Камнеотборник MTSC 65/120EU

Курсовой проект защищен с оценкой

                                                                  ___________________________________

Руководитель

проекта                                        ___________ профессор В.П.Тарасов__________

                        подпись, должность, и.о. фамилия

 

РАЗРАБОТКА (СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ) ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ

МАШИНЫ ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ МИНЕРАЛЬНЫХ ПРИМЕСЕЙ

тема проекта

 

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

по дисциплине” Технологическое оборудование ”

КП 260601. 000 ПЗ

обозначение документа

 

 

Проект выполнил                                      студент гр. МАПП-62 Бегаев А. С.__

   подпись                               и.о. фамилия

 

 

Нормоконтролер                                                          профессор В.П. Тарасов__

                                                          подпись     должность и.о. фамилия

 

 

2010

 

Задание на курсовой проект

Алтайский государственный технический университет

им. И. И. Ползунова

Факультет пищевых и химических производств

Кафедра «Машины и аппараты пищевых производств»

 

Задание

На курсовой проект по дисциплине «Технологическое оборудование»

студенту Бегаеву А. С. группа МАПП – 62

 

Тема: «Разработка (совершенствование) технологической машины для выделения минеральных примесей»

Исходные данные:

прототип – камнеотборник Р3-БКТ

производительность – 9 т/ч

перерабатываемый продукт – исходная зерновая смесь

конечный продукт – очищенное зерно

эффективность – 90 %

 

Содержание проекта

- пояснительная записка 40 листов формата А4, содержащая:

введение;

1 литературный обзор;

2 предложение по совершенствованию машины;

3 расчетно-конструкторская часть;

3.1 гидравлические расчеты;

3.2 энергетические расчеты;

3.3 прочностные расчеты;

4 монтаж и эксплуатация;

заключение;

литература;

приложения;

 

 

 - графическая часть 3-4 листа формата А1, содержащая

1 схемы: функциональная, структурная, кинематическая (1-2 листа);

2 сборочный чертеж разрабатываемого изделия (не более 1 листа);

3 чертежи основных разрабатываемых узлов машин (1.5-2 листа);

4 чертежи основных разрабатываемых деталей (0.5-1 лист).

 

Литература:

1. Технологическое оборудование мукомольного производства / Г. Е. Птушкина и др.– М.: ГП «Журнал Хлебопродукты»,- 1999 – 208 с

Дата выдачи задания «01» сентября 2010 г.

Срок сдачи законченной курсовой работы «24» декабря 2010 г.

Руководитель курсового проекта __________ профессор, к.т.н. Тарасов В. П.

Студент ____________ Бегаев А. С.

 

Содержание

Введение…………………………………………………………………….…….41 Литературный обзор……………………………………………………………6

1.1 Анализ аналогов…………………………………………………………7

1.1.1 Камнеотборник MTSC 65/120EU………………....……………7

1.1.2 Камнеотделительная машина типа Р3-БКТ…………………….10

2 Предложение по совершенствованию машины……………………………...14

3 Расчетно – конструкторская часть……………………………………………20

3.1 Гидравлический расчет…………………………..………………………….20

3.2 Энергетический расчет……………………………………………………..25

3.3 Прочностные расчеты элементов камнеотборника Р3-БКТ-Р...............29      

4 Монтаж и эксплуатация……………………………………..………………...34

Заключение……………………………………………………………………….37Список литературы………………………………………………………………38

Приложение А Спецификация на сборочный чертеж камнеотделительной машины Р3-БКТ-Р……………………………………………………………...38       

Приложение Б Спецификация на сборочный чертеж сварной рамы………..40

Введение

Развитие современной зерноперерабатывающей промышленности требует от предприятий применения самых современных технологических приемов, совершенного оборудования, высокого уровня автоматизации производства, санитарно - гигиенических условий и высокого уровня промышленной эстетики.

Основное направление развития и совершенствования зерноперерабатывающего производства – это строительство новых, реконструкция и техническое перевооружение действующих предприятий на базе высокопроизводительного оборудования. Внедрение нового оборудования предусматривает совершенствование технологии подготовки зерна на элеваторе и в зерноочистительном отделении мукомольного завода, размола зерна и сортирования промежуточных продуктов. Новые мукомольные заводы обеспечивают возможность выработки до 70-75% муки стабильного качества и повышенных хлебопекарных достоинств. При этом сокращенный технологический процесс и рациональные проектные решения позволяют снизить удельные энергозатраты на выработку продукции.

Технологический процесс состоит из ряда взаимосвязанных операций, каждую из которых выполняет специальное оборудование. Их эффективная эксплуатация требует знания их конструкции, характера влияния на их эффективность различных факторов, способов контроля и регулирования их работы.

Зерновая смесь после очистки в сепараторах, как правило, содержит органические и минеральные примеси, которые могут быть легче или тяжелее зерна, но практически не отличаются по размерам и аэродинамическим свойствам. Поэтому такие примеси не выделяются на ситах и воздушным потоком. Эти приме­си в практике очистки зерна считают трудноотделимыми.

В зерне, передаваемом из подготовительного отделения в размольное, мит­ральных примесей не должно быть, поскольку даже их незначительное присут­ствие в готовой продукции вызывает ощущение хруста при разжевывании и вредно для здоровья.

На мукомольных заводах с комплектным оборудованием не применяют мо­ечные машины, где могут выделяться минеральные примеси, поэтому сухой спо­соб очистки зерна должен обеспечить высокоэффективное выделение минеральных примесей. Эта операция производится в вибропневматических камнеотделительных машинах Р3-БКТ. Их устанавливают после сепараторов.

Один из недостатков машины Р3-БКТ: большой объем воздуха на аспирацию. Воздух после аспирации очищается в энергоёмких фильтрах. Такой же объем воздуха следует подавать на этажи, чтобы избежать пониженного давления.

Целью курсового проекта является создание вибропневматической камнеотделительной машины с рециркуляцией воздуха.

Для достижения поставленной цели предполагается решить следующие задачи:

- выявить наиболее перспективные решения в конструкциях вибропневматических камнеотделительных машин и отдельных ее узлов;

- выполнить анализ вариантов, осуществить схемную проработку машин;

- выбрать и сделать расчеты основных рабочих органов и узлов машины; подобрать покупные и стандартные изделия;

- разработать сборочный чертеж;

Это позволит значительно снизить площадь фильтрующей поверхности, протяженность воздуховодов, и, следовательно, энергозатраты.

 

1 Литературный обзор

По принципу действия камнеотделительные машины можно разделить на вибрационные, вибропневматические и гидродинамические.

Основой рабочего процесса машин первой группы является использование инерционных сил, возникающих в сыпучей среде при колебаниях сортирующей поверхности. Расслоение и разделение разнородных компонентов смеси производят вследствие их различия по размерам, форме, состоянию поверхности, плотности или совокупности показателей. Это машины с круговым поступательным движением в горизонтальной плоскости.

Во вторую группу входят машины, в которых используют восходящий поток в сочетании с колебаниями сортирующей поверхности. Это машины с возвратно-поступательным движением в горизонтальной плоскости. Вибропневматический способ разделения зерновой смеси использован в малогабаритных камнеотделительных машинах А1-БКВ, А1-БКР, которые применяют для обработки промежуточной фракции, содержащей минеральные примеси, например, после камнеотделительной машины А1-БОК, а также на рисозаводах. В состав комплектного высокопроизводительного оборудования мукомольных заводов входят вибропневматические камнеотделительные машины РЗ-БКТ, РЗ-БКТ-100 и РЗ-БКТ-150.

К третьей группе относят машины, в которых осаждение минеральных примесей происходит в потоке воды. С точки зрения эффективности разделения этот способ дает хорошие результаты. Однако у него есть и недостаток -необходимость последующей сушки зерна и отходов, а также сравнительно большой расход питьевой воды.

В основу процесса очистки зерна от минеральных примесей в машинах с круговым поступательным движением рабочего органа положено различие плотности зерна (1,3-1,4 г/см3) и минеральных примесей (1,9-2,8 г/см3), а также различие коэффициентов трения.

Эффективность работы камнеотделительных машин определяют так же, как и эффективность работы других зерноочистительных машин, т. е. по содержанию минеральных примесей до и после очистки зерна. Работу канеотделительных машин считают эффективной, если обеспечивается выделение 95% минеральных примесей.

Для выбора прототипа, который будет усовершенствоваться необходимо ознакомиться с аналогами данной машины

 

Анализ аналогов

Камнеотборник MTSC 65/120EU

Камнеотборник MTSC 65/120EUс рециркуляцией основного воздушного потока выпускается фирмой «Бюлер» производительностью 6 т/ч. По конструкции машины этого типа разных зарубежных фирм во многом аналогичны. Устройство камнеотборника представлено на рис. 1. Рабочий корпус 7 цельносварной, установлен на трех виброопорах 11 на станине 9 и приводится в колебательное движение мотор-вибратором 5 (одним или двумя, в зависимости от массы корпуса).

 

Рис. 1 Камнеотборник МТSC с рециркуляцией воздушного потока:

1 - шлюзовый затвор; 2 -осадочная камера; 3 - вентилятор; 4 - электродвигатель вентилятора; 5 - дроссельная заслонка;6 - нагнетательный коллектор; 7 -корпус камнеотборника; 8 - мотор-вибратор; 9 - станина; 10 - станина вентилятора и осадочной камеры; 11 — виброопоры; 12 - патрубок выпуска камней; 13 —рабочая дека камнеотборника; 14 - прижимной клапан;15 -разгрузочное (сортировочное) сито; 16 - фиксаторы прижима выдвижных рамок; 17 — система скатов и клапанов; 18 -гибкие элементы; 19 - приемно-распределительное устройство; 20 - всасывающий коллектор (зонт); 21 – аспирационный патрубок; 22 -отражатели легких частиц; I - прием зерна; II - выход зерна; III - выход камней; IV- выход легких примесей; V-воздушные потоки

В корпусе установлены две рамы: разгрузочное сито 15 и рабочая проволочная непроходная дека 13, которые фиксируются зажимами 16. Приемно-распределительное устройство 19, осадочная камера 2 и вентилятор 3 с коллектором смонтированы над

корпусом 7 на отдельной станине 10 и соединены с ним гибкими элементами 18. На всасывающем коллекторе 20 установлен патрубок для аспирации 21. Осадочная камера центробежного типа смонтирована в блоке с вентилятором 3 и приводным электродвигателем 4. Во всасывающем отверстии осадочной камеры имеются отражатели 22 для сброса легких примесей. В нагнетательном коллекторе вентилятора установлена дроссельная заслонка 5 для регулирования воздушного режима. Процесс работы камнеотборника начинается с подачи зерна / в приемно-распределительное устройство 19, где по скатам и клапанам оно направляется на разгрузочное сито. Приемно-распределительное устройство выполняет также функции герметизирующего узла. На разгрузочном сите 15 происходит расслоение зерновой массы: частицы более легкой фракции всплывают и сходом удаляются в патрубок, разгружая рабочую деку, на которой из тяжелой фракции (полученной проходом) удаляются камни, погружаясь на дно деки и перемещаясь вверх к патрубку выпуска 12. На выходе камней установлен клапан 14, положение которого регулируется с целью более четкого удаления камней. Очищенное зерно - сход с сита 15 и деки 13 - объединяется и выводится в общий патрубок 11. Воздушный поток V через всасывающий коллектор 20, пронизывая сито и деку и захватывая аэродинамически легкие примеси, направляется в осадочную камеру 2, где примеси IV осаждаются и через шлюзовым затвор 1 удаляются из машины. Воздушный режим контролируется по U-образному манометру на всасывающем коллекторе и регулируется заслонкий 5. Воздух из осадочной камеры подается вентилятором по нагнетательному коллектору в полость корпуса камнеотборника под рабочую деку, замыкая цикл. Для предотвращения пыления часть воздуха (не более 10%) отсасывается через аспи-рационный патрубок 21 в централизованную аспирационную сеть. Регулировки камнеотборника включают кинематический и воздушный режимы, а также наклон деки.

 

1.1.2 Камнеотделительные машины типа РЗ-БКТ

Камнеотделительная машина РЗ-БКТ (рис. 2). Состоит из следующих основ­ных узлов: вибростола, привода, приемных, выпускных и аспирационных уст­ройств и станины.

Вибростол — подвижная часть машины, совершает возвратно-поступатель­ные колебания под углом 30...40° к плоскости деки. Вибростол установлен под углом 5... 10° к горизонтали. Он состоит из несущей сварной рамы 25, в которой смонтирована дека, корпуса 8, крышки 6 из оргстекла для визуального контро­ля рабочего процесса. В крышке имеются отверстия для присоединения аспирационного рукава 29 приемного устройства.

Дека состоит из трех частей: сортирующей поверхности 15 из металлотканой сетки с отверстиями размером 1,5x1,5 мм, алюминиевой рамы 20 поперечными и продольными планками, образующими квадраты размером 55x55 мм, и воздуховыравиивающего днища 14 с отверстиями 3,2 мм.

Рис. 2. Камнеотделительная машина РЗ-БКТ:

1— патрубок аспирационный; 2 — заслонка дроссельная; 3 - манометр; 4 — питатель; 5 — приемник; 6 — крышка вибростола; 7 — пружина клапана; 8 — корпус вибростола; 9 — патрубок выпускной; 10,24 — рукава резиновые; 11 — вал виброрегулятора; 12 — вибратор; 13 — распределитель; 14 — днище воздуховыравнивающее; 15 — поверхность сортирующая; 16 — диск регулировочный; 17 — плита опорная; 18 — пружина-амортизатор; 19 — окно; 20 — рама; 21 — кала; 22 — стойка вибростола; 23 — штурвал; 25 — рама несущая; 26 — пластина; 27 — винт регулировочный; 28 — делитель; 29 — рукав аспирационный; 30 — стойка станины

На рисунке 3 представлен принцип разделения зерновой смеси, используемый в машине Р3-БКТ.

I- зерно исходное, II- зерно очищенное, III- примеси минеральные, IV- воздух с легкими примесями.

Рис. 3 – Вибропневматический принцип разделения зерновой смеси

Траспортирование вверх создается в ре­зультате определенного сочетания: кинемати­ческих параметров, угла наклона и коэффициента трения сортирующей поверхности, нагрузки. При отсутствии воздушного потока все компоненты смеси движутся вверх по сортирующей поверх­ности. При наличии аэрирующего воздействия воздуха псевдоожиженный слой зерна, практически не подверженный транспор­тирующему воздействию деки, "течет", как жидкость, под уклон и разгружается в нижней широкой части деки. Тяжелые минеральные частицы, находящиеся в нижнем слое и имеющие наибольшее сцепление с шероховатой сортирующей поверхностью, транспортируются вверх против наклона деки и выводятся через верхнюю, суженную ее часть.

На эффективность и производительность камнеотделительных машин виб­ропневматического принципа действия оказывают существенное влияние сле­дующие факторы: частота, амплитуда и направление колебаний, скорость воздушного потока, угол наклона деки и коэффициент трения ее поверхности, различие в плотности зерна и минеральных примесей, нагрузка и влажность зер­на. Эффективность очистки зерна от минеральных примесей должна быть не ниже 95%. Содержание годного зерна в отходах не более 1%.

 

Сравнение характеристик аналогов приведено в таблице 1.

Таблица 1

Показатель	Р3-БКТ	MTSC 65/120EU
Производительность, т/ч	9	6
Угол наклона деки, град	6..7	6..7
Число ситовых ярусов	1	1
Площадь ситовой поверхности, м2	1	0,78
мощность вентилятора, кВт	-	5,5
мощность вибратора, кВт	0,3	0,3
Объем воздуха на аспирацию, м3/мин	80	8
Рециркуляция	-	+
Габаритные размеры, мм Длина Ширина Высота	1700 1410 1960	1700 1366 2785

Выводы:

Недостатки Р3-БКТ:

· Большой объём воздуха на аспирацию предполагает протяженные воздуховоды, большую площадь фильтрующих поверхностей и, как следствие, высокие энергозатраты.

 

При анализе вибропневматических камнеотборников разного производства видно, что основным недостатком отечественного аналога является большой объём воздуха на аспирацию, а это приводит к большим энергозатратам. По остальным характеристикам отечественный камнеотборник не уступает импортному. Следовательно, примем за прототип Р3-БКТ.

 

2. Предложения по совершенствованию

Предполагается использовать принцип объединения двух машин. Усовершенствованный камнеотборник будет иметь производительность 9 т/ч, иметь основные узлы Р3-БКТ (устройства настройки, регулировки, вибратор, вибростол). Кроме этого камнеотборник будет оснащен системой рециркуляции воздуха, которая включает в себя осадочную камеру, вентилятор, систему воздуховодов, диффузоры. Для контролирования воздушного режима будет предусмотрена дроссельная заслонка и манометр.