CC BY
45
1ҐГ..£ГМ
■0}
:.иіг.е
-е.іІ.ПІ іиг ЛІ
І ОГ іоь
ІНК
ІЇДЩ
■л:Х,\ь
®гЧіі ^ ї'^ї =
Сйьі'жО .ТґгТЧ1; і
Г :: -■ !
(7)
■Н+рт « :і-
1:.и\М
^иіп.ск
¡.‘ХсКШІ ф.ІІ'Л’.іі к її
І \1 _■ ч!
Ні Ух1. К С К
ш:ьнал
дМ.
литературы [1, 2]. Так, для муки высшего сорта а составляет 0,02—0,04 с- (при влаж-.
Рис. 3. Передаточное функции: \¥д(р) — датчика;
1У'а(р), '^'д(р) — измерительных ЗВеНЬвВ, №кс(р)-
пенсатора; №р(р)- регулятора; (р) — усилителя мощности
Структуру реального компенсатора выбирали из числа наиболее легко реализуемых динамических звеньев (апериодического и реального дифференцирующего), параметры которых рассчитывали из условия близости 'частотных характеристик идеального №ик[ (/со) и реального (/со) компенсаторов в наиболее опасном диапазоне частот со8 и сон [6].
У “.с. (/“) « Щ.с. (/“); со„ < ш < сов.
Расчет параметров комбинированной АСР дозатора включает следующие основные этапы: 1. Определяются параметры измерительной цепи к и Т для выделения возмущения Д<? (рис. 2).
, с а Т
,______ Т - ,. . .(9)
2т/са -)- а2 -+ ^ -уссс + а
Значения параметров автокорреляционной функции сигнала РК(I) могут быть определены экспериментально для конкретного дозируемого материала при отключенной АСР или из
Оп
0,7—0,9.
2. Определяется оптимальная частотная характеристика измерительной цепи для выделения сигнала Д(7).
3. Определяется структура компенсирующей связи АСР ДНД из выражения (8).
Результаты моделирования комбинированной АСР ДНД свидетельствуют о существенном улучшении качества регулирования по сравнению с одноконтурной. Отмечается снижение значений прямых показателей качества регулирования — Ag/Pmax более чем на 50%; tp/x более чем на 40% (где Ад, — динамическая погрешность и время регулирования; т, Ртах — время пребывания материала и максимальное значение расчетной нагрузки на ленте конвейера). Несмотря на то, что подобные АСР имеют существенно более сложную структуру, чем одноконтурные, однако алгоритм их работы довольно просто может быть реализован с помощью программируемых микропроцессоров.
ЛИТЕРАТУРА
1. Автоматизация технологических процессов пищевых производств/Под ред. Карпина Е. Б.— М.: Агропром-издат, 1985.—535 с.
2. П р о к о ф ь е в Е. А., Карпин Е. Б., Никольский А. Б. Статистический анализ грузоприемных устройств автоматических дозаторов непрерывного действия//Механизация и автоматизация производства.— 1979.— № 9.— С. 25.
3. П р о к о ф ь е в Е. А., Карпин Е. Б., Никольский А. Б. Выбор основных параметров дозаторов для муки при непрерывном тестоприготовлении// Изв. вузов, Пищевая технология.— 1983.— №-1>.— С. 64.
4. М е н с к и й Б. Н. Принцип инвариантности в автоматическом регулировании и управлении.— М.: Машиностроение, 1972.— 247 с.
5. Ц ы п к и н Я. 3. Основы теории автоматических систем.— М.: Наука, 1977.—559 с.
6. Автоматическое управление химической промышлен-ности/Под ред. Дудникова Е. Г.— М.: Химия, 1987.— 368 с.
Кафедра автоматизации технологических процессов От^ел средств динамического взвешивания
Поступила 31.07.ii1.
643.342.001.24
ОБОСНОВАНИЕ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ НОЖЕВЫХ РЕШЕТОК В УСТРОЙСТВАХ ДЛЯ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ ПРОДУКТОВ
В. я. ГРУДАНОВ, Т. к. ПЕЛЕВИНА, Т. С. ПАНТЕЛЕЕВА
Могилевский технологический институт
Неподвижные приемная и выходная ножевые решетки являются основными элементами в наборе режущих инструментов устройств для измельчения пищевых продуктов, например,
мясорубок для предприятий общественного питания. Они представляют собой, как правило, перфорированные диски с круглыми отверстиями одинакового наружного диаметра,
выполняющие функции парных режущих деталей с вращающимися ножами. Такие решетки одновременно создают значительное гидравлическое сопротивление на пути движения продукта. При этом качество измельченного продукта, величина усилий резания (работа проталкивания) и, в конечном итоге, производительность машины во многом определяются величиной гидравлического сопротивления ножевых решеток, в частности, их пропускной способностью.
Крайне отрицательно воздействуют на качество фарша местные гидравлические сопротивления. В местах установки решеток продукт дополнительно уплотняется, сдавливается, из него выжимается сок, а сопротивление резанию резко возрастает. Кроме того, ножевые решетки, попарно устанавливаемые в мясорубку, имеют разные между собой гидравлические сопротивления, причем -у выходной решетки эта величина больше, чем у приемной [1]. Это дополнительно дестабилизирует движение потока, создает местное его уплотнение, сдавливание, отделение питательного сока.
С целью повышения качества готового продукта и уменьшения усилий резания, а также упрощения расчета предлагается конструкция ножевых решеток, при которой их пропускная способность была бы одинаковой. Это достигается тем, что диаметры отверстий приемной й\ И ВЫХОДНОЙ ¿2 ножевых решеток связаны между собой соотношением
= тй г, (1)
где т — коэффициент пропорциональности, При ЭТОМ количество отверстий в приемной 2|
и выходной 22 ножевых решетках определяется зависимостью
2, = гч/т2 (2)
Наружный диаметр ножевых решеток для цилиндрических форм отверстий вычисляется по формуле
йр = (3)
где &2 — коэффициент использования площади выходной ножевой решетки (пропускная способность решетки).
Кроме того, значение коэффициента пропорциональности равно отношению двух соседних чисел математического ряда Фибоначчи в пределе, т. е. т= 1,618, а диаметр отверстий выходной решетки и их количество выбираются как одно из чисел этого ряда, например, ¿2 = 3, 5, 8, 13 и т. д. и 22= 34, 55, 89, 144, 233 и т. д.
Выполнение связи типа й[ — тй2 между диаметрами отверстий ножевых решеток, зависимости вида 2, = 2г/т2 между количеством отверстий в ножевых решетках и соблюдение
условий йр = й2л/^ позволяют получить одинаковое по величинё гидравлическое сопротив-
ление обеих ножевых решеток, что обусловливает и повышение качества готового продукта, и уменьшение усилий резания.
Значение коэффициента пропорциональности т= 1,618 и выбор диаметра отверстий и их количества в выходной ножевой решетке как одно из чисел математического ряда Фибоначчи, например, с?2=3 мм или ¿2=5 мм, ИЛИ ¿2=8 ММ И Т. Д. И 22=34, ИЛИ 22=55, или 2^ = 89, или 22= 144 и т. д., позволяют одновременно упростить методику расчета ножевых решеток и максимально унифицировать их геометрические параметры для мясорубок различной производительности, так как отношение двух соседних чисел ряда Фибоначчи, как известно, в пределе составляет — 1,618, исходя из определения «золотого» сечения («золотой» пропорции), и все геометрические параметры решеток будут кратны именно этой величине независимо от производительности. Напомним, что числа Фибоначчи имеют вид: 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89, 144 и т. д. [2].
Покажем это на примере, причем сравнение проведем с мясорубкой производства Барановичского завода торгового машиностроения типа МИМ-600.
Такая мясорубка комплектуется тремя ножевыми решетками, которые устанавливаются в рабочую камеру. Конструктивные параметры решеток приведены в табл. 1.
Таблица 1
Параметр Решетка
№ 1 № 2 № 3
Наружный диаметр решет-
ки, мм 105 105 105
Диаметр отверстий, мм 3 5 9
Количество отверстий, ШТ. 276 89 54
Площадь отверстий /-о. м2 0,001950 0,001746 0,003433
Площадь решетки м2 0,008654 0,008654 0,008654
Пропускная способность ре-
шетки кр 0,2250 0,2018 0,3967
Из таблицы следует, что 3, тем
более кг > &2 почти в два раза.
Иная картина имеет место, если геометрические параметры ножевых решеток рассчитать по предлагаемой методике. Данные такого расчета представлены в табл. 2.
Таблица 2
Параметр Решетка
№ 1 № 2 № 3
Наружный диаметр решеток, мм 93,8 93,8 93,8
Диаметр отверстий, мм 3 5 8
Количество отверстий, ШТ. 377 144 55
Площадь отверстий, м2 0,002811 0,002,Ч2(. 0,002763
Площадь решетки, м2 0,006910 0,006910 0,006910
Пропускная способность решеток 0,4068 0,4089 0,3998
|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 ¿2 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 ¿1 = 8 мм получается ¿2 = 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
¿2 2| 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 &|=7^&2, т. е. &1 > /гг в 1,176 раза, тогда как у новых решеток ^1=^2 = 0,344 при меньшем значении наружного диаметра ¿р = 79,2 мм вместо ¿р = 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:
