Разработать мясорубку для измельчения мяса и рыбы производительностью 250 кг/ч

Вращающий момент на меньшем шкиве равен моменту выходного вала мотор-редуктора: T_вед = 57 Н∙м.

2.3.2.2. По номограмме на рис. 5.4 в зависимости от частоты вращения меньшего ведущего шкива n_{(ведущий шкив)} (в нашем случае n_{(ведущий шкив)}=90 об/мин) и передаваемой мощности принимаем сечение поликлинового ремня К.

2.3.2.3. Диаметр меньшего шкива по рекомендациям в зависимости от типа ремня и от передаваемого крутящего момента d₁ = 80 мм.

2.3.2.4. Диаметр большого шкива (см. формулу 7.3[1]):

U = = = 3,43                                    (2.22)

d₂ = U ^· d₁ ^· (1 - ε) = 3,43 ^· 80 ^· (1 - 0,012) = 300 мм.          (2.23)

где ε = 0,012 - относительное скольжение ремня.

Принимаем d₂ = 300 мм.

2.3.2.5. Уточняем передаточное отношение:

U_р = 3,43                    (2.24)

Следовательно, окончательно принимаем диаметры шкивов:

d₁  =  80 мм; d₂  =  300 мм.

2.3.2.6. Межосевое расстояние A_p следует принять в интервале:

a_min = 0,55 ^· (d₁ + d₂) + Н = 0,55 ^· (80 + 300) + 4 = 213 мм;        (2.25)

a_max = d₁ + d₂ = 80 + 300 = 380 мм.                         (2.26)

где Н = 4 мм (высота сечения ремня).

Принимаем предварительно значение a_w = 220 мм.

2.3.2.7. Расчетная длина ремня по формуле 7.7[1]:

L=2^·a_w+0,5^·π^·(d₁ + d₂)+                           (2.27)

=2^·220+0,5^·3,14^·(80+300)+

1091 мм.

Выбираем  значение по стандарту  1120 мм.

2.3.2.8. Уточнённое значение межосевого расстояния a_р с учетом стандартной длины ремня L:

a_р = 0,25 ^· ((L - w) + )                        (2.28)

где

w = 0,5 ^· π ^· (d₁ + d₂) = 0,5 ^· 3,142 ^· (80 + 300) = 596,6 мм;           (2.29)

y = (d₂ - d₁)² = (300 - 80)² = 48400 мм.                        (2.30)

Тогда:

a_р = 0,25 ^· ((1120 – 596,6) + ) = 226 мм,

При монтаже передачи необходимо обеспечить возможность уменьшения межосевого расстояния на 0,01^·L = 10 мм для облегчения надевания ремней на шкивы и возможность увеличения его на 0,025^·L = 28 мм для увеличения натяжения ремней.

2.3.2.9. Угол обхвата меньшего шкива по формуле:

α₁ = 180^o - 57 ^· (d₂ - d₁)/ a_р) = 180^o - 57 ^· (300 - 80)/226 = 124^o         (2.31)

2.3.2.10. Коэффициент режима работы, учитывающий условия эксплуатации передачи C_p = 1.

2.2.2.11. Коэффициент, учитывающий влияние длины ремня C_L = 1.

2.2.2.12. Коэффициент, учитывающий влияние угла обхвата C_α = 0,83.

2.2.2.13. Число клиньев в поликлиновой передаче:

z =                            (2.32)

где Р_o = 270 Вт - мощность, передаваемая поликлиновым ремнем с 10-ю клиньями, Вт

Принимаем  z = 2.

2.2.2.14. Скорость:

V = 0,5 ^· ω_{(ведущего шкива)} ^· d₁ = 0,5 ^· 4,38 ^· 0,080 = 0,175 м/c.           (2.33)

2.2.2.15. Нажатие ветви поликлинового ремня по формуле 7.30[1]:

F₀ = = = 869 H                   (2.34)

2.3.2.16. Давление на валы находим по формуле:

F_оп = 2 ^· F₀ ^· sin 2 ^· 869 ^· sin 981 H.            (2.35)

2.3.2.17. Напряжение от силы F₀ находим по формуле:

σ₁ = МПа.                           (2.36)

где A = 112 мм² - площадь поперечного сечения ремня.

2.3.2.18. Напряжение изгиба:

σ_и = МПа.                         (2.37)

где Е_и = 100 МПа -  для резинотканевых ремней; y - растояние от нейтральной оси до опасного волокна сечения ремня y = 2.

2.3.2.19. Напряжение от центробежных сил (по формуле 7.19[1]):

σ_v = ρ ^· V^{2 ·} 10^-6 = 1100 ^· 0,0029² = 0,009МПа.              (2.38)

где ρ = 1100 кг/м ³ - плотность ремня.

2.3.2.20. Максимальное напряжение по формуле 7.18[1] будет:

σ_max = σ₁ + σ_и + σ_v = 7,36 + 2,5 + 0,009 = 9,87 МПа.            (2.39)

Условие прочности σ_max < 10 МПа выполнено.

 

2.3.3 Расчет вала

Дано: F_оп = 981 Н; а = 0,115 м., b = 0,085 м.

Решение:

Приближенно оцениваем  средний диаметр вала.

                                             (2.40)

где  [τ] = 12 МПа.

Т = Т_дв·U                                                (2.41)

Т = 57·3,8= 216,6 Н·м

Из конструктивных соображений  выбираем предварительно диаметр вала d = 35 мм.

Определяем силы реакций  опор.

Располагаем все силы, действующие на вал в одной  плоскости, и ведем расчеты только в ней, тем самым подвергая вал наибольшей нагрузке, что ведет к запасу в расчетах на прочность.

Ось Z.

:                                              (2.42)

                           (2.43)

 

 

Строим эпюры изгибающих моментов

Ось Z.

I уч. 0≤X₁≤b

                                       (2.44)

M_z(0) = 0 Н·м

M_z(а) = - 981· 0,085 = - 83,4 Н·м

II уч. 0≤X₂≤a

                            (2.45)

M_z(0) = -83,4 Н·м

M_z(а) = - 981·(0,115+0,085 ) + 1706·0,115 =0 Н·м

Находим запас сопротивления  усталости.

                                    (2.46)

                                    (2.47)

                                     (2.48)

 

 

Рис. 12 Эпюры моментов действующих на вал.

 

где σ_a и τ_a - амплитуды переменных составляющих циклов напряжений;

σ_m и τ_m - амплитуды постоянных составляющих циклов напряжений;

ψ_σ и ψ_τ - коэффициенты корректирующие влияние постоянных составляющих циклов напряжений на сопротивление усталости.

K_d и K_F -фактор шероховатости поверхности и масштабный фактор;

K_σ и K_τ - коэффициенты концентрации напряжений при изгибе и при кручении;

σ_-1 и τ_-1 - пределы выносливости.

                                                  (2.49)

                                              (2.50)

Материал  вала - сталь 45,   σ_в = 750 МПа, σ_т = 400 МПа. Термообработка - улучшение (200…230 НВ)

                                          (2.51)

                                           (2.52)

σ_-1 = 300 МПа

τ_-1 = 150 МПа

Для нашего случая ψ_σ = 0,15, ψ_τ = 0,1.

Для диаметра вала 35 мм из углеродистой стали, мы получаем коэффициент K_d = 0,71. При σ_в = 750 МПа при чистовой обточке мы получаем коэффициент K_F  = 0,85 

Для нашего случая  K_σ  = 1,7; K_τ  = 1,5; σ_m = 0.

Условие выполняется, запас прочности вала более чем достаточный.

 

2.3.4. Расчет подшипников

 

                           Fr1 Fr2

 

                             В А

 

 

Дано:

Z_A = 1706 Н; Z_B = 725H; n = 26,2 об/мин; L_10h  = 10000 часов

Решение:

F_r1 = F_r1max·K_E,                                         (2.53)

F_r2 = F_r2max·K_E,                                        (2.54)

                                       (2.55)

                                      (2.56)

где K_E - коэффициент эквивалентности.

У нас средний равновероятный режим работы, следовательно K_E = 0,64

F_r1 = 1706·0,64 = 1010 H

F_r2 = 725·0,64 = 382 H

Выбираем шариковый  радиальный однорядный подшипник 310, d = 50 мм, C_r = 61,8 кН, C_or = 32 кН.

Находим эквивалентную  динамическую радиальную нагрузку:

P_E = (V·X·F_r + Y·F_a)·K_б·K_т                                                  (2.57)

где V - коэффициент вращения;

       X - радиальный коэффициент;

       Y - осевой коэффициент;

       K_б - коэффициент безопасности;

       K_т - температурный коэффициент;

       F_r - радиальная нагрузка на подшипник;

       F_a - осевая нагрузка на подшипник.

В нашем случае, из-за отсутствия осевой нагрузки на подшипники, формула приобретает следующий вид:

P_E = V·X·F_r·K_б·K_т,                                     (2.58)

Х = 1, K_б = 1,3, K_т = 1, V = 1.

P_E1 = 1·1·1010·1,3·1 = 1313 Н

P_E2 = 1·1·382·1,3·1 = 497 Н

Дальнейший расчет будем  вести по наиболее нагруженной опоре 1.

Находим требуемую долговечность подшипника.

                                      (2.59)

где  L_h - требуемая долговечность подшипника;

       n - частота вращения кольца подшипника;

       р - степень (3,33 - для роликовых подшипников, 3 - для шариковых)

Условие выполняется

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 Охрана труда

3.1 Законодательные  положения по охране труда

Правила охраны труда в организациях общественного питания распространяются на всех нанимателей независимо от организационно-правовых форм и  форм собственности, осуществляющих деятельность в сфере общественного питания, включающей производство, переработку, реализацию, организацию потребления продуктов питания с оказанием либо без оказания сопутствующих услуг населению.

 Обеспечение  охраны труда работников, занятых  на работах в организациях общественного питания, возлагается на нанимателей.

Правила действуют  на территории  Российской Федерации и устанавливают единые требования по охране труда к рабочим местам и организации работ в организациях общественного питания.

Требования  Правил учитываются  при   проектировании, реконструкции,  техническом перевооружении объектов, а также при разработке соответствующих технологических процессов в организациях общественного питания.

На основе настоящих  Правил с учетом конкретных условий  труда нанимателем принимаются  или  приводятся  в  соответствие с ними инструкции по охране труда, другие документы.

 

3.2 Требования  к производственной санитарии

 При  работе в организациях  общественного питания   на работников  могут  воздействовать опасные и вредные производственные факторы:

- физические;

- химические;

- биологические;

- психофизиологические.

К физическим факторам относятся:

- движущиеся машины и механизмы;

- подвижные части  торгово-технологического оборудования, перемещаемые товары, сырье, тара;

- повышенная запыленность и загазованность воздуха рабочей зоны;

- повышенное  значение напряжения в электрической цепи, замыкание которой может произойти через тело человека;

- острые кромки, заусенцы  и  шероховатость на поверхностях инструментов, оборудования, инвентаря, товаров и тары;

- повышенная  или пониженная температура поверхностей оборудования, товаров, сырья и продукции;

- повышенная  или пониженная температура, влажность и подвижность воздуха рабочей зоны;

- тепловое (инфракрасное) излучение;

- повышенный уровень шума на рабочем месте;

- отсутствие или недостаток естественного света;

- недостаточная освещенность рабочей зоны, пониженная контрастность, прямая и отраженная блесткость.

Химические  опасные и вредные производственные факторы проникают в организм человека через органы дыхания, желудочно-кишечный тракт, кожные покровы и слизистые оболочки.

Биологические опасные и вредные производственные факторы включают биологические объекты: патогенные микроорганизмы (бактерии,

вирусы, грибы  и другое) и микроорганизмы растений и животных.

Психофизиологические  опасные и вредные производственные факторы подразделяются на физические перегрузки, нервно-психологические перегрузки (умственное перенапряжение, перенапряжение анализаторов, монотонность труда, эмоциональные перегрузки).

Содержание  вредных веществ в  воздухе  рабочей зоны производственных  помещений не должно превышать предельно допустимые концентрации (далее - ПДК) в соответствии с государственным стандартом (далее - ГОСТ) ГОСТ 12.1.005-88  "Система стандартов безопасности  труда. Общие санитарно-гигиенические  требования   к воздуху  рабочей зоны", утвержденным ГОСТ  12.1.005, санитарными правилами и нормами СанПиН № 11-19-94"Перечень  регламентированных в воздухе рабочей зоны вредных веществ",  утвержденными  Главным  государственным санитарным врачом РФ.