Разработка функциональной схемы машины и технологический расчет

Раздел включает:
  - разработку функциональной схемы машины согласно техническому заданию.

Схема приводится и в записке, и в графической части проекта. В записке на схеме указываются конструктивные и кинематические параметры, которые присутствуют в расчетах. [15]
  - расчет конструктивных, кинематических и силовых параметров рабочих органов машины и прочих, которые влияют на технологический процесс. [3]

Важнейшей характеристикой машины является производительность. В курсе «Расчет и конструирование машин пищевой промышленности» студенты знакомились с основными видами производительности
  - действительная (фактическая);
  - теоретическая;
  - технологическая. [16]

Теоретическая производительность машины определяется количеством продукции, которую могла бы выпустить машина в единицу времени при бесперебойной и непрерывной работе.

Действительная производительность, являясь функцией от теоретической, зависит еще также и от условий эксплуатации машины и условий организации производства.

Отношение действительной производительности к теоретической называется коэффициентом использования машины.

Технологическая производительность определяется тем количеством продукции, которое выпущено машиной, не имеющей потерь на холостые ходы, подходы и выстои. К таким относится машины непрерывно-поточного действия. Для них теоретическая производительность одновременно является и технологической.

В технической документации и расчётных формулах под производительностью обычно подразумевается теоретическая [16].

В задании студенту указана теоретическая производительность машины.

Технологический расчет включает в себя определение следующих параметров пищевого оборудования:
  - размеров рабочих органов, рабочих объемов, и их характеристик;
  - скорости рабочих органов;
  - технологических сил1 , работы или мощности, потребной для переработки пищевого продукта.

1 - технологические силы - силы производственного сопротивления, на преодоление которых затрачивается работа, необходимая для выполнения технологического процесса. Величина этих сил зависит от многих факторов: физико-механических свойств технологического материала, вида, скорости и режимов его обработки и их определение служит для дальнейшего расчета мощности, прочности и других характеристик машины

Исходные данные:
  - производительность машины;
  - состав машины и конструктивное устройство её частей, и, следовательно, форма рабочих органов;
  - технологические свойства пищевого продукта и режимы его обработки берутся студентом из ТЗ и предыдущих разделов ПЗ курсового проекта.

В общем виде связь производительности с определяемыми параметрами:

Первая часть формулы, которая определяет Q или рабочий объем через t пребывания, требуемое для осуществления того или иного технологического процесса, обычно применяется при расчете аппаратов. Вторая часть формулы содержит скорость движения рабочего органа и путь L, и применима для расчета машин.

Расчетные формулы для каждого типа машин, связывающие заданную производительность с конструктивными параметрами, даны в источнике литературы.[7, 11]. Там же приведены расчеты или обоснованный выбор скорости воздействия рабочих органов или рабочей среды на обрабатываемый продукт. Режимы воздействия должны исключать отрицательные последствия обработки и снижения пищевой ценности продукта.

Исходя из скорости воздействия рабочих органов и найденных или принятых из конструктивных соображений размеров рабочих органов, вычисляются необходимые скорости движения самих рабочих органов.

Зная конструктивные и кинематические характеристики рабочих органов, можно определить технологические (полезные) затраты мощности [16].

К ним относятся затраты мощности на валу рабочего органа.

В общем виде мощность, затрачиваемая на механическую обработку продукта, составляет:

- при поступательном движении рабочих органов машины:

где R- сила воздействия рабочего органа на обрабатываемый продукт, или сила сопротивления продукта, Н
-линейная скорость рабочего органа относительно продукта, м/с

- при вращательном движении рабочих органов машины:

где -вращающийся момент, Нм
-угловая скорость рабочего органа относительно продукта,c-1

Силы сопротивления- это технологические силы, на преодоление которых затрачивается работа, необходимая для выполнения технологического процесса. Обычно технологические силы определяют экспериментальным или расчетным путем на этапах предварительных исследований. Их значения берутся в качестве справочных или рекомендованных.

Для студентов необходимые расчеты и рекомендации для определения потребной мощности заданного типа пищевого оборудования приведены в источнике [11], а пример разработки функциональной схемы машины и её технологический расчет- в Приложении 5.