3.2 Энергетический расчет
Принимаем: удельный расход энергии на перерезание продукта а=300 Дж/м[pic], давление за последним витком шнека Р[pic]=4,0[pic] Па, коэффициент трения продукта о шнек f[pic]=0,3, коэффициент использования площади подрезной решётки К[pic]=0,42, средний угол подъёма витков шнека β[pic]=12[pic], число витков m =6, усреднённое удельное давление на поверхности стыка ножей и решёток Р=2,5[pic] Па, ширина площади контакта лезвия ножа и решётки b=0.002 м.
Площадь ножевой решётки, м[pic]
[pic], где
[pic]- наружный диаметр ножевой решётки, мм
[pic]= 0,160 мм
[pic] м[pic]
[pic] м[pic]
Коэффициент использования площади:
первой ножевой решётки [pic]
второй ножевой решётки [pic]
Мощность, необходимая на разрезание продукта в режущем механизме, Вт:
[pic], где
[pic]- площадь ножевой решётки, м[pic]
[pic]- коэффициент использования подрезной решётки
[pic] - коэффициент использования площади решёток соответственно с крупным и мелким отверстиями
а- удельный расход энергии на перерезание продукта, Дж/м[pic]
[pic] Вт
Усилие затяжки режущего механизма, Па:
[pic], где[pic]
[pic]- усреднённое давление в поверхности стыка ножей и решёток, Па
[pic]- ширина площади контакта лезвия ножей и решётки, м
[pic]- наружный и внутренний радиусы вращающего ножа, м
[pic] = 2,5[pic] Па
[pic]= 0,002 м
[pic] = 0,160 м
[pic]= 0,068 м
[pic] Н
Мощность, необходимая на преодоление трения в режущем механизме, Вт:
[pic], где
[pic]- коэффициент трения скольжения ножа о решётку в присутствии измельчённого продукта
[pic] -количество плоскостей резания, шт
[pic] = 0,1
[pic] = 4 шт
[pic] Вт
Мощность, необходимую на преодоление трения шнека о продукт и на продвижение продукта от загрузочного устройства до режущего инструмента, Вт
[pic], где
[pic] - давление за последним витком шнека, Па
[pic] - число витков шнека, шт
[pic] Вт
Мощность электродвигателя, кВт:
[pic] кВт
3.3 Расчёт и конструирование шнекового формователя.
Принимаем: производительность шнекового устройства П=0,06 кг/с, максимальное давление р[pic] =150 кПа, коэффициент внутреннего трения продукта f=0,3, плотность продукта [pic],наружный диаметр шнека [pic] принимаем равным 130 мм.
Шаг витков шнека, мм
[pic] мм
Предельный диаметр вала шнека, мм
[pic], где
[pic]
[pic]
Принимаем диаметр вала шнека равным 50мм (а=2,6).
Угол подъёма винтовых линий на внешней стороне шнека и у вала:
[pic]
[pic], где
[pic]- шаг витков шнека, м
[pic]- диаметры шнека и вала шнека, м
[pic]
[pic]
Среднее значение угла подъёма винтовых линий витка шнека:
[pic]
Вспомогательные величины равны:
[pic]
[pic]
[pic]
Коэффициент отставания частиц материала в осевом направлении:
[pic]
Изгибающий момент в витке шнека по внутреннему контуру, [pic]
[pic], где
[pic]- отношение диаметров шнека и вала
[pic]
Витки шнека будут изготовлены из стали 10, для которой допускаемое напряжение при изгибе равно [pic] .
Толщина витка шнека, мм
[pic]
Принимаем δ = 6 мм
Площадь внутренней цилиндрической поверхности корпуса устройства на длине одного шага, м[pic]
[pic]
Длина развёрток винтовых линий, м
[pic]м
[pic]м
Площадь поверхности витка шнека на длине одного шага, м[pic]
[pic]
что удовлетворяет условиям работы, т. к. [pic].
Крутящий момент шнека, [pic]
[pic], где
[pic]- число рабочих шагов
[pic]
Осевое усилие, Н
[pic]