Повышение надежности режущих рабочих органов перерабатывающего оборудования АПК путем разработки ресурсосберегающих технологий при восстановлении

• Автор: Гутуев, Магомед Шайхович
• Шифр специальности: 05.20.03
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 449 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1 Обоснование выбора объекта научных исследований

1.2 Методологические основы классификации режущих рабочих органов отраслей АПК.

1.3 Современные требования к режущим рабочим органам перерабатывающего оборудования.

1.4 Анализ условий функционирования и дефектного состояния режущего инструмента.

1.4.1 Обвалочные ножи

1.4.2 Волчковые режущие системы

1.4.3 Куттерные ножи.

1.4.4 Ножи центробежных свеклорезных установок.

1.5 Ресурсосберегающий подход при технологическом совершенствовании деталей типа режущего инструмента
1.6 Направления комплексного повышения показателей надежности режущих рабочих органов.
1.6.1 Обвалочные ножи
1.6.2 Волчковые режущие системы
1.6.3 Куттерные ножи.
1.6.4 Ножи центробежных свеклорезных установок.
1.7 Обоснование структуры и программы научных исследований.
1.8 Выводы и задачи научных исследований.
2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПОВЫШЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАДЕЖНОСТИ РЕЖУЩИХ РАБОЧИХ ОРГАНОВ
ПЕРЕРАБАТЫВАЮЩЕГО ОБОРУДОВАНИЯ АПК.
2.1. Рабочая гипотеза
2.2. Теоретическое моделирование выбора
ресурсосберегающих восстановительных и упрочняющих
технологий.
2.3. Обоснование оптимальных конструктивных параметров полуфабрикатов обвалочных ножей
2.4. Обоснование схемы формообразования крестовых ножей с оптимизацией геометрии их лезвия.
2.5. Обоснование конструктивных параметров при формировании отверстий ножевых решеток.
2.6. Обоснование оптимальных параметров заготовок свеклорезных ножей.
2.8 Исследование напряженнодеформированного состояния режухих рабочих органов и элементы конструирования технологической оснастки.
2.8.1 Расчет силовых показателей при прокатке ножей обвалочных
2.8.2 Анализ напряженнодеформированного состояния крестовых ножей при восстановлении давлением
2.8.3 Определение силовых показателей при формировании отверстий ножевых решеток пробивкой
2.8.4Определение конструктивных и силовых параметров процесса резки ножей куггеров
2.8.5 Анализ напряженнодеформированного состояния
свеклорезных ножей при обработке давлением.
2.8.6.1 Оснастка для прокатки обвалочных ножей
2.8.6.2 Оснастка для восстановления крестовых ножей
2.8.6.3 Оснастка для упрочнения ножевых решеток
2.8.6.4 Оснастка для резки куттерных ножей.
2.8.6.5 Оснастки для восстановления и изготовления свеклорезных ножей
2.9 Выводы.
3 МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ РЕЖУЩИХ РАБОЧИХ ОРГАНОВ
3.1 Методика исследования процесса пластической
деформации режущих рабочих органов.
3.2 Методика исследования напряженнодеформированного состояния ножей кутгеров.
3.3 Методика исследования геометрических параметров режущих рабочих органов.
3.4 Методика сравнительных микро и макроструктурных исследований.
3.5 Методика определения и анализа физикомеханических показателей
3.5.1 Механические показатели.
3.5.2 Остаточные напряжения.
3.6 Методика проведения ускоренных испытаний режущих рабочих органов на надежность
3.6.1 Обвалочные ножи.
3.6.2 Волчковые режущие системы.
3.6.3 Ножи кулеров
3.7 Методика эксплуатационных испытаний режущих рабочих органов
3.7.1 Волчковые режущие системы.
3.7.2 Ножи кулеров
3.7.3 Ножи свеклорезных установок.
3.8 Выводы.
4. ИССЛЕДОВАНИЕ И ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ
ПРОЦЕССОВ ПОВЫШЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ РЕЖУЩИХ РАБОЧИХ ОРГАНОВ
4.1 Результаты моделирования процессов пластической деформации режущего инструмента.
4.1.1 Исследование процесса прокатки ножей обвалочных
4.1.2 Исследование процесса пластического деформирования крестовых ножей волчков
4.1.3 Исследование процесса пластического деформирования свеклорезных ножей.
4.2 Результаты моделирования напряженно
деформированного состояния ножей кутгеров.
4.3 Результаты исследования геометрических параметров режущих рабочих органов.
4.3.1 Обвалочные ножи
4.3.2 Волчковые режущие системы
4.3.3 Ножи кутгеров
4.3.4 Ножи свеклорезных установок
4.3.5 Анализ физикомеханических и структурных показателей режущих рабочих органов
4.3.6 Механические показатели
4.3.7 Физические показатели
4.3.8 Структурные составляющие.
4.4 Результаты ускоренных испытаний на надежность режущих рабочих органов.
4.4.1 Ножи обвалочные
4.4.2 Волчковые режущие системы
4.4.3 Ножи куттеров
4.5 Результаты эксплуатационных испытаний режущих рабочих органов
4.5.1 Ножи обвалочные.
4.5.2 Волчковые режущие системы
4.5.3 Ножи куттеров
4.5.4 Ножи свеклорезных установок.
4.6 Ресурсосберегающие технологические процессы изготовления, восстановления и упрочнения режущих рабочих органов
4.6.1 Технологический процесс прокатки ножей обвалочных .
4.6.2 Технологический процесс восстановления крестовых
ножей волчков.
4.6.3 Технологический процесс упрочнения ножевых решеток волчков.
4.6.4 Технологический процесс изготовления и
восстановления ножей кутгеров.
4.6.5 Технологический процесс изготовления и
восстановления свеклорезных ножей.
5. ТЕХНИКОЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ
РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ И РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ИХ ПРОМЫШЛЕННОМУ ВНЕДРЕНИЮ.
5.1 Экономическая эффективность технологии прокатки ножей обвалочных
5.2 Экономическая эффективность технологии
восстановления крестовых ножей волчков
5.3 Экономическая эффективность технологии упрочнения ножевых решеток волчков.
5.4 Экономическая эффективность технологии изготовления и восстановления ножей куттеров.
5.5 Экономическая эффективность технологии изготовления и восстановления ножей свеклорезных установок.
5.6 Результаты оптимизационных расчетов по выбору .ресурсосберегающих технологий.
5.7 Рекомендации по практическому использованию разработанных технологий.
5.8 Выводы
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Коррозионная стойкость металла может быть повышена путем проведения термической обработки закалкой с высоким отпуском, созданием шлифованной и полированной поверхности . Конструкции режущих органов должны быть доступны для очистки от остатков продукта и не разрушаться под действием моющих средств. Весьма трудно разделить силы трения и адгезии, возникающие при относительном движении режущего инструмента и разрезаемого материала, они действуют вместе с силами, вызывающими деформацию поверхностных слоев разрезаемого материала. Поэтому следует характеризовать эти сопротивления при взаимодействии режущего инструмента с разрезаемым материалом и повышать сопротивляемость ножей адгезии. С этой целью применяются антиадгезионные материалы или покрытия поверхностей режущего инструмента . Создание режущих рабочих органов перерабатывающих машин полностью отвечающих рассмотренным требованиям является крупной научной проблемой и настоящая работа имеет целью хотя бы частично ее решить. Подготовка мясного сырья в колбасном производстве включает разделку туш, обвалку, жиловку и сортировку. При обвалке отделяется мышечная, соединительная и жировая ткани от кости. Эта операция является одной из сложнейших и наиболее трудоемкой в мясной промышленности, ее производят вручную при помощи остро отточенных обвалочных ножей на стационарных или конвейерных столах. Особенности анатомического строения туши и технологические требования обуславливают при отделении мяса от кости применение ручного труда, больших физических усилий, разнообразных приемов и ножей различной формы. Основные виды ножей обвалочных представлены на рис. НМО универсальный обвалочный нож. Самым распространенным является инструмент, режущая часть которого представляет собой симметричный или несимметричный двусторонний клин рис. В режущей части инструмента различают две наклонные плоскости грани фаски и режущую кромку. С помощью режущей кромки происходит непосредственно разрушение мясной ткани путем вклинивания и разделения ее на части. При свободном резании может возникнуть опережающая трещина рис. Как правило, она появляется при резании мороженого мяса вдоль волокон и мороженого шпика вдоль пласта. Наиболее рациональные углы заточки ножей обвалочных лежат в пределах . Если угол менее , то происходит изгиб лезвия, приводящий к быстрому затуплению, повышающему сопротивление резания, и частоту заточки. При угле заточки более стойкость лезвия повышается, но увеличивается объем продукта деформируемого ножом. Увеличение угла до приводит к повышению в 1,3 раза нормального усилия резания. Принцип действия обвалочных ножей основан на скользящем резании продукта. При резании мяса под действием касательных напряжений, возникающих вследствие воздействия рабочей грани лезвия, происходит деформирование частей продукта вдоль рабочей грани ножа. При этом отрезаемый слой плавно отгибается рабочей гранью ножа. Поверхности срезанных слоев получаются ровными и гладкими. При скользящем резании ножом в результате его движения перпендикулярно режущей кромке происходит проникновение его в толщу продукта, а при движении ножа вдоль режущей кромки перепиливание мельчайшими микрозубчиками лезвия волокон продукта 2. При скользящем резании для разрезания продукта требуются меньшее уплотнение и усилие, так как перерезание продукта осуществляется отдельными микрозубчиками, причем их суммарная длина, одновременно участвующая в разрезании продукта, всегда меньше длины режущей кромки лезвия. Происходит это потому, что при скользящем резании продукт подвержен меньшему силовому воздействию со стороны режущего инструмента . Для характеристики силового воздействия на режущий рабочий орган в процессе эксплуатации аналитически определяются результирующие усилия, приложенные к инструменту. При скользящем резании продукта на нож обвалочный действуют следующая система сил рис. Т2 сила трения между режущей кромкой ножа и продуктом, возникающая вследствие движения ножа относительно продукта, Н. Сопротивление перерезанию волокон продукта Р1у направленное перпендикулярно режущей кромке лезвия в сторону обратную движению определяется из уравнения
Р1 2 Р2 эта 2 7 соэа Т
1. Рис.