Дозирующее устройство представляет собой плунжерный насос, размещенный на крышке корпуса редуктора . Плунжерный насос состоит из рабочего цилиндра, плунжера , всасывающего и нагнетательного патрубков с резиновыми клапанами.
Плунжер приводится в действие от общего электродвигателя через вариатор скорости и редуктор. Возвратно поступательное движение плунжеру сообщается кулачком, установленным на верхнем валу редуктора. Кулачок имеет переменный профиль, что позволяет изменять длину хода плунжера, а следовательно, и производительность дозирующего устройства при его перемещении в горизонтальной плоскости специальными направляющими и регулировочным винтом , которые размещены на крышке корпуса редуктора. При вращении регулировочного винта в одном направлении (по часовой стрелке) дозирующее устройство перемещается вправо и ход плунжера увеличивается, в результате чего увеличивается количество подаваемой бактериальной закваски, и наоборот. При перемещении дозирующего устройства в крайнее левое положение плунжер не совершает возвратно-поступательного движения и подача бактериальной закваски прекращается. Таким образом, насос-дозатор может работать и как обыкновенный насос (например, при выпуске сладкосливочного масла).
2.3 Техническая характеристика
таблица 1
Техническая характеристика насоса-дозатора типа НРДМ
| Производительность в час, л:насосадозирующего устройства | 500…10005…50 |
| Тип:насоса дозирующего устройства | ротационныйплунжерный |
| Максимальное давление сливок на выходеиз насоса, Мпа | 0,5 |
| Частота вращения ротора, с-1 :максимальная минимальная | 4,332,3 |
| Передаточное отношение:вариатора редуктора | 1,893,53 |
| Число ходов плунжера-дозатора в минуту:максимальное минимальное | 260138 |
| Электродвигатель:тип мощность, кВт частота вращения, с-1 | 4А8ОА6УЗ0,7515,3 |
| Регулирование числа оборотов быстроходного вала | бесступенчатое |
| Габаритные размеры, мм | 770x505x650 |
| Масса , кг | 100 |
3 Энергетические расчеты
Примем исходные данные для расчета привода насоса-дозатора: мощность, необходимая для работы Nв=0,75 кВт; частота вращения ротора (выходная) nв = 4,33 об/с.
Выбор электродвигателя.
Общее КПД привода определим по формуле:
η = η1 * η2 2, (1)
где η1 – КПД цилиндрической передачи;
η2 – коэффициент, учитывающий потери пары подшипников качения.
Η = 0,96*0,992 =0,94
Требуемая мощность электродвигателя:
Pтр= Nв /η = 0,75/0,94 = 0,8 кВт (2)
Подбираем по требуемой мощности по ГОСТ 19532-74 трехфазный асинхронный короткозамкнутый двигатель 4А80А6УЗ с параметрами: диаметр выходного конца вала d = 22 мм, габаритная высота двигателя h = 218 мм, габаритная ширина двигателя b= 186 мм, габаритная длина двигателя (с валом) l1 = 300 мм, высота расположения вала от сборных лап h1 = 80 мм, масса m = 17,4 кг, частота вращения n дв = 980 об/мин.
3.1 Кинематические расчеты
Подсчитываем общее передаточное отношение:
u= nдв / nв =980/260=4 (3)
Следовательно, если в приводе насоса-дозатора установить электродвигатель 4А80А6УЗ, то общее передаточное число будет u = 4.
Намечаем ориентируясь (2) частное передаточное число для цилиндрической передачи uцил= 6
Частота вращения валов редуктора и машины:
nд = nдв = 980 об/мин, (4)
n = nд / u = 980/4 = 245 об/мин (5)
Вращающий момент на валу электродвигателя:
М д = (30* Pтр )/(3,14* nд) = (30*800)/(3,14*980) = 7,8 Н*м, (6)
М 1 = М д * uцил= 7,8*6 = 46,8 Н*м. (7)
3.2 Расчеты деталей на прочность
Для соединения электродвигателя с ведущим валом заменяем вариатор на втулочно-пальцевую муфту (УВПМ). Момент передаваемый муфтой составляет М 1 =46,8 Н*м.
Определим расчетный момент с учетом коэффициента режима работы Кр=1,5 по формуле:
М р =М 1 * Кр=1,5*46,8=70,2 Н*м.
Выбираем муфту по ГОСТ 21424-75, для которой допускаемый расчетный момент (М р=60,3 Н*м ) с размерами D = 100мм, L = 104мм, lв =50мм.
Произведем проверку резиновых втулок на смятие поверхностей их соприкосновения с пальцами при допускаемом напряжении смятия резины (δсм) = 2 МПа по формуле:
δсм = ( М р *2)/( D*dп* lв*z),
где D – диаметр по осям втулок,м;
dп – диаметр пальца (dп = 0,1 D), м;
lв – диаметр втулки,м;
z – количество пальцев.
Δсм = (70,2*2)/(0,071*0,0071*0,05*4) = 1392580,837 Па.
Условие δсм <(δсм) выполнено.
4 Эксплутация и ремонт
4.1 Эксплуатация
Эффективность работы ротационных насосов (производительность, напор, к.п.д. и другие параметры) зависит от точности их изготовления и сборки.
После установки насоса необходимо убедится в правильном подсоединении электродвигателя. Для этого включают кратковременно (толчком) электродвигатель и проверяют, совпадает ли вращение его с направлением, указанным стрелкой на корпусе насоса. При неправильном вращении следует переменить местами две из подсоединенных фаз на коробке электродвигателя, приняв при этом необходимые меры предосторожности.
Подшипники электродвигателя смазываются один раз в 4-6 месяцев.
Во время работы наблюдают за температурой электродвигателя, она не должна превышать 60-70 С. нагрев электродвигателя выше этой температуры свидетельствует о неисправности насоса или электродвигателя.
Разбирать, промывать и собирать насос рекомендуется раз в смену или после длительной остановки (более 4 часов).
Перед пуском в эксплуатацию необходимо проверить надежность заземления насоса.
При работе насоса следят, чтобы не было подсоса воздуха.
4.2 Ремонт
В ротационных насосах быстроизнашивающимися деталями являются бронзовые втулки, прокладки, набивка сальника, корпус и крышка насоса, шейка вала. Кроме того, происходит износ полуды и резьбы шпилек.
Для проведения ремонта производят полную (ремонтную) разборку насоса. После разборки все детали моют, осматривают и замерами определяют величину износа. Детали с износом больше предельного восстанавливают или заменяют новыми. Бронзовые поверхности, соприкасающиеся с продуктом, повторно лудят пищевым оловом. Набивку сальника пропитывают пищевым жиром или топленым маслом.
Насос собирают в порядке, обратном разборке. При этом учитываются посадки деталей. Перед сборкой контрольный штифт и шпильки смазывают машинным маслом.
4.3 Безопасность экологическая и при чрезвычайной ситуации
При обеспечении безопасности жизнедеятельности человека важное значение имеют: профилактика, прогнозирование и ликвидация последствий чрезвычайных ситуаций (ЧС).
Чрезвычайная ситуация - состояние, при котором в результате возникновения источника ЧС на объекте, определенной территории или акватории нарушаются нормальные условия жизни и деятельности людей, возникает угроза их жизни и здоровью, наносится ущерб имуществу населения, народному хозяйству и окружающей природной среде.
Под источником ЧС понимают опасное природное явление, опасное техногенное происшествие (аварию) или широко распространенную инфекционную болезнь людей, сельскохозяйственных животных и растений. Источником чрезвычайной ситуации может быть и применение современных средств поражения при ведении военных действий (ГОСТ Р 22.0.02-94). Техногенные аварии связаны с неконтролируемым, самопроизвольным выходом в окружающее пространство вещества или энергии. К ним относятся:
- промышленные взрывы (химические, физические, взрыв внутри объекта);
- пожары на промышленных объектах;
- аварии с выбросом вредных веществ.
К оружию массового поражения (ОМП) относят: ядерное, химическое и биологическое оружие. Массовым поражением может обладать оружие, создающееся на новых принципах воздействия - звуковое, лучевое, радиологическое.
Под устойчивостью любой системы понимается возможность хранения его работоспособности при нештатном (чрезвычайном) внешнем воздействии. Согласно этому определению под устойчивостью работы производства понимается способность объекта выпускать установленные виды продукции в объемах и номенклатурах, предусмотренных соответствующими планами, в условиях чрезвычайных ситуаций, а также приспособленность этого объекта к восстановлению в случае повреждения.
Анализ устойчивости работы объекта проводится по следующему плану:
- последствия аварий отдельных систем производства;
- распространение ударной волны по территории предприятия (взрыв сосудов, коммуникаций, взрывоопасных веществ):
- распространение огня при различных видах пожаров;
- надежность установок и промышленных комплексов,
- рассеивание веществ, высвобождающих при чрезвычайных ситуациях;
-возможность вторичного образования токсичных, пожаро-взрывоопасных смесей.
Одним из основных способов защиты населения в ЧС мирного и военного времени являются защитные сооружения ГО: убежища, укрытия и простейшие укрытия (щели).
Загородной зоной называется территория, расположенная между внешней границей зоны возможных нарушений и административной границей области (края, республики).
Общие требования экологичности к производственному оборудованию и процессам установлены СН 1042-73, а также стандартами системы стандартов “Охрана природы”. Последние регламентируют принципы охраны и рационального использования природных ресурсов, в частности воды, воздуха, почв, земель, полезных ископаемых, а также показатели качества природных сред, параметры загрязняющих выбросов и сбросов, показатели использования природных ресурсов.
Основными нормативными показателями экологичности производственного оборудования и технологических процессов, а также предприятий и транспортных средств являются предельно допустимые выбросы (ПДВ) в атмосферу, предельно допустимые сбросы (ПДС) в гидросферу и предельно допустимые энергетические воздействия (ПДЭВ).
Предельно-допустимый выброс в атмосферу - норматив, устанавливаемый из условий, чтобы содержание загрязняющих веществ в приземном слое воздуха из источника или их совокупности не превышало нормативов качества воздуха для населенных мест.