Proiect Maşini şi Utilaje

Tema proiectului:

A. Prezentarea succintă a minimum trei utilaje folosite la prelucrarea cărnii.

B. Să se stabilească principalii parametri funcţionali şi constructivi ai unei maşini de tocat carne de tip industrial.

A. Utilaje folosite la prelucrarea cărnii.

1. CUTER KILIA 5000 EXPRESS 125÷700

Utilizare:Cuterele sunt folosite pentru pregatirea compozitiei (bradt) cu un grad ridicat de maruntire si de buna asimilare (legare) a cantitatii de carne. Mai jos vor fi prezentate caracteristicile generale ale cuterelor KILIA 5000 Express.

1

Cuterele acestei linii de productie se caracterizeaza printr-o mare viteza de lucru. Rotatiile cutitelor pot atinge viteza de 156 m/s, iar constructia speciala rotunda permite o rotatie a cutitului de 360°. Datorita acestui fapt, timpul de prelucrare este mult mai scurt. Diversitatea recipientelor  cuprinsa între 125 l si 700 l permite prelucrarea compozitiei (bradt) în functie de necesitatile beneficiarului. Cuterele KILIA 5000 Express 125 – 700 sunt disponibile în variantele:

standard standard + reglajul fin al rotatiilor standard + reglajul fin al rotatiilor + vacuum standard + reglajul fin al rotatiilor + vacuum + fierbere

*La cerere se poate atasa sistemul de încarcare. Constructia

Constructia rotunda, unica a cuterului este din otel inoxidabil. Recipientul cuterului este închis cu un capac special care garanteaza pastrarea unei temperaturi optime si reducerea zgomotului. Cutitele din otel inoxidabil de o calitate înalta sunt asamblate într-un sistem special de presare hidraulica.

Date tehniceKILIA 5000

Express 125 200 250 325 500 750

Capacitatea  cazanului

[l] 125 200 250 325 500 750

Viteza de rotatie a cutitului (*)

[rot/min] 2150/4300(4800)

1900/3800 (500-4000)

1800/3600 (500-3800)

1700/3400 (500-3400)

1400/2800 (500-3000)

1200/2400 (500-2500)

Viteza de rotatie a cazanului (*)

[rot/min] 10/20 (7-22)

10/20 (7-22)

10/20 (7-22)

10/20 (7-22)

10/20 (7-22)

10/20 (7-22)

Puterea motorului principal (*)

[kw] 28/35 (37)

50/ 65 (60)

55/ 75 (60)

67,5/ 88,5 (90)

110/ 145 (160)

140/ 190 (200)

Puterea motorului cazanului

[kw] 1,5 3 3 3 3 5,5

Pompa de golire

[ m³ ] 160 160 160 160 250

Puterea pompei de golire

[kw] 4,4 4,4 5,5 5,5 7,5

Masa [kg] 2200 4000 4200 5200 8000 12000

2

2. MALAXOR PW200M

AplicatiiUtilajul este proiectat pentru malaxarea carnii si compozitiilor din carne în unitatile mici si mijlocii de prelucrare a carnii. Malaxorul este dotat cu un sistem de malaxare cu palete si cu sistem de descarcare mecanica a compozitiei. Malaxor poate fi livrat in doua variante:

Standard – capac tip grilaj Vacuum – capac plin Constructia

realizat în totalitate din inox dotat cu un ax cu palete   reglarea fina a rotatiilor 0-35 rot./min panou de comanda cu microprocessor tip Mikster INDU 22 posibilitatea de programare a procesului de malaxare – durata de lucru, directia de rotatie si viteza rotatiilor, nivelul vidului (pentru versiunea Vacuum) descarcarea mecanica prin rotatia paletelor cu posibilitatea de folosire a carucioarelor 200 litri ridicarea usoara a capacului cu ajutorul mânerului mecanic (versiunea Vacuum)Date tehniceMODEL PW 200

Capacitatea [l] 200

Greutatea maxima a compozitiei

[l] 150

3

Viteza de rotatie [r/min] 0-35

Puterea (de cuplare) [kw] Versiunea  Standard 2,2 kW

Versiiunea Vacuum 3 kW

Dimensiuni [mm] 1350X750X1450

Alimentarea cu curent V/Hz 3x380V/  50Hz

Descarcare mecanica +

Rotirea axului cu palete în ambele directii

+

3. CELULA DE FIERBERE SI AFUMARE

UtilizareCelula de fierbere- afumare este destinata prelucrarii termice a mezelurilor, a carnii, a carnii de pasare si a pestelui. Principalele procese sunt: uscarea, afumarea, oparirea, fierberea si racirea.

Functiise pot introduce 1,2,3,4,6,8,10 sau 12 carucioare cu dimensiuni de 1000x1000x2000 mm reglajul temperaturii pâna la 120ºC comanda computerizata-pâna la 50 de programe  diferite modalitati de încalzire: electrica, cu gaz, cu ulei, cu abur, electrica - abur

ConstructiaDin componenta structurii fac parte:

4

• celula termica, • generatorul de fum,• panoul de comanda cu microprocesor.Toata structura este realizata din otel inoxidabil si anticoroziv. Tavanul si peretii celulei sunt izolati termic. Exista posibilitatea de adaptare a celulei la conditiile locale indicate.

Generatorul de fumGeneratorul de fum arde cu rumegus de dimensiuni de 3 – 10 mm. Este prevazut cu sistem electric de aprindere. Temperatura este controlata de senzor, iar în cazul aprinderii rumegusului, automat se declanseaza sistemul de stingere. Activitatea generatorului de fum este controlata de microprocesor.

ProgramareCelulele de afumare  sunt dotate cu un dispozitiv de comanda cu microprocesor cu posibilitatea înregistrarii procesului. Aceasta permite programarea utilajului la temperatura , umiditatea si durata dorita. Microprocesorul controleaza si dirijeaza întregul proces tehnologic care are loc în celula. Controleaza clapetele, aprinderea si functionarea generatorului de fum. Printre altele exista posibilitatea programarii:• temperaturii din produs (baton),• temperaturii din celula,• umiditatii din celula,• duratei procesului de lucru a celulei.

Parametri tehniciTIP Lungime

[mm]Latime [mm]

Inaltime [mm]

Greutate [kg]

Puterea [kw]

I- carucior 1260-1290 1450-1500 2565-2750 600-900 25~38

IIcarucioare 2325-3390 1470-1700 2360-2750 750-1100 46~49

IIIcarucioare 3380-4590 1470-1700 2360-2750 900-1200 68~75

IVcarucioare 2365-5790 1470-3000 2360-2720 1000-1300 90~97

B. Să se stabilească principalii parametri funcţionali şi constructivi ai unei maşini de tocat carne de tip industrial.

5

Se va lua ca model de referinţă „Maşina de tocat carne tip MATOCA-160”.Din seria maşinilor de mărunţit carne tip Matoca, în figura 1 este prezentat tipul

MATOCA – 160. Această maşină este destinată mărunţirii grosiere a cărnii sau a organelor proaspete, refrigerate sau blanşate sau slănină, destinate fabricării preparatelor de carne sau pentru topire. Maşina este dotată cu un sistem de tăiere cu cuţite şi site. Sitele au diametre cuprinse între 100 şi 285 mm, iar orificiile sitelor au diametre de 2, 3, 4, 6, 8, 10, 13, 18, 20 mm.

Pentru mărunţirea cărnii se folosesc cuţite în formă de cruce, cu tăiş pe o parte sau pe ambele părţi, sau cu cuţit dublu lamelar pentru mărunţirea oaselor.

Fig. 1. Schema constructivă a maşinii de tocat carne MATOCA-160:1. motor electric; 2. reductor; 3. mecanism de alimentare şi tăiere; 4. pâlnie de alimentare; 5. picioare de sprijin.

6

I. Elemente iniţiale pentru proiect: Productivitate maxima

Q1 = 3000 Kg/h (carne cruda);

Q2 = 4000kg/h (carne fiarta); Diametrul sitei:160 mm; Purere instalata P100,2N 1; [kw],

Unde: N1 reprezinta numarul de litere al numelui (xxxxxx) N1 ; P = 10+0.2x6; P = 11.2 [kw]

Turatia elecromotorului de alimentare:n= 3000 rot/min;

Turatia snecului de alimentare n130010N2 [rot/min],

unde N 2 reprezita numarul de litere al prenumelui (xxxxxxxx) N2 =8; n1 x8 ; n1 380 [rot/min]

Turatia snecului de presare:n275010N1N2 [rot/min]

n2 = 750+10(6+8); n2 = 890 [rot/min];●Dimensiuni de gabarit (Lxlxh): 1250x640x1210 [mm]; ●Masa neta:m =750 kg.

Schema cinematică a maşinii

z1, z2, z3, z4 – roţi dinţate; z5, z6, z7, z8 – roţi de lanţ;S1 – şnec de alimentare; S2 – şnec de presare;I, II, III, IV – arbori plini; V – arbore tubular.

7

Funcţionare:Motorul electric de acţionare se cuplează direct cu reductorul.Pe arborele principal I se află roata dinţată z1, care angrenează cu

z2 de pe arborele intermediar II. Pe acelaşi arbore se află z3, care antrenează cu z4 – solidară cu arborele III si cu snecul de presare S2 . Miscarea la snecul de alimentare S1 se face prin intermediul rotilor de lant z5-z6-z7-z8

II. Determinarea rapoartelor de transmitere provizorii:

Determinarea raportului de transmitere total iI' III între motorul

electric de acţionare şi şnecul de presare:

i’ I-III = = = 3.37 Determinarea rapoartelor de transmitere intermediare i’ I-II si i’ II-

III:

Din motive de gabarit se adopta i’I-II = i’II-III, iar i’I-III = i’I-II x i’II-III ; i’I-II = i’II-III = = = 1.835

III. Determinarea numarului de dinti pentru rotile dintate z1, z2, z3 si z4;

z1 = z3 = z min = 14dinti;

= = i’ I-II = i II-III; => z2=z4= z1x i’I-II = z3x i’ II-III = 14x1.835=25.69

Adopt: z2 z4 25 dinţi (număr impar, apropiat de 25,69).(Se alege număr prim sau impar).

IV. Determinarea rapoartelor de transmitere reale:a) Determinarea raportului de transmitere total iI III între motorul

electric de acţionare şi şnecul de presare:

iI-III= x = x =3.188

b) Determinarea raportelor de transmitere intermediare:

8

i I-II= = =1.785; i II-III= = =1.785;

V. Calculul turaţiei reale a şnecului de presare:

n2 real= = =941 rot/min

VI. Stabilirea raportului de transmitere provizoriu la şnecul de alimentare:

i’I-V= = =7.894

VII. Stabilirea numarului de dinti pentru rotile de lant

z5=z7=zmin=10 dinti

Pentru calculul rapoartelor de transmitere intermediare iIII-IV şi iIV-V, cu ajutorul cărora se calculează numărul de dinţi al roţilor de lanţ z6 şi z8, se ţine seama de relaţia: i I-V = i I-III x i III-IV x i IV-V

Din aceleaşi considerente avem i III-IV= i IV-V si atunci :

i III-IV=i IV-v = = = 1.5735

iIII-IV = iIV-V = = => z6 = z8 = z5 x i III-IV = z7 x i IV-V = 10x1.5735 = 15.735

Adopt: z6 = z8 = 15 dinti

VIII. Calculul turaţiei reale a şnecului de alimentare:

9

n1 real = ,

iI-V = x x x = x x x = 7.174

Rezulta: n1 real = = = 418 rot/min.

IX. Calculul modulului şi al elementelor geometrice ale roţilor dinţate

Pentru calculul modulului roţilor dinţate se foloseşte relaţia:

m = 10

în care:k 1,2 – coeficient de sarcină (ţine seama de dinamicitatea şi concentrarea

sarcinii; în mod curent variază între 1 ... 1,6);P= 11,2 kw – puterea motorului electric de acţionare;c f 0,15 – coeficient de formă a dintelui (pentru zmin 14 dinţi şi coeficientul

precizie 8, folosită uzual la angrenaje în construcţia de maşini);

= =10 – coeficient de lungime a dintelui;z = z3 = 14 – numărul de dinţi al roţii dinţate conducătoare cea mai solicitată;

=1150 daN/cm2 – rezistenta admisibila la incovoierea dintelui.

nII = = = 1680 rot/min. Turatia rotii dintate conducatoare cae mai solicitata (in cazul de fata -turatia arborelui II);Rezulta:

m = 10 =2.8 mm

Rezultă:

10

Modulul standardizat în STAS 821-61 cu mărimea imediat superioară este m = 3 mm

Elementele geometrice ale roţilor dinţate sunt:- diametrele de divizare:

Dd1 = Dd3 = m z1 m z3 3 14 42 mm

Dd2 = Dd4 = m z2 m z4 3 25 75 mm

- diametrele exterioare:

De1 = De3 = Dd1+2m = Dd3+2m = 42 + 2 3 = 48 mmDe2 = De4 = Dd2+2m = Dd4+2m = 75 + 2 3 = 81 mm

- înălţimea dinţilor:

h = 2 m 2 3 6mm

- diametrele interioare:

Di1 = Di3 = Dd1 – 2xh = Dd3 – 2xh = 42-2x6 = 30 mm; Di2 = Di4 = Dd2 – 2xh = Dd4 – 2xh = 75-2x6 = 63 mm;

- lungimea dintelui b m 10 3 30 mm

- distanţa dintre axe:

AI-II = AII-III = m = m = 3 = 58.5 mm

X. Calculul la torsiune (răsucire) al arborilor roţilor dinţateArborii roţilor dinţate sunt arborii I, II şi III. În cazul de faţă, pentru

11

simplificarea calculelor, pentru diametrele acestor arbori se adoptă constructiv valorile: d1 = 25 mm; d2 = 30 mm; d3 = 35 mm şi se verifică tensiunea efectivă cu relaţia:

[N/mm2]Unde:

Mt = [Nm] este momentul de torsiune la care e supus arborele;

Wp = [mm3] modulul de rezistenta polar.

= tensiunea admisibila la torsiune; (se admite = 60 N/mm2

Rezulta:

MtI = = = 35.668 Nm = 35.668x103 Nmm;

MtII = = = 63.694 Nm = 63.694x103 Nmm;

MtIII = = = 113.715 Nm = 113.715 x103 Nmm;

Si respectiv:

=11.631 N/mm2 < =60 N/mm2;

deci arborele I este bine dimensionat;

= 12.02 N/mm2 < =60 N/mm2;

deci arborele II este bine dimensionat;

=13.514 N/mm2 < =60

N/mm2;

deci arborele III este bine dimensionat.

12

XI. Calculul productivităţii melcului de presare

Debitul de material transportat de melcul de presare se determină cu relaţia:

unde:D, d sunt diametrele exterior, respectiv interior, ale spirei [m]; p – pasul spirei [m];ns – turaţia reală a melcului de presare [rot/min]; ku – coeficient de umplere; – masa volumică a

materialului [kg/m3]. Adoptând:

D = 140 mm = 0,14 m (inferior diametrului sitei);d = d3 = 35 mm = 0,035 m (egal cu diametrul arborelui III, care

antrenează melcul de presare);p = 40 mm = 0,04 m. Se consideră o valoare medie a pasului spirei

(în realitate, pentru a asigura o bună presare a materialului în vederea trecerii acestuia prin orificiile sitei, pasul spirei melcului este variabil: descreşte cu apropierea de sită);

ns = nV = n2 real = 941 rot/min;ku = 0,9;

1200 kg/m3,

productivitatea melcului de alimentare va fi:

Rezulta: (carne fiarta)

şi, în consecinţă, melcul de presare este bine dimensionat. Valoarea net superioară a debitului Qm faţă de Q2 asigură, după mărunţire, pe lângă transport, şi trecereauşoară prin sită a materialului tocat.

13

14