Курсовая работа специальности 15.02.01.

Содержание

Введение………………………………………………………………...……...3

Глава 1. Общее

1.1. Общие принципы работы и строение………..………………………..... 4

1.2. Правила эксплуатации……………………………………………………8

Глава 2. Возможности для модернизации

2.1. Технико-экономическое обосновани……………………………………9

2.2. Устройство для подачи сжатого воздуха……………………………….10

2.3. Принцип работы модернизированной тестомесительной машины ТПИ-100……………………………………………………………………………....11

2.4. Расчёты, подтверждающие работоспособность модернизированной машины…………………………………………………………………………12

2.5. Заключение по модернизированной машине……………………………16

Введение
Тестомесительная машина МТИ-100 и зачем она нужна.

Тестомесительные машины необходимы для упрощения работы человека по созданию хлебобулочных изделий любых видов. А конкретно, Тестомесильные машины предназначены для приготовления опары (закваски) и теста – при двухфазном тестоведении и только теста – при однофазном. Последовательно в них осуществляются следующие технологические операции: дозирование компонентов опары (закваски), ее замес, брожение, дозирование компонентов теста, его замес, брожение и, наконец, передача теста для дальнейшей обработки.

Указанная последовательность технологических операций приведена для случая двухфазного тестоведения. При однофазном (безопарном) тестоведении технологические операции, связанные с опарой (закваской) отсутствуют. Как правило на малых предприятиях применяют безопарный способ тестоведения, то есть все компоненты замешививают одновременно.

Глава 1. Общее

1.1.        Общие принципы работы и строение

Приводная головка представляет собой корпус, в котором заключены зубчатая передача и планетарный редуктор, клиноременная передача и электромотор. Рабочими органами в машине служат: месильный крюк (для замеса песочного теста), месильный крюк (для замеса дрожжевого, пресного и слоеного теста) и четырехлопасной месильный инструмент (для подготовки полуфабрикатов песочного теста). Рабочая камера (бак) устанавливается на кронштейн, автономно перемещающийся по вертикальным направляющим. Защитный зонд ограждает рабочие органы и предотвращает разбрызгивание продуктов из бака. В нем имеется загрузочный лоток с откидной крышкой.

Принцип работы машины. После включения машины и подъемного механизма кронштейн, двигаясь вверх, подхватывает бак за цапфы, снимая его с тележки. Одновременно приводная головка с месительным рычагом опускается вниз и производит обработку продукции.

Схема 1.1. показывает:

1 - станина,

2 - тележка,

3 - механизм подъема,

4 - рабочий орган,

5 - бачок,

6 - откидная крышка,

7 -приводная головка,

8 - входной вал,

9 - выходной вал,

10 - крышка,

11 - ременная передача,

12 -электродвигатель выбивального механизма,

13 - электродвигатель подъемного механизма.

Схема 1.1. Машина интенсивного замеса теста МТИ-100

Станина (1) установлена на литое основание, она имеет две вертикально расположенные направляющие для перемещения приводной головки и кронштейна с баком (5).

Внутри станины расположены два привода.

Приводная головка (7) расположена в верхней части станины, в ней установлен электродвигатель, клиноременная передача, двухскоростной цилиндрический редуктор и планетарная передача с двумя приводными рабочими валами.

Второй привод служит для подъема и опускания бачка и состоит из электродвигателя, клиноременной передачи, конический и винтовой пары.

На верхнем участке винта нарезка правая трехзаходная, на нижнем -- левая однозаходная, благодаря чему головка и кронштейн перемещаются в противоположных направлениях с различной скоростью. На ведомом шкиве клиноременной передачи установлен ленточный тормоз. Тормозная лента затягивается грузом и освобождается электромагнитом, который, включаясь одновременно с электродвигателем, поднимает груз.

Месильными органами в машине служат лопасти -- крюкообразная четырехобразная и шнекообразная. Крюкообразная лопасть предназначена для замеса дрожжевого и пресного теста, четырехобразная -- для подготовки полуфабриката для песочного теста, шнекообразная -- для замеса песочного теста. Крюкообразная и четырехобразная лопасти подсоединяются к валу сателлита, шнекообразная -- к приводному валу.

К приводной головке прикреплен зонт, ограждающий месильные инструменты и предотвращающий разбрызгивание продукта. В зонте есть загрузочный люк с откидной крышкой.

Бак имеет две ручки и две опорные цапфы. Цапфы закрепляют бак на кронштейне и позволяют опрокидывать его при выгрузке продукта непосредственно на машине. Тележка состоит из кольца с тремя поворотными опорами и служит для перемещения бака к машине или от нее. На пульте управления помещены четыре пусковые кнопки, тумблер для включения освещения бака и сигнальная лампа» показывающая подачу напряжения.

Тележка представляет собой кольцо с тремя поворотными самоустанавливающимися опорами.

Кинематическая модель машины на схеме 1.2. состоит из:

1, приводной головки

7, кронштейна, механизма подъема

3, бачков

5, с крышкой

6, тележки

2, месильных органов

4 и пульта управления.

Схема 1.2. Кинематическая модель машины МТИ-100

Станина, закрепленная на литом основании, снабжена направляющими для перемещения приводной головки 7 и кронштейна.

Приводная головка служит для передачи вращения от электродвигателя 12 месильному органу 4. Вращение от вала электродвигателя 12 валу коробки скоростей передается поликлиновым ремнем 11. На валу 8 на скользящей шпонке расположен блок из двух шестерен, который с помощью рычага может быть введен в зацепление с одним из двух зубчатых колес 10, установленных на выходном валу 9. В ручке рычага размещены фиксатор его положений и микропереключатель для отключения электродвигателя 12 при переводе рычага.

Принцип действия. При включении привода движение (планетарное или вращательное) от электродвигателя передается через клиноременную, зубчатую или планетарную передачи месильным инструментам. Нажимом на одну из кнопок механизма подъема обеспечивается перемещение приводной головки и кронштейна с баком: при подъеме бака головка опускается и месильный инструмент входит в бачок. При опускании бака происходит все наоборот. Машина снабжена электроблокировками, которые срабатывают на выключение механизма подъема при крайних положениях головки и крон-штейна.

Приводная головка представляет собой корпус, в котором заключены зубчатая передача и планетарный редуктор, клиноременная передача и электромотор. Рабочими органами в машине служат: месильный крюк (для замеса песочного теста), месильный крюк (для замеса дрожжевого, пресного и слоеного теста) и четырехлопасной месильный инструмент (для подготовки полуфабрикатов песочного теста). Рабочая камера (бак) устанавливается на кронштейн, автономно перемещающийся по вертикальным направляющим. Защитный зонд ограждает рабочие органы и предотвращает разбрызгивание продуктов из бака. В нем имеется загрузочный лоток с откидной крышкой.

Принцип работы машины заключается в следующем. После включения машины и подъемного механизма кронштейн, двигаясь вверх, подхватывает бак за цапфы, снимая его с тележки. Одновременно приводная головка с месительным рычагом опускается вниз и производит обработку продукции.

1.2.        Правила Эксплуатации

Внимание! До начала работы проверяют санитарное состояние, наличие защитного заземления и работу на холостом ходу.

Бачок с продуктами, помещенный на тележку, закатывают на литое основание, при этом цапфы бачка располагаются выше кронштейна. На бачок устанавливают надставку с загрузочным лотком и нажимают на кнопку «Вниз», при этом кронштейн, двигаясь вверх, подхватывает бачок за цапфу и снимает его с тележки, а приводная головка с закрепленным на ней взбивателем опускается вниз.

Машину включают в работу автоматическим выключателем, расположенным на двери электрошкафа, при этом на пульте загорается лампочка.

После этого, нажав на кнопку, включают механизм подъема, в результате чего кронштейн, двигаясь вверх, подхватывает бак за цапфы и снимает его с тележки. Одновременно приводная головка с месильным органом опускается до полного погружения в бачок, а упор головки нажимает на путевой выключатель и отключает электродвигатель и электромагнит тормоза. Одновременно подпружиненный прижим закрепляет бачок на кронштейне. Далее нажатием на кнопку включают привод месильного органа.

После окончания замеса привод месильного органа выключают и включают механизм подъема головки и опускания кронштейна с бачком. Бачок, опускаясь, освобождается от прижима и опирается на тележку, а его цапфы выходят из углублений кронштейна. При крайнем нижнем положении кронштейна и крайнем верхнем положении головки упор ее нажимает на путевой выключатель и отключает электродвигатель и электромагнит тормоза. После этого с месильного органа, не отделяя его от вала машины, счищают тесто в бак. При необходимости разгрузки бака непосредственно на машине тележку откатывают, опускают бак и снимают месильный орган. Бак поворачивают на цапфах и выгружают тесто в подставленную емкость.

По окончании работы взбиватель и бачок снимают, промывают горячей водой, ополаскивают, протирают насухо. Наружные поверхности протирают влажной, а затем сухой тканью.

Глава 2 Возможности для модернизации.

2.1.  Технико-экономическое обоснование.

Обеспечить выпуск продукции высокого качества возможно только при создании высокопроизводительного и эффективного технологического оборудования. Разработка данной тестомесильной машины для интенсивного замеса теста производится с целью внедрения ее на малых предприятиях. Разрабатываемая машина обладает высокой производительностью, занимает значительно небольшую площадь, проста в управлении и ремонте. Модернизация машины за счет внедрения механизма подачи воздуха в нижнюю часть емкости для замеса позволит интенсифицировать процесс замеса, в связи с чем снижаются затраты на производство продукции при выпуске более качественной продукции.

Необходимость этого обусловлена, банально тем, чтобы увеличивать эффективность труда и его экономичность, фактически, на всех предприятиях, где это представляется целесообразным

2.2.  Устройство для подачи сжатого воздуха.

С целью интенсификации процесса взбивания кондитерских масс предложен механизм подачи сжатого воздуха в нижнюю часть бачка.

Механизм представляет собой шланг, вписывающийся одним концом в схему компрессора подачи воздуха, другим концом стыкуется с выходным патрубком кольцевой трубки, перфорированной отверстиями по всему трубчатому кольцу и расположенной в центре днища бачка. Конец кольцевой трубки выходит в отверстие в центре днища. Соединение патрубка кольцевой перфорированной трубки и шланга происходит муфтой.

Схема 2.1. Модернизированная тестомесильная машина ТПИ-100

Устройства для подачи сжатого воздуха в нижнюю часть бачка позволяет аэрировать тестовую массу, способствуя ее разрыхлению и лучшему перемешиванию, что значительно улучшает качество теста.

2.3.  Принцип работы модернизированной тестомесительной машины ТПИ-100.

Перед началом работы приводную головку располагают в верхнем положении, а кронштейн – в нижнем. Затем в соответствии с заданным технологическим процессом устанавливают месильный орган. Бачок с продуктами помещают на тележку и закатывают в машину, при этом опорные цапфы бачка должны находиться выше кронштейна. Машину включают в работу автоматическим выключателем, расположенным на двери электрошкафа. После этого, нажав на кнопку, включают механизм подъема, в результате чего кронштейн, двигаясь вверх, подхватывает бак за цапфы и снимает его с тележки. Одновременно приводная головка с месильным органом опускается до полного погружения в бачок, а упор головки нажимает на путевой выключатель и отключает электродвигатель и электромагнит тормоза. Одновременно подпружиненный прижим закрепляет бачок на кронштейне. Далее нажатием на кнопку включают привод месильного органа. Через несколько минут работы, чтобы предотвратить распыление сыпучих компонентов в первое мгновение, включают подачу сжатого воздуха в кольцевую перфорированную отверстиями трубку (барботер), что позволяет не только лучше взбивать, но и насытить взбиваемые массы воздушными пузырьками и придать ей больший объем.

           После окончания замеса отключают подачу воздуха, а затем привод месильного органа выключают и включают механизм подъема головки и опускания кронштейна с бачком. Бачок, опускаясь, освобождается от прижима и опирается на тележку, а его цапфы выходят из углублений кронштейна. При крайнем нижнем положении кронштейна и крайнем верхнем положении головки упор ее нажимает на путевой выключатель и отключает электродвигатель и электромагнит тормоза. После этого с месильного органа, не отделяя его от вала машины, счищают тесто в бачок. При необходимости разгрузки бачка непосредственно на машине тележку откатывают, опускают бачок и снимают.

2.4.  Расчёты, подтверждающие работоспособность модернизированной машины.

Технологический расчёт:

Производительность тестомесильных машин рассчитывается по формуле

где V – объем дежи, м 3 (0,1 м 3);

 – плотность смеси продуктов, кг/м 3 (1100 кг/м 3);

 – время, необходимое на перемешивание, с;

- время, необходимое для загрузки дежи, с;

- время, необходимое для разгрузки дежи и на другие вспомогательные операции, с;

Все время на загрузку, выгрузку дежи и вспомогательные операции составляют 20 минут.

 – коэффициент, учитывающий заполнение объема дежи продуктом,  = 0,6.

кг/ч

Масса теста в деже определяется по формуле

кг

Определение мощности двигателя модернизированной машины:

Принимаем: массу дежи Gд = 300 Н. Устройство подачи воздуха = 30 Н. Тогда общая масса дежи с устройством подачи воздуха составит 330 Н.

Мощность электродвигателя машины

,

N1 – мощность, необходимая для замеса теста лопастью, Вт;

 – к. п. д. передаточного механизма.

где Nл – мощность, необходимая для работы месильного рычага с лопастью, Вт;  – к. п. д. передаточного механизма месильного рычага с лопастью.

,

где  – мощность, зависящая от лобового сопротивления при внедрении лопасти в тесто, Вт;

здесь сo – удельное давление лопасти на тесто в процессе замеса (пластификации), () H/м;

F – площадь лопасти, (м;

 – радиус окружности, по которой движется лопасть (основание конуса, образованного при вращении лопасти), (0,28)м;

 – угловая скорость лопасти, (3,93) с-1.

Тогда, 1618 Вт

 – мощность, необходимая для подъема какого-то объема теста при выходе лопасти из теста.

,

где  – соответственно, масса теста захватываемого лопастью при подъеме вверх, и масса собственно лопасти.

,

где К – коэффициент сопротивления при поступлении сжатого воздуха, К = 15.

 – коэффициент захвата теста лопастью, 1,5.

Н – высота подъема теста лопастью, равна радиусу вращения лопасти, м. Н = 0,28 м;

 – 1100 кг/м 3

g – ускорение свободного падения, м/с 2

Тогда,

= 951 Н;

= 25 Н

976 Н

Итак,

1074 Вт

Мощность, необходимая для работы месильного рычага с лопастью, составит

= 1618 + 1074 = 2692 Вт

Тогда,  2895 Вт

Общая мощность электродвигателя тестомесильной машины составит

3860 Вт

Таким образом, мощность электродвигателя увеличилась немного за счет подачи сжатого воздуха. Принимаем электродвигатель мощностью 4 кВт.

Техническая характеристика тестомесильной машины ТПИ-100

2.5.  Заключение по модернизированной машине.

Анализ работы машины МТИ-100 показывает, что процесс замеса теста складывается из трех стадий: равномерное распределение всех компонентов в общем объеме, замес и пластификация.

Первая стадия (если жир был добавлен в расплавленном, а не в замороженном виде) характеризуется наименьшей энергоемкостью, а третья стадия – пластификация – требует наибольших затрат энергии.

Исходя из анализа экспериментальных данных можно предположить, что месильный рычаг с лопастью испытывает сопротивление при погружении лопасти в тесто, лобовое сопротивление при перемещении лопасти в тесте и сопротивление вязкости теста при выходе лопасти из теста и подъеме какой-то его части на высоту, равную радиусу вращения лопасти.

Внедрение устройства для подачи сжатого воздуха в нижнюю часть бачка позволяет аэрировать тестовую массу, способствуя ее разрыхлению и лучшему перемешиванию, что значительно улучшает качество теста.