Обоснование конструктивных параметров и режимов работы измельчителя яблок

• Автор: Лебедь, Никита Игоревич
• Шифр специальности: 05.20.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Волгоград
• Количество страниц: 192 с. : ил.

Содержание
Введение

Г лава 1 Анализ технических средств для измельчения и переработки плодов яблок

1.1 Значение плодовых культур в аграрном комплексе южных регионов России

1.2 Требования к качеству плодов

1.3 Процесс измельчения материалов

1.4 Классификация машин для измельчения резанием

1.5 Анализ существующих машин для измельчения плодов

1.6 Конструкционные особенности и рабочий процесс работающих аналогов 18 1.7. Анализ конструктивных решений измельчителей плодоовощного сырья

в современном патентоведении

1.8 Виды нарезки плодов

1.9 Поточно-технологической линия производства сушеных яблочных чипсов и яблочного порошка
1.10 Цели и задачи исследования 30 Глава 2 Теоретическое исследование процесса резания плодов яблок на
ломтики зигзагообразным режущим аппаратом
2.1 Предлагаемая конструкция ломтикового измельчителя плодоовощного
сырья
2.2 Испытательный стенд для измерения составляющих сил резания плодоовощной продукции
2.3 Реологические свойства яблок при различных способах их обработки 3
2.4 Классификация механического резания
2.5 Общий случай резания ножом с продольной режущей кромкой
2.6 Кинематическая трансформация угла заточки лезвия и кромки лезвия ножа при скользящем резании
2.6.1 Кинематическая трансформация остроты лезвия ножа
2.6.2 Кинематическая трансформация угла резания

2.7 Особенности влияния скорости на процесс резания плодов яблок на ломтики
2.8 Оценка параметров силового взаимодействия плоского ножа зигзагоооб-разного режущего аппарата с перерезаемым материалом
2.9 Определение критической силы резания, работы резания, коэффициента полезной работы лезвия и удельного давления на лезвие
Выводы по главе
Г лава 3 Методика экспериментальных исследований
3.1 Программа исследований
3.2 Условия и объекты проведения исследования
3.3 Приборы и оборудование, применяемые при проведении экспериментальных исследований
3.4 Методика изучения структуры плода яблока, определения толщины границ областей, образующих его разнородную структуру
3.5 Определение основных физико-механических свойств плода
3.5.1 Размерно-массовые показатели плодов
3.5.2 Определение плотности структуры (мякоти) плода
3.5.3 Определение коэффициентов трения скольжения покоя
3.5.4 Определение коэффициента трения скольжения движения
3.6. Определение силовых (прочностных) показателей плодов яблок
3.6.1 Определение усилия резания при различных вариантах расположения ножей
3.6.2 Определение модулей упругости мякоти плодов яблок
3.7 Особенности проведения поисковых опытов по разработке ломтикового измельчителя
3.8 Методика проведения многофакторного эксперимента
3.9 Планирование факторного эксперимента
3.10 Определение зависимости усилия резания от количества ножей, контактирующих с плодом
3.11 Измерение остроты лезвия методом использования отпечатков

3.12 Определение потери сока при резании на различных вариантах расположения ножей
3.13 Определение расчетной производительности ломтикового измельчителя (по сырью и готовой продукции)
Глава 4 Результаты экспериментальных исследований
4.1 Изучение структуры плода яблока, определение толщины границ областей, образующих его разнородную структуру
4.2 Определение основных физико-механических свойств плода
4.2.1 Размерно-массовые показатели плодов
4.2.2 Определение плотности мякоти плода
4.2.3 Определение коэффициентов трения скольжения покоя
4.2.4 Определение коэффициента трения скольжения движения мякоти плодов яблок по различным материалам
4.3 Определение усилия резания плода при различных вариантах расположения ножей
4.4 Определение модулей упругости структуры (мякоти) плодов яблок
4.5. Оптимизация режимов и параметров ломтикового измельчителя яблок
4.6. Определение зависимости усилия резания от количества ножей, контактирующих с плодом
4.7 Измерение остроты лезвия методом использования отпечатков
4.8 Определение потери сока при резании на различных вариантах расположения ножей
4.9 Энергетический расчет измельчителя
Выводы по главе
Глава 5.Технико-экономические показатели эффективности применения
ломтикового измельчителя плодов яблок
5.1 Затраты на изготовление измельчителя
5.2 Технико-экономические показатели применения ломтикового измельчителя

дачи крутящего момента приводным валом 7 от мотора-редуктора 6 на кривошип 8, через шатун 10 ножевая стенка 12 перемещается внутри корпуса 2 навстречу противорежущему подпору 13. Плодоовощной материал проникает сквозь ножевую стенку, измельчаясь на ломтики необходимой толщины, удаляется через выгрузное окно 5. При этом выступы противорежущего подпора 13 входят во впадины ножевой стенки 12, что приводит к полному измельчению всего материала, находящегося в камере измельчения 3 и повышению производительности. Из-за того, что ножи 11 установлены под углом резания материала со скольжением, энергозатраты резко сокращаются.
Применение кривошипно-шатунного механизма и мотора-редуктора в качестве привода рабочего органа измельчителя обеспечивает высокую скорость и производительность резания.
С целью снижения энергоемкости этой технологической операции нами разработан режущий аппарат, выполненный в форме треугольника с горизонтально и зигзагообразно закрепленными ножами со сдвигом по вертикали относительно друг друга (рис. 2.1 в), что позволило исключить разрушение структуры обрабатываемого плода, приводящее к повышенному соковыделению рабочего процесса [8, 58].
2.2 Испытательный стенд для измерения составляющих сил резания плодоовощной продукции
Разработанное нами устройство (патент РФ №127986) для измерения силы резания рабочими органами измельчителей плодоовощной продукции изображено на рисунке 2.2 [65, 91].