Машина рыборазделочная универсальная типа ИРА-115

Курсовая работа

Машина рыборазделочная универсальная типа ИРА-115

Задание

Машина рыборазделочная универсальная типа ИРА-115.

Определить конструкцию и размеры основных рабочих органов машины: дисковых ножей механизма удаления хвостовых плавников и отсекания головы.

Подобрать электродвигатели для: привода насоса, механизма удаления внутренностей.

Рассчитать узлы посадки и крепления ножей на всех стадиях обработки сырья.

Производительность машины П=180 рыб/мин

Вид рыбы: скумбрия.

Машина рыборазделочная универсальная типа ИРА-115 предназначена для разделки рыбы средних размеров (длиной 250−400 мм) на тушку. Машина выполняет следующие операции: удаляет голову прямым резом; удаляет внутренности гидровымовом; удаляет хвостовой плавник.

Разделкой называется отделение съедобных частей рыбы от малоценных.

Виды:

— полупотрошение

— обезглавливание

— потрошение (с удалением или без удаления головы)

Разделка на:

— тушку

— кусок

— боковинку

— спинку

— тешу

— на филе

— пласт, полупласт

Полупотрошение — надрезание брюшка поперечным резом у грудных плавников и выдавливание желудка и части кишечника через разрез. Выдавленные внутренности отсекаются, при этом икра и молоки сохраняются. Применяется при посоле, вялении, копчении океанических рыб.

Потрошение — заключается в разрезании брюшка между грудными плавниками до анального отверстия и зачистке брюшной полости от внутренностей, от пленок и остатков крови. Потрошение используется при изготовлении охлажденной, копченой и вяленой рыбы.

Разделка на тушку — заключается в удалении головы, хвостового плавника, срезании нижней тонкой части брюшка, удалении всех внутренностей, зачистке брюшной полости от почки, крови, пленки. Удаляется также чешуя, однако у таких рыб, как пикша, треска допускается оставление чешуи. Применяется разделка на тушку при изготовлении мороженной, соленой, икряной и маринованной рыбы.

Разделка на кусок — тушка рыбы прямым резом разрезается на кусок в соответствии с требованиями стандарта.

В настоящее время практически для всех видов рыб, имеющих промысловое значение, созданы технические средства, позволяющие механизировать большинство операций разделки. Рыборазделочное оборудование состоит из двух основных групп: однооперационные и многооперационные машины. Однооперационные — это такие машины, которые выполняют только одну операцию, связанную с разделкой рыбы. К многооперационным относят машины для обработки рыб одного диапазона видового и размерного состава: например, машины для разделки сайры, салаки, хека, окуня, лососевых и других рыб.

Многооперационные машины, кроме основных, могут иметь дополнительные съемные устройства и узлы, называемые модулями. Устанавливая или снимая эти модули, можно использовать одну и ту же машину для осуществления различных видов разделки.

По размерному составу обрабатываемых рыб рыборазделочные машины можно подразделить на три группы: для разделки мелкой рыбы (килька, хамса, салака и др.); для разделки средней рыбы (сардина, скумбрия, ставрида и т. д.); для разделки крупной рыбы (треска, окунь и т. д.).

В зависимости от схемы расположения операционного конвейера рыборазделочные машины можно разделить на машины линейного (конвейерного) и роторного типов.

Основную часть рыборазделочного оборудования составляют многооперационные машины.

В машинах для разделки средней и крупной рыбы в основном используется линейная схема расположения операционного конвейера с поперечным непрерывным движением кассет с рыбой, в некоторых машинах применяется роторный операционный барабан. Внутренности у средней рыбы удаляют без вскрытия брюшной полости, через приголовный срез механически или гидровымвом. Обезглавливание производится дисковыми ножами.

При разделке крупной рыбы брюшную полость разрезают и внутренности удаляют через разрез; внутреннюю полость зачищают: удаляют сгустки крови, вскрывают кровяную почку, удаляют черную пленку. Для облегчения удаления внутренностей в отдельных случаях надрезается брюшко в зоне анального отверстия, ближе к приголовному срезу, в результате чего нарушается связь внутренностей с брюшной полостью. При разделке трески после отрезания головы грудные и брюшные плавники остаются, чтобы не нарушить целостность печени, находящейся в приголовной части брюшной полости.

Положение рыбы относительно направления движения может быть поперечным, продольным и комбинированным со сменой направления и положения рыбы, которые обеспечивают наиболее рациональное ее расположение относительно рабочих органов. Голову на линию реза устанавливают вручную или с помощью механизмов, обмеряющих рыбу и регулирующих режущий инструмент. Среднюю и крупную рыбу загружают в разделочную машину вручную.

К машинам для разделки средней и крупной рыбы относятся следующие машины: машина рыборазделочная универсальная типа ИРА-115; ИРА-103М (машина транспортерно-линейного типа с непрерывным движением транспортера предназначена для разделки свежевыловленной сельди, ставриды, скумбрии, сардинеллы при производстве пресервов, соленой и мороженой рыбопродукции на промысловых судах и плавучих рыбоконсервных заводах, а также на береговых рыбообрабатывающих предприятиях. Машина выполняет следующие технологические операции: отрезает голову прямым резом без вскрытия брюшка, удаляет внутренности способом гидровымыва, дозачищает брюшную полость.); ИРА-104 (машина ИРА-104 транспортерно-линейного типа с непрерывным движением транспортера предназначена для разделки скумбрии на тушку при изготовлении консервов на судах и береговых предприятиях. Выполняет следующие технологические операции: отрезает голову прямым резом, хвостовой плавник, удаляет внутренности гидровымывом без вскрытия брюшной полости, зачищает кровяную почку.);

А8-ИРХ (предназначена для удаления внутренностей рыб средних размеров механическим способом путем вытягивания внутренностей.) и т. д.

1. Технологическая часть

рыборазделочный электродвигатель нож дисковый

ПОДОТРЯД СКУМБРИЕВИДНЫЕ-SCOMBROIDEI

Тело у представителей этого подотряда удлиненное, веретенообразное, хвостовой стебель тонкий, сжатый с боков, есть небольшие кили между лопастями хвостового плавника и у многих большой средний киль впереди него. Позади мягкого спинного и анального плавников есть дополнительные плавнички. Эти рыбы обладают хорошими гидродинамическими свойствами. Подотряд включает одно семейство — скумбриевые, которое имеет большое хозяйственное значение.

СЕМЕЙСТВО СКУМБРИЕВЫЕ — SCOMBRIDAE

Скумбриевых подразделяют на два подсемейства: гастерохиз-моподобные (Gasterohismatinae) и скумбриеподобные (Scombri-пае). Первое подсемейство включает только один род и вид-Gasterohisma melampus, обитающий в Южном полушарии. Это подсемейство считается более примитивным и характеризуется крупной чешуей и отсутствием хвостовых килей.

Второе подсемейство включает в себя несколько групп, в том числе наиболее высокоразвитых скумбриевых — тунцов (Thunni-ni). Этих рыб отличает уникальная система подкожных кровеносных сосудов, снабжающих кровью боковую мускулатуру, в которых развиваются участки с красными мышцами. Это приспособление позволяет тунцам продолжительно и быстро плавать, со скоростью до 90 км/ч. При плавании температура тела у тунцов значительно повышается и может на несколько градусов превысить температуру окружающей воды. При остановке у тунцов затрудняется дыхание, так как не открываются жаберные крышки. Они открываются только при движении с помощью постоянных изгибов хвостового плавника. У всех тунцов чешуйчатый покров развит слабо, что способствует их скольжению в воде.

Распространены скумбриеподобные очень широко и обитают в самых различных условиях. Испанские, или королевские, макрели (род Scomberomorus) заходят для нагула в эстуарии и обитают в основном в прибрежных водах. Один из видов, обитающих в Тихом океане — S. sinensis поднимается высоко по реке Меконг (Кампучия). Пеламиды (род Sarda) и малые тунцы (род Euthynnus) также являются преимущественно прибрежными рыбами, но распространение некоторых видов очень широкое: ареалы пеламиды (S. sarda) и пятнистого тунца (Е. alleteratus) пересекают Атлантический океан. Тунцы (Thunnus) предпочитают более океанические, удаленные от берегов области; 5 из 7 видов тунцов являются активными мигрантами и космополитами Мирового океана.

Самки у многих видов скумбриевых крупнее самцов и отличаются от них окраской. Нерест большинства видов проходит в тропических и субтропических водах, чаще вблизи берегов. Икра и личинки пелагические. Скумбриевые — активные хищники, питаются крупными морскими организмами — рыбами, ракообразными, кальмарами. Мелких скумбриевых часто поедают крупные скумбриевые, рыбы-мечи и марлины.

Скумбриевые — важнейшие объекты мирового океанического рыболовства. Их годовой вылов в Мировом океане составляет 5,3…6,2 млн. т.

Основные добывающие страны: Япония, СССР, Китай, Чили, Индонезия, Норвегия и Малайзия и др. В Атлантическом океане добывают около 2 млн. т скумбриевых.

Главные объекты мирового промысла скумбриевых: восточная скумбрия, полосатый тунец, атлантическая скумбрия, желтоперый тунец, индийская тропическая скумбрия, большеглазый тунец, макрелетунец, длинноперый тунец, японская мелкопятнистая макрель, восточный пятнистый тунец, австралийский тунец, пеламида, голубой тунец и др.

В Атлантическом океане добывают 18 видов скумбриевых.

Восточная скумбрия — Scomber japonicus

Распространение. Восточная скумбрия — космополит теплых и умеренно теплых вод Атлантического, Индийского и Тихого океанов. Ее ареал ограничен с севера и юга среднегодовой изотермой 12 °C. Отсутствует в водах Австралии, Новой Зеландии, Зондского архипелага и Новой Гвинеи, где обитает близкий вид — S. australasicus. В Атлантическом океане обитает от Бискайского залива до южной Африки, включая Средиземное и Черное моря, и от Нью-Йорка до Флориды (США), есть также в водах Венесуэлы и Ла-Платы.

Окраска и другие признаки. На спине и верхней части боков (выше боковой линии) есть косые зигзагообразные линии, по ширине они уже, чем у S. scombrus. Ниже боковой линии есть пятна. У тихоокеанской популяции брюхо светлое, ровной окраски, а у атлантической популяции оно с пятнами или волнистыми ломаными линиями.

Биология. Достигает длины 60 см (до развилки), массы 1,7 кг, обычная длина рыб в промысловых уловах 25…35 см. Это стайная, морская, пелагическая, прибрежная рыба, обитающая от поверхности до глубины 250…300 м. Сезонные миграции восточной скумбрии могут быть весьма протяженными: в Северном полушарии она с летним прогревом вод мигрирует далеко на север, а с зимним охлаждением — далеко на юг, для нереста. Аналогичная картина (в зеркальном отражении) наблюдается и в Южном полушарии.

Восточная скумбрия достигает половозрелости в 3-летнем возрасте. Нерест проходит при температуре воды 15…20°С, сроки нереста меняются в зависимости от широты места, чаще всего они приурочены к теплому сезону. Нерест проходит на глубине от 20 м до края шельфа, иногда на его внешней части и частично распространяется на прилежащие океанические воды над большими глубинами. Нерестующаяся скумбрия продолжает питаться и держится на участках вихрей и гидрофронтов как на шельфе, так и за его пределами. В водах Африки нерест наблюдается у мысов Зеленого и Пальмас. Нерест порционный, с одним пиком. У мыса Зеленого он длится 2…3 мес и до 7 мес в северной части тропической зоны. Плодовитость составляет от 0,1 до 2,5 млн. икринок. Молодь нагуливается на глубине 30… 50 м и сезонных миграций на большие расстояния не совершает, для молоди характерны лишь небольшие пищевые перемещения. Продолжительность жизни восточной скумбрии 6…10 лет. Питается она мелкими рыбами, их молодью и личинками, а также кальмарами, ракообразными, сальпами и полихетами. Поедают эту рыбу тунцы, рыбы-мечи, марлины, серрановые, сериолы, акулы, а также морские млекопитающие и птицы.

У восточной скумбрии выделяют следующие популяции: южная тропическая (мыс Лопес); тропическая гвинейская (Гана, мыс Три-Пойнтс); северная тропическая (о-в Бижагош — мыс Тимирис); субтропическая прибрежная (мыс Тимирис — мыс Гир).

Молодь образует стаи уже при длине тела около 3 см. Взрослые особи образуют плотные стаи. В Тихом океане восточная скумбрия образует смешанные стаи с пеламидой (Sarda chilen-sis), ставридой (Trachurus symmetricus) и сардиной-иваси (Sardinops sagax).

Промысел. Этот вид является важнейшим объектом рыболовства.

Главным районом промысла восточной скумбрии в Мировом океане является северо-западная часть Тихого океана; далее в порядке значимости следуют районы юго-восточной части Тихого океана, центрально-восточной и юго-западной частей Атлантического океана. Мясо у восточной скумбрии имеет нежную консистенцию, ее обычно замораживают неразделанной.

Общий вылов восточной скумбрии в Мировом океане в 1984 г. составил 2212 тыс. т. В Атлантическом океане добывают 20…25% всего вылова восточной скумбрии в Мировом океане. Основные добывающие страны в Атлантическом океане: Россия, Марокко, Испания, Португалия, Турция, Болгария, Германия и Греция (в восточных водах океана, Средиземном и Черном морях), а также Бразилия, Мексика и Аргентина (в западных водах океана).

Атлантическая скумбрия — Scomber scombrus

Распространение. Обитает в северной части Атлантического океана: на востоке от Исландии и Белого моря до Марокко и Канарских о-вов, включая Балтийское, Средиземное и Черное моря на западе — от Лабрадора (Канада) до мыса Хаттерас (США).

Окраска и другие признаки. Спина у атлантической скумбрии синяя или зелено-голубая, со стальным отливом, бока серебристо-медные, брюшко серебристо-белое. На спине и боках сверху есть почти вертикальные ломаные темные полосы. На брюшной стороне пятнистости нет. В отличие от восточной скумбрии атлантическая не имеет плавательного пузыря, кроме того, полосы спинного узора у атлантической скумбрии шире.

Биология. Достигает длины 50…60 см, обычно в промысловых уловах встречаются особи длиной 28…35 см, самки крупнее самцов. Это стайная, пелагическая рыба, совершающая далекие миграции. Благодаря отсутствию плавательного пузыря может быстро совершать вертикальные перемещения в толще воды. Зимой скумбрия обитает в умеренно глубоких, придонных водах вдоль края континентального шельфа, весной приближается ближе к берегу и придерживается в этот период вод с температурой 11…14°С. В пределах ареала выделяют 2 популяции атлантической скумбрии — западно-атлантическую и восточно-атлантическую. Западно-атлантическая скумбрия нерестится в водах от Ньюфаундленда (Канада) до Чесапикского залива (США); нерест начинается на юге весной и идет со сдвигом во времени в более северных районах, т. е. в районе Ньюфаундленда проходит летом. Большинство нерестилищ расположено на расстоянии 10…30 миль от берега, но нерест никогда не проходит в эстуариях с пониженной соленостью. Первыми приходят на нерестилища крупные рыбы.

Скумбрия восточной популяции нерестится в Средиземном море в марте-апреле, у южной части Англии — в мае-июне, у северной части Франции и в Северном море — также в маеиюне, в водах проливов Каттегат и Скагеррак — в июне-июле. Созревает атлантическая скумбрия в возрасте 2…3 лет при длине тела 32…34 см. Плодовитость у самок средних размеров составляет 200…450 тыс. икринок. В первые месяцы жизни скумбрия растет очень быстро: годовики достигают 25…28 см в длину, затем темп роста снижается и лишь к 8 годам жизни длина тела может достичь 45 см. Летом скумбрия мигрирует в более северные районы для нагула, осенью отходит на юг и опускается в придонные слои воды для зимовки. Атлантическая скумбрия питается зоопланктоном, в том числе ракообразными, птероподами, личинками рыб, молодью кальмаров, сагиттой и др.

Промысел. Является важнейшим объектом тралового рыболовства. Мясо наиболее жирное у рыб, пойманных в июле — декабре. Это деликатесная рыба, из которой делают пресервы, продукцию холодного копчения, балыки, консервы и различные изделия кулинарии. Основную роль в промысле играет восточная популяция атлантической скумбрии, которая дает в последние годы 90…95% всего вылова этой рыбы. В начале 70-х годов прошлого столетия вылов скумбрии западной популяции даже превышал вылов восточной, но затем ее запасы и уловы сократились. Общий мировой вылов атлантической скумбрии в 1984 г. составил 648 тыс. т.

Основные добывающие страны: Великобритания, Нидерланды, Норвегия, Ирландия, Франция, Дания, Канада, Германия, Испания, Италия, США, Тунис, Швеция, Россия, Португалия и др.

Общая длина 23−40 см

Длина головы 5−9 см

Длина хвоста 4−5 см

Длина брюшной полости 9−13 см

Толщина тушки 2−4 см

Высота тушки 3−6 см

Высота спинки 1,4−3,5 см

Толщина позвоночника 0,5−1 см

Толщина кожи 0,1−0,2 мм

Толщина плавников 0,4−0,6 см

Толщина чешуи 0,1−0,3 см

Масса 120−150 гр

Удельная разрушающая нагрузка на срез Н/см:

Мясо 25

Кожа 90

Позвоночная кость 120

Плавники 140

Хвостовой плавник 150

Удельное давление на мм деформации тела рыбы 0,54

2. Проектная часть

Машина универсальная типа ИРА-115 предназначена для разделки на тушку и колодку обезглавленной свежевыловленной и размороженной рыбы океанических видов (сельдевые, скумбриевые, ставридовые, тресковые) при производстве консервов, пресервов, мороженой и соленой продукции. Длина обрабатываемой рыбы 250 — 400 мм. Она устанавливается на рыбообрабатывающих судах с неограниченным районом плавания, а также на береговых рыбообрабатывающих предприятиях.

Машина состоит из следующих основных частей (рис. 53): привода 1, операционного (загрузочного) транспортера 2, транспортера 3 сопровождения голов, механизма отрезания головы 1 (рис. 54), распределителя 4 (см. рис. 53), приводного вала 5, фильтра 6, механизма дозачистки 1 (рис. 55), механизма отрезания хвостовых плавников 5 (см. рис. 54), гидроголовок 2 (см. рис 55), натяжного вала 7 (см. рис 53), упорной планки 8, рамы и фермы 9, водопроводной системы 10.

Рисунок 1. Машина универсальная рыборазделочная ИРА-115

Операционный транспортёр 2 (рис. 53) служит для перемещения рыбы с одной технологической позиции на другую в фиксированном положении. Двое рабочих укладывают на него рыбу на спинной плавник, т. е. брюшком вверх.

Транспортёр сопровождения 3 необходим для поддержания тела рыбы в процессе отрезания головы и вывода её из зоны машины в лоток отходов. Отрезание голов производится с помощью механизма 1 (рис. 54), состоящего из электродвигателя 2, на валу которого насажен дисковый нож 3. Наклонная площадка 4 электродвигателя позволяет менять положение ножа.

Рисунок 2. Машина рыборазделочная ИРА-115 (поперечный разрез) Распределитель 4 (рис. 53) предназначен для подвода воды к насадкам 3 гидроголовки 2 (рис. 55). Подвод воды к насадкам осуществляется через фильтр 4, служащий для задержки крупных частиц (более 5 мм). В свою очередь гидроголовка с насадками 5 служит для формирования струй воды необходимых параметров и направления этих струй в брюшную полость для удаления из неё внутренностей, в том числе черной пленки и кровяной почки.

Удаление внутренностей производится на поворотном участке операционного транспортера, когда против каждой тушки, фиксированной створками лотка, выходное сечение насадки совмещается с разрезом брюшной полости. Отрезание головы происходит на верхней ветви операционного (загрузочного) транспортера, удаление внутренностей — при огибании этим транспортером звездочек приводного вала, т. е. на поворотном участке пути, тогда как дозачистка внутренностей и удаление хвостового плавника — на нижней ветви операционного загрузочного транспортера.

Рисунок 3. Машина рыборазделочная ИРА-115 (поперечный разрез) Механизм дозачистки 1 (рис. 55) необходим для окончательного удаления внутренностей, вытесненных из брюшной полости и висящих на плоскости среза головы. Их захват и вытягивание производится с помощью двух рифленых валиков 6 (рис. 55). Удаление хвостового плавника осуществляется с помощью механизма 5, состоящего из барабана с ячейками для тушек рыбы, насадка 7 для перемещения тушек хвостом вперед до момента фиксации их фиксирующей щелью и дискового ножа 8.

Таблица 1. Технические характеристики прототипа

Установленная мощность 9,87 кВт, расход воды 16 м³/ч, давление 0,3 МПа.

Ножи изготовляют из стали 95Х18, при это ножи закаливаются и охлаждаются в масле, после этого холодильная обработка (выдержка при t=-70°C) и после шлифования нож имеет твердость HRC_Э 75.

Для вала выбираем конструкционную сталь марки: ст 35,

[у] = 1100 кг/см²; М_из = 11 (Нм); М_кр = 7,6 (Нм)

3. Расчётная часть

Нож для отрезания головы

Определение размеров режущих инструментов

Расчет диаметра дискового ножа.

Рыба укладывается брюшком вверх, значит глубина внедрения ножа в тело рыбы будет являться высотой тушки. Для расчёта примем максимальное значение этого параметра для данного вида рыбы.

Рисунок 4. Схема для определения диаметра ножа Диаметр дискового ножа определяем по формуле:

где h = 60 мм — высота тушки;

r = 40 мм — радиус крепежных деталей;

с = 20 мм — зазор между крепежными деталями и разрезаемым материалом.

l = 2…3 мм.

Т.к угол наклона ножа 15^0,найдем высоту среза тушки:

Толщина диска ножа:

Принимаем толщину ножа д = 2 мм Также принимаем б = 10⁰ — угол заточки ножа (односторонняя заточка).

Ножи изготовляют из стали 95Х18, при это ножи закаливаются и охлаждаются в масле, после этого холодильная обработка (выдержка при t=-70°C) и после шлифования нож имеет твердость HRC_Э 75.

Для вала выбираем конструкционную сталь марки: ст 35,

[у] = 1100 кг/см²; М_из = 11 (Нм); М_кр = 7,6 (Нм)

Расчет затрачиваемой мощности:

Мощность на ножевом валу:

где P — окружное усилие резания, Н

— окружная скорость на кромке ножа, м/с. В зависимости от скорости подачи рыбы оптимальная окружная скорость дисковых ножей V = (5…20) м/с.

Окружное усилие резания:

где а=1 среднее удельное усилие резания, н/см (табл. 1)

k₁ =1,2 — коэффициент, зависящий от величины окружной скорости на кромке ножа (табл. 2);

k₂ =1,1 коэффициент, зависящий от скорости подачи сырья

l=6,2 см — длина режущей кромки ножа, соприкасающейся с разрезаемым продуктом (соответствует длине разрезаемого участка продукта).

Мощность на трение рыбы о нож равна:

Где V_п — скорость подачи рыбы, м/с

F — сила трения в направляющих, Н.

F= zрf, Н

z — количество поверхностей трения; Затраты мощности на преодоления трения принимаем с учетом того, что трение имеет место только с одной стороны ножа, так как со стороны отрезаемой головы отсутствует боковое давление на нож.

p — сила нормального давления направляющих, Н.

(под действием пружин Р?500);

f — коэффициент трения (f = 0.3).

Общая мощность на резание и трение равна:

Следовательно, мощность двигателя определяется:

где K_З = 1,5 — коэффициент запаса мощности.

Определение оборотов ножевого вала

Частота вращения вала с ножом равна:

где V_p = 8,5 м/с — скорость резания;

D_н = 0,248 м — радиус ножа.

По расчетным характеристиками выбираем электродвигатель 4A71В8У3, N = 0,25 кВт, n = 680 об/мин.

Расчёт диаметра ножевого вала

Минимальный диаметр ножевого вала равен:

Принимаем диаметр вала 12 мм где N = 0,25 кВт — мощность на валу

n = 680 об/мин — число оборотов ножевого вала.

Нож для отрезания хвостового плавника

Определение размеров режущих инструментов

Диаметр дискового ножа определяем по формуле:

где h = 20 мм — высота тушки;

r = 40 мм — радиус крепежных деталей;

с = 20 мм — зазор между крепежными деталями и разрезаемым материалом.

Толщина диска ножа равна:

Принимаем толщину ножа д = 1,6 мм Также принимаем б = 10⁰ — угол заточки ножа (односторонняя заточка); материал ножа 95Х18

Расчет затрачиваемой работы и мощности на резание и трение

Мощность на ножевом валу:

где P — окружное усилие резания, Н

— окружная скорость на кромке ножа, м/с. В зависимости от скорости подачи рыбы оптимальная окружная скорость дисковых ножей V = (5…20) м/с.

Окружное усилие резания:

где а=1 среднее удельное усилие резания, н/см (табл. 1)

k₁ =1,2 — коэффициент, зависящий от величины окружной скорости на кромке ножа (табл. 2);

k₂ =1,1 коэффициент, зависящий от скорости подачи сырья

l=2 см — длина режущей кромки ножа, соприкасающейся с разрезаемым продуктом (соответствует длине разрезаемого участка продукта).

Мощность на трение рыбы о нож равна:

Где V_п — скорость подачи рыбы, м/с

F — сила трения в направляющих, Н.

F= zрf, Н

z — количество поверхностей трения; Затраты мощности на преодоления трения принимаем с учетом того, что трение имеет место только с одной стороны ножа, так как со стороны отрезаемой головы отсутствует боковое давление на нож.

p — сила нормального давления направляющих, Н (под действием пружин Р?500);

f — коэффициент трения (f = 0.3).

Общая мощность на резание и трение равна:

Следовательно, мощность на валу определяется:

где K_З = 1,5 — коэффициент запаса.

Определение оборотов ножевого вала

Частота вращения вала с ножом равна:

где V_p = 8,5 м/с — скорость резания;

D_н = 0,16 м — диаметр ножа.

Расчёт диаметра ножевого вала

Минимальный диаметр ножевого вала равен:

Принимаем диаметр вала 10 мм где N = 0,112 кВт — мощность на валу

n = 1015 об/мин — число оборотов ножевого вала.

Подбор электродвигателя для привода насоса:

Мощность, необходимая для перекачивания жидкости:

где Q = 16 м³/ч — производительность насоса (расход жидкости);

Н=6 м.вод. ст — напор жидкости, (принимаем по прототипу);

с =1000 кг/м³ — плотность жидкости.

g — ускорение свободного падения, м/с²;

Мощность электродвигателя:

где k = (1.3…1.5) — коэффициент запаса мощности

— К.П.Д. насоса зависит от типа насоса,

— К.П.Д. передаточных устройств зависит от способа передачи усилия.

В центробежных и осевых насосах обычно вал электродвигателя непосредственно соединен с валом насоса; при этом = .

Принимаем электродвигатель: 4А100L4 N_дв= 4 кВт, n_дв = 1430 об/мин.

Расчёт операционного транспортера

Поскольку производительность составляет 180 рыб/мин, а скорость движения операционного транспортера приняли 0,35 м/с, то расстояние между рыбами равно:

Принимаем а=0,12 м Таким образом, расстояние между лотками равно 12 см. Если принять, что шаг цепи равен расстоянию между лотками, то шаг цепи будет равен 12 см.

Рисунок 6. Створки лотков загрузочного транспортера

4. Кинематический расчет

Скорость движения конвейера принимаем, равной 0,25 м/с.

Также задаемся такими параметрами звездочки цепной передачи: z=8, t=90. Тогда частота вращения звездочки равна:

Тогда звездочки транспортера сопровождения голов будут иметь такие же параметры, что и у звездочек операционного транспортера.

Двигатель, приводящий в движение нож отрезания голов, по принятым данным таков: 4A71В6РОМ5, N = 0,37 кВт, n = 910 об/мин.

Принимаем двигатель привода транспортирующей ленты по прототипу следующий: 4А90, N = 1,5 кВт, n = 1420 об/мин.

Поскольку двигатель имеет для выходных конца, то расчет сводим к определению диаметров шкивов с одной стороны двигателя и чисел зубьев звездочек с другой.

Принимаем передаточное отношение двухступенчатого цилиндрического редуктора U = 31,5. Тогда частота вращения выходного вала редуктора будет равна. Принимаем параметры звездочек согласно кинематической схеме с такой целью, чтобы на валу приводных звездочек операционного транспортера была частота вращения 20,8 об/мин.

Поскольку по расчетам частота вращения ножевого вала для отрезания хвостового плавника равна 896 об/мин, тогда подбираем шкивы для клиноременной передачи соответственно кинематической схеме.

Входной вал конической передачи имеет частоту вращения 710 об/мин. Такую же частоту имеет и выходной вал. Частота вращения верхнего зубчатого валика равна 710 об/мин. Нижнего — 1633 об/мин.

Для передачи крутящего момента от электродвигателя к барабану используется закрытая зубчатая передача и последующая цепная передача. Частота вращения барабана равна 12,5 об/мин.

5. Охрана труда

Контроль за состоянием охраны труда на предприятиях осуществляется каждый день (посменно), ежемесячно и ежеквартально.

Непосредственные руководители работ и должностные лица осуществляют оперативный контроль за состоянием охраны труда на протяжении всего рабочего времени (смены, вахты), а производители работ — самоконтроль.

За организацию контроля состояния охраны труда несут персональную ответственность:

на предприятии — директор;

в подразделении — руководитель подразделения (цеха, отдела, производственного участка).

Ежедневный (ежесменный) контроль на заводе осуществляется непосредственным руководителем работ (мастером, начальником участка или смены, бригадиром).

Проверяющий обязан к началу работ проверить:

а) состояние и исправность организации рабочих мест;

б) наличие и исправность оснащения и инструмента;

в) состояние проходов, переходов и переездов;

г) наличие ограждений;

д) достаточность освещения;

е) исправность вентиляции, местных насосов, пылеи газоулавливающих устройств;

ж) наличие и исправность иных средств коллективной защиты работающих;

з) наличие и исправность средств индивидуальной защиты и соответствие их работе, которая выполняется;

и) наличие Инструкций по охране труда на рабочих местах и знаков безопасности;

к) наличие у работников соответствующих удостоверений и нарядов-допусков на Выполнение работ с повышенной опасностью.

Все, выявленные в ходе проверки, нарушения требований охраны труда должны быть устранены к началу выполнения работ. Если эти нарушения не могут быть оперативно, к началу работ, устранены своими силами, то непосредственный руководитель работ делает запись о нарушении в журнал контроля состояния охраны труда и немедленно докладывает об этом высшему руководителю, который обязан принять меры относительно устранения нарушений к началу работ, и принятое решение записать в журнал. При отсутствии нарушений или если они к началу работ устранены своими силами, запись в журнале не производится. При возникновении во время работы угрозы аварии или вреда здоровью работающих необходимо немедленно остановить работу и поставить в известность об этом непосредственного руководителя работ и высшего руководителя.

Любые нарушения работниками требований охраны труда, правил использования спецодежды и СИЗ должны немедленно устраняться. Сведения о нарушителях и допущенных ими нарушениях записываются в журнал контроля состояния охраны труда.

С нарушителем при необходимости проводится внеплановый инструктаж по безопасности труда и наложение дисциплинарного взыскания.

Ежемесячный контроль на заводе осуществляется комиссией, которую назначает и возглавляет руководитель подразделения (цеха). В ее состав входят председатель цехкома подразделения (профгрупорг), уполномоченный трудового коллектива по вопросам охраны труда, цеховые специалисты. Проверка осуществляется на каждом участке (смене) в сроки, установленные предприятием по предложению руководителей подразделений, согласованными со службой охраны труда. Комиссия проверяет состояние организации охраны труда в соответствии с требованиями ССБТ и иных действующих документов по охране труда. Результаты контроля заносятся в журнал контроля состояния охраны труда на участке, в смене.

По результатам ежемесячного контроля руководитель подразделения (начальник цеха) проводит совещание с руководителями участков, смен, инженерно-техническими работниками, мастерами, бригадирами с участием членов профкома и уполномоченных по охране труда. На совещании оглашаются результаты контроля, мероприятия по поощрению из фондов предприятия руководителей участков (смен), которые достигли высоких показателей по охране труда, проводится разбор выявленных недостатков, заслушиваются руководители, в заведовании которых допущены серьезные нарушения, определяются и записываются в журнал соответствующих участков меры по устранению выявленных недостатков с указанием сроков выполнения.

Ежеквартальный контроль на заводе осуществляется комиссией, возглавляемой руководителем (главным инженером, техническим директором) и председателем профкома предприятия. В состав комиссии входит руководитель службы охраны труда, главные специалисты предприятия, руководители служб и отделов, уполномоченный трудового коллектива по вопросам охраны труда. О создании комиссии (подкомиссии) издается специальный приказ руководителя предприятия.

Контроль проводится путем непосредственного осмотра объектов, рабочих мест подразделения в присутствии руководителя, председателя профкома (уполномоченного трудового коллектива по вопросам охраны труда) в сроки, установленные предприятием, и может совмещаться с «Днем охраны труда Предприятия». К началу проверки руководители подразделений (начальники цехов) представляют данные о состоянии охраны труда по каждому участку (смене), полученные в ходе предыдущих ежемесячных проверок, и прочую информацию, необходимую для составления акта ежеквартального контроля. Комиссия проверяет:

§ качество заполнения журналов контроля состояния охраны труда участков (смен) и правильность оценок состояния организации охраны труда при ежемесячном контроле;

§ ход выполнения планов улучшения условий труда, планов санитарно-оздоровительных мероприятий, текущих планов и соглашений по охране труда;

§ выполнение предписаний органов ведомственного и государственного надзора, профсоюзных органов и указаний высших организаций;

§ устранение недостатков, выявленных при предыдущих проверках;

§ состояние производственного травматизма и своевременность его анализа и исследования;

§ обеспеченность работников спецодеждой, спецобувью и другими средствами индивидуальной защиты;

§ организацию проведения обучения, инструктажей по безопасности труда и допуску к работе, а также состояние организации охраны труда по другим опасным и вредным производственным факторам.

В ходе контроля отмечаются и другие выявленные нарушения требований безопасности труда и производственной санитарии на рабочих местах и в бытовых помещениях.

Результаты ежеквартального контроля состояния охраны труда фиксируются в установленной форме. В акте отмечаются всё замечания относительно каждого контролируемого фактора или их отсутствие.

По итогам контроля руководителем предприятия при необходимости издается приказ, в котором указываются списки лиц, поощренных из фондов предприятия за высокие показатели по охране труда, отмечаются нарушения требований охраны труда, мероприятия по устранению выявленных недостатков и нарушений, сроки выполнения и ответственные лица в уголке (на стенде) по охране труда каждого цеха.

Правила техники безопасности при обслуживании рыборазделочных машин

Все выступающие движущиеся части машин должны быть ограждены. При обслуживании плавникорезок особое внимание должно быть уделено ограждению дисковых ножей.

При ручной подаче рыбы к рабочим инструментам, в частности к дисковым и другим ножам, необходимо соблюдать осторожность.

Запрещается производить ремонт и смазку рыборазделочных машин до их остановки.

Перед пуском машин необходимо убедиться в отсутствии посторонних предметов. При заточке дисковых ножей без их демонтажа нужно соблюдать осторожность и не держать оселок в руках, а закреплять его в специальном держателе.

При работе на машине запрещается вынимать рыбы из-под ножей во время работы. Запрещается работать на машине, если дисковые ножи не отцентрованы, отсутствуют защитные ограждения на ножах, лоток подающий рыбу неисправен. Регулировку и заточку ножей разрешают производить специально обученному персоналу. Снятие кожухов, заточка ножей, регулировка узлов на работающей машине запрещена.

Блокирующие устройства должны быть исправны, машина заземлена.

На рабочем месте не должны находиться посторонние предметы В местах, где установлены рыборазделочные машины, как правило, имеет место повышенная влажность. Поэтому при включении рубильников для пуска электродвигателей следует насухо вытирать руки.

Запрещается становиться около рыборазделочных машин на неприспособленные подставки (старые ящики, бочки и др.).

Необходимо регулярно проверять состояние трапов и стоков около рыборазделочных машин, не допуская скопления около них воды и рыбных отходов.

Охрана окружающей среды

Во всех технологических процессах используется вода. При этом происходит ее насыщение вредными веществами (загрязнение), которые способны пагубно влиять на флору и фауну водоёма. Поступление промышленных вод в окружающую среду может привести к ухудшению экологической обстановки в данном регионе.

Все загрязняющие вещества можно разделить на минеральные, органические и бактериальные.

Минеральные (химические) загрязняющие вещества включают в себя грунт, песок, шлак, нефть и нефтепродукты, растворы минеральных солей, кислот, щелочей и других веществ.

Органические (биологические) загрязняющие вещества содержатся в фекальных — хозяйственных сточных водах, пищевых отходах и других производств. Органические загрязняющие вещества бывают растительного и животного происхождения. Они наиболее опасны в санитарном отношении

(особенно физиологические выделения человека и животных), т.к. могут вызывать желудочно-кишечные и другие инфекционные заболевания.

Бактериальными загрязняющими веществами являются различные микроорганизмы: дрожжевые и плесневые грибки, мелкие водоросли и др.

Бактериальную загрязненность сточных вод характеризуют значениями коли — титра и коли-индекса.

Применимо к рассматриваемому производству, основным источником загрязнения является санитарная обработка оборудования. При мойке оборудования используется пресная вода, поступающая через систему водоснабжения из природных источников. Отработанная в процессе мойки вода содержит минеральные, органические и бактериальные загрязняющие вещества.

Эта вода сливается после мойки в общую систему канализации, куда попадает через систему сбора сточных вод, и поступает в главную очистительную систему предприятия. После очистки вода может быть повторно использована для технологических нужд предприятия (замкнутый цикл) или сбрасывается в естественные водоемы.

Загрязнение вод — основная причина качественного истощения водных ресурсов. Главную опасность представляют сточные воды — промышленные, сельскохозяйственные и бытовые. Они, попадая в водоём, нарушают его естественный режим: поглощая растворённый в воде кислород, нарушают кислородный баланс водоёма, ухудшают качество воды, нередко парализуют жизнедеятельность флоры и фауны. Загрязнение природных вод приводит к тому, что они оказываются непригодными для питья, купания и для технических нужд.

Особенно пагубно загрязнение влияет на рыб, водоплавающих птиц, животных и на другие организмы. Кроме того, органические вещества, скапливающиеся в почве и на её поверхности, загнивают, поражают воздух неприятными запахами.

При проникновении сточных вод в глубь грунта они могут сильно загрязнять грунтовые воды.

Выводы

рыборазделочный электродвигатель нож дисковый Прототип машины ИРА-115 и также машина данной расчетно-графической работы являются одной из видов рыборазделочных машин универсального типа.

В результате работы была рассчитана кинематическая схема машины, операционный транспортер, режимы резания. Режимы резания проводились для скумбрии и соответственно специально подобранных для этого ножей. Машина может применяться для рыб средних размеров, а также для мелкой рыбы. Загрузка машины производиться вручную, что весьма усложняет ее эксплуатацию.

В результате выполнения работы были проведены расчеты параметров машины и кинематической схемы. Скорости движения рабочих органов и их частоты вращения:

— ножа для отрезания головы V_н = 15 м/с, n_н=1194 об/мин;

— конвейера V_к=0,1 м/с, n_к=19,2 об/мин;

— прижимного устройства V_пр=0,1 м/с, n_пр=9,6 об/мин.

Был выбран электродвигатель типа 4А80В4У3 с мощностью N_дв=1,5кВт и частотой вращения выходного вала n_дв=1415 об/мин.

Также был подобран цилиндрический двухступенчатый редуктор с передаточным отношением i_р=10 и частотой вращения n_р=119,4 об/мин.

Непрерывная переработка рыбы должна обеспечиваться наличием хорошей сырьевой базы. В таком случае целесообразность применения машины будет эффективна.

1. Саускан В. И. Промысловые рыбы Атлантического океана. Справочник. М: Агропроиздат, 1988 г.

2. Чупахин В. М. Технологическое оборудование рыбообрабатывающих предприятий. — М.: Пищевая промышленность, 1968

3. Чепрасов Н. Н. Оборудование предприятий и судов рыбной промышленности. М; Пищепром, 1969 г.

4. Карпов В. И. Технологическое оборудование рыбообрабатывающих предприятий. — М.: Колос, 1993

5. Дикис М. Я., Мальский А. Н. Технологическое оборудование консервных заводов.

6. Анурьев В. И. Справочник конструктора машиностроителя, том 2, М.: Машиностроение, 1974 г.

7. Жилин Н. И. Расчет и конструирование машин и аппаратов пищевых и рыбообрабатывающих производств: учебное пособие. — Керчь: КМТИ, 2005