Файл: диплом разработка маслоизготовителя для КФХ.docx

Пустотелый вал 4 приводят во вращение посредством конической шестерни 11 от электродвигателя 12. В нижней части цилиндрической емкости установлен сливной кран 13.

Рисунок 1.12 Схема маслоизготовителя патент № 167 321:

1- емкость; 2- откидная крышка; 3- механизм сбивания; 4- пустотелый вал; 5- лопатки; 6- полуоси; 7- конические шестерни; 8- ось; 9- опоры подшипников; 10- конические колеса; 11- конические шестерни;

12- электродвигатель; 13- сливной кран.

Маслоизготовитель работает следующим образом.

Предварительно, открывают откидную крышку 2, и в цилиндрическую емкость 1 заливают сливки и закрывают откидную крышку 2. При этом ручка сливного крана 13 находится в положении «закрыто». Включают электродвигатель 12 и посредством конической шестерни 11 механизм сбивания 3 приводится во вращение, в процессе которого интенсивно перемешивает сливки, сбивая масло. При этом, прямое вращение пустотелого вала 4 создает подталкивающий эффект формируемых фракций сливочного масла в сторону сливного крана 13. А расположенные по винтовой линии лопатки 5, причем направление винтовой линии обратное направлению вращения пустотелого вала 4, - способствует перемещению формируемых фракций сливочного масла в обратную сторону.

После завершения процесса маслоизготовления выключают электродвигатель 12. Ручку сливного крана 13 переводят в положение «открыто» и сливают пахту. Открывают откидную крышку 2 и освобождают цилиндрическую емкость 1 от готового продукта.

Установка лопаток 5 на пустотелом валу 4 с равным удалением друг от друга и с возможностью вращения вокруг своей оси и вокруг оси 8 и вокруг геометрической оси вращения пустотелого вала 4, позволяет равномерно перемешивать сливки и на выходе получить готовое сливочное масло высокого качества с отсутствием не промешенных частей.

Расположение лопаток 5 на пустотелом валу 4 по винтовой линии, причем направление винтовой линии обратное направлению вращения пустотелого вала 4, способствует лучшему воздействию механизма сбивания 3 на исходное сырье и более качественному производству сливочного масла.

1.4 Определение количества жировых шариков в молоке

Стеклянную пластинку и покровное стекло камеры Тома или Горяева глубиной 0,1 мм перед микроскопированием тщательно промывают водой с мылом (на куске бумажной ткани), несколько раз прополаскивают водой и промокают мягкой материей для просушки. Исследуемое молоко хорошо перемешивают и отмеряют по 1 мл в мерную колбу вместимостью 250 мл, доводят водой до метки и хорошо встряхивают. Не давая осесть жировым шарикам, небольшое количество разбавленного молока переносят платиновой иглой с петлей в центр камеры и накрывают покровным стеклом.. Покровное стекло слегка прижимают по краям и перемещают до появления спектральных колец в точке на поверхности, где оно соприкасается со стеклянной пластинкой.. Камеру помещают на предметный столик микроскопа и располагают так, чтобы можно было четко видеть изображение основной сетки камеры и контуры жировых шариков. Сетка камеры представляет собой квадрат. Считать шарики и измерять их размеры удобно в микроскопах с тубусом 160 мм, объективом 40 и окуляром 15 (600кратное увеличение). Настроив микроскоп, посчитайте количество жировых шариков в 5-6 квадратах, найдите среднее значение каждого квадрата и умножьте его на 16 (количество квадратов).

Рисунок1.– График распределения количества жировых шариков молока по их размерным группам

Вывод по разделу

В результате приведенного литературного обзора и патентного поиска нами определены основные недостатки существующих маслоизготовителей, такие как высокие энергоёмкость и металлоемкость, сложность изготовления, также приведена методика и результаты по определению количества жировых шариков в молоке.

2. Проектный и производственно-технологический раздел

2.1 Описание предлагаемого маслоизготовителя

Маслоизготовитель содержит раму, цилиндрическую емкость и механизм сбивания. Цилиндрическая емкость с одной стороны снабжена дном, а с другой стороны заливным окном. Заливное окно снабжено крышкой. Цилиндрическая емкость установлена на раме вертикально и дном обращена в сторону рамы. Механизм сбивания расположен в полости цилиндрической емкости. Под дном с нижней внешней его стороны по оси симметрии цилиндрической емкости расположен привод механизма сбивания. В полости цилиндрической емкости по высоте с равным угловым шагом установлены ребра, в поперечном сечении имеющие форму вытянутого прямоугольника. Механизм сбивания установлен над дном цилиндрической емкости и содержит плоский диск с осью и лопасти. Лопасти выполнены, жестко установлены перпендикулярно к горизонтальной поверхности плоского диска и вогнутой стороной направлены в сторону направления вращения вала привода. Начало установки каждой лопасти начинается на пересечении геометрических осей плоского диска, а концы лопастей направлены в разные стороны от геометрических осей плоского диска.

В нижней боковой части цилиндрической емкости установлен сливной кран. На раме установлены подшипниковые опоры. Цилиндрическая емкость установлена в подшипниковых опорах посредством осей, с возможностями поворота вокруг осей и фиксирования в требуемых положениях фиксаторами, вставляемых в отверстие кронштейна.

Маслоизготовитель работает следующим образом.

Предварительно, открывают крышку, в цилиндрическую емкость заливают сливки и закрывают крышку. При этом ручка сливного крана находится в положении «закрыто», цилиндрическая емкость расположена на раме вертикально и дном обращена вниз, а наконечник фиксатора вставлен в отверстие кронштейна.

Рисунок 2.1 Схема маслоизготовителя: 1 – крепление электродвигателя; 2 – емкость; 3 – вал поворотный; 4 – стойка; 5 – люк выгрузной; 6 – вал; 7 – фланец; 8 – валик; 9 – люк загрузной; 10 – крышка подшипника; 11 – крышка сливная; 12 – кольцо; 13 – манжета специальная; 14 – шайба; 15 – лопасть; 16 – болт; 17 – гайка; 18 – подшипник;

19 – шайба; 20 – электродвигатель; 21 – муфта.

Включают привод (электродвигатель) и посредством оси приводят во вращение механизм сбивания. При вращении лопастей механизма сбивания сливки начинают вращаться в турбулентном потоке, сбиваясь в масло. После завершения процесса маслоизготовления выключают привод. Ручку сливного крана переводят в положение «открыто» и сливают пахту из цилиндрической емкости Открывают крышку, выдвигают фиксатор из кронштейна, поворачивают цилиндрическую емкость на 90 градусов относительно вертикальной оси, фиксируют в требуемом положении фиксатором, вставляемым в отверстие кронштейна, и освобождают цилиндрическую емкость от готового продукта.

Расположение механизма сбивания над дном цилиндрической емкости позволяет создать закручивающий и перемешивающий турбулентный поток сливок по всей высоте цилиндрической емкости.

Наличие ребер, имеющих форму вытянутого прямоугольника, и установленных по высоте цилиндрической емкости, позволяет дополнительно создать хаотичное движение вращающихся сливок, особенно вдоль стенки цилиндрической емкости.

2.2 Расчет маслоизготовителя

Диаметр емкости маслоизготовителя, м:

D_i  ³ 4^Vi , (2.1) 3.14с

где ^V_I - объем емкости маслобойки, 0,4 ^м3 , с – соотношение диаметра емкости с ее высотой, с = 1,5;

Диаметр емкости для маслоизготовителя периодического действия:

D  3 4^0,4 = 0,58 м

3,141,5

Высота емкости маслобойки, м:

НСi  D с , (2.2)

Высота емкости маслоизготовителя периодического действия: H_С1  0,581,5= 0,87 м

Диаметр наружных концов лопастей, м:

DЛ  D_i  2a, (2.3)

Рисунок 2.2 Схема ёмкости

где а – зазор между лопастями маслоизготовителя периодического действия и его корпусом, м.

Диаметр наружных концов лопастей емкости:

D_Л  0,58 20,005= 0,57 _м

Высота заполнения маслоизготовителя периодического действия сливками, м;

НЗi  НСМi , (2.4)

Высота заполнения маслоизготовителя периодического действия сливками в емкости:

H_З1 0,870,6= 0,53 м

Высоту расположения лопасти над дном, принимаем из конструктивных соображений так, чтобы не происходило трение лопасти об дно, b = 0,003 м.

Рисунок 2.3 Схема лопасти: 1-вставка,2-втулка, 3-вал,4-лопость.

Количество мешалок в емкости принимаем, Х= 6, а число лопастей у одной мешалки принимаем 6. Угол наклона поверхности лопастей к плоскости вращения  = 90⁰.

Площадь лобовой поверхности лопасти мешалки, м ²

2

D_лi

F_i  0,8 , (2.5) 2

Площадь лобовой поверхности лопасти мешалки в емкости:

F₁  0,8 3,140,55² = 0,38 м₂

2

2.3 Расчет шпоночного соединения

Для крепления предохранительной муфты на вал и обеспечения безопасности при эксплуатации всего аппарата, целесообразно применять шпоночное соединение.

Диаметр выходного вала редуктора составляет 25мм. Выбираем призматическую шпонку с учетом диаметра вала.

Выбираем размеры шпонки.

Сечение шпонки bht 10124. ГОСТ 2336-78 где b- ширина шпонки, _мм; h- высота шпонки, _мм; t - глубина паза, _мм.

Рисунок 2.4 Схема шпоночного соединения: 1- шпонка; 2- вал; 3- ведущий шкив

Из условия прочности на смятие определяем рабочую длину шпонки, мм;

2Т l_р  , (2.15) dh  t_СМ 

где _СМ - допускаемое напряжение смятия,_СМ  80...125_МПа

Принимаем _СМ 125МПа.

_Т - передаваемый момент; Н м; d - диаметр вала, _мм;

l_р   26,6мм

Принимаем длину шпонки l  l_р 27мм

Выбранную шпонку проверяем на смятие:

_см 2Т _СМ , (2.16)

  []

dh  tl_Р

_см 124МПа125мПа

0 .

Условия прочности выполняются