Расчет машины для упаковки мясных продуктов в линии производства колбасы копченной

В качестве маркировщика выбираем маркировочную  систему Solo Series 45, на базе струйного принтера, установленную на грузовой ленточный конвейер, производительностью 6 упаковок в минуту при ширине печати 5 строк.

Тогда фактическое время работы машины, ч:

 

                                                 

  ,                                        (2.15)

 

где - количество коробок, шт.

 

 шт,

 

 ч,

 

Вспомогательное оборудование:

Принимаем 1 конвейер ленточный (для  установки на него маркировщика коробок) ГОСТ 22644-77. Ширина 400 мм, длина обечайки барабанов 500 мм. скорость 0,250 м/c.

Принимаем 2 колонных подъемника-загрузчика  для загрузки шприцов. Производство фирмы ФАСА марка 31.03200.00 Грузоподъемность 300 кг, высота опрокидывания 200 м. Мощность 0,8 кВт.

Принимаем 1 тележку грузовую для транспортировки коробок. ГОСТ 13188-67 тип 3, номинальной грузоподъемностью до 3200 кг.

Принимаем 5 тележек-чанов  AISI 304, грузоподъемностью по 300 литров каждая (для транспортировки продукта при посолочных операциях и операциях фаршесоставления). Размеры 820Х720Х950 мм.

Принимаем 20 рам-универсальных, для навешивания мясопродуктов при обработке в термокамере. Габаритные размеры 500Х500Х830 мм, масса 30 кг. Единовременная загрузка 100 кг.

Принимаем 4 стола производственных-разделочных СР-2/1200/1800АТЕСИ. Размер 1200Х1800Х670 мм.

Принимаем 1 весы  электронные товарные М-ER333-ST TRADER  для статического взвешивания до 500 кг.

Характеристики принятого оборудования:

Камера И1-ФУТ для холодного  копчения. [11]

Количество рам – 20 шт;
Продолжительность копчения – 48-72 час.

Волчок МП-2-200 [16]

Производительность - 2400 кг/час;
Диаметр отверстий решетки - 3,6,8,25 мм;
Диаметр режущего механизма решетки - 82 мм;
Мощность электродвигателя - 20 кВт;
Габаритные размеры - 1630x810x1230 мм;
Масса - 1000 кг.

Вертикальная шпигорезка ФШГ. [11]

Производительность - 0,250 - 1000 кг/час
Мощность привода – 4 кВт
Масса машины - 800 кг
Размер кубиков - 4,6,8,12 мм
Ход поршня - 0,517 м
Ход ножевых рамок - 0,04 м
Размер сечения короба - 0,112x0,112 м

 

 

 

 

Смеситель А1ФЛБ/1 [11]

Производительность - 3200 кг/час
Мощность электродвигателя - 2,2 кВт
Масса машины - 1500 кг
Объем дежи - 340 л

Шприц вакуумный ROBOT фирмы VEMAG HP30E [16]

Производительность – 1700 кг/час
Глубина вакуума - 0,08 МПа
Масса порций - 5-60000 г
Скорость порционирования при 350г – 106 порций/минуту
Масса с подъемником – 1450 кг
Установленная мощность – 38 кВт
Объем бункера - 350/250 дм³
Габаритные размеры - 1500x1100x2200 мм

Слайсер фирмы Divider 440 [25]

Производительность – 1400 резов/мин.
Мощность электродвигателя - 4,8 кВт
Размер вкладываемого продукта - 280x160x850 мм
Длинна резки - 0,5-25 мм

Вакуум упаковочная машина GNA YELLOW Plus Flow-Pack [23]

Производительность -  до 60 упак/мин.
Потребляемая мощность - 3,5 кВт
Ширина пленки – 600 мм
Длинна упаковки – 440 мм
Ширина упаковка – 200 мм
Максимальная высота прохода изделия – 160 мм
Расход сжатого воздуха – 15 л/мин
Габариты - 3258x998x1519 мм

Этикетировочно-маркировочная машина ES 7011 фирмы «Espera» [16]

Производительность – 60 упак/мин.
Ширина ленты транспортера – 300 мм
Масса – 190 кг
Давление сжатого воздуха - 0,6 МПа
Габариты - 1400х500х1800 мм

Маркировочная система Solo Series 45, на базе струйного принтера [26]

Производительность – 6 упак/мин.
Количество строк  - до 5
Высота шрифта - 1,25 , 0,6 , 0,25

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 9 – График загрузки оборудования.

 

 

 

2.3 Расчет машины для упаковки  мясных продуктов

 

2.3.1  Расчет производительности

 

Теоретическая производительность (кг/c) упаковочной машины:

 

                                              

,                             (2.16)

 

где - количество упаковок, вышедшее из автомата за секунду (теоретическое), уп/с;

        - масса продукта в упаковке, кг ( принимаем 0,35 кг);

         k- коэффициент, учитывающий время задержки упаковки в автомате, для заполнения, вакуумирования и спайки пакета (k = 0,9).

 

                                                 

  ,                                (2.17)

 

 где  - количество упаковок, производимых за смену, шт.

 

                                                       

,                              (2.18)

 

где Мс – Производительность в смену, кг.

 

          

шт,

 

,  

 

,  

 

Таким образом фактическая производительность ,кг/смена:

 

                                        

,                            (2.19)

 

где - фактическое время работы машины за смену, с учетом времени на перерывы и технические остановки, ч.

 

                                                   

,                                          (2.20)

 

  ,

 

кг/смена,

 

Таким образом, чтобы добиться требуемой  производительности , нужно увеличить скорость упаковочной машины до =0,41 уп/с , тогда и , что полностью удовлетворяет требуемым условиям. [19]

 

 

 

2.3.2 Расчет мощности электродвигателя

 

В вакуум упаковочной машине GNA YELLOW Plus Flow-Pack электродвигатель используется только для привода подающего конвейера.

Конвейер является машиной непрерывного действия, поэтому мощность электродвигателя, кВт:

 

                                                    

                                          (2.21)

 

где P – сопротивление тяговой силе конвейера, кгс;

      v – скорость движения рабочих органов, м/с ;

      - коэффициент запаса мощности ( =1,5);

      - КПД передачи (ременная передача =0,97);

      - коэффициент учитывающий дополнительные потери энергии на питание и выдачу продукции ( = 0,45).

Сопротивление тяговой силе конвейера, кгс:

 

                                                      

,                                   (2.22) 

 

где - коэффициент сопротивления ленточных конвейеров на подшипниках качения (по каталогу – 0,06);

m – коэффициент учитывающий длину и вид конвейера (так как длина данного конвейера меньше 15 метров и он движется в горизонтальной плоскости без изгибов и поворотов, то m=1);

- длина ленты конвейера, участвующей в переносе продукции, м ( =5 м);

- массовая нагрузка на конвейер, кг.

 

                                                       

,                                           (2.23)

 

где - масса ленты, кг.

 находим по следующим данным:

лента резиновая, длина L = 5 м, ширина H = 0,5 м, толщина B = 4 мм, плотность резины =1200 кг/м3.

 

                                               

,                                          (2.24)

 

где - масса продукта, транспортируемого за минуту, кг;

 

 56·0,35 = 26,25 кг/мин,

 

 кг/мин,

 

 кгс,  

 

Необходимая скорость конвейера:

Длина  упаковки – 300 мм, расстояние между упаковками – 200 мм, производительность – 56 шт/мин.

 

                                       v = 0,5 м · 56 = 37 м/мин = 0,625 м/с,

Тогда необходимая расчетная мощность требуемая для привода рабочей машины:

 

= кВт,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.3.3 Кинематический расчет

 

Исходные данные:

1. Мощность, требуемая для привода рабочей машины (расчетная) – 0,24 кВт.

2. Скорость ленты конвейера, v– 0,625 м/с.

3. Диаметр опорных валов и  приводных валов, D – 45 мм.

4.Характер работы машины –  непрерывная.

5. Опоры валов – подшипники  качения.

В связи с невысокой мощностью  привода и с целью упрощения и удешевления конструкции,  предварительно принимаем привод, состоящий из плоскоременной передачи от шкива электродвигателя   на шкив рабочей машины. [22]

Кинематическая схема привода упаковочной машины:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 10 - Кинематическая схема привода упаковочной машины.

 

 

2.3.3.1 Определение частоты вращения  приводного вала рабочей машины

 

Частота вращения приводного вала конвейера, :

 

                                              

                              (2.25)

 

где - длина окружности вала, м. [20]        

 

                                                 

,                                  (2.26)

 

 м,

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.3.3.2 Определение КПД привода  и мощности электродвигателя. Выбор электродвигателя

 

Согласно схеме представленной на рисунке 10, общий КПД привода:

 

                                            

,                                 (2.27)

 

где - КПД плоскоременной передачи ( =0,95 - 0,97. Индекс i – количество пар подшипников, у нас – 3 (2 пары конвейер, 1 пара – электродвигатель.) );

       - КПД подшипников качения ( =0,99);

       - КПД соединительной муфты (так как муфта у нас отсутствует, то =1).

 

 

 

Потребная мощность электродвигателя, кВт:

 

                                                      

,                                        (2.28)

 

         

,

 

Электродвигатель выбираем по выборке из ГОСТ 19523-81,электродвигатели серии 4А.

Наиболее удовлетворяет нашим  условиям электродвигатель синхронной частоты вращения, марки 4АА71В8. Мощность N=0,25 кВт.

Номинальная частота вращения - = 750 .

Синхронная частота вращения -   = 680 . [20]

 

2.3.3.3 Определение передаточного  числа передачи