Визначення геометричних і кінематичних параметрів дозатора.

Структурно-механічні властивості борошна:

При вологості муки W = 13…14% об’ємна маса макаронного борошна складає ρ = 680 кг/; кут природнього відкосу .

Вибираємо схему барабанного дозатора, яка представлена ​​на рис.1.

Дозатор складається з приймального мучного бункера і власне дозатора. Борошняний бункер має зворушувач, який служить для руйнування склепінь, що утворюються. Робочим органом дозатора є барабан із канавками. Для очищення поверхні від залишків борошна барабана служить скребок. Виходячи з літературних даних і фізико-механічних властивостей борошна, максимальна частота обертання вала барабана дозатора повинна бути .

 

Виходячи з конструкції і продуктивності барабана задаємося геометричними розмірами барабана:

- Діаметр барабана –

- Довжина канавок барабана – l = 0,15м.

- Число канавок – z = 4.

- Радіус проточки канавки – r = 0,25м.

 

 

Рис. 1 Схема барабанного дозатора:

1 – борошняний бункер; 2 – зворушувач; 3 – корпус дозатора; 4 – барабан; 5 – скребок.

Розрахуємо площу поперечного перерізу канавки барабана, профіль перерізу вибираємо в залежності від параметрів макаронної муки, переріз барабана показано на рис. 2.

Площу поперечного перерізу канавки визначаємо математичним способом, вона рівна сумі площ сегментів з радіусами r і R = D/2.

Визначаємо розміри стрілок і , знаючи, що довжина хорди у цих сегментів однакова довжина хорди визначається за формулою:

,

де r = 0,25 м; R = 0,165 м; .

Підставляємо значення радіусів і стрілок в дану формулу і здійснюємо перетворення:

;

м.

м.

Довжину хорди визначаємо за формулою:

.

 

 

Рис. 2 Схема поперечного перерізу барабана

 

Величину центрального кута визначаємо за формулою:

,

звідси:

Довжину дуги відповідних сегментів визначаємо за формулою:

м

м

Площу окремих сегментів визначаємо за формулою:

.

Площу поперечного перерізу канавки визначаємо за формулою:

.

Підставимо в формулу площі окремих сегментів:

.

Звідси площа поперечного перерізу канавки .

Визначаємо частоту обертання вала барабана знаючи всі необхідні значення. Оскільки задана продуктивність рівна 18 доз/хв, об’єм муки в одній канавці рівний одній дозі продукту, а кількість канавок – 4, то розділивши їх 18/4 отримаємо частоту обертання вала барабана .

Вибираємо геометричні розміри зворушувача із розрахунку, що заданий бункер вміщає 25 кг макаронної муки.

Діаметр ротора мм; довжина лопастей мм і мм; число лопатей і ; ширина лопасті b = 10 мм.

Об’єм бункера складає:

,

де ψ – коефіцієнт заповнення бункера мукою, приймаємо ψ = 0,8.

Частоту обертання зворушувача приймаємо:

об/хв.

Визначаємо потужність для привода дозатора за формулою:

.

Визначимо силу для подолання опору внутрішнього тертя, вважаючи, що вона рівна:

кгс,

де p – питомий тиск продукту на поверхню барабана кгс/;

– площа горизонтального перерізу горловини бункера над барабаном (площа опорної поверхні стовпа продукту), .

Потужність для привода барабана дозатора (кВт) визначаємо за формулою:

,

де D – діаметр барабана, м;

– коефіцієнт, який враховує опір продукту подрібненню (;

– коефіцієнт, що враховує втрати на тертя робочих органів дозатора (;

Знаючи всі необхідні параметри, а також приймаємо k порошкоподібних продуктів і .

кВт.

Потужність для привода зворушувача (кВт) визначаємо за формулою:

де z – число лопатей, шт;

h – висота лопасті, м; – кутова швидкість зворушувача, об/хв.;

– зовнішній радіус обертання лопастей, м;

– внутрішній радіус обертання лопастей, м.

Приймаючи, що число лопастей z = 6; для муки

; висота лопастей h=0.082 м (загальну к-ть множимо на 0,75, бо ще 3 лопасті по 0,041 м);

кутова швидкість зворушувача ; зовнішній радіус обертання лопастей ; внутрішній радіус обертання лопастей м.

кВт.

Загальна потужність на валу барабанного дозатора

кВт.

Для забезпечення обертання барабана дозатора і зворушувача із відповідною частотою і об/хв розробимо кінематичну схему привода барабанного дозатора. Кінематична схема подана на рис. 3.

В якості привода застосовуємо двигун-редуктор типу 3МП-25 марки АИР56А4 із номінальною частотою обертання вихідного вала 9 об/хв.
Крутний момент від мотора редуктора через ланцюгову передачу передається на привідний вал дозатора, а із цього вала також через ланцюгову передачу на вал зворушувача.

 

Рис. 3 Кінематична схема барабанного дозатора:

1 – зворушувач; 2 – вал барабана; 3 – перша ланцюгова передача;

4 – друга ланцюгова передача; 5 – двигун-редуктор.

 

 

Загальне передавальне число в нашому випадку складається із передавального числа першої ланцюгової передачі і передавального числа другої ланцюгової передачі і безпосередньо зміненої для нашого випадку формулою:

Тоді загальне передавальне число привода визначаємо за формулою:

Передавальне число другої ланцюгової передачі, погоджуючи технологічним розрахункам, рівне , тоді передавальне число першої ланцюгової передачі рівне:

Загальний коефіцієнт корисної дії можна визначити за формулою:

де – ККД ланцюгової передачі;

Встановлену потужність привода (кВт) визначаємо за формулою:

Визначаємо крутний момент (Н) на вихідному валу двигун-редуктора за формулою:

де – потужність на тихохідному валу, Вт;

n – швидкість обертання вихідного вала привода.

Вибираємо для привода барабанного дозатора за довідником із [1] двигун-редуктор ЗМП-25-9 ЦТ2 ГОСТ 21356-75, електродвигун АИР56А4 із потужністю частотою обертання допустимий крутний момент на вихідному валу .

Як видно із розрахунків, вибраний двигун-редуктор задовольняє поставлені умови.