Расчет и подборка взбивальной машины

Федеральное государственное  бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования  
«Казанский национальный исследовательский технологический университет»

(ФГБОУ ВПО «КНИТУ»)

Кафедра.                       Технологии пищевых производств                                          .

Специальность  260501 – Технология продуктов общественного питания                   .

Тема курсового проекта ___________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Шифр __________________________________________________________________.

РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ  ЗАПИСКА

Руководитель проекта_____________________________________ (Т.Ю. Гумеров)

Студент_________________________________________________ (М.И. Хасанов)

Казань 2013

Введение

Развитие предприятий общественного  питания напрямую связано с уровнем  развития  пищевой промышленности, достижениями  в области создания новых технологий и оборудования. В результате инновационных процессов происходящих в последний год в сфере общественного питания, техническое оснащение некоторых предприятий общепита достигло современного уровня, оборудование стало малогабаритным, удобным в обслуживании и эффективным. На  современном этапе общественное питание будет занимать преобладающее место по сравнению с питанием в домашних условиях. В связи с этим возникает необходимость дальнейшей механизации и автоматизации производственных процессов, как основного фактора роста производительности труда. Ежегодно осваиваются и внедряются новые, более современные машины и оборудование, обеспечивающее механизацию и автоматизацию трудоемких процессов на производстве.

Создаются и осваиваются новые машины, оборудование, которые будут работать в автоматическом режиме без участия человека. На предприятиях общественного питания до сих пор преобладает большинство производственных процессов, выполняемых вручную. Существует много видов    работы, где    занято    большое    количество    работников малоквалифицированного труда. Поэтому коренная перестройка в этой сфере производства предполагает необходимость широкой индустриализации производственных процессов, массового внедрения промышленных методов приготовления и постановки продукции потребителям.

Подобная организация производства в общественном питании позволит не только применить новое высокопроизводительное оборудование, но и более эффективно его использовать. В выигрыше   будут и потребители, - сокращаются затраты времени,  повышается  культура обслуживания, и работники общественного питания - за счет механизации и автоматизации производства резко снижают затраты ручного труда, увеличивают производительность производства продукции и улучшают санитарно-гигиенические условия.

Совершенствование техники должно обеспечивать не только рост производительности труда и его облегчение, но и  снижение затрат труда на единицу  продукции при использовании  новых машин и механизмов. Иначе  говоря, новая техника только в   том случае будет эффективной, если затраты общественного труда на ее создание и использование требуют меньше труда, сберегаемого применением этой новой техники. В снижении затрат на единицу продукции, производимую с помощью новой техники, в конечном счете и заключается экономическая суть совершенствования машин и механизмов.

1. Литературный обзор

1.2. Классификация оборудования

На современном этапе общественное питание будет занимать преобладающее место по сравнению с питанием в домашних условиях. В связи с этим возникает необходимость дальнейшей механизации и автоматизации производственных процессов, как основного фактора роста производительности труда. Отечественная промышленность создает большое количество различных машин для нужд предприятий общественного питания. Ежегодно осваиваются и внедряются новые, более современные машины и оборудование, обеспечивающие механизацию и автоматизацию трудоемких процессов на производстве.

Создаются и осваиваются новые  машины, оборудование, которые будут работать в автоматическом режиме без участия человека.

В настоящее время одной из важнейших  задач в стране является радикальная реформа по ускорению научно-технического прогресса в народном хозяйстве.

В общественном питании она стоит  особенно остро, на предприятиях до сих пор преобладающее большинство производственных процессов выполняется вручную. Существуют много видов работы, где занято большое количество работников малоквалифицированного труда. Поэтому коренная перестройка в этой сфере производства предполагает необходимость широкой индустриализации производственных процессов, массового внедрения промышленных методов приготовления и поставки продукции потребителям.

Подобная организация производства в общественном питании позволит не только применять новое высокопроизводительное оборудование, но и более эффективно его использовать. В выигрыше будут и потребители, — сокращаются затраты времени, повышается культура обслуживания, и работники общественного питания — за счет механизации и автоматизации производства резко снижаются затраты ручного труда, увеличивается производительность производства продукции и улучшаются санитарно-технические условия.

Внедрение новой техники и прогрессивной  организации производства дает возможность существенно поднять экономическую эффективность работы предприятий общественного питания за счет повышения производительности труда, сокращения расходов сырья и энергии.

Научно-технический прогресс в  общественном питании заключается  не только в развитии и совершенствовании используемых орудий труда, в создании новых более эффективных технических средств, но и немыслим без соответствующего совершенствования технологии и организации производства, внедрения новых методов труда и управления.

Совершенствование техники должно обеспечивать не только рост производительности труда и его облегчение, но и снижение затрат труда на единицу продукции при использовании новых машин и механизмов. Иначе говоря, новая техника только в том случае будет эффективной, если затраты общественного труда на ее создание и использование требуют меньше труда, сберегаемого применением этой новой техники. В снижении затрат на единицу продукции, производимую с помощью новой техники, в конечном счете и заключается экономическая суть совершенствования машин и механизмов.

Для ускорения темпов НТП в общественном питании большое значение имеет совершенствование тепловых аппаратов, позволяющих интенсифицировать процессы тепловой обработки сырья за счет применения новых способов нагрева, автоматического поддержания заданных режимов, программирования теплового процесса.

В производстве теплового оборудования в нашей стране в течение последних двадцати лет происходили коренные изменения, которые можно назвать технологической перестройкой. В ней можно выделить три периода. Первый состоял в переходе от использования оборудования, работающего на твердом топливе, к газовому и электрическому оборудованию. На втором произошел переход от универсального оборудования (например, кухонная плита) к секционному, каждый вид которого предназначен для выполнения отдельных операций тепловой обработки продуктов. Третий период происходит в настоящее время. Он заключается в производстве и внедрении оборудования, использующего новые методы тепловой обработки продуктов, сухим паром или методом конвективного обогрева.

Для развития теплового оборудования наиболее перспективным направлением является создание новых аппаратов:

— с новыми видами тепловой обработки  продуктов (комбинированный нагрев, обработка продуктов сухим паром и конвективным обогревом);

— с автоматическим регулированием и программированием теплового процесса;

— с непрерывным действием для  варки и жарки продуктов (трансфер-автоматы);

— с устройствами и приспособлениями, механизирующими процессы переворачивания и перемешивания продуктов (пищеварочные котлы с

механической мешалкой).

Невысокая эффективность внедрения  новой техники зачастую связана с несовершенством конструктивных решений отдельных видов машин. Еще недостаточно высоки качество и надежность используемого оборудования.

Таким образом, перед разработчиком  и создателем новой техники ставится задача значительно улучшить вес  важнейшие технико-экономические параметры машин, оборудования и различных механизмов в общественном питании:

— создание машин и аппаратов, работающих на основе электрофизических методов тепловой обработки пищевых продуктов (инфракрасные лучи и сверхвысокочастотный нагрев и их использование с традиционными методами);

— разработка средств комплексной  механизации и автоматизации производственных процессов для специализированных и узкоспециализированных предприятий общественного питания (блинных, пельменных, пирожковых и т.д.);

— повышение качества выпускаемого оборудования — надежности, долговечности  и ремонтопригодности, и имеющие стандартные унифицированные узлы и детали.

— создание высокопроизводительных универсальных машин и механизмов, удобных для использования их как в индивидуальном виде, а так же в составе механизированных или автоматизированных поточных линий.

Решение этих задач позволит интенсифицировать производственные процессы на предприятиях общественного питания, значительно улучшить качество выпускаемой продукции и снизить ее себестоимость.

Дальнейшее расширение сети предприятий  общественного питания и увеличение их технической оснащенности требует от обслуживающего персонала повышения технической грамотности, специальных знаний и повышения квалификации.

1.2. Классификация машин

В зависимости от назначения и вида обрабатываемых продуктов, машины предприятий общественного питания можно подразделить на несколько групп.

1. Машины для обработки овощей  и картофеля — очистительные,  сортировочные, моечные, резательные,  протирочные и т.д.

2. Машины для обработки мяса  и рыбы — мясорубки, фаршемешалки, рыхлители мяса, котлетоформовочные и др.

3. Машины для обработки муки  и тоста — просеиватели, тестомесительные, взбивальные и т.д.

4. Машины для нарезки хлеба  и гастрономических продуктов  - хлеборезка, колбасорезка, маслоделители и т.д.

5. Универсальные приводы — с  комплектом сменных исполнительных машин.

6. Машины для мытья подовой  посуды и приборов.

7. Подъемно-транспортные машины.

Машина состоит из трех основных механизмов: двигательного, передаточного и исполнительного, а также механизмов управления, регулирования, защиты и блокировки.

Двигательными механизмами являются главным образом электродвигатели переменного тока с короткозамкнутым ротором (закрытые, асинхронные, трехфазные или однофазные). Для работы в вагонах-ресторанах и на судах используются электродвигатели постоянного тока.

                        Передаточный механизм служит для осуществления взаимосвязи двигательного и исполнительного механизмов. В совокупности двигательный и передаточный механизмы называют приводом машин.

Исполнительный механизм определяет назначение и наименование машин. Конструкция его зависит от структуры рабочего цикла и характера технологического процесса, а также вида и физико-механических свойств продукта, подвергаемого обработке: В состав исполнительного механизма входят рабочая камера с загрузочным и разгрузочным устройствами, а также инструменты для механической обработки продуктов.

С помощью механизмов управления осуществляются пуск, останов и контроль за работой  машины. Механизмы регулирования предназначены для настройки машины, а механизмы защиты и блокировки — для предохранения машины от поломки и аварийного ее отключения.

Все машины, применяемые на предприятиях торговли и общественного питания, можно классифицировать по структуре рабочего цикла, степени механизации и автоматизации процессов и по функциональному признаку.

По структуре рабочего цикла  различают машины, периодического и непрерывного действия. В машинах и механизмах периодического действия продукт обрабатывается в течение определенного времени, называемого временем обработки, а затем удаляется из рабочей камеры. После загрузки новой порции продукта процесс повторяется. В машинах непрерывного действия процессы загрузки, обработки и выгрузки продукта происходят одновременно и непрерывно.

По степени механизации и автоматизации различают машины неавтоматические, полуавтоматические и автоматические. В машинах неавтоматического действия загрузка, выгрузка, контроль и вспомогательные технологические операции выполняются оператором. В машинах полуавтоматического действия основные технологические операции выполняются машиной; ручными остаются только транспортные, контрольные и некоторые вспомогательные процессы. В машинах автоматического действия все технологические и вспомогательные процессы выполняются машиной.

По функциональному признаку машины и механизмы предприятий торговли и общественного питания подразделяются на ряд групп, обусловленных их назначением: машины для разделения сыпучих пищевых продуктов; машины для мытья овощей и столовой посуды; машины для очистки продуктов от наружных покровов; машины для измельчения продуктов; машины для перемешивания продуктов; машины, обрабатывающие продукты давлением; весоизмерительные устройства и контрольно-кассовые машины; подъемно-транспортное оборудование.

2. Взбивальные машины

2.1. Классификация взбивальных машин

Для взбивания протуктов применяют  взбивальные машины, различающиеся  расположени ем рабочего органа (взбивателя) и характером его движения .Положение рабочего органа в машинах может быть вертикальным, наклонным и реже горизонтальным. Вертикальное и наклонное расположение рабочего органа имеет ряд преимуществ по сравне нию с горизонтальным. Взбивальные машины делятся на две большие группы: с вращением взбивателя вокруг неподвижной оси, с планетарным враащением взбивателя, т.е совершающие одновременное вращение вокруг оси бачка и вокруг собственной оси.

 При этом взбиватели, могут иметь две и более скорости вращения (машины с коробками скоростей) или бесступенчатую регулировку скорости в определенном диапазоне (машины с вариаторами скоростей). Применяют также регулирование скорости вращения взбивателя с помощью многоскоростных электродвигателей. Достаточная жесткость конструкции и характер движения взбивателей позволяют взбивать на этих машинах различные смеси

В зависимости от числа рабочих  валов планетарные взбиватели могут  быть одинарными, двойными и тройными

Рабочей емкостью машины с планетарным движением взбивателя чаще всего служит неподвижный объемный бачок, имеющий форму вертикального цилиндра с днищем в виде шарового сегмента. Такая форма днища способствует усилению осевых потоков, что особенно важно при взбиваемых слоев по высоте. Встречаются и другие формы бачков Наличие сменных бачков разной вместимости упрощает обстуживание, обеспечивает возможность их быстрой замены.

Рабочими инструментами являются взбиватели различного вида, которые  крепятся к рабочему взбивании высоковязких продуктов, так как обеспечивает перемешивание валу планетарного редуктор.

В зависимости от консистенции и физико-механических свойств продукта применяются следующие взбиватели (рис.2.1)          

а                    б                   в                  г             д                  е

Рис.2.1 Рабочие инструменты взбивальных машин:

а, в — прутковые; б — плоскорешетчатый; г, е — плоскорешетчатые, д — крючкообразный

Прутковые взбиватели используют для взбивания легкоподвижных масс (сливки, яичный белок, муссы, самбуки и пр.)

 Плоскорешетчатые — для кондитерских смесей.

Крючкообразный и замкнутый  с перемычкой — для замешивания теста. Сменные взбиватели крепятся к рабочему валу с помощью легкосъемного соединения.

2.2. Разновидности взбивальных машин

На предприятиях общественного  питания применяют взбивальные машины МВ-6, МВ-10, МВ-35М, МВ-35/21, МВ-60, МТВ-60, МВУ-60 и механизмы МВ, МВП11-1, ]у(КР-25 (Польша) и ряд других машин и механизмов Чаще всего эти машины имеют многоцелевое назначение, т е помимо взбивания осуществляют перемешивание фаршей, разных видов теста и реже — салатов и винегретов.

Машина МВ-6 (рис.2.2) предназначена для взбивания небольшого количества       (2—3 кг) различных кондитерских смесей (белковых, яично-сахарных, муссов, самбуков и др.) на небольших предприятиях общественного питания.

Привод  машины расположен сверху на станине и закрыт легкосъемной крышкой. Он состоит из электродвигателя, клиноременного вариатора, цилиндрической и конической зубчагых передач, а также планетарной передачи с планетарной крышкой. Для изменения частоты вращения взбивателя имеется рукоятка со шкалой. Рукояткой изменяется межцентровое расстояние шкивов клиноременного вариатора за счет перемещения двигателя. Бак крепится на кронштейне без подъемного устройства.

                          а — общий вид;                                               б — кинематическая схема;

Рис. 2.2. Взбивальная машина МВ-6:

1 — бачок; 2 — рабочий  вал; 3 — коническая пара; 4 — цилиндрическая пара; 5,9 — шкивы вариатора; 6,7 — механизм регулирования скорости взбивателя; 8— электродвигатель; 10— клиновой ремень; 11 — крышка планетарной передачи

Вариатор скоростей состоит  из двух шкивов, один из которых раздвижной. Раздвижной шкив состоит из двух усеченных конусов, неподвижного и подвижного. Подвижный конус прижимается пружиной и гайкой к неподвижному.

 Частоту  вращения взбивателя изменяют  электродвигателем, перемещая его  с помощью рукоятки и шестерен. При этом усеченные конусы ведомого шкива раздвигаются или сближаются, а межцентровые расстояния и фактические диаметры шкивов изменяются, увеличивая или уменьшая передаточное число. Стрелка указателя отклоняется и указывает истинную частоту вращения взбивателя в данный момент.

    Сверху корпус машины закрыт крышкой. На передней стенке корпуса укреплен кронштейн для бачка, на боковой стенке — магнитный пускатель. Рабочей камерой служит неподвижный бачок вместимостью 6 дм³ .

Принцип действия. Вращение от электродвигателя передается клиноременному вариатору скоростей, а от него через цилиндрическую и коническую зубчатые пары — планетарному редуктору и взбивателю.

Продукт, находящийся в бачке, подвергается интенсивному воздействию, перемешивается и насыщается воздухом. Техническая  характеристика взбивальной машины приведена в таблице 1

Взбивальная машина МВ-35М (рис.2.3) состоит из литой пустотелой станины, которая опирается на чугунную плиту. Станина снабжена механизмом ручного подъема бака. Привод располагается в верхней части станины. Машина имеет четыре сменных взбивателя: крючкообразный, проволочный, плоскорешетчатый, овальный.

Рис.2.3. Взбивальная машина МВ-35М:

а — общий вид: 1— чугунная плита; 2 — бачок; 3 — планетарный механизм; 4 — маховик;         5 — рукоятка; 6 — крышка; 7 — корпус; 8 — кронштейн; б — кинематическая схема: 9 — взбиватель; 10 — планетарный механизм; 11— вариатор; 12— электродвигатель.

Привод состоит из электродвигателя, клиноременной и планетарной  передач. Клиноременная передача является бесступенчатым вариатором скорости, который плавно изменяет скорость вращения вала взбивателя. Вариатор имеет маховик, вынесенный на корпус машины. При повороте маховика против часовой стрелки скорость вращения взбивателя увеличивается, так как передаточное число ременной передачи уменьшается, и наоборот. К валу сателлита планетарной передачи крепится один взбиватель. Бак машины устанавливается на кронштейне с помощью ушек и конусов. Он имеет ограничитель, предохраняющий бак от раскачивания во время работы.

Взбивальная машина ИН-40 (60) (рис.2.4) предназначена для взбивания сливок, яичного белка, для приготовления крема, теста.

Рис. 2.4 Взбивальная и перемешивающая машина ИН-40 (ИН-60) («Бавария»):

1 — бачок; 2 — инструментальный  вал; 5 — вал для подключения  вспомогательных машин; 4 — переключатель скоростей; 5 — корпус; б — электровыключатель; 7 — рукоятка для поднятия котла; 8 — электропитание

ИН-40 имеет бачок вместимостью 40 л и набор сменных инструментов, состоящий из проволочного венчика, плоскорешетчатого и крючкообразного  взбивателей. ИН-60 имеет бачок вместимостью 60 дм³ и аналогичный набор инструментов, различающихся только габаритами. Машины монтируются на фундаменте и состоят из следующих основных узлов: корпуса с основанием, редуктора с механизмом натяжения ремня, электродвигателя, механизма подъема бачка и взбивателей. В литом чугунном корпусе редуктора размещены четыре вертикально расположенных вала и система шестерен, обеспечивающая четыре скорости вращения рабочего инструмента и его планетарное движение. На верхнем хвостовике среднего вала установлена шестерня свободного хода, имеющая удлиненную ступицу. На этой ступице в верхней части на шпонке закреплен шкив клиноременной передачи. К корпусу машины прикреплен электродвигатель, на валу которого насажен ведущий шкив клиноременной передачи. Вращение от шестерни с удлиненной ступицей передается второму заднему валу, расположенному ближе к электродвигателю. На этом валу подвижно установлен блок, состоящий из трех шестерен. На нижнем хвостовике этого вала установлено храповое колесо свободного хода. Переключение скоростей осуществляется рычагом. При соединении нижнего храповика подвижной втулки с храповым колесом свободного хода включается наибольшая частота вращения взбивателя. При перемещении подвижной втулки вверх получают меньшие частоты вращения. Машина имеет четыре скорости. Шестерни коробки передач, вращающиеся с большой частотой, постоянно работают в масляной ванне, в результате чего снижается уровень шума при работе машины.

На  главный вал вращение передается через малую косозубую шестерню, установленную на нижнем конце среднего вала. На главном валу в его нижней части, выступающей из корпуса редуктора, закреплено водило, которое передает вращение сателлиту планетарной передачи. Сателлит установлен в верхней части инструментального вала. К этому валу поочередно присоединяются взбиватели. Натяжение клинового ремня обеспечивается натяжным роликом.

К корпусу  машины подсоединяется стол с рейкой для закрепления и подъема  бачка. Подъем бачка осуществляется с помощью рукоятки червячного редуктора  и реечной пары.

Принцип действия. Вращение от вала электродвигателя передается на четырехступенчатую коробку скоростей. Далее от приводного вала машины вращение передается на водило планетарной зубчатой передачи. Водило передаст вращение шестерне-сателлиту, находящемуся во внутреннем зацеплении с неподвижным солнечным зубчатым колесом. В результате взбиватель получает планетарное движение и продукт, находящийся в бачке, подвергается интенсивному перемешиванию (взбиванию) и насыщается воздухом.

Техническая характеристика приведена в таблице 1

Машина МВ-60 (рис. 2.5) предназначена для приготовления кондитерских смесей. МВ-60 — машина напольного изготовления.

Рис. 2.5. Взбивальная машина МВ-60:

1.- тележка; 2 — бачок; 3 — вал взбивателя; 4 — крышка планетарного механизма; 5 _ коробка скоростей; б — рукоятка регулирования скоростей; 7 — электродвигатель; 8 — станина; 9 — кронштейн; 10 — ручка механизма подъема бачка; 11 — направляющие

На чугунной плите установлена станина с направляющими для перемещения кронштейна с бачком. Внутри станины расположен механизм подъема бачка, рукоятка которого вынесена наружу, и электрооборудование. В верхней части станины укреплена трехскоростная коробка скоростей с прифланцованным к ней электродвигателем. При переключении скоростей электродвигатель следует отключать. Под рычагом переключения установлен микровыключатель, который в момент переключения скоростей отключит электродвигатель.

Взбивальная машина МВ-60  комплектуется тремя  сменными взбивателями: проволочным, четырехлопастным и крючкообразным. Сменные взбиватели крепятся на рабочем валу, совершают в процессе работы планетарное движение.

Для транспортирования бачка с  продуктом к месту его дальнейшей обработки машина комплектуется тележкой.

Взбивальная машина МВ-60 отличается от машины МВ-35М емкостью бака, наличием тележки для перевозки бака и конструкцией привода. В приводе вместо вариатора скорости установлена коробка скоростей с рукояткой, вынесенной на корпус машины. Рукоятка снабжена электроблокировкой, которая отключает двигатель при переключении скорости.

Привод имеет также электродвигатель, конический зубчатый и планетарный  редукторы, укрепленные на прямоугольной  станине с подъемным механизмом.   Машина   комплектуется   двумя   баками,   надставкой, препятствующей разбрызгиванию смеси при работе машины, и двумя взбивателями: прутковым и плоскорешетчатым.

Техническая характеристика взбивальной  машины МВ-60 приведена в таблице 1.

Для взбивания кондитерских смесей используют взбивальные механизмы

Механизм МС4-7-8-20 (рис.2.6) служит для взбивания кондитерских смесей, замешивания теста и перемешивания фаршей и других различных масс для запекания.

Рис. 2.6. Многоцелевой механизм МС4-7-8-20

1— сменные взбиватели; 2— бачок; 3— откидные болты; 4 — соединительная муфта; 5 — крышка;     б — загрузочный лоток; 7 — крышка-водило; 8 — конический редуктор; 9 — крышка коробки скоростей; 10 — рукоятка переключения скоростей.

Корпус редуктора представляет собой алюминиевую отливку, разделенную  на две самостоятельные полости: в одной из них размещена коробка  скоростей, в другой — коническая передача (8). Обе полости имеют  сверху люки, закрываемые крышкой (9).

Для подсоединения к универсальному приводу корпус редуктора снабжен хвостовиком. В расточку хвостовика и корпуса вставлен приводной вал, передающий движение от универсального привода вертикальному валу, на конце которого закреплена крышка-водило (7) планетарного редуктора На выступавэщем из крышки конце рабочего вала установлена соединительная муфта (А), крепящая сменные взбиватели (1). Изменение частоты вращения взбивателей осуществляется с помощью рукоятки (10) кулачковой муфты. Рабочий вал уплотнен сальником, препятствующим вытеканию смазки из редуктора.

В нижней части корпуса предусмотрен кронштейн (1) с пазами, в которые  вставляются опорные уголки (16) бачка (2) Фиксация бачка на кронштейне производится двумя откидными болтами (3). Бачок  снабжен крышкой (5) с загрузочным лотком (6).

Принцип  действия.   При включении привода движение  от электродвигателя и двухступенчатого редуктора через коробку скоростей и коническую передачу передается планетарному редуктору. Соответствующий взбиватель, закрепленный на рабочем валу, вращается вместе с ним вокруг собственной оси и одновременно вокруг оси бачка, интенсивно взбивая или перемешивая помещенный в него продукт.

Техническая характеристика приведена  в таблице 1.

Взбивальный механизм МВПП-1 входит в комплект универсального привода ПП  (рис.2.7).

Рис. 2.7. Взбивальный механизм МВПН-1: