CC BY
18
|буслов-го про-
нально-верстий зешетке ща Фи-= 5 мм, 55, или т одно-[ ноже-ировать мясору-■ак как ибонач-- 1,618, сечения ические именно щитель-1 имеют 89, 144
авнение
Барано-
троения
я ноже-нваются эаметры
Таблица 1
№ 3
105
9
54
0,003433
0,008654
0,3967 = Аз, тем
гометри-рассчи-[ные та-
Таблица 2
№ 3
93,8
8
55-
0,002763
0,006910
0,3998
Из табл. 2 видно, что пропускная способность всех трех решеток одинаковая. Это и обусловливает уменьшение усилий резания при одновременном повышении качества фарша.
Теперь необходимо дать пояснения по выбору значения коэффициента т, диаметра и количества отверстий гг выходной решетки как исходных данных для расчета при заданном коэффициенте использования площади выходной решетки. В реальных решетках, попарно устанавливаемых в мясорубках, коэффициент пропорциональности изменяется в пределах от 1,2 до 2,7 и реже до 3. Надо выбрать среднее значение. Принимаем т= 1,618 — отношение двух соседних чисел ряда Фибоначчи в пределе составляет именно эту величину — принцип «золотой» пропорции [2].
При этом целесообразно и диаметры отверстий, и их количество выбирать как одно из чисел Фибоначчи. Причем для диаметров лучше использовать начальные числа ряда, а для количества отверстий — последующие. Однако наиболее точные результаты получаются при числах, начиная с пятого числа ряда Фибоначчи, т. е. с 5. И здесь уже правомерно говорить об унификации решеток для мясорубок разной производительности.
Таким образом, все основные геометрические размеры решеток подчиняются определенной закономерности, они кратны 1,618. Упрощается и расчет решеток. При 22=89 автоматически получается, что 21 = 34, при й| = 8 мм получается с?г = 5 мм и т. д.
Применение принципа «золотой» пропорции позволяет увязать габаритные размеры решеток с размерами их отверстий наилучшим, оптимальным образом, делает устройство и более компактным.
Для наглядности приведены расчетные данные по устройству, укомплектованному предлагаемыми решетками, в сравнении с мясорубкой МИМ-300 (табл. 3).
Таблица 3
Параметры
а-! 21 2-2 с1Р к
5 3 90 212 82 0,005278 0,001497 0,001766 0,334 0,2
5 3 89 233 79,2 0,004926 0,001646 0,001643 0,334 СО о
Из табл. 3 видно, что у заводских решеток /г,=^й2, т. е. &1 > &2 в 1,176 раза, тогда как у новых решеток ^1=^2 = 0,344 при меньшем значении наружного диаметра йр = 79,2 мм вместо йр = 82 мм. Отсюда следует, что новое устройство и более компактно.
Расчетные данные табл. 3 использованы при изготовлении новых решеток. Сравнительные экспериментальные испытания мясорубки типа МИМ-300 с новыми ножевыми решетками показали увеличение производительности по готовому продукту на 6—8% в зависимости от сорта мяса. Данная методика расчета ножевых решеток может быть распространена на мясорубки для предприятий общественного питания разной производительности: МИМ-600, МИМ-300, МИМ-100, МС2-150, МС2-70,
ММП-11-1, УММ-2 и др.
вывод
Предлагаемый новый метод расчета ножевых решеток в мясорубках для предприятий общественного питания позволяет оптимизировать геометрические параметры решеток между собой и унифицировать конструкции мясорубок, при этом существенно упрощается расчет режущих механизмов различной производительности. ЛИТЕРАТУРА
1. Механическое оборудование предприятий общественного питания: учебник/В. Д. Елхина, А. А. Журин,
Л. П. Проничкина, М. К. Богачев.— М.: Экономика, 1981,—320 с.
2. В о р о б ь е в Н. Н. Числа Фибоначчи.— М.: Наука, 1969.— 112 с.
Кафедра машин и аппаратов
пищевых производств Поступила 15.08.90
643.342.001.24
РЕЖУЩАЯ СПОСОБНОСТЬ НОЖЕЙ
В. М. ХРОМЕЕНКОВ, О. П. РЕНЗЯЕВ, X. С. МУСТАФАЕВ, Н. Ф. УРИНОВ
>
Московский ордена Трудового Красного Знамени технологический институт пищевой промышленности
Под режущей способностью ножей в общем виде понимают способность поверхности лезвия создавать напряженное состояние в зоне контакта с поверхностью разделяемого материала, приводящее к разрушению материала. Режущая способность является важнейшей характеристикой ножей, применяемых в различных отраслях перерабатывающей промышленности, и во многом предопределяет эффективность работы резальных машин по качественным
и энергетическим показателям. Режущая способность зависит от комплекса факторов — вида и условий процесса резания, геометрии ножей, скорости резания и др. [1, 2, 3]. При скользящем резании ведущую роль, как известно, играет микрогеометрия режущей части ножа — лезвия [1, 4, 5].
Микрорельеф лезвий ножей для резания пищевых материалов можно достаточно полно оценить с помощью следующих параметров:
а) ширины режущей кромки; б) параметров высоты, характеризующих размеры микрозубцов по нормали к базе отсчета; в) параметров шага, характеризующих расстояние между микрозубцами; г) структурных параметров, характеризующих строение и форму микрозубцов.
Анализ микрогеометрии обработанных поверхностей [6, 7] показал, что структурные параметры дают наглядную картину топографии микроконтакта. В качестве одного из основных показателей микрогеометрии лезвия можно использовать показатели кривой опорной поверхности [8, 9]. По ее виду можно судить о качестве заточки и прогнозировать режущие и стойкостные свойства ножей [2, 5]. Чем меньший угол наклона имеет кривая опорной поверхности, тем больше микрозубцов вступит в контакт с разрезаемым материалом.
На основании теории взаимодействия шероховатых поверхностей [6, 8], представим режущую кромку (см. рисунок) в виде набора
конических выступов со скругленной вершинои (радиус округления вершины р, угол при вершине 2у, поперечный шаг выступов Бп). В процессе скользящего резания происходит внедрение микрозубцов в разрезаемый материал. Так как жесткость материала ножа намного больше жесткости пищевых полуфабрикатов и продуктов, то можно считать режущую кромку абсолютно жестким телом.
Режущая кромка перемещается относительно материала со скоростью И|, внедряясь в него со скоростью и2. При этом микрозубцы взаимодействуют с объемом материала:
V = F,
hbe' + 1
(1)
где
* У+1 ’
— фактическая площадь контакта; п — рабочая высота микрозубцов;
Ь, V — параметры кривой опорной поверхности;
е — относительное сближение, е = ~—;
А тах
Яшах — максимальная высота микрозубцов. Режущая способность <3 может быть пред-
ставлена как отношение глубины проникновения Н ножа к пути резания L:
Q = H/L. (2)
Нетрудно показать, что эта величина может быть представлена также как отношение скорости подачи «2 к скорости резания и\\
Q = u-i/u,\.
Режущая способность может быть определена экспериментально при условии обеспечения постоянного усилия подачи Ri = const. Она будет тем выше, чем меньшим будет путь взаимодействия режущей кромки с разрезаемым материалом для внедрения лезвия на глубину Н. Используя известные соотношения [8], получим:
Q = <7 т*.
1 а
(3)
где
V’
диаметр сечения микрозубца.
(5)
Подставляя (1) в (5), а затем (5) в (3), после упрощений получаем:
Q =
hbe'’+> F,
Ф
(6)
^+1) га:
Величина <1 зависит от рабочей высоты микрозубца: если /г ^ р (1—эту), то й =
= 2^/г (2р — /г) (7). В противном случае,
d = 2tgy (h + -А- — р ).
&' \ sm 7 г /
(8)
Рабочая высота микрозубцов определяется величиной шага по средней линии профиля 5Ш, углом при вершине у и коэффициентом скольжения кс\
И = —^ (9)
^ + tgY К '
Фактическая площадь контакта практически равна диаметральному сечению рабочей зоны микрозубца и будет зависеть от продолжительности работы ножа Т. Экспериментальные исследования микрогеометрии ножей [11, 12] показали, что заточенные ножи (7’ = 0) имеют поперечный шаг микрозубцов ^ 2рсоэ у. В период нормальной работы — > 2рсоэ у.
Изношенные ножи имеют 5„ ^ d. Таким образом, фактическая площадь контакта микрозубцов Р[ф с учетом отмеченных периодов работы будет равна [13, 14]:
1. Этап приработки
^ = 5п/г-4^( 1
■ s А I -cos arcsin 2~-) +
+ Р2 (
л
Ш”
arcsin
5„ _ £Л 2? 2р /'
(10)
Fa~ контурная площадь контакта, Fa —
= 0.1 б\ (4) И
а — ширина лезвия; (13)
h~ базовая длина; нож
я — удельный параметр отношению [10], равный бол
пн к к кг: -
(2)
І НЗЇЇГТ
ГГ? -ГДО-
М
т?ч?нкя Она к путь
і.зрряяє-
:;Г- Ч П КД Г":"М ?‘1ГЯ
(3)
и. л,
(4)
! іыі;
(б)
■J і Д^Л?
(6)
L- Lt* I U
10 ■:+
(8)
_г.р іяет^п 'Кі:-
A Cfi&It
(9)
КГ! ЧОПКИ
;:н ;-::*ніх nji.nti ч * ч -чГй.:1-ныо 111, 12]
і I имеют S 2pcos у.
■ 2pcos у. ■ким об-. микрокодов ра-
) +
2. Этап нормальной работы
F\ = - 2t^(4" - pcosv + pW?) -
— p(S„ —pcos v)(l— sin y) + p2[-®^ — cos 7 ].
3. Этап затупления
$, (т * ~ і' — її : 1^ ї)' I £ T —
p;gos7 . лр2(180—p^sin 7
(Ш
tg Y
-I-
360
(12)
Так как в процессе резания участвуют 2'т микрозубцов, то фактическая площадь контакта равна
F —■ Z7
- Ф~
(13)
Используя выражения (6), (7), (9), (11), (13), можно определить режущую способность ножей, например, для этапа приработки при больших значениях Кс'-
ЛИТЕРАТУРА
1. Резник Н. Е. Теория резания лезвием и основы расчета режущих аппаратов.— М.: Машиностроение, 1975.
2. Хромеенков В. М., Соловьев Н. Н. Анализ микрозубцов лезвийного инструмента//Сб. ЦНИИТЭИ-Легпищемаш: Оборудование для пищевой промышленности, 1978.— № 5.
3. Ч и ж и к о в а Т. В. Машины для измельчения мяса и мясных продуктов.— М.: Лег. и пищ. пром-сть, 1982.
4. И в а ш к о А. А. Вопросы теории резания органических материалов лезвием: Автореф. дис. канд. техн. наук.— М., 1958.
5. Хромеенков В. М., Соловьев Н. Н., Р е н-з я е в О. П. Оценка заточки ножей для скользящего резания//Хлебопек. и кондит. пром-сть.— 1985.—-№ 12.
6. М и х и н Н. М. Трение в условиях пластического
контакта.— М.: Наука, 1968.
7. Мустафаев В. А., Подольский Ю. Я. Сравнительное исследование трения термопластов в широком диапазоне изменения основных параметров тре-ния/Теория трения и износа.— М.: Наука, 1967.
8. Крагельский И. В. Трение и изно#т~ М.: Ма-
шиностроение, 1968.
9. М у р Д. Трение и смавка э.иотомеров.— М.: Химия, 1977.
10. X р о м е е н к о в В. М. Р е н з я е I! О. П., Б а-
тушкин В. А. Скользящее резанге пищевых ма-
териалов как разновидность износа/Тез. докл. Всес.
Q о =
У^К+|[5
Л'с + tg у
5лр / Sn ■
----1 -cos arcsm ■ р-\
. arcsin ■ 180 Тр
Sn п S„
2р
)]
(14)
Аналогичным образом можно получить фор мулы для определения режущей способности ножей на этапах нормальной работы и в периоде затупления. Расчеты показывают, что наиболее заметно изменение режущей способности при переходе от этапа приработки к нормальной работе.
Преимуществом полученных соотношений для вычисления режущей способности ножей является учет многообразных характеристик микрогеометрии лезвия; отражение трех основных периодов работы режущего инструмента — приработка, установившийся период, затупление; возможность экспериментального, определения при резании в режиме Rz — const.
науч. конф.: Пути совершенствования технологи-
ческих процессов и оборудования для производства, хранения и транспортировки продуктов питания.— М.: 1984.
11. Кацев Г1. Г. Статистические методы исследования режущего инструмента.— М.: Машиностроение, 1974.
12 Цветков О. А. Изменение режущей способности лезвий//Измерительная техника.— 1965.— № 10.
13. У з у н я н М. Д. и др. Теоретический анализ производительности процесса шлифования/Резание и инструмент.— Харьков: Вища школа, 1977.— Вып. 17.
14. Трение, изнашивание и смазка/Под ред. И. В. Кра-гельского и В. В. Алисина.— Кн. 1.— М.: Машиностроение, 1978.
Кафедра технологического оборудования
пищевых предприятий Поступила 09.04.90
621.979.625.001.2
КОЭФФИЦИЕНТ ПОЛЕЗНОГО ДЕЙСТВИЯ ПРЕССУЮЩЕГО МЕХАНИЗМА ГРАНУЛЯТОРА
В. Ю. ПОЛИЩУК
Оренбургский политехнический институт
При создании математической модели процесса механического взаимодействия цилиндрических рабочих органов прессующего механизма гранулятора с прессуемым материалом определяющим является задание критериев этого процесса. Поэтому возникает задача
18 Заказ 052
количественной оценки совершенства прессующего механизма гранулятора. Эта оценка должна включать параметры механического качества вырабатываемых гранул и энергетические параметры процесса.
Ранее [1] было введено понятие коэффи-
