Разработка маслоизготовительной машины непрерывного действия А1-ОМИ-1

Дипломный проект

СОДЕРЖАНИЕ

Введение..........................................................................................5
1 Технология производства сливочного масла.................7
1.1 Свойства перерабатываемого сырья...................7
1.2 Машинно-аппаратурная схема производства сливочного масла..............13
1.3 Описание технологического процесса, стадии производства....17
1.4 Основные показатели качества продукции (показатели качества, методы контроля качества, условия хранения)......................................................23
2  Анализ современных машин и аппаратов для производства сливочного масла и техническое обоснование темы проекта....................................................27
2.1 Назначение и классификация оборудования для производства сливочного масла.......................................27
2.2 Условия производства, свойства сырья и их влияние на применяемые для изготовления машин материалы и их конструкцию.....................................30
2.3 Современные конструкции рассматриваемого оборудования, сравнительный анализ аналогов......35
2.4 Техническое обоснование темы проекта и задачи проектирования.........47
3 Описание маслоизготовительной машины.............48
3.1 Назначение и область применения...................48
3.2 Описание конструкции и принцип действия.............49
3.3 Техническая характеристика проектируемой маслоизготовительной машины....................51
4 Расчеты, подтверждающие работоспособность конструкции.......................52
4.1 Технологические расчеты (расчет производительности).......52
4.2 Кинематические расчеты................55
4.3 Энергетические расчеты.................59
4.4 Силовые и прочностные расчеты указанных элементов конструкции......72
5 Монтаж, эксплуатация и ремонт оборудования....77
5.1 Монтаж оборудования...................77
5.2 Эксплуатация, техническое обслуживание и ремонт оборудования.......80
5.3 Описание планировки участка.....................82
6 Автоматизация процесса.......................84
6.1 Функциональная схема автоматизации.............84
6.2 Описание принципиальных схем блокировки и используемых датчиков машины............................92
7 Разработка технологического процесса изготовления детали «вал»...............104
7.1 Назначение, конструкция, материал детали.....104
7.2 Выбор метода получения заготовки............105
7.3 Разработка маршрута обработки................107
7.4 Разработка технологических операций.................109
8 Охрана труда и окружающей среды..................113
9 Технико-экономическое обоснование проекта............121
9.1 Расчёт производственных и эксплутационных показателей..................121
9.2 Расчёт технико-экономических показателей....132
Заключение...........................135
Список используемых источников..........................136
Приложения.......................................139







3 ОПИСАНИЕ МАСЛОИЗГОТОВИТЕЛЬНОЙ МАШИНЫ

3.1 Назначение и область применения

Маслоизготовители предназначены для получения масла методом сбивания сливок нормальной жирности (30...40%), а маслообразователи – для получения масла из высокожирных сливок (до 80...82%).
В маслоизготовителях осуществляются сбивание сливок и обработка масляного зерна для придания ему однородности и соответствующей структуры. Одновременно с созданием структуры регулируются и состав масла (по массовой доле воды в масле). Таким образом, при сбивании сливок масло образуется в результате механического воздействия на сливки нормальной жирности.
В маслообразователе регулирования состава масла не приводится. В него поступают сливки в полном соответствии с составом компонентов в масле. В маслообразователях осуществляется изменение структуры высокожирных сливок. Для этого высокожирные сливки интенсивно охлаждаются в первый период и подвергаются механическому воздействию при одновременном, более глубоком охлаждении во второй. Таким образом, масло образуется в результате механического и теплового воздействия на высокожирные сливки.
В настоящее время используются маслоизготовители непрерывного и периодического действия.
Маслоизготовителъ входит в линию для производства масла методом непрерывного сбивания.
В маслоизготовителях непрерывного действия образование масляного зерна и пласта осуществляется в потоке.
Он состоит из собственно маслоизготовителя, в котором происходят непрерывное сбивание сливок, отделение и обработка масляного зерна и удаление пахты; уравнительного бака с поплавковым регулятором уровня, соединенного с винтовым насосом-дозатором для подачи сливок в маслоизготовитель; бака с насосом для сбора и транспортирования пахты; аппарата для дозирования воды (пахты) в масло при его нормализации по содержанию влаги; вакуум-насоса для удаления воздуха из масла, центробежного насоса для подачи ледяной воды ленточного конвейера или V-образной трубопроводной насадки Для масла; тележки, щита управления и трубопроводов.











3.2 Описание конструкции и принцип действия

Маслоизготовитель состоит из станины, привода сбивателя, сбивателя, привода текстуратора, шнекового текстуратора и пульта управления. Станина сварной конструкции выполнена из швеллеров и снаружи обшита листами из нержавеющей стали. Внутри размещены приводы сбивателя и текстуратора.
Привод сбивателя осуществляется от асинхронного электродвигателя с подключённым к нему частотным преобразователем. На шкивы установлен широкий многоручьевой ремень. Частотный преобразователь позволяет плавно изменять частоту вращения мешалки сбивателя. Сбиватель — один из основных рабочих органов маслоизготовителя. Он состоит из корпуса, цилиндра и мешалки. Корпус выполнен литым и крепится к станине болтами. В нем установлен съемный цилиндр с наружной рубашкой охлаждения и патрубком для подачи сливок тангенциально поверхности цилиндра. Внутри корпуса цилиндра проходит вал на котором крепится мешалка с четырьмя регулируемыми билами. Вал вращается в подшипниках. В корпусах подшипников имеются патрубки для входа и выхода охлаждающей воды.




Рисунок 3.1 – Маслоизготовитель непрерывного действия

Привод текстуратора осуществляется от асинхронного электродвигателя с подключённым к нему частотным преобразователем, клиноременную передачу
и раздаточную коробку.
Текстуратор состоит из трех последовательно расположенных камер, внутри которых в противоположных направлениях вращаются два шнека.
Подготовленные к сбиванию сливки через уравнительный бак насосом-дозатором подаются в сбиватель маслоизготовителя. Попадая вначале тангенциально на распределительный вращающийся конус лопастной мешалки, сливки приобретают некоторое ускорение и на рабочий орган мешалки поступают со скоростью, примерно равной частоте его вращения. Это интенсифицирует процесс образования масляного зерна без резкого механического воздействия на сливки и дробления их жировых шариков. Далее образовавшееся масляное зерно с пахтой поступает в бункер первой камеры шнекового текстуратора, где подвергается промывке и механической обработке шнеками. При этом сливки, а затем и масляное зерно охлаждаются, так как специальный центробежный насос высокого давления подает ледяную воду по трубопроводам в водяную рубашку текстуратора, наружный цилиндр сбивателя и корпус вала сбивателя. Каждый из перечисленных трубопроводов имеет запорный соленоидный вентиль, что в зависимости от условий работы маслоизготовителя позволяет отключить воду от того или иного узла. Охлаждающая жидкость является оборотной и после использования идет на повторное охлаждение [10].
Для регулирования содержания влаги в масле маслоизготовитель снабжен специальным аппаратом для дозирования пахты или воды, который подсоединяется двумя гибкими шлангами к инъекционному блоку. Последний расположен после третьей камеры шнекового текстуратора. Производительность маслоизготовителя 2000кг/ч. мощность привода 2,2 кВт.


Рисунок 1.6 – Устройство маслообразователя А1-ОМИ

1-привод сбивателя; 2-сбиватель; 3-привод текстуратора; 4-текстуратор шнековый; 5-опора; 6-станина; 7-электродвигатель; 8- редуктор; 9-патрубки;
10 – головка текстуратора; 11 -вакуумметр




Узлы и приборы, а также насос для воды, вакуумный насос и насос-дозатор размещены внутри станины. Насос для сливок монтируется отдельно от маслоизготовителя. Амперметр, счетчик оборотов мешалки и шнеков, вакуумметр водяной, манометр, термометр и другие приборы выносятся на пульт управления.
Привод сбивателя осуществляется от электродвигателя через широкие многоручьевые ремни. Он позволяет плавно изменять скорость вращения мешалки в сбивающем устройстве с помощью частотного преобразователя.
Пахта вместе с промывочной водой удаляется из камеры через сифон в бак и далее насосом подается на сепарирование для дальнейшего использования. Во второй камере происходят окончательная промывка масляного зерна и его дальнейшая обработка. В третьей — вакуум-насосом создается разрежение для удаления из пласта масла воздуха.


3.3 Техническая характеристика проектируемой маслоизготовительной машины

Выполняется разработка маслоизготовительной машины непрерывного действия.
Режим работы – 2 смены, производительность машины- 2000 кг/ч
Техническая характеристика маслоизготовителя
Производительность, кг/ч.......2000
Температура, °С:
сбивания сливок........9... 14
масла на выходе........12. ..15
Содержание жира в пахте, %.............0,7
Содержание воздуха в масле, %.....до 3,5
Вакуум в камере обработки, МПа.....0,066
Расход воды для промывки масла, м3/ч . . . 1,5 Расход воды для охлаждения, м3/ч .3,5
Частота вращения, сбивателя........550-2500 об/мин
шнеков текстуратора 20-75 об/мин
Установленная мощность электродвигателей сбивателя, кВт.....2,2
Масса, кг............ 2468
Для окончательной механической обработки масло продавливается через решетки, находящиеся на выходах второй и третьей камер. Между решетками установлены ножи, которые дополнительно воздействуют на масло и улучшают его структуру. Готовый пласт масла выходит из маслоизготовителя через насадку, поступает на конвейер или тележку и далее на упаковку.
Сливки из емкости через уравнительный бак насосом-дозатором подаются в цилиндр для сбивания. Перед входом в цилиндр они попадают на распределительный конус с направляющими. Поток сливок стекает к лопастям мешалки тангенциально. Сливки постепенно приобретают скорость вращения, равную скорости вращения лопастей мешалки, что предотвращает дробление жировых шариков и интенсифицирует сбивание.
Масляное зерно с пахтой поступает в бункер первой камеры текстуратора для промывки при одновременной обработке сбитой шнеками массы. Пахта вместе с промывочной водой удаляется через сифон в бак для пахты.
Отделение от пахты масляного зерна, а также образование пласта масла происходят в первой камере. Во второй камере завершается промывка и осуществляется дальнейшая обработка пласта масла. При этом промывочная вода удаляется через сифон. В третьей камере масло подвергается вакуумированию в целях удаления из него воздуха. Обработка завершается продавливанием пласта масла через решетки, между которыми установлены ножи для его разрезания.