При сравнении дисковых, роторных, пуансонных и комбинированных овощерезательных механизмов можно выделить как положительные, так и отрицательные их черты.
В движение машины приводятся от индивидуальных или универсальных приводов, что наиболее удобно для небольших по размерам предприятий общественного питания. Преимуществом пуансонных механизмов является то, что в нем отсутствуют подвижные ножи с острыми лезвиями, что уменьшает вероятность несчастных случаев. Только в пуансонных механизмах овощи измельчаются с помощью продавливания через решетку, а в дисковых и роторных с помощью нарезания.
Все сменные механизмы отличаются по своим габаритам и массе. Пуансонный сменный механизм МС-28-120, несмотря на свои небольшие габариты 382x295x340 и массу 30 кг, имеет достаточно высокую производительность (120 кг/ч), а потребляемая им мощность около 0,19 кВт, в то время, когда мощность дисковых овощерезок доходит до 1,45 кВт. Пуансонный сменный механизм МС - 28-120 прост в применении и имеет простую конструкцию, поэтому его целесообразно использовать на небольших предприятиях общественного питания для нарезания сырого картофеля.
За базовый вариант пуансонного сменного механизма универсальной кухонной машины для нарезания сырых овощей принимаем механизм для нарезки сырых овощей МС-28-100. Предполагается спроектировать аналогичный по конструкции пуансонный механизм универсальной кухонной машины для нарезания сырых овощей производительностью 120кг/ч.
Описание разрабатываемой машины
Назначение машины
Механизм МС - 28-120 предназначен для фигурной нарезки овощей. Он относится к пуансонным механизмам (рисунок 10).
Рисунок 10. Общий вид механизма для нарезки сырых овощей МС-28-120 1 - корпус; 2 - рабочая камера; 3 - прямоугольная решетка; 4 - цилиндрическая решетка.
Устройство машины
Механизм МС - 28-120 состоит из корпуса (1), рабочей камеры (2), поршня и сменных ножевых решеток (3 и 4) прямоугольной и цилиндрической, в зависимости от которых определяется форма нарезки: брусочками или дольками.
В корпусе механизма (см. сборочный чертеж) расположена рабочая камера (3) для обработки продукта, которая представляет собой пустотелый цилиндр. Снаружи рабочей камеры находятся две стойки (4) и установленная на них легкосъемная ножевая решетка (2). Крепится механизм с помощью гайки (1). Корпус редуктора соединен со стойками с помощью штифтов (11). Корпус редуктора (7) закрыт крышкой (15) и пробкой (17). Внутри рабочей камеры помещается ползун (12). К нижнему торцу ползуна крепится пластина с пуансонами (13), благодаря которым продукт проталкивается I ножевую решетку.
Достигнув крайнего нижнего положения, ползун своей заслонкой (18) перекрывает загрузочный канал, предотвращая попадание продукта в пространство рабочей камеры под ползуном. Ползун совершает возвратно - поступательное движение, которое передается ему следующим образом: привод универсальной кухонной машины (АИР 63 В6) заставляет вращаться приводной вал (6), от которого через червяк (10) и червячное колесо (14) движение передается коленчатому валу (16). Шейка коленчатого вала установлена в пазу рамки - кулисы (8), которая имеет две пары роликов (9), перемещающихся по направляющим корпуса и шток (5), который жестко соединен с ползуном.
При вращении коленчатого вала его шейка совершает движение по окружности, а связанная с ней рамка - кулиса - возвратно -поступательное движение; при этом за один оборот коленчатого вала ползун совершит один двойной ход.
Принцип работы машины
Перед началом работы на машине особое внимание обращают на санитарное и техническое состояние, а также на прочность крепления машины и только потом включают и проверяют ее на холостом ходу. После включения двигателя привода в загрузочное окно подают по одному клубни или корнеплоды. Когда ползун находится в верхнем положении, клубень скатывается на ножевую решетку, и при движении ползуна вниз клубень пуансонами продавливается через ячейки ножевой решетки, при этом пуансоны входят в ножевую решетку на полную ее глубину и полностью удаляют нарезанный продукт в приемную тару. Овощи, предназначенные для обработки в машине, предварительно подготавливают: сырые промывают и очищают, крупные клубни разрезают на несколько частей.
Категорически запрещается поправлять или проталкивать продукт руками, а также удалять крошки или застрявшие ломтики во время работы машины.
Замену ножевой решетки можно производить только после полной остановки двигателя привода.
После окончания работы выключают электропривод, разбирают сменный механизм и тщательно промывают все его рабочие части, затем протирают и просушивают.
Расчетная часть
Для разработки пуансонного сменного механизма необходимо провести ряд расчетов.
Технологический расчет
Производительность механизма определяется по формуле:
Q = Fo • Vo • φ • ρ,
где Q =120 кг/ч - по условию Fo - площадь ножевой рамки, м2;
Vo - средняя скорость продвижения продукта через ножевую рамку,м/с;
ρ - плотность продукта, кг/м3; ρ =1040 кг/м3 - плотность картофеля;
φ - коэффициент использования объема рабочей камеры, учитывающий неполное заполнение площади ножевой рамки продуктом и то, что продавливание продукта осуществляется не на всем ходе пуансона
(φ -0,1...0,3)
Площадь ножевой рамки (м2) определяем по формуле:
F0 = π D2/4, где
D - диаметр ножевой рамки, м;
Fo = 3,14 • 0,082 / 4 = 0,00502 м2.
Коэффициент использования объема рабочей камеры
φ = 2dк3/(3D2h),
где, dK - средний диаметр клубня, м; dK = 0,04 м;
h - высота хода пуансона, м;
φ = 2·0,043 / (3· 0,082· 0,08) = 0,083
Определяем скорость продвижения продукта через ножевую рамку, м/с
Vo = Q / (Fo • ρ • φ) = 120 / (0,00502 • 1040 • 3600 • 0,083) = 0,077 м/с.
Конструктивный расчет
Общая длина лезвий,м;
Σℓ = πD2/(2a)-πD/2, где
а·а =10·10мм2-размеры поперечного сечения брусочка,
Σℓ= 3,14 • 0,082 / (2 • 0,01) - 3,14 • 0,08 / 2 = 0,8792 м
Энергетический расчет
Определение мощности привода машины
N = (P1+P4) •V0/η
Усилие на разрезание продукта ножевой рамкой Р1 = qв• Σℓ • φн, где
qв = 700 Н/м - удельное сопротивление продукта резанию;
φн = 0,8 - коэффициент использования длины лезвия;
Р1 =700 • 0,8792 • 0,8 = 492,4 Н
Сила трения продукта о ножи ножевой рамки
Р4 = 2 • δ/ а • Е • Σℓ • h1 •f • φн; где
Е - модуль упругости продукта, для картофеля Е =2,5 • 106 Па
δ -толщина ножей в ножевой рамке,
δ = 0,001 м
Р4 = 2 • 0,001/0,01•2,5 • 106 -0,8792 0,0160,250,8 = 1406,7 Н
N = (492,4 + 1406,7) • 0,077/(1000 • 0,75) = 0,19 кВт
По каталогу подбираем электродвигатель марки АИР 63В6.
АИР56А2 0,18 3000 0,52 68 0,78 5 3,4/3,61
АИР56В4 0,18 1500 0,65 64 0,68 5 3,9/3,92
АИР63А6 0,18 1000 0,79 56 0,62 4 4,6/4,7
Мощность двигателя N = 0,25 кВт.
асинхронная частота вращения вала двигателя nном=1000 мин-1
4.4. Кинематический расчет
uобщ= n1/ n2,где
n1 = 1000мин-1- номинальная частота вращения вала двигателя;
n2 = 28 мин-1- частота вращения рабочего органа машины
uобщ= n1/ 28=
Заключение
В данном курсовом проекте был разработан сменный пуансонный механизм универсальной кухонной машины для нарезания сырого картофеля производительностью 120 кг/ч.
Были произведены расчеты скорости продвижения продукта через ножевую решетку, площади и диаметра ножевой рамки, общей длины лезвий, а также определена мощность привода. После чего был подобран требуемый электродвигатель АИР 63 В6.
В ходе курсового проекта выполнен сборочный чертеж пуансонного механизма в двух проекциях и кинематическая принципиальная схема.
В заключение можно сделать вывод, что разработанная нами пуансонная овощерезательная машина является удобной в эксплуатации благодаря своим размерам, небольшой потребляемой мощности и несложному принципу действия, поэтому разработанная машина наиболее применима на небольших предприятиях общественного питания.
Список используемой литературы
1. Аминов М.С. и др. Технологическое оборудование. Учебник для студентов ВУЗов. -М: Колос, 1993.
2. Беляев М.И. Оборудование предприятий общественного питания. - М.:Экономика,1990.
3. Ботов М.И., Елхина В.Д., Голованов О.М. Тепловое и механическое оборудование предприятий общественного питания. - М: «ИРПО - Академия», 2002.
4. Гуляев В.А., Иваненко В.П., Исаев Н.И. и др. Оборудование предприятий торговли и общественного питания. Полный курс: Учебник для студентов ВУЗов. / Под редакцией проф. В.А.Гуляева/ -М.: ИНФРА, 2002.
5. Кирпичников В.П., Леенсон Г.Х. Справочник механика. Общественное питание. - М.:Экономика,1980.
6. Улейский Н.Т, Улейская Р.И. Механическое и тепловое оборудование предприятий общественного питания - Ростов на Дону «Феникс», 2000.
7. Чернилевский Д.В. Детали машин. Проектирование приводов технологического оборудования: Учебное пособие для студентов вузов. -М.: Машиностроение,2002.