•h_n_max= 1.1•1.39 = 1.53 дм,

= 0,9•h_n_min = 0,9•1,36 = 1,22 дм.

Следовательно, конструктивно мерный карман представляет собой эллипсовидный цилиндр с осями эллипса a = 160 мм, b = 100 мм. Высота заполнения тестом h_кус = 47 - 78 мм. Полная высота цилиндра h = 200 мм.

4.3 Энергетический расчет

4.3.1 Расчет потребной мощности делителя и выбор электродвигателя

Суммарная мощность электродвигателя потребная на приведение в движение тестоделительной машины со шнековым нагнетанием определяется по формуле:

N = (N₁+N₂)/з кВт [11, стр. 366],

где

з - коэффициент полезного действия, учитывающий потери мощности на трении в передаточных механизмах, ориентировочно принимаем з = 0,6;

N₁ - мощность, необходимая для перемещения и вырисовывания теста шнеком;

N₂ - мощность необходимая для отрезания куска теста.

N₁ = М•w/1000 кВт,

где

М - крутящий момент на валу шнека в Нм;

w - угловая скорость.

М = 2/3•Р?р?tg(ц?(R³ - r³) Нм,

где

Р - рабочее давление в мундштуке для пшеничного теста, Р = 0,1•10⁶ Н/м²;

ц - угол подъема винтовой линии;

R - внешний радиус шнека в метрах;

r - радиус вала шнека в метрах, r = 0,025 м.

М = 2/3•0,1•3,14•tg12 (0,09³- 0,025³) = 45 Нм

w = р?n/30 = 3.14•75/30 = 7.85 рад/с

N₁ = 45•7.85/1000 = 0.35 кВт

N₂ = Р₁•V/1000 кВт

где

Р₁ - общее усилие сопротивление движению ножа;

V - скорость резания, V = 2 м/с.

Р₁ = Р₂•S,

где

Р₂ - удельное сопротивление резанию, Р₂ = 5•10³ Н/м,

S - площадь отверстия, перекрываемого вращающимся цилиндром, S = 0.02 м²

Р₁ = 5•10³•0,02 = 100 Н,

N₂ = 100•2/1000 = 0,2 кВт,

N = (0,35+0,2)/0,6 = 0,92 кВт.

Так как данный расчет является приблизительным, и не учитывает всех затрат мощности, примем к установке электродвигатель большей мощности. По экспериментальным данным хлебокомбината установленная мощность 107 кВт.

Принимаем к установке электродвигатель асинхронный с повышенным пусковым моментом в закрытом обдуваемом исполнении тип АОП 42-6: N_дв = 1,7 кВт, n_дв = 930 об/мин, М_нач/М_кон = 2,0, М_max/М_min = 2,5, J_max/J_min = 5,0.

4.4 Кинематический расчет

4.4.1 Расчет общего передаточного отношения привода

Время, за которое люлька конвейера переместится на один шаг (равное кинематическому циклу на один шаг укладчика-делителя) - Т_к определяем из формулы производительности расстойно-печного агрегата:

,

где

ф_расст - время расстойки в секундах;

ф_вып - время выпечки в секундах;

К_{раб люлек} - количество рабочих люлек в расстойно-печном агрегате;

g - вес одного готового изделия, g = 1 кг;

N - количество форм на люльке, N = 16.

, отсюда Т_к = g•N/П_сек

где П_сек - секундная производительность печи в килограммах.

П_сек = П_сут/(23•3600) = 24000/(23•3600) = 0,29 кг/с,

Т_к = 1,0•16/0,29 = 55,2 с.

Так как расстояние между люльками равно 280 мм, причем люлька проходит это путь за 55,2 с, скорость конвейера расстойно-печного агрегата составляет:

V_печ = 280/55,2 = 5,34 м/с.

Определим время, в течении которого укладчик-делитель перемещается вместе с люлькой. Для этого нам нужно знать время, необходимое для перемещения укладчика вдоль люльки, т.е. поперечное перемещение относительно расстойно-печного агрегата.

Люлька имеет размеры 1920х220 мм. На каждую люльку установлено по 16 форм №107 с размерами 220х115х115 мм. Расстояние между центрами форм без учета зазоров составляет 115 мм, с учетом зазоров - 120 мм (1920/16 = 120 мм). Следовательно, поперечное перемещение укладчика-делителя должно соответствовать шагу между центрами форм.

Схема перемещения делителя вдоль форм показана на рис. 6. S = t_ф, S - Ѕ периметра шестерни 10 по делительной окружности в мм.

При перемещении укладчика-делителя вдоль формы ведущей является шестерня 10, приводящая в движение ведомую шестерню 11, перемещающуюся по направляющей рейке. Ведомая шестерня 11 перемещает делительную головку вдоль форм.

При перемещении укладчика-делителя на шаг t_ф ведущая шестерня 10 должна повернуться на 180°, т.е.

t_ф = р?D₁₀/2 = р?m•Z₁₀/2,

где Z₁₀ - число зубьев, m - модуль в мм.

m•Z₁₀ = 2•t_ф/ р, t_ф = 115 - 120 мм.

Задаваясь различными значениями модуля и числа зубьев, учитывая, что при этом число зубьев шестерни10 должно быть четным, выбираем: m = 3,5 мм, Z₁₀ = 22. Тогда диаметр делительной окружности ведущей шестерни D₁₀ равен:

D₁₀ = m•Z₁₀ = 3,5•22 = 77 мм.

Шаг укладчика-делителя в мм:

T_укл = 3,14•77/2 = 120,89 мм.

Следовательно, полученный результат удовлетворяет заданию. Для ведомой шестерни Z₁₁ = 92, D₁₁ = 322 мм, что обеспечивает выполнение проектируемой конструкции. Передаточное отношение i определим по формуле:

I_11-10 = Z₁₁/Z₁₀ = 92/22 = 4.2.

Межцентровое расстояние А в мм:

А = (D₁₀ + D₁₁)/2 = (77+322)/2 = 199,5 мм.

По синхрограмме работы расстойно-печного агрегата определим путь, который проходит укладчик-делитель вместе с люлькой, т.е. перемещение делителя в продольном направлении относительно расстойно-печного агрегата, если время, необходимое для заполнения одной люльки тестовыми заготовками принять равным 30 секундам (по экспериментальным данным хлебокомбината), а затем вычертим синхрограмму работы укладчика-делителя

S_{укл-делит}= 240•30/55,2 = 130 мм

Скорость, с которой укладчик-делитель перемещается вдоль форм, равна:

V - L/ф_р.х. = р?D₁₁•n₁₁,

где L - путь, пройденный укладчиком-делителем вдоль люльки, в мм: L = t_укл•(16-1) = 120,89•15 = 1813,4 мм.

Тогда минимальное число оборотов ведомой шестерни 11 составит:

n₁₁_min = L/(ф_р.х.?р?D₁₁) = 1813.4/(0.5•3.14•322) = 3.6 об/мин.

Минимальное число оборотов делительной головки равно минимальному числу оборотов ведущей шестерни 10:

n_д.г._min = n₁₀_min = n₁₁•i_11-10 = 3.6•4.2 = 15 об/мин.

Зная скорость шнека, а следовательно вала II, вала IV и двигателя, определим передаточное отношение всех передач:

n_дв = n_шн•i_к.р.•i_р.ч.

откуда

i_к.р.•i_р.ч. = 930/75 = 12,4

Принимаем передаточное отношение червячного редуктора i_р.ч. = 8. Тогда передаточное число клиноременной передачи i_к.р. = 12,4/8 = 1,55. Уточненное значение клиноременной передачи составляет i_к.р. = 1,62, тогда

n_I = n_дв/i_к.р = 930/1,62 = 5,74 об/мин,

n_II = n_I/i_р.ч = 574/8 = 71,8 об/мин

Примем конструктивно Z₈ = 50, m = 3,5, тогда

D₈ = Z₈•m = 3,5•50 = 175 мм.

Z₇ = 26, m = 3,5, тогда

D₇ = Z₇•m = 3,5•26 = 91 мм.

Z₆ = 48, m = 3,5, тогда

D₆ = Z₆•m = 3,5•48 = 164 мм.

Z₅ = 22, m = 3,5, тогда

D₅ = Z₅•m = 3,5•22 = 77 мм.

Общее передаточное отношение i_8-5 определим как:

Z_8-5 = (Z₈•Z₆)/(Z₇•Z₅) = (50•48)/(26•22) = 4,2

Межцентровые расстояния:

А = (Z₈+Z₇)•m/2 = (50+26)•3,5/2 = 133 мм,

А₁ = (Z₅+Z₆)•m/2 = (22+48)•3,5/2 = 122,5 мм.

Скорость вращения колеса 8, а следовательно и валов IV и V (делительной головки) составляет:

n_IV = n_V = n_д_._г_. = n_II/i_8-5 = 71,8/4,2 = 17,1 об/мин.

n_д_._г_. = 17,1 об/мин > n_д_._г_{. min}

Это обеспечивает более быстрое перемещение укладчика-делителя вдоль форм и вращение делительной головки, что позволяет делать выстой в крайних положениях укладчика-делителя относительно люльки.

4.4.2 Расчет клиноременной передачи

Выбираем сечение ремня по мощности электродвигателя [1 -табл. 21, стр. 224]. Тип ремня - А, диаметр меньшего шкива D₁ = 125 мм. Проверка:

V = р?D₁•n_дв/6000 = 3,14•125•930/6000 = 6,3 м/с < 25 м/с.

Диаметр большего шкива D = (1 - е)•D₁•i_к.р, где е - коэффициент скольжения, е = 0,01 [1 - стр. 225].

Тогда D₂ = (1 - 0,01)•125•1,55 = 192 мм. Принимаем D₂ = 200 мм (по ГОСТ 1284-57)

Уточненное передаточное отношение клиноременной передачи составляет:

Межцентровое расстояние [1 - стр. 226]:

l_min = 0,55•(D₁ + D₂) + h,

где h - высота профиля ремня.

l_max = 2•(D₁ + D₂).

Профиль сечения ремня [ГОСТ 1284-57]

h = 8 мм,

а_р = 11 мм,

а = 13 мм,

ц₀ = 34

F = 0,81 см²

l_min = 0,55•(125 + 200) + 8 = 187 мм,

l_max = 2•(125 + 200) = 650 мм.

Так как l_min конструктивно не менее 500 мм, угол обхвата на малом шкиве не менее

б_{1 min} = 180 - (D₂ - D₁)•60/l_min 120,

б₁_min = 180 - (200 - 125)•60/500 = 171 > [б₁].

Определим число ремней Z [4 - стр. 229]:

Z = N/(N₀•K₁•K₂),

где

N - мощность электродвигателя, N = 1,7 кВт;

N₀ - мощность, передаваемая одним ремнем [1 - стр. 228, табл. 25], N₀ = 0,9 кВт;

К₁ - коэффициент, зависящий от угла обхвата [1 - стр. 230, табл. 26], К₁ = 0,98;

К₂ - коэффициент, учитывающий характер нагрузки [1 - стр. 231, табл. 27], К₂ = 0,6

Z = 1,7/(0,9•0,98•0,6) = 3,3

Примем Z = 4.

По таблице [1 - стр. 234, табл. 29] выбираем значения

С = 3,5 мм,

l = 12.5 мм,

t = 16 мм,

S = 10 мм

ц_м = 34°

ц_б = 38°

b = 13 мм

к = 6 мм

Определяем размеры шкивов для найденного сечения и расчетного числа ремней [1 - стр. 234]

D_{н м} = D_м + 2•c(6.8)

D_{н б} = D_б + 2•c(6.9)

D_{н 2} = 125 + 2•3,5 = 132 мм,

D_{н 1} = 200 + 2•3,5 = 207 мм.

Ширина шкива

B = (Z - 1)•t + 2•S = (4 - 1)•16 + 2•10 = 68 мм(6.10)

Определим давление на валы при нормальном напряжении [1 - стр. 230]

(6.11)

где

S₀ - натяжение ремня на ведущей и ведомой ветвях, S₀ = 12 кг•см [1 - стр. 233, табл. 28];

б - угол обхвата малого шкива, при ;

F - площадь поперечного сечения ремня, F = 0,81 см²;

Z - количество ремней, Z = 4.

Q = 2•13•0,81•4•1 = 78 кг.

Мощность на валу ведомого шкива:

N₁ = N_эл.дв.?з_к.р.,

где з_к.р. - КПД клиноременной передачи, принимаем з_к.р. = 0,98.

Тогда N₁ = 1,7•0,98 = 1,67 кВт.

Определяем величину окружного усилия Р:

Р = 75•N/(V•Z) = 75•1,7•1,36/(6,3•4) = 6,9 кг.

Определим рабочие натяжения ветвей ремня:

S₁ = S₀ + P/2,

S₂ = S₀ - P/2,

где

S₀ - усилие предварительного натяжения;

S₁ - усилие ведущей ветви;

S₂ - усилие ведомой ветви.

S₁ = 12+6,9/2 = 15,5 кг,

S₂ = 12-6,9/2 = 8,5 кг.

Диаграмма напряжений в работающем ремне

4.4.3 Расчет червячного редуктора

Проектируемый червячный редуктор является цилиндрический одноступенчатым открытым. Передаточное отношение i_р.ч. = 8. Число заходов червяка Z₃ = 4 [6 - стр. 165, табл. 1]. Число зубьев червячного колеса:

Z₄ = Z₃•i_р.ч = 4•8 = 32.

Определим модуль червячного колеса в нормальном сечении из формулы [1 - стр. 347], т.е. из учета прочности зубьев на изгиб:

,

где

N_ч - передаваемая мощность на червячном колесе в л.с.;

К_ч - коэффициент нагрузки на червячный редуктор при расчете на изгиб, К_ч=1,3, [1 - стр. 347];

y_k - коэффициент формы зуба;

К_е - коэффициент перекрытия, К_е = 1 [1 - стр. 348];

n_ч - число оборотов червячного колеса, n_ч = 71,8 об/мин;

[у_н3] - допустимое напряжение на изгиб червячного колеса, материал червячного колеса - чугун С4 28-48, [у_н3]_III = 560 кг/см² = 5,6 кг/мм² [1 - стр. 360, табл. 6].

N_ч = N₃?з,

где з - общий КПД червячной передачи, учитывающий трение вдоль винтовых выступов резьбы червяка потери на трение качения и потери в опорах передач.

Для четырехзаходных редукторов [4 - стр. 344] з = 0,82 - 092, Примем з = 0,85.

N₃ = N₂ - мощность на валу червяка определена при расчете клиноременной передачи как мощность на валу ведомого шкива. N₃ = 1,67 кВт = 1,67•1,36 = 2,27 л.с.

N_ч = 2,27•0,85 = 1,93 л.с.

При коэффициенте высоты зуба f = 1 и при угле зацепления б = 20°

y_k = 0,154 - 0,912/Z₄[4 - стр. 347],

y_k = 0,154 - 0,912/32 = 0,13.

ш = b/m_н можно брать в зависимости от чиста зубьев Z₄. При Z₄ = 32 ш= 8 [1 - стр. 347].

.

Определяем модуль червячного колеса в торцевом сечении m_s [1 - стр. 348]:

,

где ц - угол подъема винтовой линии червяка.

Предварительно принимаем ц = 20 [1 - стр. 342], тогда

m_s = 4,4/cos20 = 4,6 мм.

Принимаем ближайшее значение по ГОСТ 9563-60 m_s = 5 мм.

По ГОСТ 2144-43 определим относительную толщину червяка, т.е. число модулей в диаметре начального цилиндра q. При m_s = 5 мм q = 10. Тогда диаметр делительного цилиндра червяка D₃ равен:

D₃ = m_s•q = 10•5 = 50 мм.

Диаметр окружности выступов:

D_е3 = D₃ + 2•m_s = 50 + 2•5 = 60 мм.

Диаметр окружностей впадин:

D_i₃ = D₃ - 2,4•m_s = 50 - 2,4•5 = 38 мм.

Шаг t определим по формуле:

t = р•D₃•Z₃/q = 3,14•50•4/10 = 12,56 мм.

Диаметр делительной окружности червячного колеса:

D₄ = m_s•Z₄ = 5•32 = 160 мм.

Диаметр окружностей выступов червячного колеса:

D_е4 = D₄ + 2•m_s = 160 + 2•5 = 170 мм.

Диаметр окружностей впадин:

D_i₄ = D₄ - 2,4•m_s = 160 - 2,4•5 = 148 мм.

Ширина червячного колеса:

B = (0,7 - 0,8)•D_е3 = (0,7 - 0,8)•60 = 48 мм.

Длина нарезной части червяка [4 - стр. 349] при Z₃ = 4:

l = (12,5 + 0,09•Z₄)•m_s = (12,5 + 0,09•32)•5 = 76,9 мм.

Принимаем l = 88 мм с целью получения целых шагов. Длина между опорами червяка равна [4 - стр. 349]:

L = (0,8 - 1,0)•D = (0,8 - 1,0)•160 = 160 мм.

Конструктивно принимаем L = 230мм. Произведем проверочный расчет червячной передачи по контактным направлениям сдвига поверхностного слоя зубьев, который одновременно является расчетом отсутствия заедания [1 - стр. 353].

где

А - межосевое расстояние;

= расчетный вращающий момент в л.с. на 1 об/мин червячного колеса;

[ф]_с - допустимое напряжение на сдвиг в поверхностном слое зубьев червячного колеса, для С4 28-48 [ф]_с = 700 кг/см².

А = (D₃ + D₄)/2 = (160 + 50)/2 = 105 мм.

= ,

где К_к - коэффициент нагрузки для червячных передач при расчете контактную прочность, примем К_к = 1,2 [1 - стр. 347].

Тело червяка проверяется на прочность. При работе червяка в месте сопряжения его с червячным колесом возникает нормальная к винтовой поверхности червяка сила N₃, приложенная диаметру начальной окружности червяка. Заменив распределенную по виткам червяка нагрузку сосредоточенной силой, разложим пространственную силу N₃ на составляющие: P₃, T₃ и F₃:

N₃ ? N₄

T₃ ? T₄

F₃ ? F₄

P₃ ? P₄

де

Р₃ - осевое усилие на червяке (окружное на червячном колесе Р₄);

F₃ - окружное усилие на червяке (осевое на червячном колесе F₄);

Т₃ - распорное усилие, перпендикулярное к оси червяка (и колеса Т₄).

Р₃ = 2•М₄/D₄,

где М₄ - крутящий момент, возникающий на червячном колесе, М₄ = 71620•N₄/n₄, N₄ = 1,93 л.с., n₄ = 71,8 об/мин.

М₄ = 71620•1,93/71,8 = 1785 кг•см,

Р₃ = 2•1785/16 = 223 кг.

F₃ = P₃•tg ц,

L₁=10 см

L=23 см

P=223 кг

Q=78 кг

T=81 кг

F=89 кг

где tg ц = Z₃/q [1 - стр. 354], tg ц = 4/10 = 0,4, откуда ц = 21°48'05”.

F₃ = 223•0,4 = 89 кг.

Т₃ = P₃•tg б [1 - стр. 350],

tg б = tg 20 = 0,364,

Т₃ = 223•0,364 = 81 кг.

Определив значения действующих на вал усилий, находим реакции в опорах и строим эпюры изгибающих моментов

В вертикальной плоскости от изгибающих сил Q и Т₃

R'_A = 82,4 кг, R'_B = 74,4 кг.

На участке СА: М' = Q•x = 78•x. При х = 0, М' = 0, при х = L₁ = 10 см, М' = 78•10 = 780 кг•см.

На участке CD: М' = Q•(10 + x) - R'_A•x = 78•(10 + x) - 82,4•х. При х = 0, М' = 780 кг•см, при х = 11,5 см, М' = 730 кг•см.

На участке СВ: М' = Q•(21,5 + x) - R'_A•(11,5 + x) - Т•х = 78•(21,5 + x) - 82,4•(11,5 + х) - 81•х. При х = 0, М' = 730 кг•см, при х = 11,5 см, М' = 0.

Сила Р₃ сжимает или растягивает тело червяка в плоскости:

R_Ap = p•D₃/2•L = 223•50/2•23 = 242,4 кг,

R_Bp = - 242,4 кг.

На участке AD: М_р = R_A_р•x = 242•x. При х = 0, М_р = 0, при х = 11,5 см, М_р = 78•10 = 2789 кг•см.

На участке AВ: М_р = R_A_р•(11,5 + x) - P•d/2 = 242,4•(11,5 + x) - 5578. При х = 0, М_р = -2789 кг•см, при х = 11,5 см, М_р = 0 кг•см.

Сила F₃ = создает крутящий момент в горизонтальной плоскости:

,

R_AF = R_BF = F/2 = 89/2 = 44,5 кг,

M_F_max = F/2 • L/2 = 89•23/4 = 512 кг•см.

Крутящий момент на валу:

М_кр = 71620•N₃/n₃ = 71620•2,27/574 = 2832 кг•см.

Суммарный максимальный изгибающий момент [4 - стр. 350]:

.

Нормальное напряжение от изгиба [4 - стр. 350]:

,

где D_i₃ - диаметр впадин червяка.

у_из =3380/(0,1•3,8³) = 616 кг/см².

Нормальное напряжение от растяжения или сжатия:

.

Суммарное нормальное напряжение:

у = у_из + у_р или у = у_из + у_сж,

у = 616 + 20 = 632 кг/см².

Касательное напряжение при кручении:

.

Приведенное напряжение:

,

где [у]_из_III - допустимое напряжение на изгиб червяка.

Так как материал червячного колеса чугун С4 28-48, по таблице [1 - стр. 360, табл. 5] выбираем для материала червяка сталь 45. По таблице [1 - стр. 360, табл. 6] [у]_из_III = 1300 кг/см²

, у_пр < [у]_из_III.

Проверка червяка на жесткость. Стрела прогиба f:

где

[f] - допустимая трела прогиба в мм, [f] = 1/100 • m_s = 5/100 = 0,05 мм;

J - осевой момент инерции, J = р?D⁴_i₃/64 = 3,14•3,8⁴/64 = 10,23 см⁴;

Е = модуль упругости материала червяка, для стали Е = 2,1•10⁶ кг/см².

,

f = 0,015 мм < [f].

Расчет вала на критическое число оборотов:

, [1 - стр. 434],

,

n_кр/n 1,5,

n_кр/n = 7500/574 = 13

5. Расчет на прочность

5.1 Расчет подшипников

При выборе подшипников руководствуются экономичностью, надежностью и долговечностью их работы. Для подбора подшипников необходимо учитывать:

· величину и направление действующих на подшипник нагрузок;

· характер действующих нагрузок (спокойная, ударная, переменная);

· диаметр вала под подшипник;

· условия работы;

· требуемая долговечность;

· условия монтажа и демонтажа.

В нашем случае на левую опору «А» действует только радиальная нагрузка, поэтому устанавливаем радиальный подшипник.

Срок службы подшипника задается h = 10000 ч. Расчет сводится к определению коэффициента работоспособности подшипника (С), выбранного в зависимости от приведенной нагрузки, действующей на вал червяка Q:

Q = R_A•K_K•K_б•K_Т [3 - стр. 192],

где

R_A - радиальная нагрузка, действующая на подшипник (см. стр. 34);

K_K - кинематический коэффициент, учитывающий влияние вращения внутреннего или наружного кольца, т.к. вращается внутреннее кольцо, то K_K = 1 [3 - стр. 192];

K_б - динамический коэффициент, K_б = 1,5 [3 - стр. 195, табл. V2] ;

K_Т - температурный коэффициент, K_Т = 1.

,

Q = 327•1•1,5•1 = 491 кг.

Принимаем предварительно шарикоподшипник №207 с d = 35 мм, С = 30000, Q = 1300 кг.

Проверим работоспособность подшипника. Требуемый коэффициент работоспособности:

С_тр = Q•(n•h)^0,3,

где n - максимальная скорость вращения кольца подшипника в минуту, n = 574 об/мин.

(n•h)^0,3 = 107,

С_тр = 491•107 = 52537.

Принимаем к установке на опоре «А» два подшипника радиальных №207.

Для правой опоры «В» устанавливаем радиально-упорный подшипник по условно-радиальной нагрузке Q [3 - стр. 196]

Q = (R_B•K_K + m•A) K_б•K_Т,

где

m - коэффициент, учитывающий неравномерное влияние на долговечность подшипника радиальной и осевой нагрузок, m = 1,8 [3 - стр. 4, табл. V1];

А = осевая нагрузка;

R_B - радиальная нагрузка (см. стр. 34).

,

Q = (318•1 + 1,8•223) •1,5•1 - 1079 кг.

Принимаем подшипник №7607 с d = 35 мм, C = 11600 и Q_ст = 6700 кг. Требуемый коэффициент работоспособности С = 1079•107 = 115453.

5.2 Расчет зубчатой передачи

Зубчатая передача является открытой цилиндрической прямозубой. Материал шестерни - сталь 45, материал колеса - сталь 35.

Z₅ = 22

Z₄ = 48

m = 3,5 мм

Определим модуль передачи из расчета зубьев на изгиб. Расчет ведем по шестерни, как более нагруженному элементу.

, мм [1 - стр. 278],

где

N₅ - мощность на валу II, N₅ = N₄ = 1,93 л.с. (см. стр. 28);

К - коэффициент нагрузки, зависящий от расположения опор относительно колес, в нашем случае колеса расположены несимметрично относительно опор [1 - стр. 478], К = 1,5;

y₅ - коэффициент формы зуба [1 - стр. 273, табл. 2], y₅ = 0,096;

ш - коэффициент длины зуба, зависящий от обработки зубьев, ш = b/m [4 - стр. 275, табл. 3], принимаем ш = 12;

n₅ = n₄ = 71,8 об/мин(см. стр. 28);

[у]_из_II - допустимое напряжение для нереверсивных передач:

[у]_из_II = 0,175 [у_Т + у_В] + 350 кг/см²

Для стали 45 у_Т = 30 - 27 кг/мм², у_В = 60 - 54 кг/мм²:

[у]_из_II = 0,175•(5700 + 2800) + 350 = 1800 кг/см² = 18 кг/мм²,

.

Следовательно модуль m = 3,5 мм, принятый для данной передачи, является достаточным из условия прочности зубьев на изгиб.

Рассчитаем усилия в передаче.

На шестерне 5 под действием крутящего момента возникает усилие Р_n₅, действующее в направлении линии зацепления под углом б = 20°. Это усилие можно разложить на составляющие: окружное Р₅ и радиальное Т₅.

Р₅ = 2•М_кр5/D₅,

где

D₅ = m•Z₅ = 3,5•22 = 77 мм = 7,7 см;

М_кр5 = М_кр4 = 1785 кг•см (см. стр. 32).

Р₅ = 2•1785/7,7 = 463 кг.

Т₅ = Р•tg20° = Р•0,364

Т₅ = 463•0,364 = 169 кг.

Р_n₅ = Р/cos20 = Р/0,9397

Р_n₅ = 463/0,9397 = 494 кг.

5.3 Расчет вала на прочность

Предварительно принимаем по конструктивным соображениям вал II полым с внутренним диаметром D_вн= 35 мм и с наружным диаметром D_н= 60 мм.

Поведем проверочный расчет на прочность, который состоит из двух этапов:

· предварительный расчет вала на прочность по допустимому напряжению от совместного действия изгиба и кручения;

· уточненный расчет.

5.3.1 Уточненный расчет вала

Предварительный расчет вала заключается в определение диаметра вала в опасном сечении.

Для определения крутящих и изгибающих моментов и определения опасного сечения определим сначала реакции опор и построим эпюры моментов в вертикальной плоскости от силы Т (создающих изгибающий момент).

,

,

R_AT = 113 кг, R_BT = 201 кг.

На участке АС: М_Т = R_AT•x = 113•x. При х = 0, М_Т = 0, при х = l₁ = 7 см, М_Т = 113•7 = 791 кг•см.

На участке АВ: М_Т = R_AT•(l₁ + x) - Т₄•x = 113•(7 + x) - 81•x. При х = 0, М_Т = 791 кг•см, при х = l₂ = 7 см, М_Т = 1015 кг•см.

На участке АD: М_Т = R_AT•(l₁ + l₂ +x) - Т₄•( l₂ + x) - R_BT•x = 113•(14 + x) - 81•(7 + x) - 201•х. При х = 0, М_Т = 1015 кг•см, при х = l₃ = 6см, М_Т = 0.

В горизонтальной плоскости от силы Р (создают крутящий момент):

,

,

R_A_Р = 87 кг, R_B_Р = 77 кг.

На участке АС: М_Р = R_A_Р•x = 78•x. При х = 0, М_Р = 0, при х = l₁ = 7 см, М_Р = 609 кг•см.

На участке АВ: М_Р = R_A_Р•(l₁ + x) + Р₄•x = 87•(7 + x) + 223•x. При х = 0, М_Р = 609 кг•см, при х = l₂ = 7 см, М_Р = 2779 кг•см.

На участке АD: М_Р= R_A_Р•(l₁ + l₂ +x) + Р₄•( l₂ + x) - R_B_Р•x = 87•(14 + x) + 223•(7 + x) - 773•х. При х = 0, М_Р = 2779 кг•см, при х = l₃ = 6см, М_Р = 0.

F₄ = 89 кг

Т₄ = 81 кг

Р₄ = 223 кг

Т₅ = 169 кг

Р₅ = 463 кг

В вертикальной плоскости от силы F (сжимающей или растягивающей вал):

R_AF = R_BF = 51 кг.

На участке АС: М_F = R_AF•x = 51•x. При х = 0, М_F = 0, при х = l₁ = 7 см, М_F = 357 кг•см.

На участке АD: М_F= R_AF•(7 +x) - F₄•D₄/2 = 51•(7 + x) - 712. При х = 0, М_F = -357 кг•см, при х = l₂ = 7 см, М_F = 0.

Крутящий момент на валу М_кр = 1785 кг•см (см. стр. 32).

Таким образом наиболее опасным является сечение в опоре В. Результирующий изгибающий момент для этого сечения:

.

По III теории прочности эквивалентный изгибающий момент (расчетный) равен:

.

Определим наружный диаметр вала в опасном сечении из формулы:

М = W•[у]_из_II,

где W - момент сопротивления в см³, W = 0,1•(D³_н - D³_вн) = 0,1•(D³_н - 3,5³) = 0,1•D³_н - 4,29.

Для стали 35:

[у]_из_II = 0,175•(у_в + у_т) + 350,

где у_в =52 кг/мм²=5200 кг/см², у_т =30 кг/мм²=3000 кг/см² [1- стр.421, табл. 3].

[у]_из_II = 0,175•(5200 + 3000) + 350 = 1770 кг/см² = 17,7 кг/мм².

W = М/[у]_из_II = 0,1•D³_н - 4,29,

Отсюда

Принятый диаметр D_н = 60 мм больше минимально допустимого.

Уточненный расчет вала заключается в определении коэффициента запаса прочности для опасного сечения вала [4- стр.421]

где

nу - запас прочности только при изгибе;

nф - запас прочности только при кручении.

,

,

где

у_-1 и ф_-1 - пределы выносливости при изгибе и кручении, для стали 35 [14- стр.421, табл. 3] у_-1 = 22 кг/мм² = 2200 кг/мм², ф_-1 = 17 кг/мм² = 1700 кг/мм²;

е - масштабный фактор, учитывающий изменение пределов прочности при изгибе и кручении вследствие влияния абсолютных размеров;

К_у и К_ф - эффективные коэффициенты концентрации напряжений при изгибе и кручении для рассматриваемого сечения вала:

К_у = (К_у)₀?е_ок/е₀,

К_ф = (К_ф)₀?е_ок/е₀,

где е₀ - масштабный фактор для размеров вала на котором определялись (К_у)₀ и (К_ф)₀ при отсутствии концентрации напряжений, по таблицам [1 - стр. 422-423] выбираем (К_у)₀ = 1,7, е = 0,80, (К_ф)₀ = 1,4, е₀ = 0,72, е_ок = 0,55,

К_у = 1,7•0,55/0,72 = 1,29,

К_ф = 1,4•0,55/0,72 = 1,07;

ш_у и ш_ф - коэффициент приведения несимметричного цикла к равноопасному симметричному, ш_у = 0,05, ш_ф = 0,1 [1 - стр. 424, табл. 8];

у_а и ф_а - амплитуды колебания цикла,

у_а = (у_max - у_min)/2, ф_а = (ф_max - ф_min)/2.

у_а = у_max = М_из/W,

где

М_из = 2504 кг•см (см. стр. 44),

W = 0,1•D³₄ - 4.29 = 0.1•6³ - 4.29 = 17,31 см³ (см. стр. 44),

у_а = 2504/17,31 = 145 кг/см³.

ф_а = ф_max/2 = М_кр/(2•W_p),

где

М_кр = 1785 кг•см;

W_p = 2•W = 2•17,31 = 34,62 см³,

ф_а = 1785/34,62 = 51,6 кг/см²;

у_ср и ф_ср - средние напряжения, при симметричном цикле у_ср = 0, ф_ср = ф_а.

,

,

.

Рекомендуемый запас прочности для вала [n] = 2 - 2,5, однако уменьшить диаметр вала из конструктивных соображений нельзя, т.к. внутри вала II размещен вал IV, диаметр которого уменьшать тоже нельзя. Следовательно, принятые в предварительном расчете диаметры вала правильны.

5.4. Выбор смазки

Смазка способствует уменьшению шума в передачи и предохраняет детали от коррозии, но основное ее назначение - уменьшение потерь мощности на трении, предотвращение значительного износа, и нагрева в червячном зацепление и подшипниках.

Для смазки редуктора применим масленку с равномерной подачей смазки. Скорость червяка

v = р•D₃•n₃/(1000•60) = 3,14•50•574/(1000•60) = 1,5 м/с.

По таблице [1 - стр. 365, табл. 10] рекомендуемая вязкость смазки по Энглеру при 100°С Е₁₀₀ = 2. Такой вязкости соответствует цилиндровое масло ГОСТ 1841-51 [1 - стр. 364, табл. 9].

Для подшипников качения в нашем случае возможно применение консистентной смазки, которая имеет то преимущество, что не вытекает из корпусов, хорошо заполняет зазоры между вращающимися и неподвижными деталями узлов, может работать в подшипниковом узле продолжительного времени.

Определяющим фактором в выборе смазки подшипников являются: скорость вращения, нагрузки на подшипник, рабочая температура узла, состояние окружающей среды. По таблице [1 - стр. 461, табл. 19] для шарикоподшипника радиального однорядного при n = 574 об/мин консистентная смазка «Солидел Л», для остальных подшипников качения применима «Консистентная мазь №122». Консистентную смазку заполняют на 2/3 подшипникового узла с заменой через 6 месяцев.

Смазка движущихся частей делительной головки производится растительным маслом 1 раз в сутки.

6. Безопасность и экологичность разрабатываемой машины.

6.1 Размещение и безопасная эксплуатация технологического оборудования

Повышение степени безопасности и улучшение условий труда на проектируемом предприятии во многом зависит от соблюдения требований нормативных документов по безопасности и размещения технологического и вспомогательного оборудования в производственном помещении.

При компоновке технологического оборудования необходимо соблюдать следующие нормы ширины проходов: для магистральных - не менее 1,5 м.; между оборудованием не менее 1,2 м.; между стенами и оборудованием не менее 1,0 м.

При использовании в производственном помещении грузовых тележек ширина прохода между оборудованием должна быть больше тележки на 1,0 метра.

Все машины и агрегаты должны быть расположены таким образом, чтобы была возможность удобного и безопасного обслуживания их при текущем ремонте, осмотре, смазке, чистке и санитарной обработке. В связи с этим ширина проходов у рабочих мест должна быть увеличена по сравнению с вышеуказанными не менее чем на 0,75 м.

Страница:

1
2

дипломная работа "Компоновка поточной линии выработки формового хлеба применительно к условиям хлебозавода" скачать

Подобные документы

Производство формового хлеба
Автоматизация производства формового хлеба. Нормативы ведения технологического процесса и эксплуатации технологических машин. Формулирование задач и разработка системы контроля. Анализ и синтез измерительного устройства в заданном канале измерения.

курсовая работа [208,0 K], добавлен 17.11.2010

Организация поточной линии предприятия
Производственная программа поточной линии и ритм ее работы. Синхронизация исходных технологических операций. Расчет числа рабочих мест на поточной линии. Выбор транспортных средств и планировка поточной линии. График поточных линий, расчет заделов.

курсовая работа [29,5 K], добавлен 29.01.2010

Разработка поточной линии по производству оси
Обоснование типа производства и вида поточной линии. Расчет такта поточной линии. Обоснование выбора транспортных средств. Определение потребности в основных материалах. Расчет налогов и отчислений в бюджет и внебюджетные фонды от средств на оплату труда.

курсовая работа [489,9 K], добавлен 28.05.2015

Проект поточной линии механической обработки детали "Вал"
Обоснование типа производства. Расчет такта поточной линии. Расчет производственной площади. Организация обеспечения инструментами. Планирование фонда заработной платы. Расчет себестоимости изготовления изделия. Расчет экономического эффекта проекта.

дипломная работа [3,0 M], добавлен 26.03.2010

Проектирование поточной линии и расчет ее технико-экономических показателей
Определение годовой программы запуска деталей и фонда времени работы поточной линии. Расчет параметров однопредметной поточной линии. Организация технического обслуживания и обоснование экономических показателей проектируемого поточного производства.

дипломная работа [223,4 K], добавлен 27.05.2012

Технологическая подготовка производства нового изделия
Объёмы работ по конструкторской и технологической подготовке производства. Проектирование поточной линии сборки прибора. Расчет количества рабочих мест на каждой операции технологического процесса. Планировка поточной линии и график движения производства.

курсовая работа [535,9 K], добавлен 05.04.2016

Технология производства пшеничного хлеба
Разработка технологической линии по производству пшеничного хлеба. Обоснование способа, технологии и схемы переработки сырья. Стадии производства хлеба. Подбор оборудования технологической линии. Расчет систем обеспечения производственного процесса.

курсовая работа [199,5 K], добавлен 19.11.2014

Планирование поточной линии и графика движения заделов
Обоснование выбора типа поточной линии и расчет ее параметров. Анализ возможности использования многостаночного обслуживания. Обоснование выбора транспортных средств для перемещения детали и разработка планировки поточной линии. Расчет себестоимости.

дипломная работа [1,7 M], добавлен 27.05.2022

Проектирование поточной линии обработки детали типа "стакан"
Выбор поточной линии обработки детали. Оперативное и подетальное планирование, расчет технико-экономических показателей производства. Стандарт-план обработки деталей на однопредметной непрерывно-поточной линии и определение внутрилинейных заделов.

курсовая работа [344,6 K], добавлен 24.12.2011

Проект реконструкции линии производства формового хлеба на ОАО "Хлебозавод № 1" г. Воронежа
Модернизация оборудования на ОАО "Хлебозавод № 1" г. Воронежа. Внесение изменений в схему работы конструкции для выработки теста опарным или безопарным способами. Бизнес-план реализации проекта, расчет объема продукции для достижения безубыточности.

дипломная работа [142,5 K], добавлен 07.01.2010

Другие документы, подобные "Компоновка поточной линии выработки формового хлеба применительно к условиям хлебозавода"

главная

рубрики

по алфавиту

вернуться в начало страницы

вернуться к началу текста

вернуться к подобным работам

Рубрики

По алфавиту

Закачать файл

Заказать работу

весь список подобных работ

скачать работу можно здесь

сколько стоит заказать работу?

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.

Компоновка поточной линии выработки формового хлеба применительно к условиям хлебозавода

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

1.1 Описание поточной линии выработки формового хлеба

Для очистки воздуха выходящего наружу при заполнении мукой бункеров и силосов, применяются матерчатые фильтры (5), устанавливаемые на верхней их крышке.

Одновременно в агрегат из дозировочного отделения через жидкостные дозаторы поступают жидкие компоненты: вода, дрожжевой, солевой и сахарный растворы.

Техническая характеристика линии:

· Производительность - 24 т. в сутки;

· Число машино-единиц - 25;

· Габариты:

длина - 42 м.;

ширина - 3,2 м.;

высота - 5 м.

1.2 Обзор существующих укладчиков-делителей

Из литературы нам известны укладчики тестовых заготовок в формы.

Устройство для загрузки форм конвейерной хлебопекарной печи (патент №68197).

Распределительное приспособление выполнено в виде шнека заключенного в камеру с загрузочными мундштуками.

Устройство для укладки теста в конвейер хлебопекарной печи. (патент №85615, авторы А.Н. Родионов, М.Ф. Иванов, Е.Н. Зальцерман.)

При достижении лотками, наполненными тестом, конвейера печи, опорные пальцы, поддерживающие полки опрокидываются и куски теста падают в формы.

Тестоделитель (патент №92087, авторы П.Г. Субботин, В.Л. Сорочкин)

Делительно-посадочная машина для формового хлеба с цепным люлечным конвейером (патент №119160, авторы М.Б. Зазовский, А.Н. Родионов)

С целью улучшения обслуживания и точности развеса корпуса делительных поршней монтированы вертикально на наружной поверхности тестового цилиндра.

Поршни движутся принудительно при помощи кривошипно-шатунного механизма с программными кулачками.

Все рассмотренные устройства громоздки и сложны, трудно обсуживаемые в производстве.

2. Технико-экономическое обоснование

2.1 Техническое обоснование

2.2 Экономическое обоснование

Экономия составит 2600 рублей. Общая экономия - 8400 рублей, что позволит окупить затраты на модернизации машины.

Суммарный экономический эффект может составить 7200 рублей в год.

3. Описание проектируемой линии

3.1 Устройство разрабатываемого укладчика-делителя

1. деление теста на куски заранее установленного веса;

2. автоматическую укладку кусков теста в формы.

3.2 Работа машины

Делительная головка работает по типу головки делителя «Кузбасс». Регулировка развеса осуществляется специальным ключем-шестерней.

Проектируемый укладчик-делитель может быть использован в различных поточных линий для производства различных сортов формового хлеба.

3.3 Техническая характеристика машины

1. Производительность - 24 т/сутки

2. Потребляемая мощность электродвигателя - 1,7 кВт

3. Габариты:длина - 1950 мм

ширина - 980 мм

высота - 990 мм

4. Масса укладчика-делителя - 743 кг

4. Определение функционально-технических параметров машины

4.1 Технологический расчет

4.1.1 Расчет шнекового нагнетателя укладчика-делителя

Производительность шнекового нагнетателя определяется по формуле:

Пшн = А•n•Kg,

где

n - число оборотов шнека в минуту, n=75 об/мин;

Kg - экспериментальный коэффициент, Kg = 0,35;

А - коэффициент формы.

A = 4.93•D3•h•(1-l/t)•0.5•sin2ц,

где

D - наружный диаметр шнека в метрах, D = 0,18 м;

h - глубина канала в метрах, h = 0,065 м;

t - шаг между витками в метрах, t = 0,085 м;

ц - угол подъема витка в градусах, ц = 12°;

l - толщина пера шнека в метрах, l = 0,003 м.

Пшн =4,93•0,182•0,065•(1-0,003/0,085)•0,5•0,4077•75•0,35 = 53,43 кус/мин

Т.к. развес готового изделия gхл = 1 кг, можно определить вес куска теста:

,

где

?Дg - технологические затраты на брожение и выпечку в процентах;

?Дg = Дgбр + Дgуп

Дgбр - затраты на брожение теста при расстойке в процентах.

Примем Дgбр = 2%

Дgуп - затраты на упек при выпечке в процентах.

Примем Дgуп = 8%, тогда

?Дg = 2 + 8 = 10%, откуда

gт = 1/(1-10/100) = 1 кг.

Таким образом, минутная производительность шнекового нагнетателя равна:

Пшн = 53,43•1,1 = 58,8 кг/мин.

По заданию автоматический укладчик-делитель должен обеспечивать производительность:

Пусл = Псут/(23•60),

где Псут - суточная производительность печи ХПП-25, Псут = 24 т/сут = 24000 кг/сут

Пусл = 24000/(23•60) = 17,4 кг/мин

Пшн > Пусл, следовательно нагнетатель обеспечивает требуемую производительность укладчика-делителя.

4.2 Конструктивный расчет

4.2.1 Определение размера делительной головки укладчика-делителя

Делительная головка выполнена в виде стального барабана, вращающегося в корпусе.

П_шн= А•n•K_g,

K_g- экспериментальный коэффициент, K_g = 0,35;

A = 4.93•D³•h•(1-l/t)•0.5•sin2ц,

П_шн=4,93•0,18²•0,065•(1-0,003/0,085)•0,5•0,4077•75•0,35 = 53,43 кус/мин

Т.к. развес готового изделия g_хл = 1 кг, можно определить вес куска теста:

?_Д_g - технологические затраты на брожение и выпечку в процентах;

?_Д_g = Дg_бр + Дg_уп

Дg_бр - затраты на брожение теста при расстойке в процентах.

Примем Дg_бр = 2%

Дg_уп - затраты на упек при выпечке в процентах.

Примем Дg_уп = 8%, тогда

?_Д_g = 2 + 8 = 10%, откуда

g_т = 1/(1-10/100) = 1 кг.

П_шн = 53,43•1,1 = 58,8 кг/мин.

П_усл = П_сут/(23•60),

где П_сут - суточная производительность печи ХПП-25, П_сут = 24 т/сут = 24000 кг/сут

П_усл = 24000/(23•60) = 17,4 кг/мин

П_шн > П_усл, следовательно нагнетатель обеспечивает требуемую производительность укладчика-делителя.

v_max = g/г_min [дм³]

v_min = g/г_max [дм³]

v_max = 1,1/1,08 = 1,02 дм³, v_min = 1,1/1,12 = 0,98 дм³

h_кус_min = v_min/F, h_кус_max = v_max/F,

где F - площадь поперечного сечения мерного кармана в дм²

Конструктивно принимаем F = 1,6•1,0 = 1,6 дм². Тогда:

h_кус_max = 1,02/1,6 = 0,64 дм,

h_кус_min = 0,98/1,6 = 0,61 дм.

Максимальная и минимальная высота поршня h_n_max и h_n_min:

h_{n max} = h - h_кус_min = 2.0 - 0.61 = 1.39 дм,

h_{n min} = = h - h_кус_max = 2.0 - 0.64 = 1.36 дм.

= 1,1•h_n_max= 1.1•1.39 = 1.53 дм,

= 0,9•h_n_min = 0,9•1,36 = 1,22 дм.

N = (N₁+N₂)/з кВт [11, стр. 366],

N₁ - мощность, необходимая для перемещения и вырисовывания теста шнеком;

N₂ - мощность необходимая для отрезания куска теста.

N₁ = М•w/1000 кВт,