Овощерезательная машина

      Дисковая  овощерезка к универсальной  овощерезательной машине МРО400 – 1000. Овощерезка, входящая в комплект универсальной овощерезательной машины МРО400 – 1000, предназначена для нарезки сырых овощей ломтиками, кубиками, квадратными пластинами, стружкой и шинкования капусты. Дисковая овощерезка устанавливается на корпус машины МРО400 – 1000 электропривод которой через приводной вал придает вращательное движение рабочим органам овощерезки.

       В комплект дисковой овощерезки входят следующие рабочие  органы: опорный диск с серповидными ножами для нарезки овощей ломтиками  толщиной 2, 6 и 10мм и шинкования капусты; ножевые решетки для нарезания продуктов кубиками и квадратными пластинками размером 6x6мм, 10x10мм, 15x15мм и 20x20мм; терочный диск для нарезки овощей стружкой.

       Для нарезки  овощей кубиками и квадратными пластинами в рабочей камере машины устанавливается  ножевая решетка с соответствующими размерами ячеек, а на приводной вал крепят опорный диск с серповидными ножами. Продукт загружается в одно из загрузочных цилиндрических отверстий дисковой овощерезки и прижимается толкателем к вращающемуся опорному диску с серповидными ножами. От продукта отрезается ломтик, который благодаря наклонной рабочей грани ножа, переходящей в наклонную поверхность опорного диска, продавливается в нижележащую ножевую решетку. В результате ломтик разрезается на квадратные пластинки или кубики, которые выталкиваются из ножевой решетки следующим, разрезаемым на кубики ломтиком, и, с помощью вращающегося сбрасывателя, направляется в разгрузочное окно машины. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2. Расчетная часть
1. Основные формулы

     Определение производительности

1. Производительность дисковых овощерезательных машин может быть рассчитана по общей формуле производительности машин непрерывного действия:

     Q=F₀*V₀*ρ*φ,

     где F₀= рабочая площадь опорного диска, м²;

     

     ρ – насыпная масса продукта, ~700 кг/м³;

     φ – коэффициент заполнения рабочей площади диска, 0,1-0,2;

2. F₀ для овощерезок с заклинивающим устройством:

     F₀=π*(r²_max-r²_min), 

     где r_max,r_min – расстояние от оси вращения до начала и конца лезвия, м;

     r_min – 0,012м²;

     r_max – 0,086 м^2;

3. Средняя скорость продвижения продукта:

     V₀=(h*n*Z_{p )}/60,

     где h – толщина продукта, м,(0,006 – 0,010 м.);

     n – частота вращения диска, 180 м^-1(об/мин);

     Z_p – количество ножей, шт;

     Не  зная Z_p, V₀ можно посчитать по формуле:

     V₀=Q/ (F_0*ρ*φ),

     Также V₀ можно найти по исходной формуле:

     V₀=(h*n* Z_p)/60, 
 
 
 
 

      где Z_p – по технической характеристике от 2 до 4;

4. Количество ножей можно рассчитать:

     Z_p= (V₀*60)/(h*n),

     Определение мощности

     Мощность  электродвигателя дисковых овощерезок определяется по формуле:

     N=(N₁+N₂₎/η,

     где N₁ – мощность, необходимая для нарезания продукта, Вт;

     N₂ – мощность, необходимая для преодоления силы трения продукта оп опорный диск, Вт;

     η - КПД передаточного механизма, 0,8-0,9;

     Мощность, необходимая для разрезания продукта, определяется по формуле:

     N₁=q*Σl*v_ср*K,

     где q – удельное сопротивление резанию продукта (для картофеля q=700 Н/м);

     Σl – суммарная длина лезвий ножей, м;

     Σl=(r_max-r_min)*Z_p,

     v_ср – окружная скорость движения лезвий ножей в средней точки длины лезвия;

     K – коэффициент использования длины лезвия (K=0.6…0.8).

     Окружная скорость движения лезвий ножей определяется по формуле:

     v_ср=π*n*(r_max+r_min),

     Мощность, затрачиваемую на преодоление силы трения об опорный диск, определяют по формуле:

     N₂=M_тр*ω,

     где M_тр – момент трения, Н*м;

     ω – угловая скорость, рад/с.

      ω=(π*n)/30,

      Для овощерезок с горизонтально расположенным  диском и загрузочным устройством  с толкателем, момент трения определяется по формуле:

     M_тр=(Р_т+G)*f*r,

     где Р_т – Усилие прижима продукта толкателем, Н;

     G – вес продукта, 10 Н;

     f – коэффициент трения продукта об опорный диск (f= 0,3…0,4);

     r – расчетный радиус (r=0.75*r_max).

     Для овощерезок с вертикально расположенным  опорным диском с заклинивающим  устройством для удержания продукта, мощность, затрачиваемая на преодоление сил трения продукта, невелика и ее значением можно пренебречь. 

2. Исходные  данные

     Фактическая производительность Q=230кг/ч;

     Насыпная  масса продукта ρ =700 кг/м³;

     Коэффициент заполнения рабочей  площади диска φ= 0,2;

     Рабочая площадь r _max=0,086 м²;

                                    r _min=0,012 м²;

     Толщина продукта h=0,008 м;

     Частота вращения диска n=180м^-1(об/мин);

     Количество  ножей по технической  характеристике Z_p=3;

     КПД передаточного механизма η =0,8;

     Вес продукта G=10 H;

     Усилие  прижима продукта толкателем P_т=60 Н;

     Коэффициент трения продукта об опорный диск f=0,3;

     Удельное  сопротивление резанию  продукта q=700Н/м;

     Коэффициент использования  длины  лезвия К=0,7; 

     

3. Расчеты

     Определение производительности

1. Производительность дисковых овощерезательных машин может быть рассчитана по общей формуле производительности машин непрерывного действия:

     Q=0,02*0,072*700*0,2=0,2 кг/с=720кг/ч,

     где F₀= рабочая площадь опорного диска, м²;

     ρ – насыпная масса продукта, ~700 кг/м³;

     φ – коэффициент заполнения рабочей площади диска, 0,1-0,2;

2. F₀ для овощерезок с заклинивающим устройством:

     F₀=3,14*(0,086²-0,012²)=0,02 м², 

     где r_max,r_min – расстояние от оси вращения до начала и конца лезвия, м;

     r_min – 0,012м²;

     r_max – 0,086 м^2;

3. Средняя скорость продвижения продукта:

     V₀=(0,008*180*3)/60=0,072 м/с,

     где h – толщина продукта, м,(0,006 – 0,010 м.);

     n – частота вращения диска, 180 м^-1(об/мин);

     Z_p – количество ножей, шт;

     Не  зная Z_p, V₀ можно посчитать по формуле:

     V₀=230/(0,02*700*0,2)=82,2 м/с,

     Также V₀ можно найти по исходной формуле:

     V₀=(0,008*180*3)/60=0,072 м/с,

     где Z_p – по технической характеристике от 2 до 4;

4. Количество ножей можно рассчитать:

     Z_p= (0,072*60)/(0,008*180)=3 шт,

     Определение мощности

      Мощность электродвигателя дисковых овощерезок определяется по формуле:

     

     N=(5972+25,4)/0,8=7496Вт=7,5 КВт,

     где N₁ – мощность, необходимая для нарезания продукта, Вт;

     N₂ – мощность, необходимая для преодоления силы трения продукта оп опорный диск, Вт;

     η - КПД передаточного механизма, 0,8-0,9;

     Мощность, необходимая для разрезания продукта, определяется по формуле:

     N₁=700*0,22*55,4*0,7=5972Вт=5,9 КВт,

     где q – удельное сопротивление резанию продукта (для картофеля q=700 Н/м);

     Σl – суммарная длина лезвий ножей, м;

     Σl=(0,086-0,012)*3=0,22 м,

     v_ср – окружная скорость движения лезвий ножей в средней точки длины лезвия;

     K – коэффициент использования длины лезвия (K=0.6…0.8).

     Окружная  скорость движения лезвий ножей определяется по формуле:

     v_ср=3,14*180*(0,012+0,086)=55,4 м/с,

     Мощность, затрачиваемую на преодоление силы трения об опорный диск, определяют по формуле:

     N₂=1,35*18,8=25,4 Вт,

     где M_тр – момент трения, Н*м;

     ω – угловая скорость, рад/с.

     ω=(3,14*180)/30=18,8 рад/с,

     Для овощерезок с горизонтально расположенным  диском и загрузочным устройством с толкателем, момент трения определяется по формуле:

     M_тр=(60+10)*0,3*0,06=1,35,

     где Р_т – усилие прижима продукта толкателем, 60 Н;

     

      G – вес продукта, 10 Н;

     f – коэффициент трения продукта об опорный диск (f= 0,3…0,4);

     r – расчетный радиус (r=0.75*0,086=0,06).