Методические указания к расчету размеров рабочих органов и потребляемой мощности

ОРГАНИЗАЦИЯ И ОБСЛУЖИВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО

ОБОРУДОВАНИЯ ПРОМЫСЛОВЫХ СУДОВ

Методические указания

по выполнению расчетно-графической работы

для студентов специальности 7.07010402 «Эксплуатация судовых

энергетических установок» дневной формы обучения

Керчь, 2012

УДК 639.2.06:67.05

Автор: Суркова Е.И., ст. преп. кафедры ОПРП КГМТУ.

Рецензент: Конюков В.Л., к.т.н., доцент кафедры СЭУ КГМТУ.

Методические указания рассмотрены и одобрены на заседании кафедры ОПРП КГМТУ,

протокол № 3 от 9.02.2012 г.

Методические указания утверждены и рекомендованы к публикации на заседании методической комиссии МФ КГМТУ

протокол № 1 от 26.03.2012 г.

© Керченский государственный морской технологический университет

СОДЕРЖАНИЕ

Введение 4

1.Состав и содержание расчетно-графической работы 4

2.Варианты заданий 6

3.Методические указания к расчету размеров рабочих органов и потребляемой мощности 7

3.1.Винтовой конвейер 7

3.2.Чешуеочистительный барабан 11

3.3.Рыбомоечная машина барабанного типа 15

3.4.Рыбомоечная машина вентиляторная 17

3.5.Машина для сортировки рыбы конвейерно-винтовая 19

3.6.Машина для сортировки рыбы встряхивающего типа 22

3.7.Машина для обезглавливания рыбы с цилиндрическим ножом 26

3.8.Машина для обезглавливания рыбы клиновидным резом 29

3.9.Порционирующая машина конвейерного типа 30

3.10.Порционирующая машина роторного типа 33

3.11.Рыборазделочная машина ИРА-104 34

3.12. Рыборазделочная машина ИРА-115 36

3.13.Дробилка однобарабанная 37

3.14.Дробилка двухбарабанная 38

3.15.Волчок 39

3.16.Протирочная машина 42

3.17.Наполнитель жидких продуктов до постоянного уровня 44

3.18. Наполнитель жидких продуктов с принудительным наполнением 45

3.19.Банкомоечная машина для пустых банок 51

3.20. Банкомоечная машина для наполненных консервных банок 54

4.Кинематический расчет 55

5.Руководство и контроль за выполнением РГР 59

Приложения 60

Рекомендуемая литература 72

Введение

Расчетно-графическая работа предназначена для закрепления теоретических знаний полученных студентами при изучении дисциплины «Организация и обслуживание технологического оборудования промысловых судов».

Выполняя работу студент должен изучить виды сырья водного происхождения, технологию его обработки, конструкции рыбообрабатывающих машин, виды оборудования и правила их эксплуатации.

Проектирование и расчет технологического оборудования рыбцехов промыслового флота имеет большое значение для приобретения студентами навыков в самостоятельном решении инженерных задач с использованием стандартов, норм и правил проектирования, оформлении графических и текстовых документов в соответствии с EСКД, а углубленное изучение конструкций машин позволит лучше организовать их обслуживание в условиях промысла.

1. Состав и содержание расчетно-графичекой работы.

РГР состоит из расчетно-пояснительной записки и графической части.

1.1. Расчетно-пояснительная записка должна содержать следующие разделы:

Задание

Введение

Технологическая часть

Проектная часть

Расчетная часть

Правила эксплуатации и охрана труда

Выводы

Список использованной литературы

Задание на проектирование выбирается по табл.1 по двум последним цифрам зачетной книжки (см. раздел 2).

Во введении следует:

¾ привести общую характеристику процесса, выполняемого на проектируемом оборудовании;

¾ указать способы выполнения процесса;

¾ перечислить виды оборудования.

В технологическом разделе

Необходимо изложить основные свойства объекта обработки:

¾ для рыб это морфометрические, массовые, физико-механические и другие характеристики, необходимые для проектирования рабочих узлов машины (здесь же привести краткое описание обрабатываемой рыбы);

¾ при расчете наполнительных и порционирующих машин – размеры и объем наполняемой тары, вид заливки и процентное соотношение заливки и рыбы в наполняемой таре.

¾ свойства сопутствующих материалов, используемых в технологическом процессе, например соли, жести и др.

Данные об объекте обработки рекомендуется оформлять в виде таблиц.

В проектной части необходимо:

а) дать подробное описание конструкции и принципа действия выбранной для разработки машины со ссылкой на чертежи(эскизы, рисунки), приведенные в пояснительной записке.

б) назначить материалы для рабочих инструментов и основных деталей проектируемой машины, обосновать их выбор, привести механические характеристики.

В разделе «расчетная часть» необходимо выполнить следующие расчеты:

а) Определение размеров рабочих органов и исполнительных механизмов.

б) Кинематический расчет.

В результате расчета должны быть определены:

¾ скорости движение рабочих органов;

¾ частота вращения валов;

¾ передаточные отношения (числа);

¾ диаметры шкивов;

¾ числа зубьев звездочек, шестерен и зубчатых колес.

По результатам расчета выбирается электродвигатель и, при необходимости, редуктор. На отдельном листе необходимо привести кинематическую схему.

в) Расчет мощности двигателя для привода рабочего органа или машины в целом.

г) Расчет диаметра ведущего вала исполнительного механизма.

д) Подбор подшипников с указанием размеров посадочных мест.

е) Выбор цепной, клиноременной или зубчатой передачи.

При использовании в машине или агрегате воды холодной или горячей, воздуха или пара, необходимо рассчитать их общий или удельных расход.

Кроме выполнения обязательных для всех вариантов расчетов, каждый студент выполняет расчеты в соответствии с индивидуальным заданием (см. раздел 3)

В разделе «Правила эксплуатации и охрана труда» необходимо привести правила технической эксплуатации конкретной (проектируемой) машины и мероприятия по охране труда обслуживающего персонала.

В выводах необходимо перечислить технические характеристики машины, полученные в результате расчета.

Например: производительность, марку выбранного электродвигателя (его мощность и частоту вращения выходного вала), частоту вращения (или скорость) рабочего органа, вид обрабатываемой продукции, количество обслуживающего персонала, тип или марку насоса, вентилятора, редуктора, расход воды, воздуха и др.

Список литературы должен содержать перечень источников, использованных при выполнении работы.

Текстовая документация РГР выполняется на стандартных листах формата А4 чернилами на одной стороне листа в соответствии с требованиями ГОСТ 2.105-95.

Допускается печатный текст, выполненный любым способом.

Иллюстрированный материал - рисунки, схемы, графики, включаются в текстовую часть и должны быть выполнены на основных листах чернилами или карандашом с пояснительными надписями и нумерацией.

Спецификация к чертежам помещается в конце текстовой документации как приложение.

Объем расчетно-пояснительной записки должен быть в пределах 10-20 листов формата А4.

Графическая часть

Графическая часть должна содержать сборный чертеж приводного вала основного рабочего органа машины, выполненный на формате А2 или чертеж другого исполнительного механизма в соответствии с заданием.

На чертеже необходимо обозначить все необходимые размеры (посадочные, присоединительные, габаритные и др.) и привести технические требования.

Чертеж снабжается основной надписью (штампом), выполненной по ГОСТ 2.104-2006 и спецификацией, выполненной в соответствии с требованиями ГОСТ 2.108-68 на отдельных листах формата А4 и подшитых к пояснительной записке.

Варианты заданий

№ варианта соответствует последней цифре зачетной книжки (см. табл.1) Таблица 1

Методические указания к расчету размеров рабочих органов и потребляемой мощности.

Винтовой конвейер.

Задание.

Определить размеры шнека и желоба конвейера. Рассчитать размеры развертки пера винта. ( Эскиз развертки привести в пояснительной записке).

Подобрать подшипники и привод.

Графическая часть: Шнек в сборе

Исходные данные см. в таблице 2 в соответствии с предпоследней цифрой зачетной книжки.

Таблица 2

Предпоследняя цифра зачетной книжки	Перемещаемый груз	Производительность П, т/ч	Длина конвейера L, м.	Угол наклона конвейера,
	Рыбные отходы
	Разваренная рыба		8,0
	Рыбная мука		6,0
	Соль	7,5
	Рис	8,0

Порядок расчета

Из формулы производительность конвейера определить частоту вращения шнека

Производительность конвейера

, (1)

где D – диаметр шнека по выступам перьев, м;

d – диаметр шнека по впадинам, м;

D – принять конструктивно, исходя из величины кусков перемещаемого груза. Выбрать из ряда:

D= 0,125; 0,16; 0,2; 0,25 м.

d ≈ ( 0,3… 0,4) D;

S- шаг винта, (шнека), м.

S= (0,8…1,0)D;

n- частота вращения шнека, .

- насыпная плотность перемещаемого груза,

≈ 850 - для рыбных отходов

≈ 650…700 – для разваренной рыбы

≈ 700…730 – для рыбной муки

≈ 1260 – для соли

≈ 750…800 – для риса.

с – коэффициент, учитывающий угол наклона конвейера

	до	…	…
с	1,0	0,85	0,75

Определив частоту вращения шнека необходимо проверить, чтобы она не превышала – максимальную частоту.

т.е. n <

Максимальная частота вращения шнека

= , (2)

где a - коэффициент, учитывающий абразивность перемещаемого груза

а = 30…45 – для тяжелых абразивных материалов

а = 45…60 – для тяжелых неабразивных материалов

а = 60…80 – для легких неабразивных материалов

Для рыбных отходов а = 50…55

D - диаметр шнека, м.

Скорость поступательного движения груза в желобе

(3)

где S – шаг шнека, м

n – частота вращения шнека, .

Мощность для привода конвейера

кВт (4)

где П - производительность, ;

L – длина конвейера, м;

Н – высота подъема груза, м (посчитать через угол β)

ω – коэффициент сопротивления движению (учитывает трение материала о желоб).

ω = 4…7 – для зерновых культур

ω =5,5…7,3 – для соли

ω = 4…8 – для рыбных отходов (и рыбного сырья)

Мощность для привода вертикального винтового конвейера

N=0,012·П·Н(ω+1), кВт (5)

Мощность электродвигателя

, кВт (6)

где N – расчетная мощность, кВт

- общий КПД

Здесь - КПД привода

= (0,7…0.75)- коэффициент, учитывающий трение материала о винт.

К = (1,1…1.5) – коэффициент запаса мощности (7)

При этом: К=1,1 для расчетной мощности N ≥ 5 кВт

К = 1,5 - для N ≤ 1 кВт

При изготовлении винтовых конвейеров необходимо производить расчет развертки пера винта (рис. 1)

Рис.1. Развертка пера винта

Длина наружной винтовой линии винта

, (8)

Длина внутренней винтовой линии витка

, м (9)

Внутренний диаметр развертки витка

, м (10)

Наружный диаметр развертки витка

, м (11)

Угол выреза ( в градусах) находится из соотношения:

, откуда , град (12)

При изготовлении сварных секций винтовых конвейеров угол выреза принемается равным нулю ( =0).

Чешуеочистительный барабан

Задание

Определить размеры барабана, толщину стенки и коэффициент перфорации. Рассчитать количество отверстий для орошения. Определить мощность электродвигателя и подобрать привод.

Графическая часть: Приводной вал в сборе

Исходные данные см. в таблице 3 в соответствии с предпоследней цифрой зачетной книжки.

Таблица 3

Порядок расчета

Для очистки чешуи необходимо, чтобы рыба, поднятая на некоторую высоту скользила вниз по стенке барабана.

– критическая частота вращения чешуеочистительного барабана, при которой рыба не будет скользить относительно стенки барабана, а будет вращаться вместе с барабаном.

, (13)

где D – диаметр барабана, м ( принять по прототипу [4] ).

Поэтому фактическую частоту вращения следует принимать в пределах 75% от (или по прототипу)

(14)

Приближенно принимают, что слой рыбы во вращающемся барабане ограничен поверхностью барабана и прямой, проведенной под углом естественного откоса β для данной рыбы( см. рис. 2)

Рис. 2 Схема к расчету барабана.

Объем рыбы, загружаемой в барабан

, м (15)

где - сила тяжести рыбы, загружаемой в барабан, Н

ρ – насыпная масса рыбы, кг/ ; (ρ ≈800 кг/м³)

g- 9.81 м/ ;

или , (16)

где М – масса рыбы, загружаемый в барабан, кг

(17)

здесь П – производительность , кг/ч

t – продолжительность цикла, мин

При равномерном распределении рыбы по длине барабана, сечение слоя рыбы

, (18)

где - длина барабана, м (принять по прототипу [4])

Процент заполнения барабана рыбой

100% (19)

где - площадь поперечного сечения барабана , ;

Плечо силы тяжести

, мм (20)

где - расстояние от центра тяжести сегмента до центра барабана, мм (определяется по геометрическим соотношениям, для расчета принять )

β – угол естественного откоса, град.

β = … – для минтая

β = … – для салаки

β = … – для сельди

β = … – для морского окуня

β = … – для воблы

Момент необходимый для вращения барабана.

, Н см (21)

Момент на валу двигателя

, Н см (22)

где - к.п.д. передаточных устройств (см. приложение 9)

i - общее передаточное отношение

, (23)

- частота вращения вала электродвигателя, (можно принять по прототипу [4])

n_б – частота вращения барабана, ;

– коэффициент проскальзывания бандажа относительно опорного ролика (

Мощность электродвигателя

, кВт (24)

где K= (2… 2.5), с учетом инерционных сил в момент пуска.

Расчет перфорации

Для цилиндрической поверхности:

Количество отверстий по длине образующей обечайки

, шт (25)

Количество отверстий по окружности обечайки

, шт (26)

где l- длина образующей цилиндра, м

D – диаметр цилиндра, м

d - диаметр отверстий в цилиндре, м (принять конструктивно)

Общее количество отверстий цилиндрической поверхности.

Z=m٠n , шт (27)

Коэффициент перфорации

= (28)

где - площадь сечения отверстия,

- площадь обечайки (или развертки цилиндра),

Количество отверстий в трубе душирующего устройства

, шт (29)

где W – расход воды, ;

Расход воды принять из расчета , что на 1 кг рыбы расходуется (1,5…2,5) литра

f – площадь отверстия в трубе,

(30)

здесь - диаметр отверстия, м; d = (1…2) мм.

= (0,6…0,7) – коэффициент расхода

Н – напор жидкости, м. вод. ст.; ( принять Н = 10 м. вод. ст.)

g = 9,81 - ускорение свободного падения.

При проведении кинематического расчета принять по прототипу (см [4]):

D - диаметр барабана внутренний

- диаметр барабана по бандажам

- диаметр опорных роликов