Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Сепаратор высокожирных сливок Ж5-ОС2-Д-500

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ …………………………………………………………………5

ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИИ

Назначение…………………………………………………………………7
Устройство конструкции…………… ……………………………………7
Принцип действия………………………………………………………..10
Техническая характеристика…………………………………………....11

РАСЧЁТЫ, ПОДТВЕРЖДАЮЩИЕ РАБОТОСПОСОБНОСТЬ КОНСТРУКЦИИ

Механический расчет…………………………………………………...12
Электротехнический расчёт……………………………………………..15

МОНТАЖ И ЭКСПЛУАТАЦИЯ КОНСТРУКЦИИ

Монтаж конструкции…………………………………………………...18
Эксплуатация сепаратора ……………………………………………...18

РЕМОНТ КОНСТРУКЦИИ

Технический процесс ремонта………………………………………...20
График ППР………………………………………………………….......22

ОХРАНА ТРУДА И ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ,

ПРОТИВОПОЖАРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ……………………………….....25

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ…………………………..26

ПРИЛОЖЕНИЯ………………………………………………………………..27

Введение

Российский рынок молочной продукции является составной частью российской пищевой промышленности. Пищевая промышленность играет огромную роль в экономике любой страны. В настоящее время российская пищевая промышленность объединяет в себе 25 тыс. предприятий, а её доля в объёме российского производства составляет более 10 %.

Молочная промышленность — отрасль пищевой промышленности, объединяющая предприятия по выработке продукции из молока. При этом возможность и уникальность масштабов производства молочных продуктов определяли и определяют численность человечества, его генетический и творческий потенциал. По питательным свойствам молоко представляет собой наиболее совершенный вид продовольствия; состав питательных веществ в нем почти идеально сбалансирован.

Современные молочные комбинаты или заводы осуществляют комплексную переработку сырья, выпускают широкий ассортимент продукции, оснащены механизированными и автоматизированными линиями по розливу продукции в бутылки, пакеты и другие виды тары, пастеризаторами и охладителями, сепараторами, выпарными установками, сыроизготовителями, автоматами по расфасовке продукции. [4] Значительная доля российского молока предназначена для переработки и производства молочной продукции. Структура распределения молока в России в основных сегментах рынка выглядит следующим образом:

- Молоко, используемое в животноводстве — 30 %;

- Переработка молока и производство молочной продукции — 40 %;

- Производство молочных полуфабрикатов, включая сухое молоко и масло — 25 %;

- Производство мороженого и детского питания — 5 %;

Процесс сепарации молока представляет собой механическое разделение молока на фракции под действием центробежной силы. Сепарирование молока применяют для разделения молока на сливки и обезжиренное молоко, а также для его очистки от механических и природных (кровь, слизь и т.п.) примесей. Кроме этого при сепарировании из сыворотки выделяют белки, получают высоко жирные сливки, отделяют микроорганизмы от молока и др.

В курсовом проекте рассмотрена организация ТО и ремонта сепаратора высокожирных сливок Ж5-ОС2-Д-500

ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИИ

Назначение

Сепаратор Ж5-0С2Д-500 - разделитель тарельчатый с ручной выгрузкой осадка полузакрытого типа, предназначен для разделения сливок на высокожирные сливки и пахту с одновременной очисткой от механических примесей в поточной линии производства сливочного масла. Применяется в молочной промышленности.

Исполнение промышленное.

Сепаратору присвоен государственный Знак качества.

Срок действия категории качества до 01.05.89.

В сепараторе Ж5-0С2Д-500 по сравнению с ранее выпускавшимся сепаратором Ж5-ОСД-500 увеличена производительность по сладко-сливочному маслу в 1,16 раза, по крестьянскому - в 1,22 раза; получено бутербродное масло пониженной жирности; уменьшено содержание жира в пахте; обеспечены удаление пахты под давлением и регулирование содержание влаги в высокожирных сливках.

1.2 Устройство конструкции

Общий вид сепаратора Ж5-0С2Д-500 приведён на рисунке 1.1

Рисунок 1.1 - Общий вид сепаратора Ж5-0С2Д-500

Сепаратор (рисунок. 2) включает в себя станину 1 с приводным механизмом, барабан 2, приёмно-отводящее устройство 3, тахометр 4.

Внутри станины смонтирован приводной механизм, состоящий из центробежной фрикционной муфты, горизонтального 5 и вертикального 6 валов. От фланцевого электродвигателя через центробежную муфту вращательное движение передается горизонтальному валу и далее через пару винтовых зубчатых колес вертикальному валу с установленным на нем барабаном. Фрикционно-центробежная муфта обеспечивает плавную и постепенную передачу вращения барабану при его разгоне.

Горизонтальный вал свободно вращается на шарикоподшипниковых опорах.

Кроме ведущей шестерни быстроходной пары на горизонтальном валу имеется шестерня, связанная зубчатым зацеплением с механизмами тахометра и пульсатора. Вертикальный вал вращается в верхнем радиально-сферическом и нижнем радиально-упорном подшипнике.

Верхняя опора вертикального вала выполнена упругой, что позволяет барабану сепаратора при разгоне и остановке плавно переходить критическое число оборотов и сохранять устойчивый спокойный ход при рабочей частоте вращения. Упругость горловой Опоры достигается тем, что обойма с подшипником и веретеном заключены между шестью радиально расположенными цилиндрическими пружинами, установленными в направляющих втулках, которые находятся в гнездах корпуса горловой опоры. Вертикальная нагрузка от массы барабана и веретена воспринимается радиально-упорным подшипником, который опирается через упор на цилиндрическую пружину.· Нижняя часть станины - масляная ванна, из которой разбрызгиванием осуществляется смазка всех трущихся частей.

Барабан является основным рабочим органом сепаратора, в котором под действием центробежной силы происходит разделение молочных сливок на высокожирные сливки и пахту. Приемно-отводящее устройство служит для приема исходных молочных сливок в барабан и свободного отвода высокожирных сливок и пахты под давлением. Коммуникация отвода пахты снабжена дросселем, с помощью которого регулируется давление по манометру для получения различных видов масел.

На рисунке 1.2 приведен сепаратор в разрезе.

Рисунок 1.2- Разрез сепаратора Ж5-0С2Д-500

1.3 Принцип действия.

Молочные сливки, подаваемые в сепаратор, по центральной трубе поступают в быстровращающийся барабан.

Через отверстия тарелкодержателя сливки проходят в вертикальные каналы комплектных тарелок и распределяются в межтарелочном пространстве, где происходит процесс разделения исходных сливок на высокожирные сливки и пахту. Под действием центробежной силы пахта, как более тяжелая часть, отбрасывается к периферии барабана, сливки оттесняются к оси барабана. Поток пахты под давлением проходит между наружной поверхностью разделительной тарелки и внутренней поверхностью крышки барабана и поступает в напорную камеру, захватывается напорным диском и через отводящий патрубок выводится в емкость. Высокожирные сливки проходят между ребрами тарелкодержателя и тарелками и выбрасываются через отверстия вставки в приемник высокожирных сливок.

План расположения отверстий под фундаментные болты представлен на рис. 1.3.

Рисунок 1.3 - План расположения отверстий под .фундаментные болты сепаратора Ж5..0С2Д-500

1.4 Техническая характеристика

Производительность в час по высокожирным сливкам, кг:
- сладкосливочного масла	350
- любительского масла	600
- крестьянского масла	1100
- бутербродного масла	1800
Частота вращения барабана, с	1 - 25
Кислотность исходных сливок, т	- 10
Содержание массовой доли жира в исходных сливках, %	30...40
Содержание влаги в высокожирных сливках, %:
- сладкосливочного масла	15,3
- любительского масла	19,3
- крестьянского масла	24,3
- бутербродного масла	34,3
Содержание жира в пахте:
- сладкосливочного масла	0,3
- любительского масла	0,2
- крестьянского масла	0,15
- бутербродного масла	0,15
Температура сепарирования, С	65-95
Мощность электродвигателя, кВт	5,5
Электродвигатель тип, исполнение	4 АМ112М4УП-УЗ, 1М3081
Габаритные размеры, мм	855х655х1343
Масса сепаратора, кг	481

2 РАСЧЕТЫ, ПОДТВЕРЖДАЮЩИЕ РАБОТОСПОСОБНОСТЬ КОНСТРУКЦИИ

2.1 Механический расчет

Механический расчет включает расчет толщины обечайки; подбор крышки, днища, фланцев и люка, расчет штуцеров и расчет и подбор опоры аппарата.

Расчет толщины обечайки. Материал обечайки и днищ выберем сталь 09Г2С (ГОСТ 5520-79). Данная сталь характеризуется высокой коррозионной стойкостью. При работе элементов химической аппаратуры в условиях любых отрицательных температур за расчетную температуру принимают 20 °С.

Расчет толщины обечайки проводят в соответствии с ГОСТ 14249-80.

Исполнительную толщину тонкостенной гладкой цилиндрической обечайки, нагруженной внутренним избыточным давлением, рассчитываем по формуле (2.1):

sj (2.1)

Причем для обечайки D≥200 мм должно соблюдаться условие:

(2.2)

Суммарную прибавку к номинальной расчетной толщине стенки определяем по формуле [2.3]:

(2.3)

где С1 - прибавка на коррозию (1мм),

С2 - прибавка на минусовое отклонение по толщине листа, примем 0,7 мм,

С3 - технологическая прибавка, примем 0,5 мм.

Допускаемое напряжение для выбранного материала сталь марки 09Г2С:

shs (2.4)

где η = 0,9 - коэффициент для взрывоопасных и пожароопасных сред;

σ* = 183 МПа - допускаемое напряжение для стали 09Г2С при 20 °С.

φ = 0,9 - коэффициент прочности сварных швов: стыковых, выполненных автоматической или полуавтоматической сваркой с одной стороны, с флюсовой или керамической подкладкой, при контроле 100 % длины шва.

Толщину стенки обечайки рассчитываем по формуле [2.5]:

sj (2.5)

Примем толщину стенки обечайки равной 10 мм.

Проверка условия:

Допускаемое давление в обечайке определяем по формуле:

(2.6)

МПа

Расчет крышки.

Расчет толщины крышек выполняется аналогично расчету толщины обечайки. Принимая

(2.7)

Принимаем толщину крышки равной толщине обечайки - 10 мм.

Наиболее распространенной формой днищ в сварных химических аппаратах является эллиптическая форма с отбортовкой на цилиндр. Для данного аппарата подбираем два стандартных эллиптических отбортованных стальных днища с внутренними базовыми размерами типа: днище 3000×10-50-09Г2С ГОСТ 6533 - 68.

Соединение обечайки с днищем и крышкой можно выполнить цельносварным либо на фланцах. Выбираем цельносварное соединение.

Расчет внутренних диаметров входного и выходных патрубков

1. Расчет входного патрубка жидкости (dвх):

Примем скорость молочной смеси равной: =0,01 м/с

Тогда диаметр патрубка:

м (2.8)

где =0,5 максимальный расход потока смеси, кг/с .

3. Расчет выходного патрубка жидкости (dвых.ж.).

Принимаем скорость потока жидкости равной 0,1 м/с

Рассчитанные диаметры округляются до ближайшего большего значения.

Расчет опор аппарата. Опоры для аппаратов в пищевой промышленности выбираются из расчёта максимальной нагрузки, которую опора должна выдержать во время испытания. Для выбора опоры аппарата необходимо определить вес аппарата в случае его полного заполнения.

Масса масла будет равна [5]:

=469 кг.

Где V=0,5 – кг/с – максимальная производительность;

кг/м3 – вязкость масла.

Общая масса сепаратора равно:

Мс=481 кг

Вес аппарата равен

Примем количество опор равное 4, следовательно, на каждую опору нагрузка равна 2337,5 Н или 2,3 кН.

Согласно ОН 26-01-69-68 определены основные требования к опорам цилиндрических аппаратов вертикального расположения с учетом наличия теплоизоляционных материалов. Опора (лапа) выбирается исходя из допускаемой нагрузки на одну лапу.

2.2 Электротехнический расчет

Определение сечения проводов по допустимому нагреву

Номинальный ток трехфазных двигателей:

(2.1)

Вт;

;

Расчетный ток электродвигателя

- коэффициент спроса

(2.2)

Определение сечения провода по допустимому нагреву

Таблица 2.1 – Характеристика провода

Сечение,	Провод ПР	Проложенный в трубе	примечание
1.5	Y=17А	3 жилы	медный

Необходимо выполнить условие:

- условие выполняется.

Выбранное сечение необходимо проверить по потере напряжения, которое для силовой нагрузки не должно быть более

Для провода мощность в цепи питания двигателя при их номинальной нагрузке

(2.3)

Вт

Расчетная мощность

для участков

(2.4)

Вт

Определяется потеря напряжения на участке:

(2.5)

где ;

;

Полученная потеря напряжения должна быть менее или равна допустимой

- условие выполняется

Определяются токи плавких вставок:

А. Пусковые токи двигателей определяются по заданному отношению.

(2.6)

Б. Ток плавкой вставки ответвления

(2.7)

3. МОНТАЖ И ТЕХНИЧЕСКАЯ ЭКСПЛУАТАЦИЯ КОНСТРУКЦИИ

3.1 Монтаж конструкции

Устанавливают сепаратор на твердом фундаменте по ватерпасу. Работу начинают со сборки частей сепаратора. Вначале собирают барабан, для этого надевают крестовину на центральную трубку его днища так, чтобы выступ последнего попал в отверстие крестовины. В канавку днища барабана вкладывают резиновое кольцо. Затем надевают нижнюю тарелку (снабженную напайками с двух сторон), потом остальные тарелки, а в конце — верхнюю тарелку. Если тарелки пронумерованы, необходимо собрать их строго по номерам. На тарелки надевают кожух барабана и весь барабан в собранном виде закрепляют соединительной гайкой.

Барабан осторожно надевают на веретено и немного вращают, чтобы он стал на свое место. Затем надевают сборник для обезжиренного молока, сборник для сливок, поплавковую камеру с поплавком и приёмный бак для цельного молока. После этого начинают вращать рукоятку сепаратора, а у приводных — постепенно пускают в ход шкив. Когда количество оборотов барабана достигает установленной нормы (звонок перестает звонить), наливают в сепаратор несколько литров воды с температурой 50-60° С для подогревания его частей, после чего открывают кран сборника молока и приступают к сепарированию.

3.2 Эксплуатация сепаратора

До начала работы сепаратора необходимо проверить наличие смазочного масла в картере сепаратора и в масленках. Смену масла в картере следует производить по мере его загрязнения, лучше ежемесячно. У приводных сепараторов, имеющих специальный насосик для смазки веретена, перед началом работы надо сделать 3-4 полных подъема поршня, чтобы подать масло в веретено. Для смазки применяют специальное масло марки «сепараторное» или «веретенное». Затем проверяют, правильно ли собраны барабан и остальные части, исправны ли механизмы, а иногда проверяют и правильность установки сепаратора на фундаменте.

Для достижения большей чистоты приемный бак (для цельного молока) закрывают двойным слоем марли, через которую пропускают молоко, подлежащее сепарированию. Сепаратор может работать непрерывно 1 час, а при очень чистом молоке 1½, максимум 2 часа. Если необходимо отсепарировать молока больше, чем это возможно в течение 1½-2 часа, то сепаратор останавливают, промывают барабан и снова, собрав его, продолжают сепарирование. После окончания работы пропускают через сепаратор 8-10 л. обезжиренного молока, чтобы вытеснить из барабана остатки цельного, затем прекращают вращение рукоятки и ждут, пока барабан остановится сам. У приводных сепараторов имеется стопорный механизм для постепенной остановки барабана.

Разбирают сепаратор после полной остановки барабана. Сначала снимают приемный бак, затем поплавковую камеру, сборники сливок и обезжиренного молока. Барабан снимают с веретена, выливают содержимое (остатки обезжиренного молока), ставят в хомутик и развинчивают соединительную гайку, снимают кожух барабана, а потом опрокидывают тарелки на стол. Из пакета тарелок необходимо отделить крестовину, или тарелкодержатель; в конце снимают резиновое кольцо. Все части барабана и молочную посуду сепаратора тщательно моют вначале теплой (30-40° С) водой, а затем 0,5%-ным раствором дезмола, ополаскивают теплой водой, обдают горячей и сушат на специальном стержне для тарелок. Резиновое кольцо промывают только теплой водой и кладут на стол, чтобы резина не растягивалась. Остальные части сепаратора и станину вытирают чистой тряпкой.

4. РЕМОНТ КОНСТРУКЦИИ

4.1 Технический процесс ремонта

Высокий класс точности сепараторов, специфичность материалов, из которых изготовлены детали, сложность изготовления и восстановления этих деталей в условиях ремонтно-механических мастерских предприятия обуславливают необходимость проведения периодических ревизий сепараторов, своевременного выявления недопустимого износа и замену изношенных деталей.

При ремонте сепараторов наибольший удельный вес приходится на детали приводного механизма. Их износ характеризуется посторонним шумом, повышенной вибрацией, медленным разгоном барабана и рядом других признаков.

Для ревизии сепаратор разбирают, отдельно группу горизонтального вала и группу веретена. Разбирать сепаратор без особой необходимости не рекомендуется, так как это может привести к нарушению посадок и приработки сопряженных деталей. Сепаратор разбирают осторожно, строго соблюдая порядок, изложенный в заводской инструкции. После разборки все ответственные вращающиеся детали тщательно моют, внимательно осматривают и измеряют. Наиболее ответственные детали (веретено, тарелкодержатель, тарелки, особенно разделительные, подшипники и др.) обследуют с помощью лупы, а при подозрении на наличие расколы используют средства рентгена — и ультразвуковой дефектоскопии.

При текущем ремонте сепаратора чистят барабан, тарелки, регулируют зазор между тарелками, проверяют набивку сальников, смазочный материал подшипников, заменяют смазку в подшипниках, проверяют зубчатые колеса, их износ, проверяют отклонение валов электродвигателя и редуктора (пары), осматривают муфту и полумуфту, пальцы и их износ, биение.

При капитальном ремонте заменяют пальцы муфты, смазки, набивки, манжеты, подшипника барабана, контролируют тормоз барабана сепаратора. Другие работы определяются после деффектации и составления дефектной ведомости.

Для определения потери упругости пружин горловой опоры измеряют их высоту, осевшие пружины заменяют. Рекомендуется иметь в виду, что при осадке хотя бы одной из пружин горловой опоры необходимо заменить весь комплект. Новые пружины должны иметь одинаковую упругость, которую определяют, измеряя их высоту в свободном и сжатом (витки должны соприкасаться) состояниях, при этом отклонение не должно превышать + 0,3 мм.

Для обеспечения одинаковой упругости пружин в рабочем состоянии, т.е. при вращении веретена, в процессе сборки горловой опоры пробки пружин рекомендуется завинчивать до отказа.

В червячной паре колесо заменяют, если износ зуба составляет более 1/3 толщины.

При износе шарикоподшипников веретена их рекомендуется заменить только шарикоподшипниками той подгруппы точности, которая указана заводом-изготовителем. Подшипники перед установкой на веретено и горизонтальный вал нагревают в масле до 80-90 °С.

Детали барабана могут иметь следующие дефекты:

1) износ фиксирующих штифтов и выступов, которые служат для предотвращения смещения деталей барабана при их вращении;

2) деформация тарелок, у которых в основном загибаются вверх углы фиксирующих пазов и происходит износ подшипников;

3) износ (истирание) напорных дисков из-за неправильной сборки барабана и регулирования положения дисков по высоте;

4) коррозия луженых деталей барабана в результате мойки их растворами кислот и сильнодействующих щелочей (применение кислот и сильнодействующих щелочей не допускается, так как при этом разрушается полуда и нарушается балансировка барабана);

5) отсутствие или износ уплотнительных резиновых прокладок, приводящий к образованию течи и сверхнормативным потерям продукта.

Изношенные фиксирующие штифты и выступы, а также напорные диски восстанавливают навариванием металла и обтачиванием под первоначальный размер. Деформированные тарелки выправляют деревянным молотком (киянкой) на конической оправе. При износе шипиков тарелок и ослаблении их пакета в пакет добавляют одну или две тарелки из запасных.

Масло, слитое перед ремонтом из картера, фильтруют, а при плохом осветлении заменяют свежим.

Пуск сепаратора после ремонта производят с большой осторожностью. При появлении повышенной вибрации, шума или стука, чрезмерном нагревании подшипников и масла в картере сепаратор немедленно останавливают, разбирают и устраняют причины, вызывавшие нарушение нормального режима его работы.