Тестомесильная машина с подкатной дежой "Прима-375"

2.7 Тестомесильная машина с подкатной дежой "Прима-375"

Рисунок 7 –тестомесильная машина Прима- 375

Автоматическая тестомесильная машина с двумя спиральными месильными органами, центральным отсекателем, подкатной вращающейся цилиндрической толстостенной дежой из нержавеющей стали емкостью 375 л предназначена для эксплуатации в 1-3 - сменных режимах в условиях промышленного производства хлеба, хлебобулочных и кондитерских изделий.

Тестомесильная машина в отличии от традиционных спиральных тестомесильных машин интенсивного замеса оснащена двумя месильными органами с индивидуальными приводами. Данная схема замеса позволяет увеличить производительность машины за счет уменьшения времени замеса от 25% до 50% в зависимости от рецептуры замешиваемого теста.

Функция плавного изменения скорости вращения месильных органов и дежи позволяет легко подбирать оптимальные режимы замеса для получения необходимых реологических свойств для всех видов теста. Благодаря интенсивному замесу на "Приме-375" широкого ассортимента пшеничного, ржаного и смешанных видов теста для хлеба, хлебобулочных и кондитерских изделий, принципиально улучшается качество выпекаемой продукции:

·    увеличивается объем изделий

·    мякиш становится более эластичным

·    пористость получается равномерной и мелкой

·    корка становится более интенсивно окрашенной

·    замедляется очерствение готовых изделий.

Температура теста при замешивании повышается не более чем на 2 С/мин.

Автоматическая система управления на базе промышленного контроллера SIEMENS SIMATIC S7-200 с цветной сенсорной панелью управления обеспечивает: ввод, редактирование, хранение и воспроизведение в автоматическом режиме до ста 10-шаговых программ замеса теста с возможностью задания технологических параметров в каждом шаге тестирование и диагностику работоспособности узлов и агрегатов машины мониторинг аварийных ситуаций с автоматическим отключением машины автоматическое ведение архивов: замесов, аварийных событий с диагностикой неисправностей, учета времени наработки машины контроль нагрузки на приводы рабочих органов машины возможность совместной работы с дозирующими станциями сыпучих и жидких компонентов подключение к технологическому компьютеру с возможностью удаленного управления (опционально) управление загрузчиком опары и автоматом выгрузки теста, при наличии этих устройств.

"Прима-375" имеет:

приводы вращения месителей и привод вращения дежи с функцией плавного изменения их скоростей вращения реверсивное вращение дежи на малой скорости все элементы конструкции, контактирующие с тестом, из нержавеющей стали гидравлический привод подъема - опускания траверсы и фиксации дежи, узлы и агрегаты гидравлической системы - от лучших европейских производителей встроенный датчик температуры с индикацией на сенсорной панели приводы вращения месильных органов - групповую клиноременную передачу привод вращения дежи с плавным пуском двигателя, исключающий повреждение элементов конструкции в случае удара шестерен привода "зуб в зуб" при закатывании дежи Д-375 с возможностью установки в положение с наклоном около 45 град.С для санитарной обработки патрубки на крышке дежи для загрузки сыпучих и жидких компонентов в автоматическом и ручном режимах крышку дежи со смотровым стеклом, конструкция которой позволяет практически исключить распыл муки при замешивании силовой шкаф с пультом управления с возможностью установки на корпусе машины как справа (серийно), так и слева удобный доступ ко всем узлам, механизмам и агрегатам для технического обслуживания мотор-редуктор привода вращения дежи, работающий без замены смазки в течение всего срока службы лучшие образцы пускорегулирующей аппаратуры иностранного производства, обеспечивающие минимальное техническое обслуживание и высокую надежность в эксплуатации в комплект поставки включен ЗИП. Гарантийный срок эксплуатации тестомесильной машины "Прима-375" - 1 год. Для подъема, опрокидывания и опускания деж Д-375 тестомесильных машин "Прима-375" применяется дежеподъемоопрокидыватель "Восход-ДО-6". Технические характеристики

Объем используемой дежи, л 375

Максимальная масса теста*, кг/замес 250

Минимальная масса теста, кг/замес 20

Номинальная потребляемая мощность, кВт 49

Номинальное напряжение, В 3NPE~380

Габаритные размеры, мм 1940x1425x1625

Масса, кг, не более (без дежи Д-300) 1570

- масса дежи Д-375, кг, не более 270

* - Рекомендации по расчету максимальной массы теста различных рецептур находится в инструкции по эксплуатации "Примы-375"

2.8 Известна тестомесильная машина (а.с. №1115694, А21 С 1/02 от 30.09.84г), содержащая емкость с вертикальным рабочим органом, механизм вращения и подъема рабочего органа, приспособление для закрепления емкости.

Известна также тестомесильная машина (а.с. №2101956, кл. А 21 С 1/02), содержащая основание с откидывающейся верхней частью, в которой установлен рабочий орган с механизмами его вращения вокруг своей оси. На основании закреплена вилка, в центре которой смонтирована опора для размещения оси вращения емкости. Недостатком этой машины является то, что при порционном делении теста с помощью делительной машины производится лишняя перекладка теста в другую емкость, чтобы транспортировать и загрузить его в бункер тестоделительной машины.

Известна тестоделительная машина (а.с. № 2045903, кл. А 21 1/02-прототип), содержащая дежу для замеса теста с приводом и месильный рычаг с попереченной. Месильный рычаг выполнен в виде полурамки, концы боковых сторон которой соединены с попереченной вала привода месильного рычага с возможностью поворота полурамки вокруг оси, перпендикулярной оси вращения поперечины, при этом планшайба вала привода дежи снабжена штифтами, а нижняя поверхность ее снабжена кольцом с наклонными пазами. Недостатками машины являются:

-низкое качество замеса теста, обусловленное наличием зон непромеса из-за большого поля полурамки, внутри которой остаются зоны непромеса, т. е невозможность обеспечить в процессе работы перемещение зон между собой;

-не представляется возможным в данный момент остановить машину, когда полурамка с поперечиной займет положение, возможное для ее поворота с целью удаления из дежи, при этом сам поворот полурамки осуществляется с большим усилием и неудобством, особенно при крутом тесте со значительной массой.

Недостатком вышеперечисленных машин является невысокое качество теста вследствие отсутствия в них функциональных элементов, обеспечивающих замер и регулирование расхода муки, а также приспособлений, обеспечивающих стабилизацию состава теста, а также то, что при порционном делении теста с помощью делительной машины производится лишняя перекладка теста в другую емкость, чтобы транспортировать и загрузить его в бункер тестоделительной машины. Важным недостатком машин является то, что происходит неравномерный замес теста по всей его массе, интенсивный замес осуществляется на уровне расположения лопаток, т.е. верхние и промежуточные слои теста замешиваются недостаточно, что в конечном итоге сказывается на качестве выпечки.

Целью предлагаемого изобретения является повышение качества замеса теста, создание удобства и снижения усилия при удалении месильного рычага из дежи. Эта задача решается тем, что привод месильного рычага содержит ротор, выполненный в виде цилиндрического барабана с вертикальным валом, при этом на цилиндрическом барабане имеется профильный паз, связанный с вертикальным валом месильного рычага посредством ролика, расположенного на пальце, установленном на конце вертикального вала перпендикулярно его продольной оси, а оба привода кинематически связаны один с другим посредством установленных на вертикальном валу привода дежи и вертикальном валу ротора зубчатых колес таким образом, что передаточное число не является целым числом и равно , например 2,2.

Раздел 3.Описание оборудования

Изобретения относится к пищевой промышленности, а именно к хлебопекарной и кондитерским отраслям, и касается устройств, применяемых для приготовления однородных масс, в частности для замеса теста.

Машина состоит из следующих основных частей: станина с плитой, месильный рычаг с шарниром, стойка, съемная дежа с диском, привод вращения дежи и месильного рычага, а также электрооборудование. Стойка выполнена в виде трубы с карманом и масленкой. Месильный рычаг с шарниром содержит корпус с патрубком, крышку, специальные болты, которые взаимодействуют с коническим отверстиями вала, стопорный винт взаимодействует попеременно с коническими отверстиями. Съемная дежа с диском, в котором равномерно по окружности размещены четыре пальца.

Привод вращения дежи и возвратно-поступательного перемещения месильного рычага включает следующее: электродвигатель, установленный на плите с возможностью перемещения по ее продольным пазам и жесткой фиксацией его болтами, ременную передачу, шкивы, червячный редуктор, закрепленный на плите, на одном из концов его вертикального вала жестко уставлена планшайба с наклонными пазами, а на другом также жестко установлено зубчатое колесо, кинематически связанное с зубчатым колесом, расположенным на вертикальном валу ротора, в пазу расположен ролик, установленный на пальце с масленкой, жестко связанной с валом, вал, смонтированный в плите, связанный с валом посредством траверсы, предохранительную втулку, шарикоподшипниковые опоры ротора, с состав машины входит пульт, который имеет световую сигнализацию, извещающую о включении питания.

Машина работает следующим образом: Смешивание теста в машине происходит за счет единовременно совершаемых вращений дежи и возвратно-поступательного вертикального перемещения месильного рычага, и при передаточном числе зубчатого колеса привода дежи к зубчатому колесу привода месильного рычага, равному не целому числу, например 2,2, обеспечивается сближение месильного рычага с дном дежи при ее вращении в разных точках по окружности, что обеспечивает качественное перемещение теста при замесе, далее от электродвигателя посредством ременной передачи и шкивов и вращение передается на вертикальный червячного редуктора, планшайбе и посредством пальцев, входящих в наклонные пазы, осуществляющие вращение съемной дежи и зубчатого колеса , которое приводит во вращение зубчатое колесо, вращая тем самым ротор, по пазу которого перемещается ролик, перемещая тем самым возвратно-поступательно вал, а вместе с ним и месильный рычаг, при этом вал, связанный с валом посредством траверсы, обеспечивает надежное удержание месильного рычага от проворота во время вращения дежи при замешивании теста. После замеса теста винт выводится из конического отверстия шарнира, и рычаг выводится из дежи в вертикальное положение, где стопорится винтом во второе коническое отверстие шарнира, после чего дежа снимается с машины и далее транспортируется согласно технологического процесса.

Формула изобретения: Машина тестомесильная, содержащая дежу для замеса теста с приводом, включающим вертикальный вал с планшайбой, и месильный рычаг, расположенный на вертикальном валу привода месильного рычага, отличающаяся тем, что привод месильного рычага содержит ротор, выполненный в виде цилиндрического барабана с вертикальным валом, при этом на цилиндрическом барабане имеется профильный паз, связанный с вертикальным валом месильного рычага посредством ролика, расположенного на пальце, установленном на конце вертикального вала перпендикулярно его продольной оси, а оба привода кинематически связаны один с другим посредством установленных на вертикальном валу привода дежи и вертикальном валу ротора зубчатых колес таким образом, что передаточное число не является целым числом и равно, например 2,2.

Техническая характеристика тестомесильной машины

Производительность, кг/ч ………………………………….800

Вместимость дежи, л………………………………………..160

Длительность замеса, мин………………………………… 7

Число качаний месильного рычага, мин^-1………………..23,5

Мощность электродвигателя, кВт…………………….. 7

Частота вращения дежи, мин^-1………………………..5,9

Масса машины с дежой, кг……………………………..553

Технологические расчеты

 

Производительность тестомесильной машины:

Работа, расходуемая на перемещение массы

А₁ = z·b· П· ρ_т·n²·cos(90-α)·( r₁²- r₂²)·[(1-k)· П²·( r₂²+ r₁²) +0.5·k·S²] ;

А=1·0,05·0.22·1100·0,4·0,5(0,35²-0,30²)·{(1-0.2) 0.22²·(0,35²+0,30²) +0.5 ·0.2·0.5²} =0.026Дж/ об

Работа, расходуемая на привод месильных лопастей

А₂ = 2/3·δ ·z ·b· П²· ρ_л ·n²· ( r₁³- r₂³);

А₂=2/3·0,05·2·0,050,22²·7800·0,4²· (0,35²-0,30²) = 0,01 Дж/об

Работа, расходуемая на изменение структуры теста

А₃ =(0,05…0,1)А₁

А₃=0,1·0,026=0,0026Дж/ об

Работа, расходуемая на нагрев теста и соприкасающихся с ним металлических частей:

 =

Общий расход энергии

А=А₁+А₂+А₃+А₄ = 0,026+0,01+0,0026+222,4= 222,44 Дж/об

Установочная мощность электродвигателя для привода тестомесильной машины

N_эл = А· n/1000· ή = 222,44·23,5/1000·0,85= 6,15 кВт.

Выбираем двигатель из стандартного ряда и принимаем мощность равную 7 кВт для обеспечения запаса мощности при работе машины на полную мощность.

Кинематические расчеты

 

Определяем общее передаточное число i_об от вала электродвигателя, имеющего частоту вращения n_эд, до вала, на котором крепится ведущее звено исполнительного механизма, и имеющего частоту вращения n_вд

i_об= n_эд/ n_вд;

i_об =600/23,5=25

Определяем передаточное число зубчатой цилиндрической передачи

i_зп= n_вд/ n_вм;

i_зп=23,5/3,2=7,3

Определяем передаточное число ременной передачи

i_рп= n_вд/ n_вм;

i_рп=600/200=5

Расчеты деталей на прочность

Производим расчет толщины стенок дежи воспринимающих внутреннее давление, может быть выполнен на основании эмпирической зависимости:

Раздел 5 Техноэкономические расчеты

Экономическая эффективность определяется путем сравнения общих и частных показателей вариантов проектных решений. Основным из общих показателей являются затраты труда, стоимость продукции, приведенные затраты, коэффициенты экономической эффективности капитальных вложений, срок окупаемости.

Рассчитываем стоимость материала, необходимого для производства деталей С_м, руб.

Где,  -средняя стоимость 1 кг материала из которого изготавливают детали, руб.(=30 руб.)

-масса изготавливаемых деталей, кг (=105 кг)

С_м= 30◦105=3150 руб.

Фонд оплаты труда рабочих изготавливающих детали Ф_о, руб.

Где, Т_у-трудоемкость установки детали, чел/ч(=83 чел/ч)

СЧ_о- средняя оплата труда рабочих машиностроительного завода, руб(=37 руб)

Ф_о=83◦37=3071 руб.

Отчисления в фонд 31% от фонда оплаты труда рабочих изготавливающих детали О_ф, руб.

О_ф=3071◦0,31=952 руб.

Затраты на производство модернизированной машины З_м , руб.

З_м= С_с+ С_м+ О_ф+ Ф_о=221045+6900+3071+952=231968 руб.

Торговая цена модернизированной машины Ц_м, руб рассчитывается по формуле:

Ц_м=з_м+ТН,

Где, ТН –торговая наценка, руб (=54345 руб.)

Ц_м= 231968+54345=286313 руб.

Расчеты капительных затрат по внедрению модернизированной машины. Покупка модернизированной машины Ц_м=286313 руб.

Монтаж модернизированной машины принимается в размере 5% от стоимости машины:

М_м=Ц_м◦0,05

М_м=286313◦0,05=14316 руб.

Доставка модернизированной машины к месту работ рассчитывается и принимается 2% от стоимости машины:

Д_м=Ц_м◦0,02;

Д_м=286313◦0,02=5726 руб.

Всего капитальных затрат по модернизации машины КЗ₂ , руб,:

КЗ₂= Ц_м+ Д_м+ М_м;

КЗ₂=286313+5726+14316=306355 руб.

Затраты на текущий ремонт принимаются в размера 4% от капитальных затрат З_тр, руб:

З_тр= КЗ₂◦0,04;

КЗ₂=306355◦0,04=12254,5 руб.

Себестоимость выпускаемой продукции в год после внедрения модернизированной машины В_р2, т:

В_р2=φ_р◦П_см;

Где, П_см- производительность машины в смену, т

П_см= П₀₂В_р;

Где П₀₂- производительность модернизированной машины, т/ч (=800кг/ч)

В_р- время работы оборудования(=6ч)

П_см= 800◦6=4,8 т

В_р2=288◦4,8=1217т

Себестоимость выпускаемой продукции после внедрения модернизированной машины С_2, руб./т :

Где, ТЗ₁ –текущие затраты до внедрения модернизированной машины, руб(=38701 руб)

В_р1-объем выпускаемой продукции до внедрения модернизированной машины, т/год(1050 т/год)

;

Годовой экономический эффект от внедрения модернизированной машины Э_г, руб:

Э_г=((Ц-С₂)В_р2-0,15Кз₂)-(Ц-С₁)В_р1;

Где, Ц- цена реализации продукции руб/т (=30800)

Э_г=((40040-38530)1217-0,15◦306355)-(40040-38111)1050=253947 руб.

Срок окупаемости капительных вложений Т_о, год:

Удельная материалоемкость модернизированной машины М_у2:

Где, σ_м- масса машины (=0,553 т.)

Удельная материалоемкость старой машины М_у=0,57

Анализируя полученные результаты, мы видим, что при незначительном уменьшении массы и удельной материалоемкости машины, сумма капитальных вложений достаточна существенна. Это говорит о том, что стоимость и изготовление деталей модернизируемого узла тестомесильной машины высокая.

Раздел 6. Безопасность, экологичность окружающей среды и охраны

В процессе эксплуатации из-за ухудшения технического состояния, превышения допустимой нагрузки довольно часто обрушиваются крыши, несущие колонны, стены, разрушаются и падают кирпичные трубы, водонапорные башни, металлические мачты и другие конструкции. Под ними могут погибнуть люди.

Все здания подвергают осмотрам: общим и частным.

Общий осмотр проводит назначаемая руководителем комиссия. В ее состав могут быть включены один из заместителей руководителя или сам руководитель. При осмотре проверяют состояние и отсутствие трещин на несущих и ограждающих конструкциях, состояние отмостки вокруг зданий, желобов, водостоков, ворот, дверей, противопожарное состояние объекта.

При частном осмотре проверяют:

-положение основных несущих конструкций, вертикальность стен и конструкций.

-исправность состояния кровли и устройства отвода атмосферных и талых вод.

-отсутствие провисания штукатурки.

-состояние сварных, клепаных, болтовых соединений в металлоконструкциях.

-отсутствие перегрузок на строительные конструкции.

При обнаружении трещин немедленно устанавливают на них маячки и наблюдают за поведением трещин и конструкции в целом. При выявлении развития трещины принимают меры по устранению причин возникновения деформаций. После этого трещины заделывают.

Все обнаруженные в процессе общего и текущего осмотра недостатки заносят в технический журнал по эксплуатации данного здания. По ним разрабатываются и осуществляются мероприятия по текущему или капитальному ремонту данного объекту.

В соответствии с НББ 105-03 все помещения и здания по взрывопожарной и пожарной опасности подразделяют на категории А, Б, В, Г, Д.

Участки работы хлебоизготовительного оборудования относятся к В1-В4 категории т.е. в производстве присутствуют горючие и трудногорючие жидкости, твердые горючие и трудногорючие вещества и материалы(в том числе пыли и волокна.)

Цех по производству хлеба должен быть снабжен общеобменной вентиляцией, которая осуществляет замену воздуха по всему помещению, т.к. вредные вещества выделяются равномерно по всему помещению.

Общине требования безопасности к технологическому оборудованию, станкам, механизмам.

Каждый станок, механизм имеет свои конструктивные особенности, свое назначение, свои режимы работы, свои требования по эксплуатации и требования безопасности, характерные именно для него. Поэтому тестомесильные машины должны соответствовать целому ряду общих требований безопасности, характерных для большинства производственного оборудования. К таким требованиям относятся следующие:

-ограждение всех подвижных, вращающихся острых, горячих частей, деталей, выступающих концов валов, открытых передач. При этом сами защитные устройства должны быть достаточно прочными, не мешать обслуживанию объекта.

-быстро вращающиеся валы должны быть отбалансированны.

-машины должны иметь централизованную систему смазки, чтобы исключить операцию по смазыванию трущихся деталей.

-органы управления должны быть выполнены так, чтобы исключить их самопроизвольное включение.

-нагрев корпусов подшипников во время работы не должен превышать 60 ˚С

-для защиты людей от поражения электрическим током при повреждении изоляции корпуса машин, питаемых от электрического тока, должны быть занулены и заземлены.

-на статических машин не должно накапливаться статическое электричество.

-общим для всех с/х машин является правило: не производить их ремонт, регулировку, чистку пока не будет остановлен двигатель.

-на случай забивания, заклинивания рабочих органов и во избежание их поломки машины снабжают предохранительными устройствами(муфтами, срезаемыми шпильками).

Заключение

В ходе выполнения данного курсового проекта были решены следующие задачи:

Во-первых, это закрепление знаний, полученных за время изучения теоретического материала, а также применение этих знаний при решении данной технической задачи, а именно усовершенствование тестомесильной машины, как следствие приобретение начальных навыков проектирования.

Во-вторых, ознакомление с технологией производства ржаного хлеба с соблюдением необходимых режимов и параметров, а также проведение необходимых технологического, энергетического, кинематического, экономического расчетов.

В-третьих, в результате выполнения данного курсового проекта, мы ознакомились с основными особенностями тестомесильных машин.

Список используемой литературы

1. Н.М. Личко «Технология переработки продукции растениеводства», М.: Колос, 2000 г.

2. С.Т. Антипов, И.Т. Кретов «Машины и аппараты пищевых производств» , М.: Высшая школа, 2001 г.

3. А.А. Курочкин, В.М. Зимняков, «Дипломное проектирование по механизации переработки продукции животноводства», Пенза: Пензенская ГСХА, 1998 г.

4. Г.И. Беляков, «Безопасность жизнедеятельности на производстве», СПб.: «Лань», 2006 г.

5. Т.И. Белова, С.С. Сухов, « Безопасность жизнедеятельности», Брянск: Издательство БГСХА, 2006 г.

6. Курс лекций по дисциплине «Механизация процессов переработки продукции растениеводства».

7. А.П. Нечаев «Технология пищевых производств» М.: Колос, 2002 г.

8. В.М. Хромеенков, «Технологическое оборудование хлебозаводов и макаронных фабрик», ГИОРД, 2002 г.

9. Н.А. Волкова, «Экономическое обоснование инженерно-технических решений в дипломных проектах», М.: Колос, 1998 г.

10. О.Т. Лунин, В.Н. Вельтищев, « Курсовое и дипломное проектирование технологического оборудования пищевых производств».

11. А.И. Драгилев, «Технологическое оборудование предприятий перерабатывающих отраслей АПК», М.:Колос, 2001 г.

12. А.В. Гордеев, О.А.Масленникова, «Экономика предприятия пищевой промышленности», М.:Колос, 2007 г.