2.Структура и устройство тестомесильной машины тмм-1м

Тестомесильная машина TMM-IM. Машина (рис. 7) состоит из привода, станины, дежи с передвижной тележкой, ме­сильного рычага с лопастью и плиты-основания. Дежа приво­дится во вращение червячным редуктором, установленным на плите-основании. Передаточным устройством для месильного рычага служит другой червячный редуктор и цепная передача, которая, вместе с электродвигателем установлена в пустотелой станине.

Дежу крепят на трехколесной тележке. Корпус тележки имеет в центре расточку, в которую входит цапфа. Один конец цапфы жестко прикреплен к дну дежи, другой — под действием пружины фиксируется в гнезде приводного конуса редуктора дежи. В комплект машины входят три сменные дежи. При на­катывании и выкатывании дежи квадрат цапфы приподнимают нажатием на педаль.

Месильный рычаг разделен сферическим утолщением на два плеча: короткое прямое и длинное, изогнутое под углом 118° Плечи месильного рычага при движении описывают конусы, вершины которых находятся в точке опоры рычага. Точкой опоры, иди центром вращения, является шарнир, состоящий из вилки с цилиндрическим хвостовиком и оси. Осевые усилия, возникающие при замешивании тестя, воспринимаются вилкой и передаются станине через два шариковых упорных подшипника.

Рисунок 7 - Тестомесильная машина ТММ-1М:

а — общий вид: I — плита; 2 — кожух; 3 — педаль; 4 — тележка; 5 — дежа; 6 — щиток; 7 — несильный ры­чаг; 8—шарнир; 9 — крыш­ка; 10 — станина; 11 — рукоятка; б — кинематическая схема: I — цапфа; 2 — при­водной конус; 3 — редуктор; 4, 8. Р —цепная пере­дача; 5 — червячный редуктор; 6 — электродвигатель;

7 — маховик; 10 — кривошип

К станине машины шарнирно прикреплен каркас с ограждающими щитками, которые в момент замеса опускаются вниз и плотно обхватывают дежу для предотвращения выбрасывания продукта. Подъем и опускание оградительных щитков производятся вручную

На электродвигателе установлен специальный маховик для подъема рычага вручную.

Принцип действия: Вращение от электродвигателя пе­редастся последовательно двум червячным редукторам и цеп­ной передаче. От первого червячного редуктора через конус с квадратным гнездом движение передается деже. От второго червячного редуктора через цепкую передачу и кривошип дви­жение передастся месильному рычагу.

Продукт вращается вместе с дежой, равномерно перемеши­вается месильным рычагом и насыщается воздухом.

Таблица 1 - Техническая характеристика тестомесильной машины

Показатели	ТММ-1М
Объем дежи, л Частота вращения, мин^-1 дежи лопасти Мощность электродвигателя, кВт Габариты, мм: длина ширина высота Масса, кг	140 4 0,27 2,2 1295 840 1005 350

3.Расчет тестомесильной машины

Расчет тестомесильной машины выполняется при создании новой конструкции либо при проверке технических данных су­ществующей машины, подвергшейся реконструкции с целью со­вершенствования ее рабочего процесса.

Исходные данные для расчета:

Упек по горячему хлебу у, % 7

Длительность замеса т₃, с 150

Длительность вспомогательных операций т_в, с 250 Коэффициенты k₀ 1,3

k₂ 0,5

Частота вращения вала месильной лопасти п, с^-1 16,2

Параметры месильной лопасти (см. рисунок 7):

r₁ = 0,14 м, r₁² = 0,0196, r₁¹ = 0,0027,

r₂ = 0,03 м, r₂² = 0,0009, r₂³ = 0,00003,

а = 2, b = 0,015 м, S = 0,2 м, δ = 0,01 м,

α = 45°, cos (90 — а) = 0,69.

КПД машины η = 0,85.

Теплоемкости при

30 °С: с_т = 2500 Дж/(кг • К), при р_т = 1100 кг/м³,

с_ж = 500 Дж/(кг-К), при р_ж = 7800 кг/м³.

Коэффициент подачи теста k = 0,3.

Температура теста: t₁ = 35⁰C, t₂ = 28°С.

При создании новой машины расчет начинают с обоснования выбора единичной мощности (производительности). Затем определяют вмести­мость месильной камеры и производят расчет баланса энерго­затрат, расчет мощности, потребной для привода тестомесиль­ной машины, подбор электродвигателя и редуктора. На проч­ностных расчетах мы не будем останавливаться. Порядок их выполнения является общим для всех машин. На основании данных по расчету энергозатрат производится оценка мероприя­тий по совершенствованию рабочего процесса тестомесильной машины.

Выбор производительности тестомесильной машины осуще­ствляют из расчета обеспечения тестом разделочных линий и печей в соответствии с параметрическими рядами технологиче­ского оборудования хлебозаводов. Для хлебопекарных печей параметрическим рядом установлена следующая рабочая пло­щадь пода (в м²): 10, 16, 25, 50, 75, 100 и 125. Для обеспечения производительности указанного ряда необходимо иметь два-три типоразмера тестомесильных машин.

Производительность тестомесильной машины определяется по уравнению

П_М = П_П (100+у/)/100k_o, (1)

где П_п — производительность печи по горячему хлебу, кг/ч; у — упек, % к горячему хлебу; k₀ — коэффициент, учитывающий возможные остановки машины на регулировку и очистку; для машин непрерывного действия k₀= 1,64-1,1, для машин периодического действия k₀=1,24-1,3.

П_М = 350 (100+7)/100·1,3=487кг/ч;

Затем определяют вместимость месильной камеры (в м³).

Для тестомесильных машин непрерывного действия

V_H = П_мτ₃/(3600ρk₁), (2)

где τ₃ — длительность замеса; ρ — плот­ность теста, кг/м³; k₁ — коэффициент заполнения месильной камеры; при непрерывном замесе k₁ = 0,6-0,7.

Вместимость месильной камеры (дежи) V_п (в м³) тестоме­сильной машины периодического действия определяется по уравнению

V_П = П_м (τ₃₊ τ_в) /(3600ρk₂), (3)

где τ_в — длительность вспомогательных операций при замесе, с;

k₂ — коэф­фициент заполнения дежи периодически действующей

тестомесильной ма­шины; k₂=0,4-0,55.

V_П = 487 (150₊ 250)/(3600·1050·0,5)=0,103 м³,

Принимаем вместимость дежи тестомесильной машины V_n = 100 дм³.

Для расчета и анализа рабочего процесса составим баланс энергозатрат и оценим долю каждой из статей затрат в общем расходе энергии. Работу, расходуемую на перемешивание ком­понентов, определим по уравнению (4)

, (4)

А₁ = 2·0,015·3,14·1100·16,2²-0,69(0,0169 — 0,0009)[(1 - 0,2) 3,14²· (0,0196+ 0,0009)+ 0,4·0,2²/2] = 90 Дж.

Работу, расходуемую на привод месильных лопастей, опре­делим по уравнению (5)

, (5)

А₂ = 2/3·2·0,15·0,01·7800·3,14²·16,2²·0,0027 = 10,8 Дж/об.

Работу, расходуемую на нагрев теста и соприкасающихся с ним металлических частей машины, определим по уравнению (6)

, (6)

А₃ = (35-28)/16,2·150 (50·2300+ 16·500) = 354 Дж/об.

Работу, расходуемую на изменение структуры теста, опре_т делим из уравнения (7)

A₄=(0,05-0,1)A₁, (7)

A₄ = 9 Дж/об.

На основании полученных данных составим баланс энерго­затрат

A=A₁+A₂+A₃+A₄, (8)

А = 90+ 10,8 + 354 + 9 = 463 Дж/об.

Выразим составляющие баланса в процентах: A₁ = 19,4 %; A₂ = 2,3 %; A₃=76_?4 %; A₄=1,9 %.. Анализ затрат энергии по отдельным статьям позволяет судить о степени совершенства кон­струкции машины. В рассматриваемом случае 76,4 % всего энергопотребления составляют потери энергии на нагрев теста.

Расчет мощности, необходимой для привода тестомесильной машины, определим по уравнению (9)

N=An/η, (9)

N = 463,8 · 16,2/0,85 = 8839 Вт.

Фактически на заводской машине установлен электродвига­тель мощностью 10 кВт. Запас мощности 11,50 % необходим для преодоления повышенного сопротивления теста в начальной стадии замеса.

Как показывает анализ энергозатрат в тестомесильных ма­шинах, потери на нагрев теста повышаются при увеличении частоты вращения и геометрических размеров месильной лjпасти. Отсюда следует, что в этом отношении лучший эффект может быть получен при уменьшении до предела сечения лопа­сти, определяемого из условия прочности. Что же касается вы­бора оптимальной частоты вращения, то здесь следует учиты­вать эффективность перемешивания и необходимую интенсив­ность механического воздействия на отдельных стадиях замеса.

Расчет технических характеристик

1. Производительность тестомесильной машины периодического действия

Производительность рабочей камеры можно рассчитать по формуле:

(1)

где - производительность рабочей камеры, м³;

- плотность теста до брожения, (= 1100 кг/м³);

^- коэффициент заполнения месильной камеры (= 0,3-0,6);

- продолжительность замеса, (= 600 сек);

- продолжительность вспомогательных работ, (= 300 сек);

Тогда производительность будет равна:

Производительность тестомесильных машин периодического действия определяется по такой формуле:

кг/с,

где E — емкость дежи в м;

р — объемная масса теста в кг/м³ ;

— коэффициент использования емкости дежи; = 0,45-0,65;

t_n - время, потребное на замес теста, в мин

t_в время, потребное для совершения вспомогательных операций — отмеривания и засыпки муки, налива воды, подкатки и откатки дежей и т.д., в минутах. На основании опыта эксплуатации месильных машин распространенных конструкции можно принять следующие нормы времени замеса теста (табл.). Таблица1 - Нормы времени замеса опары, головки и тесто

Время для вспомогательных операций следует принимать 2 — 2,5 мин