Совершенствование процесса резания мясного сырья на основе математического моделирования формы режущих инструментов

Совершенствование процесса резания мясного сырья на основе математического моделирования формы режущих инструментов

Автор: Кузьмин, Вячеслав Владимирович

Автор: Кузьмин, Вячеслав Владимирович

Шифр специальности: 05.18.12

Научная степень: Кандидатская

Год защиты: 2008

Место защиты: Санкт-Петербург

Количество страниц: 129 с. ил.

Артикул: 4253449

Стоимость: 250 руб.

Совершенствование процесса резания мясного сырья на основе математического моделирования формы режущих инструментов  Совершенствование процесса резания мясного сырья на основе математического моделирования формы режущих инструментов 

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ОБОСНОВАНИЕ ВЫБРАННОГО НАПРАВЛЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ.
1.1. Общее понятие о процессе измельчения
1.2. Особенности конструкций волчков.
1.3. Структуризация конструктивного исполнения волчков на основе их декомпозиции зонирования.
1.4. Распределение энергии между процессами трения и
измельчения в волчках
1.5. Анализ формы режущей кромки лезвия ножа плосковращательного режущего оборудования
1.6. Выводы
2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ КОНС ТРУКТИВНО ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ РАБОЧИХ ОРГАНОВ ИЗМЕЛЬЧИ ЕЛЬНО РЕЖУЩЕГО ОБОРУДОВАНИЯ И
ИХ РЕАЛИЗАЦИЯ
2.1. Физикомеханические свойства мясного сырья и их влияние на процесс резания
2.2. Анализ существующих уравнений для определения
усилия резания.
2.3.Оптимизация формы режущей кромки рабочих органов измельчителыюго оборудования.
2.4. Силовое взаимодействие лезвия с мышечной тканью в начальный момент резания при квазистатической деформации и определение оптимального угла скольжения.
2.5. Оптимизация расположения отверстий в рештке волчка.
2.6. Выводы
3. МЕТОДИКА И РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ МОЩНОСТИ ЗАТРАЧИВАЕМОЙ НА ИЗМЕЛЬЧЕНИЕ МЯСНОГО СЫРЬЯ ВОЛЧКОМ ПРИ РАЗЛИЧНОЙ СКОРОСТИ ВРАЩЕНИЯ РАБОЧИХ ОРГАНОВ И РАЗЛИЧНЫХ ФОРМАХ
РЕЖУЩЕЙ КРОМКИ.
3.1. Задача эксперимента.
3.2. Экспериментальная установка.
3.3. Условия проведения эксперимента
3.4. Сырь, используемое для проведения эксперимента по определению мощности
3. 5. Определение погрешностей измерений
3.6. Результаты эксперимента по определению потребляемой
мощности
3.7. Определение мощности, затрачиваемой на измельчение продукта лезвием ножа
3.8. Экономическая эффективность от внедрения экспериментальных ножей для волчка
3.9.Вывод ы.
4. ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
5. ЛИТЕРАТУРА.
6. ПРИЛОЖЕНИЯ.
Условные обозначения
Е модуль упругости первого рода для измельчаемого сырья, Па о внутреннее напряжение, Па е относительная деформация
С коэффициент упругости измельчаемого сырья в волчке, Па4 т. количество режущих кромок ножа
6 наружный диаметр ножа, м
диаметр посадочной ступицы, м г радиус точки режущей кромки, м а угол заточки лезвия, град. р угол скольжения лезвия, град.
коэффициент трения массы о материал лезвия
кр коэффициент удельной площади контакта лезвия и разрезаемого материала
С предварительная деформация
е2 относительная деформация при рубящем резании
Рре. удельное сопротивление разрушению материала под кромкой лезвия, Нм
Роб удельные силы обжатия материалом, действующие боковые грани лезвия возникают от расширения слоя материала, вызванного внедрением в него клина лезвия Нм
Рсж удельное сопротивление слоя сжатию фаской лезвия, Нм
Т удельная сила трения на грани ножа, Нм
Т2 удельная сила трения на фаске лезвия, Нм
Т3 удельная сила трения на режущей кромке лезвия, Нм
удельная сила действующая на фаску ножа, Нм
коэффициент трения между ножом и решеткой
р0 адгезия измельчаемого материала к материалу ножа, Па
р, 0 адгезия ножа к рештке, Па
Бо общая площадь всех областей непосредственного контакта между телами, м2 ц коэффициент Пуассона тщ Т вязкость Пас
Ер Еа Ецо Ело Еа приведнный нелинейный модуль упругости, Па Е1о Еца эффективные модули упругости, Па г г1 Лг Ли Лг приведнная вязкость, Пас т время деформирования, с
х0Л1 Е период релаксации деформации при постоянном напряжении, с.
б острота лезвия, м
арсз напряжение резания, Па
стпр напряжения прочности, Па.
8 энергия, необходимая на процесс резания, Дж
Я энергия, расходуемая на преодоление молекулярных сил, Дж
Згэнергия, расходуемая на объмное упругопластическое деформирование, Дж
Бз энергия, расходуемая на трение лезвия о материал, Дж
Ккр частота собственных колебаний массы материала, с1 пкрь пкр2 первая и вторая критические частоты вращения ножа, с
Vкр Vр2 первая и вторая критические скорости резания, мс
Л коэффициент полезного действия ножа а площадь контакта ножа с решткой, м2 х перемещение, м
р2 давление создаваемое шнеком, Па Рулудельное усилие резания, Нм п порядковый номер концентрической окружности
рп полярный угол положения центра отверстия перфорации, град гп радиус концентрической окружности, м бр диаметр отверстия перфорации, м
0. , , 0 мощности, расходуемые на измельчение продукта и трение продукта о рабочие органы волчка, трение о торец шнека,
транспортирование продукта шнеком, проворот продукта ножом, экструдирование продукта через отверстия решетки, Вт
мощность, расходуемая на измельчение продукта, Вт
мощность, расходуемая на работу привода, Вт
i момент Греция продукта о шнек, Н м со угловая скорость вращения шнека, с
окружная сила на шнеке, Н г плечо приложения силы , м
г наружный радиус винтовой нарезки последнего витка шнека г внутренний радиус винтовой нарезки последнего витка шнека
Рп угол грения продукта, град
скорость экструдирования продукта через отверстия, мс
у коэффициент использования площади отверстий рештки
р максимальное давление, развиваемое шнеком, Па
к коэффициент сопротивления при транспортировании кускового мяса
шнеком 8
М0 объмная производительность волчка, м3с
площадь рештки, контактирующая с продуктом, находящимся между лопастями вращающегося ножа, м
1Р ширина разреза, м.
1 ширина слоя продукта, м.
Руд 2 удельные усилия рубящего резания, Нм
Р удельное усилие при резании плоским ножом, Нм
Р0 сила сопротивления материала на лезвии ножа, Н
Р проекция нормального усилия на фаске ножа, Н
Рт проекция сил трения на фаске ножа, Н
Т сила трения на боковой поверхности ножа, II
Н расстояние между ножами, м
В ширина ножа, м
Рр угол между вектором абсолютной скорости резания и его касательной
составляющей, град
а5 разрушающее напряжение, Па
Уп нормальная составляющая скорости резания, мс
У касательная составляющая скорости резания, мс
Ьсж предварительная деформация, м
Ъ высота перерезаемого слоя, м
8Л площадь деформируемого поперечного сечения материала, м
Ь линейный размер деформируемого объекта, м
А толщина лезвия, м
Ь ширина лезвия, м
Введение


Волчки используются для среднего и мелкого измельчения охлажднной жилованой говядины, охлажднной говядины, замороженной кусковой говядины, охлажднной жилованной свинины, охлажднной свинины, замороженной кусковой свинины, субпродуктов, варного мяса, мяса птицы, рыбы, овощей. Мясная продукция в объеме продовольственного потребления занимает главенствующее положение, а мясоизмельчительное оборудование и, в первую очередь, волчки базовое технологическое оборудование. Анализ современного состояния парка оборудования мясоперерабатывающей отрасли России свидетельствует о том, что его технический уровень нельзя признать удовлетворительным. Сегодня производственных фондов предприятий пищевой промышленности подлежат замене, подлежат модернизации и только соответствует мировому уровню. Приблизительно парка машин отработало уже два и более амортизационных срока, степень износа основных средств составляет . Более парка технологического оборудования составляет импортная техника 2. Большую часть оборудования мясопереработки в России также составляет импортная техника, которая не отвечает как финансовым возможностям производителей мясопродуктов, ввиду высокой цены оборудования и запасных частей, так и потребностям и интересам России по развитию собственного отечественного пищевого машиностроения, созданию дополнительных рабочих мест и обеспечению продовольственной безопасности станы. Успешная деятельность предприятий пищевой промышленности неразрывно связана и обусловлена с перевооружением производства. Развитие отечественного пищевого машиностроения обеспечивает не только независимость России, но и ее место, и соответствующую роль в мировых экономических процессах. В последние годы устаревающий парк оборудования пищевых предприятий в большинстве случаев заменяется на дорогостоящее импортное оборудование, что зачастую экономически и политически не обосновано, особенно при закупке не сложных изделий пищевого оборудования. Упадок мясной отрасли и пищевого машиностроения ведет к ухудшению экономики России . Вложение средств в импортное сырье и оборудование дает кратковременный эффект благополучия и обилия продукции на рынке. Долгосрочной перспективы у такого подхода нет. Закупки чужого сырья и оборудования без развития своего мясного рынка и пищевого машиностроения не приведут к экономическому благополучию России. Обеспеченность предприятий животноводства в РФ материальнотехническими ресурсами сегодня составляет , износ оборудования достиг , а продовольствия в России импортное. При этом доля продукции пищевой промышленности в общем объеме производства СанктПетербурга составляет около . Импортные волчки имеют достаточно высокий технический уровень, хорошее качество как исполнения, так и функционирования качество измельчаемого и перемешиваемого продукта на выходе, но их цена с транспортными и дилерскими расходами, высокая стоимость запасных частей ножи и решетки необходимо систематически закупать у фирмыизготовителя, ножи и решетки не гостированы, у каждой фирмы свои параметры режущего инструмента не ставят их в ряд безусловно, конкурентоспособных. В настоящее время в литературе имеется достаточно обширный материал, отражающий результаты исследований по оптимизации работы мясоизмельчительной шнековой машины. Большинство исследований было направлено на выработку рекомендаций по повышению прочности, износостойкости, эксплуатационной наджности деталей измельчающего механизма 9, , , , , , , , , , , , , , , , , по сниженшо удельных затрат энергии на измельчение мясного сырья 9, , ,4. Но, до сих пор не была раскрыта физическая сущность путей сокращения энергозатрат и повышения качества фарша при использовании скользящего резания. В силу эт1гх обстоятельств развитие отечественного пищевого машиностроения на базе современных технологических разработок, и в первую очередь мясоизмельчительного оборудования, является весьма актуальным 1. Цель и задача работы. Целью настоящей диссертационной работы является совершенствование процесса измельчения мясного сырья посредством профилирования формы режущей кромки лезвия ножа и определение закономерности распределения отверстий в ножевой решетке.

Рекомендуемые диссертации данного раздела

28.06.2016

+ 100 бесплатных диссертаций

Дорогие друзья, в раздел "Бесплатные диссертации" добавлено 100 новых диссертаций. Желаем новых научных ...

15.02.2015

Добавлено 41611 диссертаций РГБ

В каталог сайта http://new-disser.ru добавлено новые диссертации РГБ 2013-2014 года. Желаем новых научных ...


Все новости

Время генерации: 0.388, запросов: 240