Файл: диплом контроль дозирования субстрата и гранул в грануляторе.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 14.03.2024
Просмотров: 51
Скачиваний: 0
СОДЕРЖАНИЕ
2.1. Физико-механические свойства субстрата
2.2. Характеристика субстрата после выращивания грибов вешенки
2.4. Описание гранулятора для производства гранул и его недостатки
2.4.1 Устройство и принцип работы гранулятора
2.5 Описание модернизации гранулятора
2.6 Расчет шнекового транспортера
2.7 Преимущества грануляторов с плоской матрицей
2.8 Расчёт клиноременной передачи
2.9 Расчёт шпоночного соединения
2.10 Определение производственной мощности гранулятора
2.11. Операционно-технологическая карта Агротехнические требования
4 Экономическое обоснование проекта
4.1 Расчет затрат на конструкторскую разработку
4.2 Экономическая эффективность модернизированного гранулятора
Как видно, конструкция гранулятора не отличается сложностью, но изобилует дорогостоящими зубчатыми парами (шестернями, червячными и коническими передачами и так далее), что и является основным недостатком. Да и саму матрицу вырезается из 8-милииметровой легированной стали. Поэтому большинство производителей гранул предпочитают грануляторы с другим расположением роликов. В существующей конструкции матрица находится в неподвижном состоянии, а изготовление гранул происходи за счет вращающихся роликов. Такое техническое решение вызывает дополнительную нагрузку на подшипники вертикального приводного вала, в результате чего они часто выходят из строя [13].
2.5 Описание модернизации гранулятора
Модернизация гранулятора заключается в добавлении к дозатору шнекового дозирующего устройства, который повышает производительность работы гранулятора и уменьшить нагрузку подшипников вертикального приводного вала, путем равномерного распределения субстрата на вращающуюся матрицу. Шнековое дозирующее устройство приводится в движение с помощью Мотора-редуктора 4МЦ2С.
Модернизируемый гранулятор состоит (рисунок 2.3):
Рисунок 2.3 - Схема предлагаемого гранулятора
Рисунок 2.4 - Схема матрицы
Рисунок 2.5 - Схема роликов на валу
Рисунок 2.6 – Функциональная схема модернизированного гранулятора
Работа гранулятора. В зависимости от компановки технологического оборудования и требованием к готовой продукции, гранулятор может устанавливаться после переборочных (инспекционных) столов. В основу технологической схемы гранулятора, положены следующие технические решения:
-
рабочими органами для изготовления гранул являются прижимные ролики диаметром 88 мм, которые образуют продольные шлицы шириной 4 мм с общим количеством по внешнему диаметру 24 шт.;
-
для интенсификации процесса калибрование продукции может устанавливаться вал - вибратор с амплитудой колебания 10 мм.
Гранулятор состоит из рабочих органов дискового типа (матрица), системы отвода продукции взаимоувязанных между собой.
2.6 Расчет шнекового транспортера
Принимаем наружный диаметр винта D= 0,25м, шаг винта
t = (0,8 …1)D= 0,25 м.
По значению заданной производительности находим частоту вращения винта шнека
Находим плотность станочной стружки и опилок
Находим мощность, затрачиваемую на привод винта
Конец винта соединим с разрушителем сводов в бункере, состоящим из червячного редуктора РЧУ -125-80 (межосевое расстояние – 125, передаточное число – 80) и лопастей длиной l =1,5 м.
Частота вращения лопастей
Крутящий момент на валу лопастей
где k – количество лопастей, шт. ;
b – ширина лопасти, b = 0,045 м;
h – высота деформируемого столба стружки, h = 0,25 м ;
f – коэффициент трения, f = 0,6.
Мощность на лопастном валу
Мощность привода
2.7 Преимущества грануляторов с плоской матрицей
Гранулятор с плоской матрицей будет иметь следующие несущественные недостатки: замена отдельного ролика при выходе из строя одного из них невозможна, необходима замена всех роликов, доступ к рабочим органам очень быстрый, наличие двух основных подшипников у гранулятора с кольцевой матрицей, отсутствие системы масляного охлаждения, масляное охлаждение имеется только у редуктора.
Достоинства модернизированного гранулятора: осмотр рабочих органов недолгий – достаточно просто снять крышку, замена матрицы осуществляется за 15 минут, гранулятор с плоской матрицей может работать без остановки круглосуточно на протяжении многих месяцев, возможно даже не останавливаясь годами, остановка пресса делается только по плану – для чистки или замены матрицы, ремней или катков. А вот у грануляторов с кольцевой матрицей остановка нужна постоянная, так как требуется ее чистить.
Подшипники служат для снижения опорной нагрузки, они предохраняют от смещения и трения. И чем больше подшипников в механизме, тем лучше для механизма. Приведем для примера рыболовные катушки – в них подшипников от 12 и больше. Подшипники в крутящемся механизме служат для ровного процесса, без рывков, трений и биения, тем самым уменьшают нагрузки. В грануляторе с плоской матрицей детали сформированы на одном валу, который соединен с приводом с помощью червячной пары и работает на масляной ванне. Подшипников на основном валу в плоской матрице – 4, а не 2+2, как в кольцевой матрице. Проблема кольцевой матрицы в скорости движения. Подшипники не дают большой силы, хорошего продавливания. Поэтому в кольцевой матрице все это заменено большой скоростью. Скорость движения катков кольцевой матрицы выше скорости плоской матрицы в 5 раз.
2.8 Расчёт клиноременной передачи
Рисунок 7 – Схема передачи
1 –шкив ведущий; 2−шкив ведомый; 3−ремень
Рассчитаем клиноременную передачу для привода гранулятора. Передача от электродвигателя к шкиву. Определим основные параметры.
Исходные данные: мощность на ведущем шкиве частота вращения ведущего шкива ; передаточное отношение клиноременной передачи Электродвигатель переменного тока 4А112М4У3. Работа в 2 смены. Расположение передачи наклонное – β = .
2. Расчётный диаметр ведомого шкива , мм
По таблице 4.2.
3. Уточняем передаточное отношение ременной передачи
Отклонение фактического передаточного отношения от ранее принятого составляет 2,4%
4. Передаточное межосевое расстояние а, мм
5. Расчётная длина ремня , мм
Принимаем
6. Межосевое расстояние а, мм
+
,5(125+355) 3,14=753,6 мм
7. Угол обхвата ремнём малого шкива α, град
[α] 12
Условие выполняется.
8. Окружная скорость м/с
Условие выполняется.
9. Номинальная мощность, передаваемая одним ремнём сечения Б. кВт при и
10. Коэффициент обхвата малого шкива α=147, ; коэффициент окружной скорости ʋ=9,52 м/с; коэффициент передаточного отношения i=2,87; коэффициент угла наклона β=3 ; коэффициент длины ремня 0,93 L=1600 мм; коэффициент динамичности и режима работы для среднего режима и двусменной работы; коэффициент, учитывающий число ремне в комплекте предварительно приняв Z=4
11. Мощность передачи с одним ремнём в заданных условиях эксплуатации
12. Число ремней Z
Принимаем Z=5
13. Сила предварительно натяжения одного ремня
Коэффициент, учитывающий влияние центробежных сил для сечения Б [10]
14. Нагрузка на валы передачи , Н
15. Число пробегов ремня v,
16. Напряжение от силы предварительного натяжения ремня , МПа
17. Натяжение от окружности силы , МПа
18. Напряжение от центробежных сил , МПа
19. Напряжения изгиба МПа
Для ремня сечения Б произведение Е
20. Максимальные напряжения , МПа
21. Расчётная долговечность ремня , часов
− часов
2.9 Расчёт шпоночного соединения
Передача крутящего момента от промежуточного вала к ведущему валу осуществляется через муфту, соединенную с валом редуктора призматической шпонкой.
Рисунок 8 - Схема шпоночного соединения
Необходимо подобрать по ГОСТ 23360-78 призматическую шпонку и проверить шпоночное соединение на прочность при условии, что диаметр вала dв =40 мм. Выбираем шпонку с размерами вала
b= 12 мм, h = 8 мм, l = 80 мм.
Выбранную шпонку проверяют на смятие [1,6,18,20,21]
(3.26)
где Т - передаваемый момент, Н*мм;
d - диаметр вала, м;
1р- рабочая длина шпонки, мм;
- допускаемое напряжение смятия, МПа.
Принимаем Т=29 Н*м, d=40 мм, 1 р=l-b=80-10=70 мм, t1=5 mm, h=8 мм.
= 80...120МПа
Выбранная призматическая шпонка удовлетворяет проверочным расчетам на снятие по допускаемым напряжениям. Окончательно принимаем призматическую шпонку 12*8*80 по ГОСТ 23360-78. [10].
2.10 Определение производственной мощности гранулятора
Плоскоматричные грануляторы имеют некоторые проблемы по процессу гранулирования. Этот вопрос можно решить хорошей подготовкой сырья, т.е. подготовкой субстрата (хороший измельчитель, дозатор).
Для оценки качества подготовки субстрата к гранулированию использовали критерий энергозатрат на гранулирование одной тонны субстрата скорректрованный на плотность спресованного субстрата. Например – на выпуск одной тонны гранул израсходавоно 70 кВт*час, при этом плотность гранулы- 1,05, следовательно, качество подготовки субстрата 70/1,06=66,6.
Последовательность предварительного расчета основных параметров гранулятора:
- определяется необходимая производительность (120 кг/ч);
- определяется диаметр гранул (6 мм);
- приближенно задается наружный диаметр гранул (несущественно, 6,2 мм);
- определяется максимальное давление вальца (примерно 300 кг/см2);
- определяется окружная скорость вальцов (принимаем 2,6 м/с);
- выбирается «живое сечение» матрицы;
- определяется количество фильер;
- определяется площадь рабочей поверхности матрицы;