Розрахунок економічної ефективності від впровадження гомогенізатора майонезу 6 т/г (стр. 2 из 3)

Приймаю діаметр колінчатого вала d_к=0.063 м.

Навантаження на підшипник сковзання кривошшіно-шатунного механізму, Р_т, Н, розраховується за формулою:

(2.20)

де Т – обертальний момент, н·м; d_к – діаметр колінчастого вала, м.

Опорна ' поверхня підшипника сковзання, F_c, м², розраховується за формулою:

(2.21)

де в-ширина великої головки шатуна, м.

Питомий тиск на підшипниках сковзання, Р, н/м, розраховується за формулою:

(2.22)

Повинна виконуватись умова Р < [Р], де [Р] допустимийпитомий тиск для бронзових підшипників8500·10³ н/м.

Р < [Р] 726906.977н/м < 8500000н/м

Кругова швидкість колінчастого вала, υ_к, м/с, розраховується за формулою:

(2.23)

При розрахунку підшипників на нагрів повинна витримуватись умова:

(2.24)

де [Р_n·υ] = 24000–10³ Н/м·с нормативна величина для бронзових підшипників.

Розрахунок малої головки шатуна здійснюється на вигинання і стиснення. Напруга вигинання в небезпечному перетині, σ_и, н/м², розраховується за формулою:

(2.25)

де l_c – відстань між точками прикладання сил, м;

l – відстань від нейтральної вісі до до найбільш віддаленого волокна, м;

l_у – момент інерції перетину, м⁴.

Момент інерції перетину, I_у, м⁴. розраховується за формулою:

(2.26)

де а – ширина головки, м;

в-товщина кінця головки в небезпечному перетині, м.

Площа поперечного розтину кільця в небезпечному
перетині, F, м², розраховується за формулою:

F=ά·в (2.27) F=0.042·0.004=0.000168м²

Напруга стиснення, σ_с, Н/м²розраховується за формулою:

(2.28)

Сумарна напруга в небезпечному перерізі, σ, н/м², розраховується за формулою:

σ=σ_и+σ_с (2.29)

Сумарна напруга повинна бути меншою від σ_доп для вуглецевих сталей.

σ=0.9018·10⁸+1963·10^-5=0.9019·10⁸

0.9019·10⁸н/м²< 1·10⁸н/м²

Питомий тиск пальця на підшипник, К, н/м², розраховується за формулою:

(2.30)

де d_n – діаметр пальця, м;

l_n – довжина опори поверхні пальця на підшипнику, м.

Питомий тиск пальця на опорні поверхні в повзуну, К_см, н/м² розраховується за формулою:

(2.31)

де l₀ – довжина опорного гнізда шатуна, м.

Момент опору поперечного розтину кільця при вигинанні, W, н·м, розраховується за формулою:

(2.32)

Момент вигибальний, М_и, н·м, розраховується за формулою:

(2.33)

де l – відстань між опорами пальця, м.

Напруга вигибання, σ_и, н/м², розраховується за формулою:

(2.34)

Середня напруга на зрізі, т_ср, н/м². розраховується за формулою:

(2.35)

де F_p – площа поперечного розтину пальця, м².

Площа поперечного розтину пальця F_п, м², розраховується за формуло:

(2.36)

Максимальне піднімання клапана плунжерного блоку, h_тах, мм, розраховується за формулою:

(3.37)

де n₂ – частота оборотів колінчастого валу, об/хв.

Умова безударної роботи нагнітальних клапанів забезпечується при відношенні:

(2.38)

де F_к – площа клапана, м²;

G_к – маса клапана, кг;

V – продуктивністьгомогенізатора, м³/с;

∆Р – .перепад тиску. на клапані, МПа;

λ – відношення радіусу кривошипа до довжини шатуна;

z – число плунжерів, їпт.;

n₂ – частота обертів колінчатого вала, об/с.

Умова безударної роботи всмоктувальних клапанів забезпечується при відношенні:

(2.39)

Товщина тарілки клапана, h_кл, мм, розраховується за формулою:

(2.40)

де σ_доп – допустима напруга для матеріалів клапана, н/м²;

d_кл – діаметр клапана, м;

Р – тиск гомогенізатора, Па.

Зусилля пружини на закриття нагнітального клапана, Р_пр, н, розраховується за формулою:

(2.41)

Сила пружини при робочій деформації, Р_д, н, розраховується за формулою:

Р_д=1.5·Р_пр (2.42)

Р_д=1.5·26=39н

Жорсткість пружини, z_пр, н/м, розраховується за формулою:

(2.43)

Сила пружини при максимальній деформації, Р_max, н, розраховується за формулою

(2.44)

де δ – відносний інерційний зазор пружини стиснення.

Діаметр проволоки, d, мм, розраховується за формулою:

(2.45)

де Д – діаметр пружини, м; [τ] – допустима напруга, н/м.

Робоче число витків пружини, і_р, розраховується за формулою:

(2.46)

де G_m.c. – модуль здвигу для сталі, н/м⁴;

d – діаметр проволоки

Загальне число витків пружини, і_о, розраховується за формулою:

і_о=і_р+і_н (2.47)

де і_н – неробоче число витків.

і_о=2+2=4

Середній діаметр жирових кульок після гомогенізації, d_Ср, мКм, розраховується за формулою:

(2.48)

де Р – тиск гомогенізатора, мПа.

Підвищення температури молока під час гомогенізації, ∆t, ºС розраховується за формулою:

(2.50)

де Р – тиск гомогенізатора, Па; ρ – питома вага молока, кг/м3; с – теплоємкість молока, Дж/кгºс

Діаметр отвору запобіжного клапану, Д₃, м, розраховується за формулою:

(2.51)