Модернизация линии производства вафель

Представляет собой  сварную станину с продольными и поперечными столами, на которых смонтированы передвижные каретки с рейками» а также рамки для крепления струн. На каретках установлены прижимы с рукоятками для прижатия пластов вафель.

Электродвигатели и редукторы  продольной и поперечной передач, на выходных валах которых насажены реечные шестерни, находящиеся в сцеплении с рейками, размещены внутри станины.

В данном дипломном проекте  при модернизации резательной машины для вафельных пластов SB-9/1 была внедрена новая конструкция режущего устройства (см.  приложения  патент SU 1597139 А1). Одним из достоинств предложенной конструкции является снижение количества обрывов режущей струны по сравнению с традиционными конструкциями режущих устройств. Для выявления причин, обуславливающих повышение надежности устройства, была проведена исследовательская работа, в процессе которой был проведен сравнительный анализ различных схем закрепления струн в режущих устройствах.

Устройство для резания кондитерских пластов, преимущественно вафельных пластов, содержащее рамку со струнами, имеющую верхний и нижний шарниры для крепления струн, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и улучшения качества продукции за счет обеспечения необходимого натяжения струн в зависимости от усилий резания, устройство снабжено приспособлением для натяжения струн, состоящим из вертикального стержня, размещенного внутри полого вала и связанного с валом посредством пружины, при этом струны установлены в сферических шарнирах и кинематически связаны с вертикальным стержнем, посредством кулачка и рифленого пальца.

 

Рисунок 1.6

 2.2 Гидродинамический преобразователь АГБ-1П.

(ДП-02068108-260601-26-2011-ШСВ-12.00.000 СБ)

В дипломном проекте предлагается конструкция гидродинамического преобразователя, для повышения стойкости вафельной  эмульсии.

Установка состоит из насоса, ультразвукового преобразователя АГБ-1П фильтра, внутри которого установлена сменная  фильтровальная сетка.

Рисунок 2.1

На рис. 2.1 показан в разрезе ультразвуковой гидродинамический преобразователь (вибратор) АГБ-1П.

Смесь, выходя из сопла 1, ударяется об отражатель 2 и веерообразной струей попадает на пластины резонатора 3, заставляя их колебаться с собственной частотой. Возникающие при этом упругие колебания передаются жидкой смеси. В результате многократного пропуска смеси через многостержневой гидродинамический вибратор получается стойкая мелкодисперсная эмульсия.

Конструкция предусматривает  также вариант однократного прохождения  смеси через эмульсатор. Установка  снабжена манометром мембранного типа и предохранительным клапаном.

2.3 Защитный экран.

(ДП-02068108-260601-26-2011-ШВВ-10.00.000 ВО)

Представляет собой конструкцию состоящую из металлических  столбов прикрепленных к фундаменту.  На них закрепляется стеклопакет из энергосберегающего  И-стекла(стекло с мягким покрытием) .

Для  изготовления применяется процесс вакуомно- магнетронного напыления энергосберегающего слоя – серебра. За счет слоя серебра поверхность стекла становиться электропроводной, и электромагнитное излучение свыше определенной волновой длинны большей частью отражается от этой металлической поверхности.

Рисунок 2.2

Длинноволновое инфракрасное излучение сокращается. Тепло из печи – излучение в инфракрасном диапазоне – проходя через низкоэмиссионное стекло, не сможет выйти наружу. Это ему не позволит сделать специальный слой покрытия, излучательная способность которого очень мала. Тепло «вынуждено вернуться» обратно. 

Таблица 1.1

Тип стекла	Коэффициент эмиссии	Сопротивление теплопередаче Ro, м2К/Вт СПО (осушенный воздух)	Сопротивление теплопередаче Ro, м2К/Вт СПО с Ar
Обычное стекло	0,85	0,35	0,37
И-стекло	0,04	0,56	0,68

 

 

Применение И-стекол позволит отражать до 70%  ИК-излучения от вафельной  печи.

 

 

 

3. Расчетная часть

3.1 Технологические расчеты

3.1.1 Определение производительности резательной машины SB-9/1

Основной характеристикой  работы резательной машины является ее   производительность G, кг/ч , которая определяется по формуле  [4]

                                           ,                                         (3.1)

где  I₁ – количество струн режущей рамы установки продольной резки

             вафельных пластов, шт,  I₁=12;

       I₂ -  количество струн режущей рамы  установки поперечной резки

              вафельных пластов, шт,  I₂=4;

       T₁ -  время одного движения толкателя установки продольной резки, c,

              T₁=6 с;

       T₂ -  время одного движения толкателя установки поперечной резки, с,

             T₂=5,5 с;

        К  - количество готовых изделий  в одном килограмме, шт,  К=28.

 кг/ч.     G=3600х(1+4)/(6+5,5)х28=179  кг/ч.

3.1.2 Определение материалоемкости  машины

     Для оценки машины  по затратам материалов при  её изготовлении используются  удельная масса М_уд ,кг/(кг/ч) рассчитываемая по формуле

 

                                                                                                (3.2)

;где  М - масса машины, кг, М=410 кг;

       G – производительность машины, кг/ч, G=179 кг/ч;

 кг/(кг/ч).

3.1.3 Определение компактности машины

Для оценки компактности машины определяются удельная площадь F_уд м²/(кг/ч) и удельный объём, занимаемый машиной V_уд ,м³/(кг/ч)

 

                                                

,                                      (3.3)

 

где L – длина машины, м, L=2,39 м;

      B – ширина машины, м, B=1,705 м;

      b – ширина проходов, необходимых для обслуживания  машины, м, 

            b=0,8 м.;

 м²/(кг/ч),

 

                                          

,                                               (3.4)

 

где H – высота машины с учётом ремонтных работ, м, H=1,2 м.

      F_уд – удельная площадь машины, м²/(кг/ч);

 м³/(кг/ч).

 

3.1.4 Определение производительности глазировочной

           машины PRMT-2

 

Производительность глазировочной  машины П, кг/ч, рассчитывается по следующей  формуле  [5]

 

                                                                                     (3.5)

 

где    z - количество продольных рядов вафель на подающем

              транспортере,   z = 12;

         m -  количество поперечных рядов вафель на 1 метре длины

               подающего транспортере, определяемое  по выражению [5]

 

                                                    

                                          (3.6)

 

где   l - шаг между поперечными рядами вафель, мм,  l = 180 мм;

        

;

        v - скорость подающего транспортера,  м/с, v  = 3,2 м/мин ( 0,053 м/с );

        К  – количество глазированных вафель  в 1 килограмме, шт/кг, 

        К = 28 шт/кг;

  кг/ч.

 

 

3.2     Кинематические расчеты

3.2.1  Кинематический расчет машины для резки вафельных пластов

Максимальная сила F, Н, возникающая при резке вафельных пластов, определяется по формуле [4]

                                                   F=F_р+F_тр,   ,                                           (3.7)

 

где   F_p - сила, возникающая при прохождении вафельного пласта через режущую раму, Н, определяемая по формуле [4]

 

                                       ,                         (3.8)

 

где   F_уд - удельное усилие резания для вафельных пластов, Н/м,

                 F_уд = 700 Н/м;

         d_c - диаметр струны режущей рамы, м,   d_c = 5·10^-4 м;

         n  -  длина режущей части струны, м,    n = 0,08 м;

         m -  количество струн в режущей раме,  для продольной резки  

                m₁ = 13,  для поперечной  m₂ = 4;

         η_отн - безразмерная величина, учитывающая пористость

                 вафельного листа,     η_отн  = 0,7;

        К_к – конструктивный коэффициент учитывающий степень

                использования режущих струн,  К_к = 0,88;

        F_тр - суммарная сила трения, возникающая при продвижении

                вафельного пласта толкателем, определяемая  по формуле [4]

 

                                                     F_тр = F_тр.т + F_тр.пл   ,

                                (3.9)

 

здесь    F_тр.т - сила трения в подшипниковых узлах толкателя,

                      определяемая по формуле [4]

 

                                                                                        (3.10)

 

где   f₁ - коэффициент трения с учетом жидкостной смазки,  f₁ = 0,05;

        m_T - масса толкателя, кг, для продольной резки m_T1 = 4 кг,

               для           поперечной  резки m_T2 = 3,6 кг;

         g = 9,81 м/с²;

для продольной резки:

;

для поперечной резки:

.

 

F_тр.пл -  сила трения, Н, возникающая при продвижении вафельного

            пласта  по столу, определяемая  по формуле  [4]

 

                                                                                      (3.11)

 

   где  f₂  - коэффициент трения вафельного пласта  по стали, f₂ = 0,7 [6];

          m_пл -  начальная масса пласта, кг,  перед продольной резкой,

                   m_пл = 8 кг;

масса вафельного пласта перед  поперечной резкой  определяется 

по формуле [4]

 

                                                  ,                                        (3.12)

 

где х – коэффициент, учитывающий  появление отходов после 

            продольной резки,  х=0,95 [7]

 кг,

для продольной резки 

   Н,

для поперечной резки

     

Н.

 

Определение максимальной силы резания для продольной резки

 Н,

F_тр1 = 1,96 + 55 = 57 Н;

F₁ = 224 + 57 = 281 H.

 

Определение максимальной силы резания для поперечной резки

 Н,

F_тр2 = 1,77 + 52,2 = 54 Н,

F₂ = 69 + 54 = 123 H.

 

Мощность  N, Вт, потребная для  разрезания вафельного пласта находится  по следующей формуле

 

                                                

,                                             (3.13)

 

где F - суммарная сила, Н, учитывающая  максимальное усилие резания и силу натяжения тяговой цепи механизма  резки, определяемая по формуле [9]

                                                  F = F₁ + F_н ,                                             (3.14)

 

где F₁ - максимальное усилие резания, Н,   F₁ = 281 Н;

      F_Н - сила натяжения тяговой цепи, Н,   F_Н = 300 Н;

F = 281+300 = 581 H,

v_пл  - скорость перемещения вафельного пласта по столу, м/с, v_пл = 0,3 м/с;

  Вт

Мощность привода механизма  резки определяется по формуле [9]

 

                                                ,                                            (3.15)

 

где К_з  - коэффициент запаса, принимаем   К_з = 1,5;

       η   -  к.п.д. передач привода,  η  = 0,85;

 Вт.

 

На основании полученных результатов  для привода механизма толкателя  продольной резки принимается мотор-редуктор типа МЦ2СФ-40-63-0,37-330-Ц-У3, мощностью 0,55 кВт  и частотой вращения выходного вала 63 мин^-1 [9].

С целью унификации конструкции  резательной машины для привода  механизма поперечной резки вафельных  пластов и привода подающего  транспортера принимаем аналогичный  мотор-редуктор.

3.2.2 Кинематический расчет глазировочной машины PRMT-2

В данном разделе произведем расчет привода подающего транспортера глазировочной машины.

Определим мощность электродвигателя для привода подающего транспортера. На рисунке       представлена кинематическая схема привода подающего  транспортера глазировочной машины.

 

1. электродвигатель; 2- муфта; 3- редуктор червячный; 4- передача