Obrabotka Metallov 2013 No. 3

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 3 (60) 2013 69 ОБОРУДОВАНИЕ. ИНСТРУМЕНТЫ 6. Определить максимальную и минимальную нагрузки на вал электродвигателя с учетом КПД пе- редаточного механизма, Н·м. 7. Определить в соответствии с выбранными па- раметрами нагрузку на одну лопатку по графикам или аналитическим зависимостям с учетом угла раз- ворота лопатки, количества смеси, приходящейся на одну лопатку. 8. Определить суммарную нагрузку на каждый ряд лопаток на рабочем валу в соответствии с п. 6 данной методики и построить графики нагрузок на каждый ряд лопаток в зависимости от угла поворота рабочего вала. 9. Построить графики изменения суммарной на- грузки на рабочий вал в зависимости от угла его по- ворота. 10. Построить графики изменения суммарной на- грузки, приведенной к валу электродвигателя, в за- Теория Разработана методика проектирования смесителей для получения сыпучих материа- лов (макаронного теста) (рис. 1), включающая в себя определение нагрузок на рабочий орган от внешних механических воздействий, приве- денных к ведущему валу; расчет времени раз- гона механизма в зависимости от изменения нагрузок за время простоев; уравновешивание рабочего вала с учетом точности изготовления его элементов. В части определения нагрузок методика включает в себя три блока: 1 – задавае- мые параметры; 2 – параметры, определяемые по известным методикам [6, 7]; 3 – параметры, определяемые по экспериментальным данным и уточняющие методику (предложение авторов). Значения нагрузки от внешних механиче- ских воздействий на каждую лопатку получа- ли с использованием аналитических зависимо- стей, описывающих графики на рис. 3–6. Учитывая рассчитанное время перемеши- вания, выбирается скоростная характеристика рабочего органа. Сочетание этих двух параме- тров обеспечивает надлежащее качество теста и, следовательно, готовых изделий. После того как были выбраны объем смеси, приходящейся на одну лопатку, углы установ- ки лопаток, скорость движения рабочего орга- на, можно перейти ко второй части методики. Для определения нагрузок от внешних ме- ханических воздействий, приведенных к веду- щему валу, и потребной мощности необходимо выполнить следующие действия. 1. Составить расчетную схему (рис. 1) и определить исходные параметры, учитывая данные первой части методики. 2. Определить в соответствии с выбранны- ми параметрами нагрузку на каждую лопатку [8, 9] по графикам или аналитическим зависимостям в со- ответствии с углом установки лопатки, количеством смеси, приходящейся на одну лопатку, и частотой вращения рабочего органа. 3. Определить суммарную нагрузку на каждый ряд лопаток на рабочем валу в соответствии с п. 2 данной методики и построить графики нагрузок на каждый ряд лопаток в зависимости от угла поворота рабочего вала. 4. Построить графики изменения суммарной на- грузки на рабочий вал в зависимости от угла пово- рота вала. 5. Построить графики изменения суммарной на- грузки, приведенной к валу электродвигателя, в за- висимости от угла поворота рабочего вала с учетом передаточного отношения привода. Рис. 1 . Структурная схема методики проектирования смесителя: ρ – плотность макаронного теста, кг/м 3 ; W с – влажность сухих изделий, %; W т –влажностьмакаронноготеста,%; L , d ,–длинаидиаметррабочейкамеры,м; φ – коэффициент заполнения рабочей камеры; δ – величина зазора между стенкой рабочей камеры и концом месильной лопатки; n – количество месильных лопаток; V – объем смеси, единовременно находящейся в рабочей камере, м 3 ; v – объем смеси, приходящейся на одну лопатку, м 3 ; τ – время перемешивания смеси, мин; ω – угловая скорость рабочего вала, с -1 ; R – расстояние от оси вращения рабочего вала до самой удаленной точки лопатки, м; v окр , v ос – окружная и осевая скорости перемещения смеси, м/с; K – коэффициент объемной подачи смеси; n – частота вращения рабочего вала, мин -1 ; α i – угол разворота i- й лопатки, град; v в–п – частота возвратно- поступательного движения рабочего вала, дв. ход./с; М i – нагрузка на i -ю лопатку, Н·м; М в – суммарная нагрузка на рабочие валы при их вращательном движении, Н·м; М в–п – суммарная нагрузка на рабочие валы при их возвратно- поступательном движении, Н·м; М – общая нагрузка на рабочие валы, Н·м; Р – потребная мощность для осуществления процесса перемешивания, Вт; η – КПД передаточного механизма смесителя