Модернизация куттера

                                    ,                                         (3.47)

 

,

.

Из расчётов получилось, что при внедрении модернизации КПД куттера повысится почти  на 30 %, а удельный расход энергии  понизится более чем на 20 %.

 

3.4 Расчёты деталей на  прочность и жёсткость

 

3.4.1 Расчёт ножа

Нож (чертёж КП-260602-12-2012-ФИМ-00.08.001) является основным рабочем органом в куттере, и при этом в данном проекте он подвергается модернизации, поэтому он требует обязательного проверочного расчёта.

Прочность и эксплуатационные свойства режущих инструментов определяются конструктивными геометрическими  параметрами, оптимальными параметрами  режима, применением износостойких  материалов, разнообразными приёмами технологической обработки.

Режущая способность лезвия определяется не только углом его  заточки α, но и остротой лезвия (ρ=2∙r).

При внедрении лезвия в  слой материала, на его режущей кромке и в гранях возникают усилия, которые  вызывают разрушение и износ ножей, в связи с чем режущая способность лезвия падает. Быстрое изнашивание и затупление лезвия приводит к резкому возрастанию энергоёмкости процесса резания, увеличению потерь продукта, снижению качества продукта.

Сила резания раскладывается на составляющие: нормальную силу Р_н, направленную по биссектрисе угла заточки, и касательную силу Р_к, перпендикулярную нормальной.

Нормальная сила, Н

                                   ,                                               (3.48)

 

где  Р – сопротивление резанию мышечной тканью, Н, Р=1500 Н;

γ – угол установки ножа, γ=0˚;

α – угол заточки, α=14˚,

 Н.

Рисунок 3.1 – К расчёту  ножа

 

Изгибающая сила, Н

 

                                   ,                                              (3.49)

 

 Н.

Под воздействием силы Р_к лезвие изгибается. Величина изгибающего момента М_и, Н∙м, в сечении х-х, на расстоянии y от вершины у абсолютно острого лезвия [7]

                                   .                                                   (3.50)

 

При этом y, м

 

                                 ,                                                       (3.51)

 

где [σ_и] – допустимое напряжение на изгиб материала ножа, МПа, [σ_и]=450 МПа,

 м.

Изгибающий момент

                                   Н∙м.

Напряжение на изгиб в  сечении х-х

 

                                    ,                                                        (3.52)

 

где W – момент сопротивления лезвия, м²,

 

                                    ,                                                      (3.53)

 

где b – длина лезвия, b=0,305 м (определяется графически);

h – толщина лезвия в сечении х-х,

 

                               ,                                                      (3.54)

 м.

Момент сопротивления

                                     м³.

Напряжение изгиба

 МПа.

Полученное значение меньше допустимого, следовательно условие прочности на изгиб выполняется.

Найдём радиус закругления  лезвия

 

,                                                  (3.55)

 

 м.

Острота лезвия

 

                                 ,                                                 (3.56)

 

                                    м.

Получено значение остроты  лезвия при данном угле заточки, обеспечивающее максимальную стойкость к излому при обеспечении максимальной режущей  способности при заданных условиях.

Максимальное напряжение, возникающее на кромке посадочного  профиля на вал σ_мах, МПа

                                ,                       (3.57)

 

где  r₀ – радиус центрального отверстия ножа, м, r₀=0,036 м;

μ – коэффициент Пуассона, μ=0,3;

ω – угловая скорость ножа, рад/с, ω=476,8 рад/с;

R – максимальный радиус ножа, м, R=0,296 м;

ρ – плотность материала корпуса, кг/м³, ρ=7250 кг/м³,

 Па.

Значение напряжения получилось мало и опасности для нормальной работы не представляет.

 

 

3.4.2 Расчёт ножевой головки

Ножевая головка (чертёж КП-260602-12-2012-ФИМ-00.08.000 СБ) является наиболее нагруженным узлом машины, поэтому проведём расчёт усилий возникающих в ней [8].

Центробежная сила от вращения ножей, Н

 

                                  ,                                             (3.58)

 

где т_н – масса ножа, кг, т_н.п.=1,2 кг;

R – радиус ножей, м, R=0,296 м;

ω – угловая скорость ножа, рад/с, ω=476,8 рад/с,

 Н.

Сила затяжки крепёжных  элементов, Н

 

                               ,                                (3.59)

 

где  Т_зат – момент завинчивания гайки, Н∙м, Т_зат=300 Н∙м;

ψ – угол подъёма резьбы, град, принимаем ψ=3˚;

d₂ – средний диаметр резьбы, м,

 

                            ,                                            (3.60)

 

где  d – наружный диаметр резьбы, мм, d=6 мм;

t – шаг резьбы, мм, t=0,8 мм,

                            мм;

D_ср – средний диаметр резьбы для гайки

 

                            ,                                              (3.61)

 

где D_отв – диаметр отверстия гайки, D_отв=5,08 мм;

D₁ – внутренний диаметр гайки, D₁=d,

 мм;

f – коэффициент трения между поверхностями гайки и шайбы, f=0,15…0,25, принимаем f=0,18;

φ – угол трения в резьбе

 

                             ,                                                (3.62)

где f_пр – приведённый коэффициент трения,

 

                                 ,                                                   (3.63)

,

˚.

Сила затяжки

 Н.

Сила трения для двух поверхностей ножа

 

                                   ,                                              (3.64)

 

где f – коэффициент трения, для отполированной поверхности ножа f=0,1;

                                   кН.

 

                                    1 – нож; 2 – винт; 3 – шпонка.

Рисунок 3.2 – К расчёту  ножевого вала

 

Проведём проверочный  расчёт винтов на срез, для этого  найдём поперечную силу, кН, действующую  на винты, она будет представлять собой разницу между силой  трения и центробежной силой

 

                                  ,                                               (3.65)

 кН.

Напряжение на срез винтов и шпонок, МПа

 

                                   ,                                              (3.66)

 

где  [τ_ср] – допустимое напряжение на срез, [τ_ср]=240 МПа;

S_ср – площадь среза, м²,

 

                             ,                                                (3.67)

где  S_ш – площадь сечения шпонки, м², S_ш=0,00079 м² (определено графически);

S_в – площадь сечения винта, м²,

 

                              ,                                                   (3.68)

 

 м²,

 м².

Напряжение

 МПа < 240 МПа.

Условие выполняется, следовательно узел на срез будет работать нормально.

Проведём проверочный  расчёт шпонок на смятие, напряжение смятия при этом, МПа

 

                                    ,                                         (3.69)

 

где  [σ_см] – допустимое напряжение смятия, [σ_см]=320 МПа;

S_см – площадь смятия,

 

                             ,                                               (3.70)

 

где  П_ш – периметр шпонки, м, П_ш=0,13 м (определён графически);

δ – толщина ножа, м, δ=0,0027 м,

 м².

Напряжение смятия:

 МПа < 320 МПа.

Проверочный расчёт ножевой  головки показал, что во время  эксплуатации поломок в этом узле быть не должно.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 Сведения о монтаже,  эксплуатации и ремонте оборудования

4.1 Порядок установки 

 

Оборудование поставляется заводом-изготовителем упакованным в деревянную тару. Для устранения возможности повреждения изделия при вскрытии ящика в первую очередь снимите верхний щит. После распаковки произведите внешний осмотр каждого вида оборудования и проверьте его комплектность.

Транспортировку машин до места непосредственной установки  производить не снимая с основания упаковки.

Транспортировка может производиться  следующим образом:

а) транспортировка при  помощи крана – этот вид транспортировки в большинстве случаев является предпочтительным;

б) транспортировка при  помощи автопогрузчика.

Автопогрузчик следует использовать лишь при отсутствии крана.

Центр тяжести  определяется индивидуально для  каждой машины.

Оборудование должно устанавливаться  в производственном помещении мясоперерабатывающих предприятий:

Помещение, предназначенное  для установки линии производства колбас, должно быть оборудовано силовой  электропроводкой, распределительным  щитом, соответствующей мощности, защитным контурным заземлением, магистралями для подачи питьевой воды и слива  в канализацию.

Место установки должно обеспечивать удобство обслуживания и ремонта  оборудования. Для удобства техобслуживания  и мойки рекомендуется устанавливать  оборудование на расстоянии не менее  1,2 м от стен помещения и друг от друга.

Установку куттера производят по уровню верхней кромки чаши при  помощи виброопор.

Сборку снятых сборочных  единиц производить согласно общему виду изделия, обслуживающим персоналом завода-изготовителя.

Вакуумный насос и электрошкаф устанавливаются вблизи куттера и шприца. Монтаж производить в соответствии со схемой электрической принципиальной и схемой электрической соединений.

Входящее в состав линии  электрическое оборудование необходимо заземлить от имеющегося контура  согласно действующим правилам.

После установки и монтажа  оборудование необходимо подключить к  сети согласно действующим правилам и нормам электрических силовых  установок данной мощности.

Водопровод куттера и  вакуумный насос соединить с  цеховой системой водопровода: водопровод – трубами D_у=20 мм, вакуумный насос трубами D_у=15 мм.

Перед фильтром, предварительно сняв пробку, на расстоянии не более  100 мм, установить вентиль D_у=20 мм.

Подводящий силовой кабель от цехового распределительного устройства должен прокладываться без промежуточных  соединений. Сечение жил кабеля – 50 мм², максимальная длина трасы – 100 м.

При установке электрошкафа убедитесь, что он защищен от следующих воздействий: чрезмерный холод и тепло (используйте только при температуре окружающего воздуха от –10 до +40 ºС), дождь, влажность, масляный туман или брызги, соляной туман, прямой солнечный свет, коррозионные газы и жидкости, пыль и металлические частицы в воздухе, удары и вибрация, магнитный фон (например сварочные агрегаты, энергетическое оборудование, размещенное по близости), высокая влажность, радиоактивные материалы, горючие вещества (разбавители, растворители).

 

 

4.2 Подготовка к работе

 

Проверьте наличие смазки во всех смазывающихся местах согласно схеме смазки.

Проверьте уровень масла  в гидробаке и в червячном редукторе по маслоуказателям. Уровень масла должен быть на три четверти окна маслоуказателя.

Проверьте наличие и объем  масла в мотор-редукторе выгружателя куттера, слив масло в мерную тару, добавив при необходимости до нужного объема (0,25 л) и залить снова в мотор-редуктор.

Проверить наличие масла  в редукторе перегружателя по уровню контрольного отверстия.

Проверить надежность установки  сливных пробок. Утечка масла через  пробки не допускается.

Подтяните все гайки и  штуцеры гидросистемы.

Натяните ремни поворотом  подмоторной плиты главного двигателя. Прогиб ремней не должен превышать величину, равную двум высотам ремня при нажатии на ремень на одинаковом расстоянии между шкивами усилием 80 кН (8кг).

Проверьте визуально состояние  электроаппаратуры и изоляции электропроводов. В случае нарушений составьте  акт и вызовите представителей ОТК  завода-изготовителя.