РОЗДІЛ 2
МЕТОДИКИ ДОСЛІДЖЕНЬ ТА ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНІ УСТАНОВКИ
2.1 Об'єкти досліджень
Об'єктом досліджень дисертаційної роботи були процеси подрібнення продуктів на м'ясорубках.
Предметом досліджень були стандартні й експериментальні ріжучі та транспортуючі робочі органи м'ясорубок ММП-ІІ-1 і МИМ-300. У якості робочих органів, використовувалися стандартні й експериментальні ножі та ножові решітки. Експериментальні двосторонні чотирьохлопатеві ножі мають на кожній лопаті по два ріжучі краї з тупими кутами заточення та два з гострими. Геометричні параметри ножових решіток представлені в табл. 2.1.
Таблиця 2.1
Основні геометричні параметри решіток
Назва геометричного параметруЧисельні значенняКут заточення країв отворів, град.15?30?45?60?90?120?150?Діаметр отворів, мм.5, 9 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 95, 95, 9 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 95,
91, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9Товщина решітки, мм5
У якості транспортуючих робочих органів використовували стандартні шнеки та модернізовані шнеки з вставками-гільзами. Внутрішній діаметр вставки-гільзи відповідає зовнішньому діаметру шнека, а зовнішній її діаметр дорівнює внутрішньому діаметру виступів робочої камери. Кут підйому гвинтової лінії модернізованих шнеків складав 5?, 10?, 15?, 20?.
Предметами досліджень були також продукти тваринного і рослинного походження. З продуктів тваринного походження використовували сире та варене котлетне м'ясо (яловичина ІІ категорії шийна частина, пашина, покромка) [208], а також відходи оброблення, зачищення та жилування яловичої туші, які включають, сухожилля хрящі, плівки й інші обрізки, що називаються в роботі "м'ясним обрізом". Рибна сировина представлена філе товстолобика. З продуктів рослинного походження, як предмети дослідження, використовували сирі та варені моркву, гарбуз, буряк.
2.2 Методика й експериментальна установка для дослідження енергетичних показників процесу подрібнення
Для дослідження енергетичних показників процесу подрібнення була спроектована і виготовлена експериментальна установка (рис. 2.1), яка складається з двох закріплених на рамі приводів П ІІ-1 (поз. 2 і 1) з асинхронними двигунами марки АИР 80 А2 У3 з номінальною потужністю 1,5 кВт. Установка включає м'ясорубку ММП ІІ-1 (поз. 5), що складається з чавунного корпуса 5, шнека 8, завантажувальної чаші 6 з штовхачем 7, затискної гайки 12, набору комплектів стандартних і модернізованих ріжучих робочих органів (ножів 9 та решіток 10).
Слід зазначити, що шнек використовуваний в експериментальній установці має висвердлений отвір у місці кріплення пальця, у якому розміщена бронзова втулка-підшипник. Отвір із втулкою-підшипником призначено для опори спеціального розбірного вала-пальця 13 ріжучого механізму, який приводить у рух ножі, від приводу 2. Для передачі обертання від вала 15 приводу 2 до ножа 9 ріжучого механізму, вал-палець 13 з однієї сторони має хвостовик, що входить у зачеплення з валом 15. Для передачі обертального руху від однієї частини вала-пальця до іншої використовується муфта 14. Слід зазначити, що вал 15 приводу 2 має обертання протилежне валу приводу 1.
Для виміру енергетичних показників ріжучих механізмів та механізмів подачі застосовували два вимірювальних комплекти К-50 (поз. 3 і 4). Дані комплекти призначені для виміру сили струму, напруги та потужності в однофазних і трифазних ланцюгах перемінного струму. Прилади, що входять в комплект відповідають класу точності 0,5 за ГОСТ 23624 - 79. Межа основної допустимої погрішності приладів, комплекту безпосередньо після включення та у режимі тривалого навантаження дорівнює 0,5 % від кінцевого значення діапазону вимірів.
Кути заточення країв отворів решіток і країв лез ножів складали 15?, 30?, 45?, 60?, 90?, 120?, 150?.
Слід зазначити, що застосування в експериментальній установці двох приводів 1, 2 і двох вимірювальних комплектів К-50 3, 4 та вала-пальця 13 дозволило безпосередньо експериментально визначити структуру складових потужності процесу подрібнення, що у свою чергу дозволило розрахувати питому роботу подачі шнека та питому роботу різання. Крім того дане конструктивне рішення експериментальної установки дозволило визначити вплив конструктивно-експлуатаційних параметрів подрібнювачів на енергетичні складові процесу подрібнення.
Використання додаткового приводу 2 з вимірювальним комплектом 4 дозволило експериментально заміряти потужність затрачувану безпосередньо на різання продукту в ріжучий площині ніж-решітка Nріз.
Для досліджень енергетичних показників процесу подрібнення була розроблена методика (рис. 2.2).
Для визначення структури складових потужності процесу подрібнення різних продуктів, використовуючи вимірювальні комплекти 3 і 4 попередньо заміряли потужності N1, N2 роботи приводів 1, 2. Після визначення потужностей роботи приводів приєднували корпус м'ясорубки 5 до приводу 1, установлювали шнек 8, необхідні (стандартні або модернізовані) ніж 9, решітки 10, упорне кільце 11, частину рознімного вала-пальця 13 і затягували затискною гайкою 12. Для
з'єднання виступаючої частини вала-пальця 13 з приводом 2 установлювали другу його частину і з'єднували їх за допомогою муфти 14.
Для виміру потужності Nтр, що витрачається на подолання сил тертя в площині контакту опорних граней ножа і ножових решіток уключивши приводи 1 і 2 за допомогою вимірювального комплекту 4 заміряли потужність N4 використовувану приводом 2 на роботу приводу і подолання сил тертя в площині різання. Слід зазначити, що під час даного виміру потужності в робочу камеру м'ясорубки 5 нами додавалася вода для зближення значень сили тертя, що виникає в ріжучій парі, з реально існуючими в процесі подрібнення продуктів. Після чого розраховували потужність Nтр., що використовується на подолання сил тертя в ріжучому механізмі по наступній формулі:
Nтр=N4-N2, (2.1)
де: Nтр - потужність, що витрачається на п