Проект машины для производства макарон (стр. 9 из 17)

Подставляя полученные значения в формулу (45), получим

кг/ч.

Мощность привода шнека (кВт)

(46)

Получим

кВт.

Определение длины шнека

Под рабочей длиной шнека понимается длина шнека, на которой действует давление прессуемой массы. Она равна 3 шагам винтовой лопасти шнека

(47)

см.

Общая длина шнека

, (48)

где L – общая длина шнека, см;

L_з – длина загрузки, L_з = 3S;

L_Т – длина транспортировки, L_Т = 3S;

L_к – длина конического окончания шнека, L_к = S.

Тогда по формуле (48) получим

см.

Расчет на прочность шнека

Средний угол подъема винтовой поверхности находим из соотношения:

. (49)

Получаем

Интенсивность сплошной осевой нагрузки определяем по формуле

, (50)

где

, (51)

Получим

. (52)

При х =

, q_x = q_max и

, (53)

таким образом

кГ/см.

Реакция упорного подшипника

, (54)

кГ

где m₁ – число рабочих витков.

При расчете на прочность число рабочих витков следует принимать равным числу, расположенных между загрузочным отверстием и прессовой камерой.

Крутящий момент определяют по формуле (55).

, (55)

кГсм.

Согласно теории наибольших касательных напряжений, эквивалентное напряжение

(56)

или по формуле

. (57)

Осевая сила S передается до упорного подшипника, а крутящий момент М_кр – от шестеренчатой передачи до первого рабочего витка шнека; поэтому при расчете на прочность необходимо проверить самое слабое сечение на этих участках. Для вала сечением R₂ = 15 мм напряжения

, (58)

кГ/см².

, (59)

кГ/см².

Эквивалентное напряжение

кГ/см².

Изгибающие моменты в витке шнека, действующие на внутреннем контуре (при r = R₂), определяют по формуле

При μ = 0,3

(60)

. (61)

При

Напряжения определяют по формулам

, (62)

кГ/см² (δ – толщина витка шнека).

кГ/см².

Изгибающие моменты на внешнем контуре определяют по формуле (63)

при μ = 0,3 и α = 2

. (63)

. (64)

Получаем

кГ/см².

В опасном месте у тела шнека при r = R₂

кГ/см² (σ₁ = σ_r, σ₃= 0).

Определяем диаметр выходного конца вала по минимальным значениям допускаемых напряжений

, (65)

где

кГ/см², для Ст 8,

условие удовлетворяется.

Итак

см = 28 мм.

Принимаем d = 28 мм.

Тогда

(66)

см³.

Проверка

(67)

кГ/см² = 39,547 МПа ≤900 = [τ_-1]_и.

Рисунок 10 – Эскиз

Расчет матрицы

Производительность матрицы (кг/ч) по сухим изделиям

, (68)

где υ – скорость течения теста по формующим каналам, м/с;

f – площадь живого сечения матрицы, м²;

W₂ – конечная влажность продукта, W₂ = 12%.

Скорость (м/с) течения теста в зависимости от формы сечения каналов определяются по следующим формулам:

а) для макарон

, (69)

где υ₀ – скорость скольжения, принимаем υ₀ = 0;

μ – динамическая вязкость, зависит от влажности теста, Па*с;

- перепад давления по длине формующего канала, можно представить как

(

- перепад давления формования, Па; l – длина канала; м);

R_H – наружный радиус трубки колец, R_H = 0,00275 м;

R_B – внутренний радиус отверстия трубки, R_В = 0,00175 м;

r – радиус от оси кольцевого канала, м,

; (70)

м.

Тогда

б) для вермишели

, (71)

где R – радиус сечения формующего отверстия, r = R/2=0.000375 м;

Тогда

м/с.

в) для лапши

, (72)

где b и a – длина и ширина формующего отверстия, b = 0,004 м, a = 0,001 м.

Получим

м/с.

Тогда из формулы производительности матрицы получаем, что площадь живого сечения матрицы

. (73)

Для макарон

м².

Для вермишели

м².

Для лапши

м².

Площадь матрицы (м²)

, получаем

м².

Площадь отверстий матрицы:

а) для макарон

, (74)

Тогда

м².