Основные расчёты мясорезательных машин.

При расчете мясорезательных машин находят их производительность и мощность электродвигателя.

В общем виде производительность (кг/с) мясорезателъных машин

,

где - коэффициент использования режущей способности ( < 1); F - режущая способность механизма, ; - удельная площадь раздела, образующаяся при измельчении 1 кг материала, .

Режущая способность - это способность механизма к образованию но­вых поверхностей в единицу времени.

Если режущий механизм состоит из k групп ножей, содержащих в каждой группе z одинаковых одновременно работающих ножей, то режущая способность (м²/с) такого механизма

,

где f_i — площадь разреза одним ножом за один ход, м²; - число ходов или оборотов ножа в единицу времени, с^-1.

Удельная площадь раздела (м²/кг)

,

где z_Н, z_K — число кусочков 1 кг материала до и после измельчения; f_Н , f_K — площадь боковой поверхности кусочков до и после измельчения, м².

Производительность (кг/с) периодически действующих машин

,

где g — масса единовременной загрузки продукта, кг; — продолжительность измельчения, с; — продолжительность подготовительно-заключительных операций.

Продолжительность измельчения (с)

.

Мощность электродвигателя привода режущего механизма можно найти по силе и скорости резания или по удельным расходам энергии.

В первом случае мощность (кВт) электродвигателя

,

где Р_р — сила резания, Н; v_р - скорость реза­ния, м/с; _а - коэффициент запаса мощности; - КПД передающего механизма.

Во втором случае мощность (кВт) электродвигателя

,

где а - удельный расход энергии на резание, Дж/м²; — коэффициент загрузки.

Мощность (кВт) можно определить и через производительность машины:

,

где a₁ - удельный расход энергии на единицу массы измельчаемой продукции, Дж/кг; М — производительность машины, кг/с.

При расчете резаков с гидравлическим или пневматическим приводом находят диаметр цилиндра и давление рабочей жидкости или газа привода. Кинематические схемы основных видов резаков показаны на рис. 1. Основные параметры резака с прямой режущей кромкой и поступательным движением ножа (рис. 1, а) определяют из соотношения

,

где Р_р — сила резания, Н; р_Г — давление жидкости или газа под поршнем, Па; d - диаметр поршня, м.

Рис.8.1. Кинематические расчетные схемы резаков:

а — с прямолинейным движением одного ножа; б — с качательным движением одного ножа; в — с качательным движением двух ножей; I, 3 — ножи; 2 — разре­заемый материал; 4 — поршень; 5 — рычаги

Силу резания (Н) при отрезании рогов и конечностей рассчитывают по удельным экспериментально полученным значениям:

,

где р_уд — удельное усилие резания, Н/м; d — диаметр разрезаемого объекта, м.

Производительность резака (шт/с)

,

где - продолжительность цикла разрезания одного объекта, с.

,

где - время рабочего и холостого ходов ножа; - время загрузки устройства.

Мощность (кВт) двигателя к дисковым пилам

,

где Р_р - сила резания, Н; v_ок окружная скорость на внешней окружности диска, м/с; — коэффициент запаса мощности; - КПД механической передачи.

Внешний диаметр (м) диска пилы

,

где h - толщина распиливаемого материала, м; — радиус шайбы крепления диска, м; С — зазор на выход зубьев над толщиной материала, м.

Схема расчета ленточной пилы для распиловки туш на полутуши показана на рис. 2, а. Бесконечное полотно пилы II приводится в движение силами трения на ведущем шкиве III. Винтовым или иным механизмом натяжного шкива полотно натягивается для придания ему продольной устойчивости и для прижатия к ведущему шкиву с силой, обеспечивающей создание тянущей силы трения. Силу предварительного натяжения полотна определяют по диаграмме Хадсана (рис. 2, б). На диаграмме по оси абсцисс отложено натяжение полотна Р_р (Н), возникающее при резании материала,

,

где - удельная сила резания зубчатым полотном, Н/м²; b — ширина пропила, м; h -толщина материала, м.

Мощность электродвигателя (кВт) привода ленточной пилы

,

где Р_ок — окружное усилие на ведущем шкиве, Н; — окружная скорость на ведущем шкиве, м/с; — угловая частота вращения, рад/с; D — внешний диаметр ведущего шкива, м; = 1,2...1,3 — коэффициент запаса мощности; — КПД приводного механизма.

Рис. 8.2. К расчету ленточной пилы:

а — расчетная схема; б — диаграмма для определе­ния натяжения полотна; I — натяжной шкив; II — ленточное пильное полот­но; III — ведущий шкив

Окружное усилие равно разности натяжений ленты, набегающей на ве­дущий шкив и сбегающей с него,

Натяжение ленты, набегающей на шкив (наибольшее), определяем пос­ледовательно методом обхода контура с точки с наименьшим натяжением (точка 1). Натяжение в этой точке равно предварительному натяжению ленты

и

Натяжение ленты (Н) при сбегании с натяжного барабана

,

где Р_Ш — сила сопротивления шкива, Н.

Наибольшее натяжение ленты Р₄ включает силу резания:

Р₄ = Р₃ + Р_р.

Проверку тянущей способности приводного шкива, исключающей проскальзывание ленты, проводят по формуле Эйлера:

где — коэффициент трения ленты на шкиве; — угол обхвата, рад.

Практическая работа № 9.