Файл: Масликов, В. А. Технологическое оборудование производства растительных масел учеб. пособие.pdf

Полученный вариационный ряд ядер подсолнечных семян под­ чиняется нормальному закону распределения.

И наконец, каждое измерение (длина, ширина, толщина) яд­ ра изменяется независимо от другого.

Не менее важным показателем измельчения является диаграм­ ма напряжение — относительная деформация, которая позволя­ ет определить ряд механических свойств ядра и уяснить протекание

процесса разрушения его.

При сжатии ядра оно под действием внешних сил деформи­ руется. Исследование, проведенное В. А. Масликовым и В. С. Сескутовым [48], показало, что вначале де­ формация пропорциональна величи­ не действующего давления (рис. IV—66); поэтому начальный уча­ сток графика — прямая наклонная линия (OAi).

Таким образом, этот участок подчиняется известному закону Гу­ ка, характерному для упругих тел.

При дальнейшем росте действу­ ющего давления прямая пропорцио­ нальность между давлением и де­ формацией прекращается: резко возрастает относительная деформа­

ция, т. е. ядро становится пластичным. Однако пластическое со­ стояние ядра имеет своеобразный характер. Для поддержания этого состояния ядра нужно все время увеличивать действующее давление. На диаграмме этот участок получается наклонным, как будто ядро упрочняется. В действительности же происходит медленное разрушение клеточной структуры ядра, углубление зоны деформации и относительное скольжение поверхностей, находящихся в зоне образующихся трещин. При этом процессе ядро уплотняется, и наконец наступает такой момент, когда при­

170

стет. Этот момент соответствует разрушению ядра (соответству­ ет точке Аг) и является пределом прочности ядра.

Влажность ядра в значительной степени влияет на механи­ ческие свойства ядра, что ясно из табл. IV—6.

Кроме того, у ядра с изменением скорости нагружения изме­ няется предел пропорциональности и предел прочности.

У подсолнечного ядра увеличение скорости приложения дей­ ствующего давления вызывает соответственное уменьшение пре-

Т а б л и ц а IV—7

ности ga и пластического тече­

ния с упрочением позволяет отнести ядро к сложному реологи­ ческому телу, а именно к упруго-вязкому телу.

Вращающиеся валки обладают следующими свойствами:

1)при определенном соотношении размеров валков и частич­ ки она втягивается в зазор между ними, несмотря на то что эта щель все время сужается;

2)частичка, проходя между валками, подвергается значи­

тельному давлению.

Рассмотрим условия движения частички между валками, ког­ да валки расположены горизонтально, имеют одинаковый диа­ метр, гладкую поверхность и вращаются с одинаковой частотой.

Частичка, соприкасаясь с поверхностью валков, своей массой оказывает давление в точке соприкосновения (рис. IV—67). Это давление вызывает реакцию, направленную нормально к поверх­ ности валков. Угол, который образуется между направлением си­ лы Р и гооизонтальной осью валка, называется углом захвата а.

Усилие Р может быть разложено на вертикальную составля­ ющую Р sin а и на горизонтальную составляющую Р cos а. Вер­ тикальная составляющая направлена вверх и стремится вытолк­ нуть частичку из зоны измельчения.

В точке соприкосновения частички с валками возникает сила трения F — f Р, которая также может быть разложена на верти­ кальную fP cos а и горизонтальную составляющую fP sin а.

171

Вертикальная составляющая fP cos а направлена вниз и втя­ гивает частичку в зону измельчения.

Составим уравнение равновесия сил частички

N 2Р sin а = 2/ Р cos а . (IV—173)

Таким образом, из последнего выражения следует, что угол за­ хвата должен быть меньше угла трения. Величина угла захвата зависит от размера измельчаемой частицы, диаметра валков и зазора между ними.

Частичка перемещается между валками при определенном соотношении между ее размером и диаметром валков.

Из рис. IV—67 видно, что межцентровое расстояние между валками

Отсюда минимальный диаметр валка (в м)

2 sin2■

Измельчение материала на валках характеризуется коэффи­ циентом измельчения — отношением первоначального размера, семян d к конечному размеру частиц б. Для рассматриваемого случая коэффициент измельчения

отсюда

б

d_ k '

1-72

Коэффициенты измельчения пятивалкового станка при обыч­ ной производительности составляют: 1-й проход 2,96, 2-й проход

5,70, 3-й проход 8,65, 4-й проход 16,6.

Подставим в уравнение (IV—178) значение 6

Так как для прохода материала между валками а<Сф, то диа­ метр валка

По полученному уравнению можно определить наименьший диаметр гладких валков.

Если коэффициент трения измельчаемого материала о поверх­ ность валков принять постоянным, а величину

взять равной А,

то уравнение (IV—181) примет вид

Угол трения мятки по гладкой шлифованной поверхности вал­ ков <р=10-ь12°, что обусловлено замасливанием мятки. Этому углу соответствует значение А от 65, 8 до 45,5.

В вертикальных вальцовых станках труднее захватывается материал, чем в горизонтальных; поэтому для вертикальных станков А больше, чем для горизонтальных. В связи с этим при проектировании вальцовых станков можно принимать:

для горизонтальных валков

(IV—182)

для вертикальных валков

(IV—183)

Диаметр валков, полученный по этим уравнениям, обеспечи­ вает измельчение семян. Однако вальцовые станки на маслозаво-

17 3

дах, кроме измельчения ядра, должны обеспечивать механиче­ ское выдавливание масла на поверхность частиц из разрушенных клеток, что достигается созданием достаточного давления на из­ мельчаемый продукт. Поэтому валки вальцовых станков для маслозаводов должны иметь значительно большие диаметры, чем получаемые по расчету.

П Я Т И В А Л К О В Ы Й В А Л Ь Ц О В Ы Й СТАНОК ВС-5

На маслозаводах основной машиной для измельчения ядра является пятивалковый вальцовый станок с расположением этих валков друг над другом, так называемая вальцовка ВС-5 (рис. IV—68).

Этот вальцовый станок устроен следующим образом. На мас­ сивной чугунной плите болтами крепятся четыре чугунные стойки

Рис. IV—68. Пятивальцовый станок типа ВС-5.

/. Каждая пара стоек образует направляющие для • подвижных подшипников валков, которые называются буксами. Между па­ рами стоек помещены валки 2, центры валков по вертикали сдви­ нуты на небольшую величину (10—12 мм), для этого с одной ще­ ки буксы состругивается металл, а на другую сторону наклады­ вается пластина соответствующей толщины. Такая установка валков обеспечивает более плавную работу их за счет смещения линии соприкосновения валков.

Валки изготовляют из чугуна специального состава и по осо­ бой технологии. Валок представляет собой пустотелый цилиндр диаметром 400 мм и длиной 1250 мм, по центру которого запрес-

174