Методика расчета

Теоретическая производительность разливочного автомата, бут/с,

(5.14)

где z - количество наполнительных приборов (разливочных уст­ройств); п - частота вращения карусели, с^-1; ω - угловая скорость карусели, рад/с.

Длительность одного оборота карусели, с;

(5.15)

Расчетная производительность П_р, бут/с,

(5.16)

где z_н - количество приборов (подъемных столиков), одновремен­но работающих на наполнение бутылок; τ_н - время наполнения бутылки жидкостью, с.

(5.17)

где ψ = z_н /z - коэффициент использования рабочих позиций раз­ливочных устройств, равный отношению количества приборов, одновременно работающих на наполнение, к общему количеству приборов на карусели (ψ= 0,3...0,6).

Время наполнения бутылки жидкостью, с,

(5.18)

где Q - объем жидкости в стакане дозатора, м³ (Q = 5·10^-4 м³); μ - коэффициент расхода, характеризующий сопротивление сливного тракта и физические свойства разливаемой жидкости (μ = 0,4...0,7); f_отв - площадь выходного отверстия наполнителя, м²; g = 9,81 м/с² - ускорение свободного падения; Н - высота столба жидкости в дозировочном стакане, м.

Время τ_н является важнейшим параметром разливочных машин и зависит от метода розлива и принципа дозирования жидкости. Производительность разливочной машины является функцией времени наполнения бутылки жидкостью, равного времени опорожнения мерного стакана дозатора.

Фактическая производительность П_ф, бут/с,

(5.19)

где λ - коэффициент запаса, учитывающий неточное определение и изменение τ_н при фасовке пищевых жидкостей (λ=1,4).

Коэффициент использования технической мощности раз­ливочного автомата

(5.20)

При расчете разливочных автоматов необходимым элемен­том проектирования является определение следующих условий: неопрокидывание и несоскальзывание бутылок, находящихся на подъемном столике вращающейся карусели. При этом рассмат­ривается два варианта: для порожней и наполненной бутылки.

Условие неопрокидывания бутылок

(5.21)

Условие несоскальзывания бутылок с подъемного стола

(5.22)

де F_цб - центробежная сила, действующая на бутылку, Н; h -высота центра тяжести бутылки, м (h = 0,095 м);

(5.23)

где ω - угловая скорость вращения карусели, рад/с; R - радиус окружности по центрам подъемных столиков, м; (R = 0,28 м); т -масса бутылки, наполненной жидкостью, кг,

(5.24)

где т_б - масса пустой бутылки, кг (т_б= 0,45 кг); т_ж - масса жид­кости, наполняющей бутылку, кг (т_ж = 0,500 + 0,035 кг); G_б - вес бутылки, Н (G_б =mg); g = 9,81 м/с² - ускорение свободного паде­ния; f_mp - коэффициент трения скольжения стеклянной бутылки о материал столика (f_mp = 0,1).

Энергия, расходуемая разливочным автоматом, затрачива­ется на перекатывание роликов подъемных столиков по копиру и вращение карусели автомата.

Сопротивление Р₁ от перекатывания роликов по горизон­тальному участку копира, Н,

(5.25)

где z₁ - число подъемных столиков, одновременно перемещаю­щихся по горизонтальному участку копира; G₁ - усилие сжатой пружины, Н; G₂ - сила тяжести штока, столика с подшипником, роликом и порожней бутылкой, Н; k - коэффициент трения каче­ния шарикоподшипника ролика, м; k = 0,005 м; f - условный коэф­фициент трения скольжения подшипника (f= 0,15); d - диаметр окружности по центрам шариков подшипника, м; D - диаметр шарикоподшипника, м.

Сопротивление Р₂ на участке подъема штока с учетом угла подъема копира, Н,

(5.26)

где G₃ - сила тяжести штока, подшипника, ролика и наполненной бутылки, Н; а - угол подъема профиля копира, град, α = 45°.

Сопротивлением движению ролика на участке копира с опусканием штока можно пренебречь. Суммарное сопротивление Р движению всех роликов, одновременно находящихся в контак­те с копиром, Н,

(5.27)

Мощность N_l, кВт, расходуемая на перекатывание роликов по копиру

(5.28)

где - линейная скорость перемещения столиков, м/с ( = ω· R).

Мощность N₂, кВт, расходуемая на вращение карусели без учета сопротивления роликов

(5.29)

где G₄ - сила тяжести главного вала с прикрепленными к нему деталями, Н; f_e - условный коэффициент трения скольжения под­шипника (f_в = 0,1); d₁ - диаметр окружности по центрам шариков упорного подшипника главного вала, м (d₁ = d); ω - угловая ско­рость вращения главного вала, рад/с.

Суммарная мощность N на главном валу разливочного ав­томата, кВт,

(5.30)

где η_к - КПД подшипников качения (η_к = 0,98).

Мощность электродвигателя привода разливочного автома­та N_дe, кВт,

(5.31)

где K - коэффициент пуска (К = 1,15); η_пр - КПД привода (η_пр = 0,8).

Порядок оформления отчета

Отчет о расчетно-практической работе оформляется в соот­ветствии с требованиями, изложенными в [20], и включает в себя:

- цель работы;

- теоретическую часть, в которой излагаются теоретические основы процесса розлива пищевых жидкостей, классификация разливочных автоматов и краткая характеристика методов розли­ва;

- расчетную часть, в которой приводится расчет разливоч­ного автомата по предлагаемому варианту (табл. 5.2), описание конструкции и принципа действия разливочного автомата, ука­занного в индивидуальном задании;

- графическую часть, в которой дается чертеж заданного типа автомата и спецификация к нему.

Контрольные вопросы

1. Для чего предназначены разливочные автоматы и какие пищевые жидкости разливают в стеклянные бутылки?

2. Какова классификация разливочных автоматов?

3. Чем характеризуются методы розлива пищевых жидкостей?

4. Что такое модуль разливочных машин?

5. Какие основные конструктивные элементы характерны для всех разливочных автоматов?

6. Что называется кинематическим, рабочим и технологическим циклами автомата?

7. Чем отличаются автоматы, дозирующие жидкости по объему и по уровню?

Таблица 5.2

Варианты индивидуальных заданий

Номер варианта	z, шт.	п, мин-1	fотв·104 м2	H, м	z1, шт.	G1, Н	G2, Н	G3, Н	G4, Н	D, м	d, м	Чертеж
		6,25	0,8	0,225						0,372	0,340	Фасовочная машина ВАР-6, [ 7, с. 28-29, рис. 2.6 ]
		5,56	0,9	0,230						0,380	0,350
		5,00	1,0	0,245						0,388	0,355
		4,55	1,1	0,260						0,394	0,360
		4,00	1,2	0,270						0,400	0,370
		3,57	1,3	0,280						0,375	0,345
		6,25	1,4	0,250						0,380	0,350
		5,56	1,5	0,250						0,388	0,355
		6,25	1,6	0,230						0,372	0,340	Фасовочная машина Т1-ВРА-6А [7, с.22-23, рис. 2.1]
		5,60	1,7	0,240						0,380	0,350
		5,00	1,6	0,245						0,388	0,355
		4,55	1,5	0,250						0,394	0,360
		4,00	1,4	0,260						0,400	0,370
		3,57	1,3	0,270						0,375	0,345
		5,00	1,2	0,280						0,380	0,350
		4,55	1,1	0,260						0,388	0,355
		6,25	1,0	0,240						0,372	0,340
		5,56	0,9	0,250						0,380	0,350	Фасовочная
		5,00	0,8	0,225						0,388	0,355	машина
		4,55	1,5	0,240						0,394	0,360	Т1-ВНА-12
		4,00	1,6	0,250						0,400	0,370	[7, с. 25,
		3,57	1,7	0,260						0,375	0,345	рис. 2.3]
		6,25	1,5	0,270						0,380	0,350
		5,56	1,6	0,280						0,388	0,355
		5,00	1,7	0,250						0,400	0,370