Основные требования, предъявляемые к технологическим машинам

Классификация технологических машин

План

1. Устройство механического оборудования

2. Классификация технологических машин

3. Технические показатели машин.

4. Основные требования, предъявляемые к технологическим машинам

5. Нормирование расхода электроэнергии механическим оборудова­нием.

6. Универсальные кухонные машины. Классификация.

7. Сортировочно-калибровочное оборудование

1. Механическое оборудование, используемое на предприятиях массового питания, относится к классу технологических машин и предназначено для механической, первичной обработки пище­вых продуктов. При этом продукты не изменяют своих свойств, а могут изменить лишь форму, размеры и другие параметры, кото­рые можно изменить механическим воздействием на продукт.

Машина состоит из трех основных механизмов: двигательного, передаточного и исполнительного, а также механизмов управле­ния, регулирования, защиты и блокировки.

Механизм — совокупность подвижно соединенных материаль­ных тел или звеньев, совершающих под действием приложенных сил определенные целесообразные движения.

Двигательные механизмы.В качестве двигательных механизмов в машинах предприятий общественного питания используют в основном электродвигатели однофазного или трехфазного пере­менного тока с короткозамкнутым ротором (асинхронные элек­тродвигатели), реже электродвигатели постоянного тока.

Передаточные механизмы.Они предназначены для передачи дви­жения к рабочим органам исполнительных механизмов, измене­ния скорости и направления вращения, а также для преобразова­ния одного вида движения в другой. В качестве передаточных ме­ханизмов в технологических машинах применяют главным обра­зом механизмы вращательного движения (передачи); механизмы поступательного и качательного движения (встречаются реже).

Основные виды передач: зубчатые — цилиндрические, коничес­кие, червячные; ременные — плоскоременные, клиноременные; цепные —- цепи втулочные, втулочно-роликовые, зубчатые, плас­тинчатые и др.; фрикционные — цилиндрические, конические.

Зубчатые передачи. Они состоят из двух входящих в зацепле­ние зубчатых колес. Для передачи вращательного движения меж­ду параллельными валами применяют цилиндрические передачи, пересекающимися — конические, пе­рекрещивающимися — червячные.

По форме и расположению зубьев колеса делятся на прямозу­бые, косозубые и шевронные. Цилиндрические переда­чи могут быть с внешним зацеплением колес или с внутренним.

Для передачи сложного вращательного движения используют планетарные передачи, которые могут быть с внутренним и внешним зацеплением.Кроме того, с по­мощью планетарных передач можно получить на выходном ведомом валу два вращательных движения или одно (взбивальные машины и механизмы). В планетарной зубчатой пере­даче одно из зубчатых колес делают неподвижным. Ведомое коле­со, называемое «сателлитом», совершает двойное вращательное дви­жение, вращаясь вокруг своей оси и вокруг оси неподвижного ко­леса. Водило соединяет оси неподвижного колеса и «сателлита».

Простейшие планетарные передачи, состоящие из четырех зве­ньев (сателлита, водила, подвижного и неподвижного колес. В этих передачах ведущие валы совершают одно вращательное движе­ние, а ведомые — два. Планетарную передачу без ведущего коле­са используют для приведения в сложное вращатель­ное движение рабочих инструментов, например взбивателей, ко­торые крепят к сателлиту.

Червячные передачи, применяемые для переда­чи вращательного движения между скрещивающимися валами, состоят из червяка и червячного колеса и бывают с однозаходной и многозаходной винтовой нарезкой зубьев. Эти передачи ком­пактны, обеспечивают бесшумность и плавность работы, суще­ственно снижают скорость вращения ведомого вала.

Зубчатые передачи широко распространены в оборудовании предприятий общественного питания.

Ременные передачи. Их применяют для передачи враща­тельного движения между валами, значительно удаленными один от другого. При этом валы могут быть параллельными с одинако­вым и противоположным направлением вращения или скрещивающимися. Ременная передача состоит из двух шкивов, закрепленных на ведущем и ведомом ва­лах, и ремня, надетого на эти шкивы. Передача вращательного дви­жения обеспечивается силой трения между ремнем и шкивами.

По типу ремня передачи бывают плоскоременные клиноременные и круглоременные. При этом ремни имеют форму поперечного сечения в виде плоского пря­моугольника, трапеции и круга.

Плоские ремни изготовляют из кожи, прорезиненной или про­питанной специальным составом хлопчатобумажной ткани, клиномые — из прорезиненного корда. Шкивы состоят из обода и ступи­цы, соединенных спицами или дисками. Форма обода шкива зави­сит от формы применяемого ремня и может быть цилиндрической выпуклой или выполненной в виде желоба (трапецеидального либо кругового).

Для нормальной работы ременных передач необходимо создать на ремне достаточное натяжение. Натяжение ремня регулируют из­менением расстояния между шкивами или установкой натяжного ролика.

Ременные передачи просты в изготовлении, бесшумны в рабо­те, имеют плавный ход, уменьшают опасность перегрузки двига­теля (пробуксовки ремня).

Недостатки ременных передач: значительные габариты, а так­же большая нагрузка на валы и оси.

В механическом оборудовании широко используют клиноре­менные передачи, применяемые в картофелеочистительных, овощерезательных, взбивальных, тестораскаточных, тестомесильных и других машинах.

Цепные передачи. Их применяют для передачи движения между параллельными, значительно удаленными один от другого валами. Состоят такие передачи из двух звездочек, закрепленных на ведущем и ведомом валах, и шарнирной гибкой цепи, надетой на эти звездочки. При этом цепи бывают: втулочными, втулочно-роликовыми, зубчатыми и пластинчатыми.

Цепные передачи обеспечивают передачу движения одной це­пью нескольких валов и позволяют передавать большую нагрузку. Недостатки цепной передачи: сложность в изготовлении, высо­кая стоимость в обслуживании, шум в процессе работы. На пред­приятиях общественного питания цепные передачи применяют в посудомоечных машинах для передачи движения конвейеру с по­судой, а также в хлеборезках.

Фрикционные передачи. Их применяют для передачи движения между параллельными и пересекающимися валами. Состоят такие передачи из прижатых один к другому цилиндрических или конических катков. От ведущего катка к ведомому движение передается под действием силы трения, возникающей в результате прижатия одного катка к другому. Цилиндрические катки используют для передачи движения между параллельными валами, а конические — меж­ду пересекающимися. Эти передачи просты по конструкции, бесшумны, устойчивы к перегрузкам. Недостатки фрикционной переда­чи: быстрый износ катков, необходимость в подпружинивающих устройствах, непостоянство передаточного числа из-за проскальзывания катков. В машинах механического обудования фрикционные передачи применяют редко.

Механизмы возвратно-поступательного движения. Для преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное движение рабочего органа применяют кривошипно-шатунный и кривошипно-кулисный механизмы. Кривошипно-шатунный механизм состоит из кривошипа (коленча­того вала), шатуна и ползуна. При вращении кривошипа шатун передает движение ползуну, который совершает возврат­но-поступательное движение. Этот механизм используют в тес­томесильных машинах, машине для резки замороженных продук­тов, хлеборезках и др.

Кривошипно-кулисный механизм состоит из кривошипа (коленчатого вала), рамки с роликами, двигающи­мися по направляющим, и ползуна с рабочим валом.

Исполнительный механизм.В технологической машине испол­нительный механизм выполняет непосредственно ту работу, для которой предназначена эта машина, и определяет ее класс. По­лому в отличие от передаточных механизмов, конструкция кото­рых состоит из деталей и узлов общего назначения и не зависит от функции машины, исполнительные механизмы включают детали и узлы специального назначения. Конструкция исполнительного механизма зависит от вида и свойств обрабатываемых продуктов и осуществляемой технологической операции.

Исполнительный механизм состоит из рабочей камеры, рабо­чих органов, приводного вала загрузочного и разгрузочного уст­ройств и станины.

Рабочая камера предназначена для удержания продук­та, на который воздействуют рабочие органы, в удобном положе­нии и снабжена загрузочным и разгрузочным устройствами для по­ступления на обработку продуктов и удаления их после обработки.

Рабочие органы исполнительного механизма, воздействуют непосредственно на обрабатываемые продукты. Различают основ­ные (ножи, сита, лопасти, шнеки, решетки, взбиватели и др.), а также вспомогательные (зажимы, захваты, направляющие, опорные плоскости и др.) рабочие органы.

Движение рабочим орга­нам и обрабатываемому про­дукту сообщается непосред­ственно от приводного вала или через промежуточные зве­нья. Приводной вал получает соответствующее движение от двигательного и передаточно­го механизмов. Все перечис­ленные элементы объединены в один механизм с помощью станины. Станину закреп­ляют прямо на фундаменте, полу, столе, платформе или присоединяют к станине передаточ­ного и двигательного механизмов.

Механизмы управления, регулирования, защиты и блокировки.Механизмы управления осуществляют пуск и останов машины, а также контроль за ее работой. Механизмы регулирования служат для настройки машин на заданный режим работы, а механизм защиты и блокировки используют для предотвращения неправильного вклю­чения машины и предупреждения производственного травматизма.

Механическое оборудование, применяемое на предприятиях массового питания, можно классифицировать по структуре рабо­чего цикла, функциональному назначению, степени автоматиза­ции технологических процессов, а также по принципу сочетания в производственном потоке.

По структуре рабочего цикла механическое оборудование делят на две группы: машины периодического действия и машины не­прерывного действия.

В машинах периодического действия загрузку, обработку и выг­рузку продукта осуществляют поочередно. Приступать к обработке в такой машине следующей порции продукта можно только после того, как из рабочей камеры будет выгружен ранее обработанный продукт. К машинам периодического действия относятся картофелеочистительные, тестомесильные, взбивальные машины и др.

В машинах непрерывного действия процессы загрузки, обра­ботки и выгрузки продукта в установившемся режиме совпадают по времени, т.е. продукт непрерывно продвигается от загрузочного устройства в рабочую камеру, перемещается вдоль нее и одновременно подвергается воздействию рабочих органов, после чего удаляется через разгрузочное устройство. Это дает возможность по­давать в машину новые порции продукта до окончания обработки предыдущих и соответственно сокращать время ее работы. К маши­нам непрерывного действия относятся мясорубки, мясорыхлители, овощерезки, протирочные машины, просеиватели и др.

По функциональному назначению механическое оборудование делят на следующие классы:

1. Сортировочно-калибровочное оборудование — машины для сортировки, калибровки и просеивания сыпучих продуктов.

2. Моечное оборудование — машины для мытья овощей, столовой и кухонной посуды и др.

3. Очистительное оборудование — машины для очистки ово­щей, рыбы.

4. Измельчительно-режущее оборудование — машины размо­лочные, протирочные, для резания пищевых продуктов (овощей, мяса, хлебобулочных и гастрономических изделий и др.).

5. Месильно-перемешивающее оборудование — машины для замеса теста, перемешивания фарша, взбивания кондитерских смесей и т.д.).

6. Дозировочно-формовочное оборудование — машины для де­ления продукта на порции заданной массы и придания ему опре­деленной формы (котлетоформовочные и пельменные машины, делители крема, теста и т.д.).

7. Прессующее оборудование — соковыжималки.

По степени автоматизации выполняемых машиной технологи­ческих процессов различают машины неавтоматического, полу­автоматического и автоматического действия.

В машинах неавтоматического действия технологические опе­рации, такие как подача продуктов в рабочую камеру, удаление из нее готовой продукции, контроль за готовностью продуктов, выполняет оператор, обслуживающий машину.

В машинах полуавтоматического действия основные техноло­гические операции осуществляются машиной, ручными остаются только вспомогательные операции (например, загрузка и выгруз­ка продуктов).

В машинах автоматического действия все технологические и вспомогательные операции выполняются машинами. Такие маши­ны можно использовать в технологическом процессе автономно или в составе поточных линий.

3.Под производительностью технологической машины понима­ют ее способность вырабатывать определенное количество продукции в единицу времени.

Количество вырабатываемой машиной продукции в зависимо­сти от ее физического состояния можно измерять в единицах мас­сы (кг), объема (м³) или в штуках (шт.). Соответственно этому различают массовую, объемную и штучную производительность. В Международной системе единицей отсчета рабочего времени ма­шины служит секунда (с). Производительность машины, выражен­ная отношением количества готовой продукции ко времени в се­кундах, легко перевести в часовую или минутную, умножив на соответствующий коэффициент.

Различают три вида производительности машин: теоретичес­кую, техническую и эксплуатационную. Для практики важное зна­чение имеют теоретическая и техническая (действительная) про­изводительность.

Теоретическая производительность.Количество продукции, ко­торое машина может выпустить в единицу времени при непре­рывной и бесперебойной ее работе в стационарном режиме, на­зывают теоретической производительностью машины.

Для машин периодического действия:

теоретическая массовая производительность (кг/с)

где m — масса продукции, выпускаемой машиной за один рабо­чий цикл, кг; Т — продолжительность рабочего цикла, с; V_Q — свободный объем рабочей камеры, м³; р — насыпная или объем­ная плотность обрабатываемого продукта, кг/м³; ф_п — коэффици­ент заполнения рабочей камеры:

где V_np — объем продукта в рабочей камере, м³; t₃, t₀, t_y — время загрузки, обработки и удаления продукта соответственно, с; теоретическая штучная производительность (шт./с)

где z — число предметов, помещаемых в камеру для обработки за

один рабочий цикл, шт.

Для машин непрерывного действия:

теоретическая массовая производительность (кг/с)

где F₀ — площадь поперечного сечения рабочей камеры, м²; v_Q — скорость продвижения продукта в рабочей камере в направлении, перпендикулярном F_Q, м/с; ср_н — коэффициент использования се­чения F₀ рабочей камеры продуктом:

где F_np — площадь продукта в сечении рабочей камеры F_Q, м²; теоретическая штучная производительность (шт./с)

где К — число предметов, помещающихся в поперечном сечении конвейера, шт.; v₀ — скорость движения конвейера, м/с; L — расстояние (шаг) между одноименными точками двух соседних предметов, м.

Техническая производительность.Среднее количество продук­ции, выпускаемой машиной в единицу времени в условиях эксп­луатации, называют технической производительностью Q_Tex ма­шины

Техническая производительность связана с теоретической Q следующей зависимостью:

где К_{т и} — коэффициент технического использования машины;

где t_p — время работы машины, ч; /_то — время технического об­служивания машины (регулировка, переналадка, очистка рабо­чих органов и т.п.), ч; t_0TK — время, необходимое на восстановле­ние работоспособности машины после отказа, ч.

Эксплуатационная производительность.Это показатель, харак­теризующий машину в условиях эксплуатации на конкретном пред­приятии с учетом всех потерь рабочего времени.

Эксплуатационная производительность Q_3KC связана с теорети­ческой Q следующим образом:

где К_ои — коэффициент общего использования

где t_opr — время, учитывающее простой машины по организаци­онным причинам.

Коэффициент К_ои определить очень сложно, так как его вели­чина зависит от специфики работы предприятия, организации труда в цехе и квалификации обслуживающего персонала.

Мощность машины.В общем случае при работе технологичес­кой машины мощность расходуется на приведение в движение рабочего органа и на перемещение продукта.

В зависимости от характера движения рабочего органа машины мощность можно определить следующим образом:

при поступательном движении

вращательном движении

где — мощность, необходимая для обработки продукта рабочим органом, Вт; N₂ — мощность, необходимая для перемещения про­дукта в процессе обработки, Вт; Р_р0 и Р_п — соответственно усилие, приложенное к рабочему органу или продукту, Н; М_р_₀, М_п — соот­ветственно крутящий момент, приложенный к рабочему органу или продукту, Нм; vи со — соответственно линейная и угловая скоро­сти движения рабочих органов или продукта, м/с или с^-1.

Общую мощность, подводимую к входному валу исполнитель­ного механизма, определяют с учетом всех потерь в исполнитель­ном и передаточном механизмах:

где — общий КПД машины, учитывающий потери мощности при ее передаче от вала электродвигателя к рабочему органу.

Требования к конструкциям технологических машин.На эконо­мические показатели работы машин решающее влияние оказыва­ет выбор двигателя, передаточного механизма и вспомогательных элементов, от которых зависят ее работоспособность, масса, энер­гоемкость и другие показатели.

Работоспособность — это состояние машины, при котором она способна выполнять заданные функции в пределах параметров, установленных требованиями технологического процесса или нормативно-технической документацией. Любое нарушение работоспособности принято называть отказом машины.

Отказ — это частичное или полное нарушение работоспособ­ности машины. Например, поломка рабочих органов — это частичная потеря работоспособности, поломка рабочего вала и передаточного механизма — полная потеря работоспособности.

Одним из показателей работоспособности является надежность. Под надежностью понимают свойство машины выполнять опреде­ленные функции, сохраняя при этом эксплуатационные показате­ли в заданных пределах в течение требуемого периода времени. На­дежность машины обусловливается ее безотказностью, долговеч­ностью и ремонтопригодностью. Таким образом, надежность — это вероятность безотказной работы машины в пределах заданною периода.

Безотказность работы характеризуется интенсивностью отка­зов, т.е. отношением среднего числа машин, отказавших в едини­цу времени, к числу машин, безотказно работающих в данный период времени.

Долговечность — это свойство машины сохранять работоспо­собность в течение длительного периода эксплуатации с необхо­димыми перерывами для технического обслуживания и ремонта. 1 Указателем долговечности может быть срок службы машины или коэффициент долговечности.

Коэффициент долговечности

где — продолжительность фактической работы машины; , — суммарное время простоев, ремонтов, наладки, обслуживания.

Как видно из формулы, простои снижают долговечность машины.

Надежность и долговечность — не идентичные понятия. Маши­на может быть надежной, но недолговечной, т.е. может какое-то время работать безотказно, а затем выйти из строя. Вместе с тем машина может быть долговечной, но ненадежной, т.е. часто нуж­даться в ремонте, при котором на восстановление работоспособ­ности затрачивается много времени и средств.

Под ремонтопригодностью понимают свойство машины, зак­лючающееся в ее приспособленности к предупреждению либо обнаружению и устранению отказов.

Ремонтопригодность — это комплекс мероприятий, обеспечи­вающих технологической машине заданные условия технического обслуживания (ТО) и ремонта.

В соответствии с Положением о системе технического обслужи­вания и ремонта торгово-технологического оборудования от 1 января 1981 г. структура ремонтного цикла включает в себя следующие циклы: межремонтное техническое обслуживание (ТО), те­кущий ремонт (ТР), средний (С) и капитальный (К) ремонты.

Структуру межремонтного цикла разрабатывают в виде графи­ков планово-предупредительных ремонтов конкретно для каждо­го оборудования, исходя из сроков службы последнего и продол­жительности межремонтных циклов.

Контроль, техническое обслуживание и планово-предупреди­тельный ремонт машин проводят работники ремонтно-монтажного участка на основе договоров. Каждая вновь установленная или отремонтированная машина перед сдачей в эксплуатацию должна пройти испытание с составлением акта.

Машина должна иметь бирку с техническими данными и фа­милией работника предприятия, который будет ее обслуживать.

Важными технико-экономическими показателями, характери­зующими работу технологической машины, являются также удель­ная производительность, удельная мощность и металлоемкость.

Удельная производительность д_уа — это количество выпускаемой машиной продукции, приходящейся на единицу объема рабочей ка­меры V₀ или на единицу площади поверхности рабочих органов F_Q,

где Q — теоретическая производительность машины.

Чем выше g_yjl, тем лучше технологические возможности маши­ны, выше ее конкурентоспособность, ниже себестоимость выпус­каемой продукции.

Удельная мощность Р_ул — это отношение мощности к произво­дительности машины

где N_y — установленная мощность технологической машины; Q_T — техническая производительность машины.

Чем ниже удельная мощность, тем меньше расход электричес­кой энергии при переработке продуктов машиной и ниже себес­тоимость выпускаемой продукции.

Металлоемкость — это показатель, характеризующий машину с точки зрения расхода металла на ее изготовление. Чем меньше металла расходуется на изготовление машины, тем ниже ее сто­имость.

Требования к деталям и узлам технологических машин.Конст­руктивное оформление рабочих органов исполнительных механиз­мов машин зависит от характера их движения, физико-механи­ческих свойств продуктов и вида выполняемой технологической операции.

Например, рабочие органы очистительных машин выполняют в виде абразивных дисков, конусных чаш; измелъчительно-режуoих машин — в виде ножевых режущих инструментов; размолоч­ных механизмов — в виде зубчатых жерновов, валков; месильно-перемешивающих машин — в виде месильных лопастей и т.д.

Конструкции загрузочных и разгрузочных устройств, рабочих органов камеры для обработки продуктов и исполнительных ме­ханизмов выполняют с учетом физико-механических свойств про­дуктов.

При обработке продуктов, характеризуемых такими физико-механическими свойствами, как пластичность, вязкость и упругость, требуется применять режущие инструменты с хорошо зато­ченными режущими кромками и малыми углами заточки клина, обработка хрупких и твердых продуктов связана с необходимос­тью использования высокопрочных рабочих органов. Принимают но внимание также сыпучесть, липкость, трение продукта о рабо­чие поверхности и возможность смачивания поверхности трения.

Рабочие органы и другие элементы исполнительных механиз­мов, контактирующие с пищевыми продуктами, следует изготов­лять из материалов, разрешенных Минздравом России на исполь­зование в пищевом машиностроении. Широко применяют такие материалы, как нержавеющую сталь, пищевой алюминий, серый и отбеленный чугун, инструментальную сталь и обычные конст­рукционные стали.

Из нержавеющих сталей изготовляют почти все детали испол­нительных механизмов, контактирующих с пищевыми продукта­ми. Это детали рабочих органов, рабочих камер, загрузочных и разгрузочных устройств и т.п.

Инструментальные стали и отбеленный чугун применяют в основном для изготовления режущих инструментов, жерновов и других рабочих органов с обязательным гальваническим лужени­ем. Хромировать рабочие органы не рекомендуется, так как хромоникелевые покрытия в процессе работы могут отслаиваться и попадать в перерабатываемые продукты.

Пищевой алюминий используют для изготовления корпусов рабочих камер, загрузочных и разгрузочных лотков, рабочих орга­нов и т.п. Серый чугун применяют для изготовления корпусов рабочих камер и станин машин, корпусов редукторов и др. В боль­шинстве случаев участки рабочих камер и рабочих органов, со­прикасающихся с продуктами, подвергают горячему лужению.

Общие требования к технологическим машинам.Любая техноло­гическая машина должна отвечать технологическим требованиям, требованиям техники безопасности и производственной санита­рии, а также требованиям эргономики и эстетики.

Технологическая машина должна отвечать прежде всего своему
технологическому назначению, обеспечивать получение переработанной продукции высокого качества с минимальным количе­ством отходов, максимальную производительность, минимальный расход потребляемой электрической энергии. При этом конструк­тивные и кинематические параметры машины должны соответ­ствовать оптимальным режимам технологических процессов об­работки продуктов.

Необходимо также учитывать требования техники безопаснос­ти и производственной санитарии технологических машин, ис­пользуемых на предприятиях общественного питания. Общие тре­бования безопасности технологических машин должны соответ­ствовать ГОСТ 12.2.057—81ССБТ, а также правилам техники бе­зопасности и производственной санитарии на предприятиях об­щественного питания, утвержденным правительственными орга­нами в установленном порядке.

В соответствии с этими требованиями вращающиеся части ма­шин должны быть надежно закрыты щитками, кожухами или спе­циальными устройствами. Загрузочные и разгрузочные устройства должны иметь предохранительные приспособления, препятству­ющие попаданию рук обслуживающего персонала в движущиеся рабочие органы или передачи. Устройства, закрывающие движу­щие рабочие органы или передачи, должны иметь блокировочные концевые выключатели, отключающие электродвигатель при сня­тии защитного устройства.

К рабочей камере должен быть свободный доступ для санитар­ной обработки, а рабочие органы должны легко сниматься с ра­бочих валов и выниматься из рабочей камеры. Машина должна иметь устройство, препятствующее попаданию смазки в рабочую камеру или на рабочие органы.

В соответствии с требованиями эргономики органы управле­ния машин (пусковые устройства, рычаги переключения скоро­стей, регуляторы) следует устанавливать в удобном и доступном для обслуживания месте. Усилия, прилагаемые к рукояткам и маховикам управления и регулирования, должны быть не более 0,2 Н.

С учетом требований технической эстетики форма машины долж­на быть обтекаемой, без острых выступов, впадин и углублений, а ее окраска отвечать требованиям производственной эстетики.

Правильные пропорции машины, простота ее формы, удоб­ное расположение пусковых, регулирующих устройств, механиз­мов управления, удобное расположение загрузочного и разгру­зочного устройств способствуют повышению производительнос­ти труда, снижают утомляемость работников и облегчают их труд.

Дата добавления: 2014-03-13; просмотров: 1756; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!