автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.14, диссертация на тему:Повышение эффективности работы машин для разделки сырых макаронных изделий при кассетном способе производства

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ, ВЫСШЕЙ ШКОЛЫ И ТЕХШ'ЕЗСКОЙ ПОЛИТИКИ . РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

г МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ

ТЕШОЛОП1ЧЕСКИП инститзт гошбой шшаатавюсти

На правах рукописи

УГОНОВ Насняло' Файзяллоевич

уда: 664.692.5/7.05 (043.3)

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКтаШОСТИ РАБОТЫ МАЕМ Ш РАЗДЕЛКИ СЫРЫХ МАКАРШИХ ИЗДЕЛИЙ ПРИ КАССЕТНОМ СПОСОБЕ ПРОИЗВОДСТВА

Специальность 05.02.14 - Маялнн и агрегат пгщеьоЗ

промыплвйнозтя

АВТОРЕФЕРАТ диссертации па ооаоканио ученой .огопеки кандидата технических наук

Москва - 1992

Работа выполнена на кафедре "Технологичеиюе оборудование пищевых предприятий" Московского ордена Трудового Красного Знамена технологического института пищевой промышленности.

Научный руководитель - кандидат технических наук,доцент

В.М.Хромеенков Официальные оппоненты: доктор техшчеоких наук,

профессор Ю.А.Мачихин,

кандидат технических наук, доцент Ю.А.Калошин

Ведущая организация - макаронная фабрика № 2 г,Москвы.

. <Г , -Зс

Защита соотоится 1992 года в г<> часов

на заседании специализированного Совета К 063.51.07 Московского

ордена Трудового ¡фасного Знамени технологического инотитута

пищевой цромыпшеннооти по адресу: 125080, г,Москва, А-80,

Волоколамокое шоссо, II.

С даосертацией ыэжно ознакомиться в библиотеке института. 'Автореферат разослан "З*/* огм-Я^Я- 1992 года.

Ученый секретарь специализированного Совета кандидат технических наук;

доцент И.М.САВИНА

рг^г Ж* КАЯ

■-■-¡¡ПАЯ -/»Ли I £;КА

.- 3 -

ОЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы.

Развитие перерабатывающих отраслей агропромышленного комплекса относится к приоритетны;-! направлениям структурной перестройки народного хозяйства. Как известно, одним из основных препятствий на пути увеличения производства высококачественных макаронных изделий является низкий уровень технической базы отрасли.

Кассетный способ производства макаронных изделий ввиду компактности и простоты оборудования получил большое распространение. В настоящее время этим способом вырабатывается до 9С$ всего объема выпуска длиннотрубчатых изделий. Опыт промышленности показывает, что разделка отформованного полуфабриката вызывает серьезные трудности, т.к. серийно выпускаемые прессы не комплектуются машпаш для резки и укладки сырых изделий. Существующие единичные образцы машин не обеспечивают необходимого качества среза, отличаются случайным выбором вида режущего инструмента и режимов резаная.

Цель работы. Целью диссертационной работы является повышение эффективности разделки сырых макаронных изделий при кассетном способе производства за дчет разработки машины с оптимальными режимами резания и геометрическими параметрами режущего 1ШС1румента.

Научная новизна

- экспериментально определены структурно-механические характеристики слоя отформованных макаронных изделий как объекта резания;

- показана возможность объективной а надежной характеристики качественных показателей разделки сырых макаронных изделий с помощью коэффициентов, учитывающих отклонение формы сечения .макаронной трубка от окружности и прогиб ее продольной оси;

- получены аналитические выражения для определения усиль! резания слоя макаронных изделий и рекуцей способности но же Л я

зависимости от кинематических и геометрических факторов;

- установлены оптимальные режимы резания и геометрия нокей для разделки длшшотрубчатых изделий с учетом ограничений по условиям резонанса и устойчивости;

- разработана инженерная методика расчета машин для разделки оырых макаронных изделий.

Практическая ценность.

Показаны возможности качественной разделки макаронных изделий при их выработке кассетным способом. Результаты исследований использованы цри разработке опытного образца разделочной машины для прессов Ш-Ш и совершенствований устройств для резки коротких изделий на Московкой макаронной фабрике К 2, Борисовской макаронной фабрике и Бухарском хлебокомбинате. Годовой экономический эффект составляет около 84,5'тыс. рублей. Результаты исследований представляют интерес для всех пищевых предприятий, вырабатывающих макаронные изделия.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы доложены на УШ конференции молодых ученых МТИПП в г,Москве в 1991 г.; на научно-технической конференции "Совершенствование технологических процессов производства новых видов пищевых продуктов и добавок" в г.Киеве в 1991 г.; на расширенном заседании кафедры ТОПП МТИПП.

Публикации. По теме дисоертации опубликовано 6 статей в отраслевых журналах и сборниках, получено положительное решение на выдачу патента.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, общих выводов, списка использованной литера-туры и приложений. Работа изложена на 202 страницах машинописного текста,содержит 38 рисунков и 20 таблиц. Описок использованной литературы включает 156 наименований работ отечественных а зару-

бегшых авторов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обооновани практическая значимость и актуальность работы.

В первой главе на базе операторной модели кратко рассмотрены системы машин и технологий для выработка макаронных изделий, дан обзор конструкций машин для разделки отформованных длгагаотрубча-тых полуфабрикатов, выполнен анализ результатов научно-исследовательских работ в области резания лицевых материалов.

Применяемые в промышленности машины для разделки снрых макаронных изделий отличаются существенной массой, эначатзлышмд габаритами, разнообразии,) видом ренуцих инструментов. кассетного способа производства используется едшичныз (нз серкйше) образцы, регзаш резания и геометрия инструмента которых далеки от оптимальных значений. Пра стабильных хяршстаристзках полуфабриката и • равномерной обдувке напрессовываемых прядей технологическая надежно сть рг,боты разделочного оборудова'ыл определяется прендз везго работой кехаяизя резания. Ошгг работы промышленности свидетельствует об определенных преимуществах иаиин о пластянчатыма новамп, работающими в реаиме скользящего резания. Весьма юзеткие характеристики рабочего цикла ( 20-30 о) вызывают необходимость использования высоких значений скорости подача, что мояет являться причиной сникения качественных показателей разделки.

Суцествошшй вклад в изучение проблемы резания лезвием различных пищевых материалов внесли работы А,И,Полсева, Ю.А.Мглихи-на, Н.В.Морозова, Т.В.Чичиковой, И.Н.Клименко, З.Г.Проселкова, С.Г.Юркова, М.В.Калачега, В.И.Карпова, А.А. Сурикова, О.П.Рензя-ева, В.М.Боркуиова н других ученых.

Анализ литературных данных показывает, что решалцее значение обэспеченяя качественных показателей работы мшгга дач резания

полуфабрикатов макаронного производства шлэет определение ц реализация в разрабатываемых конструкциях оптимальных геометрических и кинематических характеристик рабочих органов (скоростей резания и подача, угла заточки и толщины ног.а, ширины лезвия, высотных и шаговых параметров микрозу1цов и др.). Эти характеристики предопределяют основные эксплуатационные свойства рабочих органов (режущую способность, устойчивость и стойкость) и при правильном выборе обеспечивают технологическую надежность резальных машин.

Исходя из этого, были сформулированы следующие задачи работы:

- разработка теоретических предпосылок к исследованию рабочих органов машин для резания отформованного макаронного полуфабриката;

- исследование структурно-механических свойств сырых длинно-трубчатых макаронных.изделий как объекта резания;

- изучение влияния режимов резания и геометрии нокей на энергетические и качественные показатели работы разделочных машин;

- анализ показателей жесткости и устойчивости пластинчатых ножей;

- проверка разработанных рекомендаций в производственных условиях.•

Во второй главе приведены результаты исследований структурно-механических свойств отформованных макаронных изделий как объекта резания.

Пучок сырых макаронных трубок является весыла специфическим и сложны:.! объектом изучения, т.к. его деформационные, факционные и прочностные свойства одновременно зависят от комплекса свойств исходного материала - макаронного теста, а также особенностей геометрической Сюрмн трубок, параметров их укладки и поведения каждой трубки в пучке.

В то время как реологические свойства макаронного теста

довольно подробно изучены в работах Ю.А.Мачихина, Н.П.Назарова и других исследователей, деформационные и прочностные характеристики отформованных изделий и особенности их поведения в пучке в настоящее время неизвестны. Указанные свойства изучались в решло постоянной скорости деформирования II« С&1б£ и постоянного напрякэ-ния Засопи.

Подготовка образцов проводилась на лабораторном прессе кафедры "Технология хлебопекарного, макаронного и кондитерского производства" ГЛТИПП. Замес теста осуществлялся из макаронной (крупка) и хлебопекарной »луки. Влажность теста - 29~30р. Температура -298°К. Подготовленные макаронные трубки диаметром 5,0 ил и длиной 110 им помещали в специальную кассету размером 110x60x40 мм. При обычной укладке в кассете помещалось 96 трубок.

Проведенные эксперименты показали (рис. I), что в качестве рабочего диапазона напряжений и деформаций мокко принять 1-ый участок типовой диаграммы сжимаемости ( в), когда запас устойчивости трубчатых элементов слоя обеспечивает минимальное отклонение коэффициента К^ (см. гл.4) от оптимальных значений. Так, например, для саатия макаронных трубок влатаосгш М = 2% до значения £ = 20$ средневзвешенная величина К^ = 0,96.

Образование слипшихся трубок в слое соответствовало деформации 30-355? при IV = 30-31$ и 5 28 40$ - при IV = 28-29^. Более длительная обдувка сдвигала указанные характеристики в сторону больших значений деформации.

Выравнивание экспериментальных кривых предварительной Окатил (1-го учаотка) показало, что наиболее точным эмпирическим уравнением является выражение вида:

А (I )

где А и С - опытные коэффициенты (табл. I),

б ЛО3. Па '

6,0 5,0 4,0 3,С 2,0 1.0

о

5

4 у/

3

2 // Ш

I

II

уг I

20

40

СО 80 £,

1,0

о

,96 0,85 0,78 0,37 ^

Рис.1, йшрамыа сжимаемости сырух макаронных изделий (трубок) при И*3 ССЛС{.

а) состояние трубок одного слоя;

б) характер зависимости &

I- и =0,011 ы/ с; 2-1/ =0,018 м/с; 3 - !/ = 0,020 м/с; 4 -V-0,02о м/с; 5 - У =0,030 м/с.

Таблица I

Й/=30$; ¿='10, с

Параметры Скорость деформирования,# х10у, м/с

1,1 1,8 2,0 2,6 3,0

А 0,9 2,1 2,8 3,9 4,7

С 10,2 9,2 8,6 8,1 7,4

Исследование кривых кинетики деформации слоя сырых макаронных изделий проводилось на усовершенствованном пенетрометре марки АР 4/1, с закрепленным на системе погружения грузовым квадратом 30x30 мм.

В опытах использовались сырые макаронные трубки размером (/ = 5,0 мм и в - 30 мм. Подготовленные образцы помещали в специальную кассету размером 30x30x20 мм и нагружала постоянной нагрузкой.

Качественная оценка кривых кинетики деформации показывает, что интенсивность деформирования зависит от величины сжимающего ' напряжения & и влажности IV .

По полученным данным определяли основные структурно-механические характеристики сырых макаронных трубок установившийся модуль упругости Еур , пластическую вязкость /д^ и время релаксации д . Анализ численных значений указанных характеристик пб-казывает, что отформованные макаронные изделия могут быть отнесены к твердообразным телам и обладают выраженными свойствами эластичности и пластичности. 1

При изучении фрикционных и адгезионных свойсте макаронного теста на трибометре дискового типа, коэффициент трения рассчитывался в соответствии с законом Амонтона-Кулона:

Величина адгезии определялась экстраполяцией зависимости

до пересечения о осью ординат. Проведенные опыты показывают, что сила адгезии зависит от скорости сколькения и при возрастании скорости от 0,117 до 0,22 м/с существенно уменьшается. При увеличении скорости до 0,25 м/с прямолинейная экстраполяция зависимости^®1,//./!^) нарушается и сила адгезии стремится к нулю. Это показывает, что при больших скоростях скольжения продолжительность контакта уменьшается и прилипание теста снижается до минимума.

Результаты экспериментов обрабатывались на ЭВМ ЕС 1022. По критерию 5шера сравнивалась адекватность 4-х аппроксимирующих моделей. Для всех изученных зависимостей наибольшее значение & - щштерия имело уравнение регрессии квадратичного типа: У = + О^К + ОдК^;' соответствующие значения эмпирических коэффициентов представлены в таблицах 2,3.

Таблица 2 •

Зависимость коэффициентов трения от напряжения

4,53 «С 6 < 11,6 кПа.

Коэффициенты При скорости сколькения и , ы/с

0,117 0,145 0,175 0,20 0,22

а1 0,515 0,416 0,468 0,545 1,00

ч - 0,031 - 0,006 - 0,021 - 0,036 -0,163

ч ■ 0,002 - 0,0005 0,00001 0,002 0,012

Таблица а

Зависимоот ь коэффициентов трения от скорости скольжения

0,117с 1/ 0,22 к/с

Поп величине напряжения <5* • кПа

Коэа.знцпенты ' 4,53 6,37 8,11 9,85 11,6

ч 1,16 1,03 1,39 1,97 3,22'

продолжение таблицы 3

Од - 10,1 - 8,41 - 13,16 -20,37 -37,10

ч 32,3 25,61 39,85 61,05 114,4

Результаты исследований показали, что зависимость коэффициента трения от продолжительности обдувки имее'г вид падащих экспонент. В первые 5 с обдувки коэффициент трения снижается в 2 раза, а затем после 10 с обдувки величина / характеризует трение подсушенной поверхности теста, образовавшейся за счет обдувки.

Прочностные свойства пучка макаронных трубок изучались на установке, разработанной на базе маятникового копра, и характеризовались величиной удельной работы резания О^ /"Дж/м^ .

Экспериментальные данные позволяют оделать вывод о том, что при большей влажности полуфабриката значительная часть энергии при рубящем резании расходуется на деформирование слоя трубок, а, возрастание угла установки ноьа (или коэффициента скольаеаия) увеличивает затраты на трение. При уменьшении влакности VI теста и увеличении толщина (Р ножа' удельная работа резания увеличивается.

Оптимальный угол заточки режущей кроши ножа у? с точки зрения минимальных энергетических затрат для резания сырнх макаронных изделий легат в пределах = 15-20°.

Изучение прочностных свойств слоя сырых макаронных изделий, проведенное в условиях специфического нагружения, характерного для их разделки, позволяет ограничить набор варьируемих геометрических факторов (угол заточки ножа, ширина полотна и др.). При этом необходимо ориентироваться на те значения факторов, которым соответствует минимальная величина Оя.

В третьей главе рассмотрены теоретические предпосылки к анализу взаимодэйствия рабочих органов разделочных машн с разрезаемым материалом. При известном мятерпате, подлегшей обработке,

и первоначально выбранных условиях к режиме резания, только последующая силовая картина, возникающая на рабочих плоскостях режущего инструмента, определяет в конечном счете количественные и качественные показатели работы резального оборудования.

При внедрении нош; в разрезаемый материал выделены следующие стадии: предварительное деформирование, образование новой поверхности, трение материала по рабочим поверхностям нона. На стадии предварительного скатил полуфабриката рассмотрены две Сазы:.

1) материал взаимодействует только с рекущей кромкой,

2) материал взаимодействует с кромкой и фаской нока.

Учитывая, что зависимость между напряжениями и деформациями .

на начальном участке описывается выражением (I), для усилия сжатия получаем:

Усилие, так называемого "чистого" резашш, производящего собственно- образование новой поверхности зависит от нацряжений действующих на контактной поверхности лезвия:

Учет динамических условий соударения нока и слоя трубок приводит

А£

(4)

к следующей формуле для величины Рд :

[оследняя составляющая полной силы резания представляет

собой силу трения материала по поверхности ножа. Учитывая выраженные адгезионные свойства полуфабриката, величину этой составляющей,можно считать пропорциональной площади поверхности контакта:

(6) .

где Т - напряжения трения; ^ - номинальная площадь поверхности контакта.

Таким образом полная сила резания равна:

+ РсэЬ+ • (7)

Приняв для упрощения расчетов б^в^р и используя приведенные выше выражения, можно получить для вычисления полной силы уравнение:

*.д. ?■ и0'5 Кв

Я^ЧЬ+Кг)*7* " (в)

Анализ этой формулы показывает, что из большого количества факторов, влияющих на величину полного усилия резания, весьма весомо действие параметров микрогеометрии лезвия ( О , ), показателей деформационных, фрикционных и прочностных характеристик объекта • резания (6ф ,А , С ,<РТ, Т ), ?еометрических показателей режущего инструмента'(£ , $ ) и отформованного полуфабриката (/У ).

При проектировании режущего инструмента и выборе режимов резания целесообразно стремиться к уменьшению полного усилия резания и, в частности, его составляющих, связанных с предварительным деформированием слоя макаронных трубок и трением нога по разрезаемому материалу. Величина составляющей, связанной с образованием новой поверхности, определяется режущей способностью лезвия и зависит от параметров микрогеометрии лезвия, скорости резая;:я я

других йакторов.

Анализ контактного взаимодействия единичного микрозубца и разрезаемого материала показывает, что такие характеристики лезвия как радиус затупления, продольный шаг микрозубцов, их высота и некоторые другие предопределяют при заданных кинематических . условиях резания характер разрушения материала. При этом возможно образование новой поверхности или за счет однократного воздействия микрозубца (шкрорезание) или за счет многократного передеформирования дорокки трения в условиях упруго-пластического контакта,приводящего к образованию отходов, крошки и снижению качества поверхности среза.

Режущая способность ножей оцределялаоь как отношение глубины проникновения пока к пути резания при (фиксированной величине усилия подачи ^¡рСОМЬ. Моделируя микрорельеф лезвия системой конусов со сферическими вершинами и учитывая их рабочую высоту, .зависящую от коэффициента скольжения .продольного шага и угла при вершине микрозубцов, можно получить аналитическое выражение для режущей способности лезвий для различных этапов работы режущего инструмента.

Так,-например, для этапа приработки при больших значениях коэффициента скольжения в работе получена формула:

Расчета показывают, что значительное изменение реющей способности характерно для перехода от этапа приработки к нормальной работе. Пр'еиьгуществами полученных соотношении дош рекущей способности, ножей являются: учет многообразных характеристик шкрогеомет-рии лезвия; отражение трех основных периодов работы рекущего инстру-мента;возмошость экспериментального определения при резании в режиме $2 = COПSt.

Полученные аналитические выражения позволили провести оптш,газацию параметров микрогеометрии лезвий по условию 3-— /т>аХ. С этой целью на языке " Ти1$0 Зо5сС " была разработана программа оптимизации, основанная на использовании метода координатного спуска (подъема).

Реализация программы на ЭВМ ТОЛ РС/ЛТ 286 показала, что для периода нормальной работы ноже;' при относительном заглубления микрозубцов £ = 0,3 оптимальные параметры равны: коэффициент сколькен'ия Кц = 14,4; величина коэффициентов кривой опорной поверхности = I, контурный угол ^ = 45°, радиус заострения лезвия^ = 16,3 мкм; шаг зубцов продольного и поперечного микропрофиля соответственно равны = 500 мкм; = 32 мкм.

В четвертой глазе приведены результаты экспериментальных исследований работы машин для разделки сырых !лакаронных изделий, проводившиеся в лабораторных и производственных условиях.

Учитывая типичные виды брака три разделке сырых макаронных тзделий, кроме фиксации величины усилий резания, качество процесса сарактеризовали следующими показателя;,и:

К- - ^/Г71п

¿„ах ' (1о:'

У У

КЕ а ~Т~ 7 си

где К]- - коэффициент, учитывающий отклонения (Тюрмы сечения трубки от окружности; Кд - коэффициент, учитывающий отклонение форш трубки от прямолинейности по ее длине (прогиб трубки).

На основе анализа характера дефектов нарезанных изделий, имеющих место в реальном процессе разделки, вероятности возникновения дефектов каидого вида и степени влияния вида дефекта на качество ' изделии, при помощи экспертного и статистического методов были определены коэффициенты весомости единичных показателей К^ и Кд..

Опыты проводились в производственных условиях макаронной фабрик:: г.Гвардейска (Калининградская обл.) на линии, оснащенной прессом ЛШ1-2Л с разделочным устройством и сушильной установкой ЛС-2А. Исследования в производственных условиях, показали, что качество разделки сырых макаронных изделий достаточно надежно характеризуется коэффициентами и Кд, а такие обобщенным показателем точности формы К . При выборе оптимальных параметров разделки в лабораторных условиях целесообразно использовать только коэффициент К^. В то ко время установлено, что в производстве работа разделочной машины отличается недостаточной точностью и стабильностью. Величина обобщенного показателя качества К составляет около 0,5, что свидетельствует о необходимости совершенствования параметров райделки.

В лабораторных исследованиях регулировались скорости подачи, величина перемещения ножа (амплитуда), количество ходов в единицу времени (частота), геометрические характеристики нокей. Контроль параметров микрогеометрии лезвий осуществлялся на комплексе РЕМ-микро ЭВМ.

Из рис. ?. видно, что для увеличения частота 2П и амплитуды $ характерен больший темп падения нормальной составлявшей ^ и возрастание касательной составляющей ^ полного усилил резания. Уменьшение влажности теста приводит к возрастанию удельных усилий.

1.2 "8,0.

G,0

4,0

2.0

1 1' 2' // •

/'

W \ fff

Г" 1

fi,&3 20,0

R ■ xio-2

зз.з 2n {x/cj

6,0

4,0

А'

/

■ U / i г я №

м -o

4,0 12,0 20,0 28,0 36,0 5 fm]

Pac. 2. Елияиие кинематических режимов на вощину усилий резания: а)

I _ i. _ У* 3$; 2 - 2» - ^ * 312; 3-3' - И/ = 305?; 4-4'- W = 2$.

Аналогичный результат получен и в случае увеличения продолтсгтель-нооти обдувки. Причина этого несомненно связана о увеличением жесткости сырых трубок.

Для полуфабриката различной влажности точки пересечения кривых лежат на различных уровнях 5/7 и Я . Так, например, цри изменении ¿Л и постоянных параметрах В = 20 мм, = 0,020 и/о минимальные усилия сдвигаются в оторону больших &П , а также при изменении В (рио. 26) минимальные усилия одвигаются в сторону больших величин 3 ,

В результате проведенных вкопериментов установлено, что зависимость коэффициента К^ от кинематических параметров имеет экстремальный характер, при котором К^ достигает максимума в зонах 20 ш и 8/7« 20 х/о, что соответствует областям равенства и Р "*"/Т}Сп. , для всех изученных изменений влажности А/ отформованного полуфабриката.

Первоначальное увеличение В и <?/? приводит к возрастанию коэффициентов скольжения и увеличению эффекта работы микрозубцов лезвия. Дальнейшее возрастание амплитуды ножа 8 и его частоты йП вызывает увеличение одвигаюцих нагрузок в плоскости резания еа счет адгезионных свойств'полуфабриката и ухудшение качества среза по пяраметру К^. Расчеты показывают, что максимум совпадает со значением скорости резания, при котором зависимость коэффициента трошш от скорости имеет минимальную величину.

Проведенные исследования показала, что заточка о последующей доводкой по 2-ы граням соответствует получению наиболее высокой резуцей способности. Такой нох сохраняет необходимые эк-оолуатационные свойства ре сила длительное время, что объясняется, по всей вероятности, упрочнением элементов мшфорельефа за счет наклепа при доводке, фи этом после формирования лезвия нох имеет минимальное значение угла £ и численные значения

оэффициентов 5 и 1? кривой опорной поверхности близкие к опти-альным. Даже после 48 час работы такой ной обеспечивает получение оэйфициента К^ = 0,97. Однако получение оптимальных характеристик цновременно по всем параметрам микрогеометрии ( О , » &/пй<х и р.) при существующих методах формирования режущей кромки (шлифова-ие и доводка) технически невозможно.

В пятой главе дано обоснование выбора вида ножей и описаны сследования жесткости и устойчивости пластинчатых ножей разделоч-ых машин. В результате анализа особенностей их работы установлено,, го при выборе рациональных параметров рабочих органов разделочных эшин необходимо кроме геометрических характеристик ножей учитывать экже и динамические условия работы. Получена формула для определе-1Я щштической частоты вращения кривошипа, вызывающей резонансные элебания пластинчатых ножей.

Наибольшая разница между теоретическими и экспериментальными энными по величине технологической жесткости характерна для но-;й малой толщины ( ¿Г< 0,5 мм), что связано с геометрическими ярешностями формы и размеров пластинчатых ножей.

Натяжение ножа является эффективным средством повышения устой-[вости, однако его величина 01раничена прочностью узлов крепления, 1тяшшх приспособлений и самого ножа. Установка пластинчатых но-!й с оптимальным относительным эксцентриситетом линии натяжения' 1ет значительный резерв повышения устойчивости режущего инструмен-I и создает необходимые условия для перехода на более тонкие ножи.

В шестой главе рассмотрено практическое применение результа-э работы.

Изложена методика инженерного расчета машин для разделки сы-х макаронных изделий, содержащая алгоритм выбора параметров ра-чих'органов с высокой режущей способностью и технологической' сткостью.

Результаты исследований использованы при разработке опытного образца разделочной машины для прессов ЛШ1-2М и совершенствовании устройств для резки коротких изделий на Московской макарон. ной фабрике № 2, Борисовской макаронной фабрике и Бухарском хлебокомбинате. Годовой экономический эффект от внедрения машины составляет .около 84,5 тыс.рублей.

ВЫВОДЫ

1. Качество разделки сырых макаронных изделий в производственных условиях наденно характеризуется коэффициентами, учитывающими отклонение формы сечения трубки от округлости (К^) и ее прогиб (1'д), а такЕэ обобщенным показателем точности формы (К).

2. Стру.;турно-мэханнчески9 а прочностные свойства слоя сырых макаронных трубок, как объекта резания, зависят от комплекса тех-нологичэских и реологических свойств макаронного теота, условий формования, особенностей геомотрической формы полуфабриката и пло кости укладка трубок в слое. Полученные характеристики позволяет отнести слой сырого полуфабриката к твердообразным телам, о выра-жокшми свойствами эластичности и пластичности,

3. Рабочим диапазоном напряжений и деформаций макаронного слоя при ею разделке следует очатать первый участок диаграммы еж маемости ( $ = 0-20%), связашшй с изменением укладки элементов трубчатого каркаса к его предварительным уплотнением в пределах сохранения устойчивости формы ка'вдого из элементов. При этом обеспечивается максимальное значение коэффициента К^.

4. При проектирований рекущего инструмента и выборе режимов раваыия целесообразно стремиться к уменьшении полного усЕлия резания п, в частности, его составляющих, связанных о предварительным депортированием слоя макаронных трубок и рением нока по разрезаемому материалу. Составляющая усилая на лезвии обеспечивает образование поверхности среза и.определяотся режущей способностью ное

- 21 -

¡ависящей, в свою очередь, от паргметров микрогеометрии.

5. Полученные аналитические соотношения для величины режущей ¡пособности учитывают многообразные характеристики микрогеометрии :езвий, отражают основные лапы работы ножей-приработки и устало-ившегося износа - и дают возможность экспериментального определе-ия этой важной эксплуатационной характеристики.

6. Возрастание частоты движения ножа 8/1 и величины амплиту-Ы 3 увеличивает скорости резания, коэффициенты скольжения и ха-актеризуется повышением касательной составляющей и снижением ормальной составляющей полного усилия резания. Область пере-ечения кривых2п) и (3,2/1) соответствует оптимально режимам резания, для которых , а значение коэпфици-ата стремится к максимуму (К^ = 0,96 - 0,97).

7. Формообразование микрогеометрии режущей кромки происходит а счет пересечения макрорельефов боковых поверхностей (фасок), аиболее высокая режущая способность и стойкость свойственны ножам, гзвия которых после заточки имели доводку по 2-й граням. Такой зжущий инструмент имеет характеристики микрогеометрии в наиболь-зй степени приближающиеся к численным значениям, полученным в ре-рльтате оптимизации целевой функции.

8. Дня обеспечения технологической жесткости пластинчатых но-)й необходимо, кроме их геометрических характеристик, учитывать шже и динамические условия работы. Натяжение ножей и установка

с о эксцентриситетом являются эффективным средством повышения ¡хнологической жесткости и создают необходимые условия для перехо-I на более тонкие ножи.

9. На основе полученных результатов разработана методика пи-верного расчета машин для разделки сырых макаронных изделий, со-ржащая алгоритм выбора параметров рабочих органов с высокой ре-щей способностью и технологической жесткостью. Оптимальные режимы

резания и геометрия ножей реализованы в опытном образце машпш для разделки, внедрение которой на поточной линии с прессом ЛШ1-Я обеспечивает получение экономического эффекта 84,5 тыс.руб. в год

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1. Хромеенков В.М., Галин Н.М., Рензяев О.П.', Уринов Н.Ф. Рациональная подготовка ножей скользящего резаная. /ДЩШТЭИхлебО' продуктов, сер. "Хлебопекарная и макаронная промышленность", вып. 12, 1990 - с. 3-4.

2. Уринов Н.Ф., Равшанов Э.М., Хромеенков В Л,!. Особенности резания пищевых материалов пластинчатыми ножами и струнами. //Сб. тез. докл. УИ конференции молодых ученых и специалистов, посвященной 60-лети образования МСТИ! - И., 1991 - с. 123-125.

3. Уринов Н.Ф., Хромеенков В.М. Экспериментальные характеристики фрикционного взшшодвйотвия макаронного теста с рабочим:! органами разделочного оборудования. //Сб. тез. докл. УШ конференщ молодых ученых и специалистов, посвященной 60-летию образования МТИПП - М., 1991 - с. 126-128.

4. Уринов Н.Ф., Хромеенков В.М. К выбору критериев оценки npi цесса разделки сырых макаронных изделий. //Сб. трудов Всесоюзной научно-технической конференции "Совершенствование технологических процессов производстг 1 новых видов пищевых продуктов и добавок". Ч. 2. Каев. 1991 - с. 165-167.

5. Хромеенков В.М., Батушшн В.А., Уринов Н.Ф., Равшанов Э.М Повышение надежности резальных машин. //Хлебопродукты, К 10, 1991 - с. 20-21.

6. Уранов Н.Ф., Хромеенков В.М., Рензяев О.П. Механизация разделки сырых макаронных изделий. //Механизация и автоматизация производства, $ 10, 1991 - с. 8-9.

7. Урднов И.О., Хромеенков З.Ы., Чернов Ы.Е. Устройство для реяха агркх иахаронннх изделай. хЮлонвтельное решение ЕШШГПЭ по

- 23 -

швке В 4949909/13-053962.

Условные обозначения: - ширина режущей кромки; ад - удельная работа резания; I - эмпирические коэффициенты; А - сила адгезии при сдвиге;

, ") , Р - параметра кривой опорной поверхности; - усл-[е резания; ~ усилие подачи; - усилие на лезвии;

О - плотность теста; ^ - радиус округления лезвия;^ - угол 1точки; & - толщина ножа; 0 - напряжение; с* - относитель-1Я деформация (сближение); б^р - деформация разрушения; У - ко-¡фициент трения; - сила трения; ^ - номинальная площадь «такта; £^¿/7 , Д^дх ~ минимальный и максимальный диаметр щаронной трубки; 6 , у - длина и прогиб макаронной трубки; 7 • ~ Деформационные коэффициенты; К - коэффициент про-

рциональности; Хд - коэффициент скольжения; 0, - режущая особность; V/ , Щ - скорости резания и подачи; И - высота оя; к/ - влажность теота; Б/г; , &п - продольный и поперечный г микрозубцов; В - амплитуда; $ - угол при вершине шкро-бцов; 3)7 - частота; Т - напряжение трения; t - продолжи-льнооть обдувки; Р^ус ~ Усилиа сжатия.Л

ж/г

)тапринт НПО ___

таз й НО, тираж ТОО экз.