Производительность машин и аппаратов для переработки продукции животноводства

Работа машин и аппаратов характеризуется техническими и технологическими показателями, составляющими их техническую характеристику. К числу таких показателей обычно относят:

• • производительность, т. е. количество перерабатываемого сырья или вырабатываемой продукции в единицу времени;
• • потребляемую мощность, выражаемую количеством пара, хладоносителя, электричества, расходуемого в единицу времени;

и.

• • параметры электрической энергии (напряжение, частота, количество фаз), пара (температура, давление) и хладоносителя (вид, температура);
• • параметры сырья и вырабатываемой продукции; параметры режима работы технологического оборудования и
• • его отдельных элементов (давление, температура, частота вращения и др.);
• • габаритные размеры и массу технологического оборудования;
• • условия эксплуатации (характеристика производственного помещения, температура и относительная влажность воздуха).

Первые два показателя наиболее важны, так как в определенной степени позволяют судить о техническом уровне оборудования и соответствии его мировым стандартам.

Под производительностью машины понимают количество продукции, которую она производит (обрабатывает, перерабатывает, выпускает) в единицу времени. Различают действительную Я_д, теоретическую Л и технологическую Л_т производительность машин.

Действительная (фактическая) производительность определяется реальным количеством кондиционной продукции, которую машина вырабатывает в среднем за единицу времени при условии достаточно длительной эксплуатации в течение смены или другого календарного периода, включая различного рода потери времени на ее наладку, регулировку, техническое обслуживание:

где И — количество выпущенных изделий; т_м — продолжительность работы машины; т_п — длительность простоев.

В общем виде фактическая производительность машины или аппарата, т. е. количество (массовое, объемное, штучное) продукции, полученной в единицу времени, кг/ч; м³/ч; шт/ч,.

где G_T — требуемое (вырабатываемое) количество продукции (массовое, кг; объемное, м³; штучное, шт.); к_п — коэффициент, учитывающий возможные потери продукции; т_в — время выдачи продукции (с, мин, ч); к_э — коэффициент, учитывающий возможные эксплуатационные потери времени.

Теоретическая производительность определяется количеством продукции, которую могла бы выдать машина в единицу времени при безостановочной работе, т. е. при отсутствии потерь времени на простои.

Теоретическая производительность пропорциональна частоте повторения рабочего цикла цикловой производительности Д_д = 1/т_м, а для однопоточных машин Л_ц = Я.

Отношение.

называется коэффициентом использования производительности машины (или просто коэффициентом использования), который служит показателем рациональной эксплуатации оборудования.

В паспортных характеристиках и расчетных формулах под производительностью подразумевается обычно теоретическая. Значения Л_д и К_и зависят от конкретных условий производства, организации ремонта оборудования, обеспечения производства сырьем и материалами и т. д.

При обработке штучных изделий кроме простоев (вынужденных потерь) в пределах рабочего цикла машины существуют промежутки времени, когда обработка не ведется: холостые перемещения и остановки — внутрицикловые потери.

Технологическая производительность Л_т определяется тем количеством продукции, которое могла бы выработать машина при совмещении рабочих ходов с холостыми или при отсутствии последних. В автоматических машинах с непрерывно-операционной обработкой внутрицикловые потери отсутствуют и П = П_т. В других случаях П < П_т, а отношение П/П_т = К_п, называемое коэффициентом производительности, характеризует непрерывность обработки в данной машине. Этот коэффициент отражает конструктивное совершенство автоматической машины, а Л_т — тот предел производительности, который может обеспечить технологический процесс машины.

Производительность машин периодического действия, для которых.

% = V.

где V_p, V_T — соответственно рабочая и теоретическая вместимость камеры (единицы объема или массы).

Если учесть, что рабочая вместимость камеры.

где ф — коэффициент заполнения камеры (принимают по данным эксплуатации); V₀ — геометрическая (полная) вместимость камеры, определяемая на основании геометрических размеров рабочих камер машины; т₃, т_обр, т_в — соответственно время загрузки, обработки и выгрузки, определяемое по параметрам режима работы машины, то расчетная формула для производительности машин периодического действия может быть представлена в следующем виде:

В пищевой промышленности машины периодического действия часто характеризуются не производительностью, а их основным параметром — вместимостью рабочей камеры (теоретической или рабочей).

Для машин непрерывного действия, выпускающих штучную продукцию или продукцию в виде определенных порций,.

где q — количество продукции, выпускаемой за цикл т_р, шт. (кг или м³); Z — количество циклов т_р в единицу времени; т_дв — продолжительность движения конвейера между остановками; т_0СТ — продолжительность остановки для загрузки входного и разгрузки выходного гнезда (секции) и для необходимых операций в промежуточных гнездах (секциях) .

Объемная производительность машин непрерывного действия, из которых продукция выходит сплошным потоком,.

где F — поперечное сечение продуктового потока, м²; v — средняя скорость продуктового потока, м/ч; L — длина рабочей камеры, м; V_p — вместимость рабочей камеры, м³; т_т — теоретическая продолжительность работы машин, ч.

Следующим не менее важным показателем работы машин и аппаратов перерабатывающих производств являются удельные затраты электроэнергии на переработку сырья. Для определения этого показателя наряду с производительностью оборудования необходимо знать мощность его привода.

Единой методики определения мощности привода машин и аппаратов не существует ввиду большого разнообразия их типов, а также технологических процессов и операций, осуществляемых при помощи оборудования, предназначенного для переработки различного вида сырья, иногда значительно различающегося между собой по физикомеханическим свойствам.

Вместе с тем можно наметить общий подход, которым следует руководствоваться при определении и оценке мощности привода большинства машин и аппаратов перерабатывающих производств. Основа этого подхода — положение, исходящее из самого определения мощности: при равномерном движении потребная мощность N для его осуществления равна работе А, совершенной в единицу времени, и рассчитывается как произведение силы и скорости:

где А — работа, Дж; Р — действующая сила, Н; S — пройденный путь, м; v — скорость, м/с; т — время, с.

При вращении тела с постоянной скоростью мощность привода.

где М_вр — вращающий момент, Н • м; п — частота вращения вала, мин¹.

В некоторых случаях формула (1.9) может быть использована и для вращательного движения. Например, мощность, затрачиваемую на преодоление силы трения в подшипнике скольжения, можно рассчитать как произведение силы трения Т в подшипнике, возникающей от силы тяжести G вращающегося на валу тела, и окружной скорости цапфы вала:

С учетом того что.

где / — коэффициент трения в подшипнике; G — сила тяжести, Н, а окружная скорость цапфы.

где D — диаметр цапфы, м, мощность, затрачиваемая на преодоление силы трения в подшипнике,.

Таким образом, если нагрузка в течение определенного отрезка времени (например, кинематического цикла) существенно не меняется, то, найдя ее и умножив на скорость рабочего органа, можно рассчитать мощность, необходимую для приведения в движение данного рабочего органа. Эта мощность с учетом мощности, необходимой на преодоление различных сопротивлений, позволяет определить мощность привода рабочего органа проектируемой машины.

Номинальную мощность ЛГ_ЭД электродвигателя определяют с учетом КПД передачи мощности от вала рабочего органа к ведущему валу машины в целом и КПД передач привода:

где N_BP — мощность на валу рабочего органа, Вт; г|_а — КПД передачи мощности от вала рабочего органа к ведущему валу машины; т]₂ — КПД передачи мощности от ведущего вала машины к валу электродвигателя.

Контрольные вопросы и задания

• 1. Из каких операций состоит технологический поток?
• 2. Приведите примеры расходящегося технологического потока на предприятиях по переработке молока.
• 3. Чем отличаются технологические машины от транспортных?
• 4. Каковы принципиальные различия между машиной и аппаратом?
• 5. Перечислите основные показатели, которые обычно входят в техническую характеристику машин и аппаратов.