Файл: диплом гранулирование субстрата после выращивания вешенки.docx

Гранулятор состоит из корпуса 1, внутри которого горизонтально установлена плоская матрица 6. На вертикальном валу 8 установлена скользящая муфта 7, в отверстие которой впрессована ось 4. На оси установлены бегунки 3. С помощью регулировочного болта 16 устанавливается и фиксируется положение скользящей муфты, обеспечивая тем самым необходимый для прессования зазор между бегунками и матрицей. Величина этого зазора определяется экспериментально для каждого материала отдельно. Под матрицей на валу 8 располагается разгрузочный диск 9. Приводной механизм гранулятора находится в корпусе станины. Необходимая для гранулирования масса подается в загрузочный бункер – 2. При этом материал, подаваемый на гранулирование должен быть измельчен до фракции 1-2 мм. И подсушен до остаточной влажности 14-16 %. Некоторые материалы перед прессованием дополнительно увлажняются.

Загруженный материал попадает под бегунки и продавливается ими через отверстия в матрице. Диаметр гранул равняется диаметрам отверстий в матрице, а длина гранул приблизительно равняется расстоянию от матрицы до выбрасывающего диска – 9. При необходимости укоротить длину гранул, устанавливается отсекающий нож. Гранулы с выбрасывающего диска за счет центробежной силы выбрасываются через разгрузочное окно в контейнер.

Скорость вращения бегунков составляет от 80 до 250 об./мин.

Гранулятор состоит из цилиндрического корпуса, разделенного на две части пластинчатой матрицей, поверх которой установлены прессующие вальцы, насаженные на горизонтальный вал. При этом вал с прессующими вальцами укладывают поперек цилиндра, прямо над разделительной пластиной. А в расположенной параллельно валу матрице просверливают отверстия диаметром от 6 до 10 миллиметров – они соответствуют габаритам цилиндрических гранул. Крутящий момент вала гранулятора передается прессующим роликам, посредством червячной или конической зубчатой передачи. Вращающиеся ролики продавливают сквозь матрицу попавшую «под каток» порцию субстрата, формируя гранулу. В нижней части цилиндрического корпуса гранулятора стоит лоток для сбора готовых гранул.

Рисунок 2.2 - Конструкция существующего 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 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 - Схема шнекового дозатора

Рисунок 2.7 – Функциональная схема модернизированного гранулятора

Работа гранулятора. Устанавливается в линию (рисунок 2.1) для производства гранул из отработанного субстрата вешенки (рис. линия). 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, при этом 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 чистка.

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