TEMA

Să se proiecteze o Moară cu cilindrii (valţ) pentru porumb din cadrul unei unităţi de morărit, cu capacitatea Q = 33 t/24h, având ca date iniţiale cunoscute:

a) Tipul utilajului – cu cilindrii riflati si trei trepte de prelucrareb) D – diametrul exterior al cilindrilor de măcinare; D=250 mmc) B – lungimea cilindrilor de măcinare ; B=600 mmd) nC.f – turaţia cilindrului de măcinare fix şi raportul k pe fiecare pasaje) ns.r, I(%), α şi β – numărul specific de rifluri, înclinarea riflurilor şi unghiurile de atacf) Tipul transmisiei de acţionare (TCT, TL, AC)

Memoriu de calcul

1.Notiune generale despre morarit.Diagrama tehnologica a morii de porumb.Rolul valtului de porumb pentru regim prestator in cadrul procesului tehnologic de obtinere a fainii de porumb.2.Studiul proprietatilor fizico-mecanice si tehnologice ale materiei prime(seminte/malai/tarate).3.Tehnologii specifice macinarii porumbului pentru consumul uman.4.Prezentarea schemei tehnologice a utilajului si analiza procesului de lucru a acestuia.5.Analiza mecanismelor cinematice ale utilajului si rolul lor in functionarea acestuia.6.Calculul parametrilor principali ai utilajului propus.7.Instructiuni tehnice de exploatare,intretinere,reglare a utilajului.8.Norme de protectia muncii si PSI

1

1. Noţiuni generale despre morărit. Diagrama tehnologică a morii de porumb.

Rolul valţului de porumb pentru regim prestator în cadrul procesului

tehnologic de obţinere a făinii de porumb

Unităţile de morărit sunt alcătuite din instalaţii complexe, care realizează

transformarea seminţelor în cereale, cu deosebire a grâului, secarei şi porumbului

în produse finite sub forma de făină şi mălai. În afară de aceste cereale folosite

pentru producerea făinii, respectiv mălaiului, se mai pot industrializa, în scopul

obţinerii altor produse alimentare: orezul, orzul, ovăzul şi mazărea, care se pun în

consum numai după ce au fost decorticate sau după ce au fost transformate în

fulgi, arpacaş etc.

Prelucrarea cerealelor are loc în patru faze principale:

- eliminarea corpurilor străine;

- condiţionarea seminţelor înainte de transformarea în produs finit (făina,

fulgi etc.);

- transformarea în produs finit;

- condiţionarea, manipularea şi păstrarea produsului finit până la livrare.

La obţinerea produselor finite de grâu, porumb şi orez se pot folosi

următoarele variante de procese tehnologice, care pot fi urmărite pe schema de

operaţii prezentate în fig. 1.

2

Fig.1. Schema generală de operaţii pentru obţinerea produselor finite

Funcţia de măcinare realizată de morile cu valţuri constă fie în sfărâmarea

seminţelor şi particulelor de seminţe în scopul eliberării endospermului din înveliş,

fie mărunţirea particulelor de endosperm separate de înveliş, până la granulaţia

corespunzătoare făinii.

3

2. Studiul proprietăţilor fizico-mecanice şi tehnologice ale materiei prime

(seminţe, mălai, tărâţe)

Bobul de porumb este un fruct compus dintr-un pericarp subţire care

închide sămânţa. Pericarpul (1) este format din ţesuturi continue, netede, chiar

lucioase, incluzând în ele şi vârful bobului (2).

Sub înveliş apare stratul seminal sau spermoderma (3), care acoperă tot

bobul cu excepţia bazei, fiind compus, la rândul lui, din două straturi: startul hialin

şi stratul brun. Cele două straturi formează un singur strat protector pentru

germene şi endosperm. Sub acesta apare stratul aleuronic (4).

Endospermul ocupă partea principală a bobului, compus din celule cu ţesut

de înmagazinare de amidon şi proteine.

Cele mai importante proprietăţi fizico-mecanice ale seminţelor unui

amestec de cereale sunt:

Dimensiunea şi forma geometrică a seminţelor variază de la cultură la

cultură şi chiar în interiorul aceleiaşi culturi. Această caracteristică prezintă

4

importanţă atât penrtu echiparea maşinilor care fac eliminarea corpurilor străine

cât şi pentru alegerea parametrilor de lucru la maşinile de mărunţit. Seminţele de

formă regulată sunt caracterizate prin cele trei dimensiuni: lungimea l, lăţimea b şi

grosimea c (fig.2.)

Fig.2. Dimensiunile principale ale seminţelor

Cu cât sunt mai mari dimensiunile seminţelor, cu atât masa acestora va fi

mai mare şi, deci seminţele vor fi mai valoroase.

Diferenţierea componentelor unui amestec de cereale după una din cele trei

dimensiuni, poate constitui criteriul de separare după care se face curăţirea şi

sortarea seminţelor culturii principale.

Dacă între componentele amestecului de cereale există diferenţe

semnificative în ceea ce priveşte forma acestora, atunci aceasta poate constitui

criteriul de separare.

După formă, seminţele pot fi clasificate în patru categorii, funcţie de relaţia

existentă între cele trei dimensiuni ale lor: seminţe cu forma oarecare la care l > b

> c, din care fac parte seminţele de cereale cu forma, în general alungită (b = c);

seminţe cu forma elipsoid de rotaţie la care l > b = c, din care fac parte majoritatea

seminţelor de leguminoase; seminţe cu forma sferică la care l = b = c, cum ar fi

seminţele de mazăre, soia, rapiţă, muştar, ridichi etc.; seminţe cu forma lenticulară

5

la care l = b > c, în categoria cărora pot fi incluse seminţele de linte, lupin, unele

seminţe de buruieni şi chiar seminţele de porumb.

La fel ca şi dimensiunile, forma seminţelor prezintă importanţa pentru

construcţia şi reglarea maşinilor de curăţat şi sortat.

Proprietăţile aerodinamice: iau în considerare rezistenţele la deplasare ale

componentelor unui amestec de cereale, într-un curent de aer şi sunt caracterizate,

în general, prin viteza de plutire la care seminţele de cereale şi corpurile străine din

amestec se menţin în stare de suspensie în curenţi de aer ascendenţi verticali.

Aceasta diferă pentru fiecare componentă a unui amestec de cereale şi chiar pentru

fiecare particulă a componentei respective putând fi utilizată ca principiu de

separare, atunci cân componentele amestecului se diferenţiază cel mai bine dupa

această caracteristică. Pentru porumb avem următoarele proprietăţi aerodinamice:

Porumb:

Masa specifică: 1,2 – 1,5 g/cm³

Coeficient de rezistenţă aerodinamic: 0,16 – 0,24

Viteza de plutire: 12,5 – 14,0 m/s

SeminţeDimensiuni caracteristice, mm

Lungime l Lăţime b Grosime cPorumb 5,5 – 13,5 5,0 – 11,5 2,5 – 8,0

MaterialulProprietăţi aerodinamice

Densitatea,g/cm3

Coeficient de rezistenţăaerodinamic

Viteza de plutirem/s

Porumb 1,2 - 1,5 0,16 - 0,24 12,5 - 14,0

Tipul cerealei PorumbDiametrul seminţelor, mm 7,37

6

Valorile coeficienţilor pentru strat între 0,05 – 0,5 m

n 1,55

S 0,67

SeminţeMasa hectolitrică,

kg/hlMasa a 1000 seminţe, g

Masa specificăg/cm3

Masa volumicăg/cm3

Porumb 73 (70 – 85) 286 1,3...1,4 0,73

SeminţePorozitate

%

Unghiul de taluz natural

o

Coeficient frecare

internă i

Coeficient de frecare externă e

lemn tablă oţel betonPorumb 35 - 55 33..37 0,53 0,35 0,37 0,42

ProdusulCondiţii Difuzivitate

termicăa.106, m2/s

Capacitatea termică cp,

J/kg.K

Conductivitate termicăλ, W/m.Ku % t, oC

Porumb 0 - 43 20 - 300,103 - 0,133

1465+24,9u

0,14 - 0,0008u

Starea suprafeţei seminţelor depinde de umiditatea acestora, de gradul de

maturitate, de condiţiile de dezvoltare şi influenţează rezistenţa la deplasare în

interiorul utilajelor de transport şi al maşinilor de sortat şi curăţat. Pot exista

seminţe cu suprafaţa netedă sau lucioasă, rugoasă sau acoperită cu perişori, densă

sau cu aspect poros etc. Indicele principal de acoperire a stării suprafeţei

seminţelor de cereale este coeficientul de frecare a acestora pe suprafeţe din

materiale diferite (metal, materiale textile şi plastice etc.). Diferenţierea seminţelor

după starea suprafeţei lor poate constitui un criteriu de separare deosebit de

important şi ajută la alegerea corespunzătoare a maşinilor de curăţat şi sortat.

Masa specifică (densitatea) reprezintă masa unităţii de volum a materialului

seminţelor şi variază în limite largi de la cultură la cultură sau chiar în cadrul

aceleiaşi culturi, în funcţie de gradul de maturitate, de umiditate, de componenţa

chimică şi structura atomică a seminţelor. La aceeaşi sămânţă, masa specifică a

7

endospermului este mai mare decât masa specifică a embrionului (alcătuit în

principal din proteine şi grăsimi) şi decât a învelişului seminţei.

O masă specifică mai mică o au seminţele cu endospermul insuficient

dezvoltat sau parţial atacat de dăunători.

Cel mai vechi dintre produsele finite din porumb în ţara noastră este

mălaiul. Datorită pe de o parte valorii deosebite a germenelui, iar pe de altă parte

pentru asigurarea duratei de conservabilitate a mălaiului s-a intodus procedeul de

obţinere a mălaiului prin degerminarea porumbului. Acest procedeu asigură

conţinuturi considerabile de mălai, în sortimente calitative variate, şi totodată de

germeni din care se extrage uleiul de porumb cu calităţi nutritive superioare.

Mălaiul „extra” care se obţine numai la maşina de griş. Acesta reprezină o

fracţiune de produs, în majoritate obţinut din zonele sticloase ale bobului, de o

granulozitate foarte strânsă, aproximativ fiecare particulă fiind asemenea ca

mărime cu celelalte particule. Este lipsit complet de urme de făină cât şi de

particule de tărâţe. Are culoare roşcat – aurie.

Mălaiul „superior” apare ca o fracţie de amestec de produs din zonele

sticloase şi amidonoase ale bobului de granulaţie de asemenea restrânsă, obţinută

de la pasajele de cernere ale sitei plane. Având o prelucrare şi mai puţin exigentă

ca la maşinile de griş, în el apar şi unele procente reduse de fracţiuni de alte

granulozităţi, inclusiv făină şi urme de particule de înveliş. Acesta are culoarea

galben – roşcat.

Mălaiul „comun” se obţine la pasajele de cernere constituind o fracţiune de

produs rezultată în cea mai mare proporţie din zonele amidonoase ale bobului. Din

aceste motive culoarea este galben deschis, iar granulozitatea foarte eterogenă

predomină particulele mici şi foarte mici.

Mălaiul „foarte fin” , rezultat la pasajele de cernere şi amestecului ulterior

cu toate fracţiunile obţinute din aspiraţie la valţuri, site plane şi maşinile de griş.

Datorită aspectului său predominant făinos, în amestecul cu particule libere de

8

înveliş, nu poate fi folosit în alimentaţia umană şi este dirijat în furajarea

animalelor de unde şi denumirea de mălai furajer.

3. Tehnologii specifice măcinării porumbului pentru consumul uman

Cele mai vechi dintre produsele finite din porumb în ţara noastră este

mălaiul. Datorită pe de o parte valorii deosebite a germenelui, iar pe de altă parte

pantru asigurarea duratei de conservabilitate a mălaiului s-a intodus procedeul de

obţinere a mălaiului prin degerminarea porumbului. Acest procedeu asigură

conţinuturi considerabile de mălai, în sortimente calitative variate, şi totodată de

germeni din care se extrage uleiul de porumb cu calităţi nutritive superioare.

La aceste instalaţii obţinerea sortimentelor de mălai se face folosindu-se ca

materie primă spărturile de porumb rămase după separarea germenilor. În aceste

condiţii mălaiul se obţine ca rezultatul unui proces tehnlologic format din trei

etape principale: măcinarea, cernerea, curăţirea grişurilor. Spărturile de porumb,

rezultate după degerminarea porumbului sunt dirijate pentru măcinare la valţuri cu

doua perechi de cilindri, folosind procedeul de măcinare repetată, pentru a se

obţine mai multe sortimente de mălai.

Instalaţia de macinare a crupelor de porumb (33t⁄24h) după separarea

germenilor are schema tehnologica prezentată în figură. După cum se observa

schema foloseşte patru pasaje de şroturi şi o maşină dublă de griş. Din acest sistem

de măciniş rezultă patru sortimente de mălai, lipsite complet de germeni şi anume:

Mălaiul „extra” care se obţine numai la maşina de griş. Acesta reprezină o

frecţiune de produs, în majoritate obţinut din zonele sticloase ale bobului, de o

granulozitate foarte strânsă, aproximativ fiecare particulă fiind asemenea ca

mărime cu celelalte particule. Este lipsit complet de urme de făină cât şi de

particule de tărâţe. Are culoare roşcat – aurie.

Mălaiul „superior” apare ca o fracţie de amestec de produs din zonele

sticloase şi amidonoase ale bobului de granulaţie de asemenea restrânsă, obţinută

9

de la pasajele de cernere ale stitei plane. Având o prelucrare şi mai puţin exigentă

ca la maşinile de griş, in el apar şi unele procente reduse de fracţiuni de alte

granulozităţi, inclusiv făină şi urme de particule de înveliş. Acesta are culoarea

galben – roşcat.

Mălaiul comun se obţine la pasajele de cernere constituind o fracţiune de

produs rezultată în cea mai mare proporţie din zonele amidonoase ale bobului. Din

aceste motive culoarea este galben deschis, iar granulozitatea foarte eterogenă

predomină particulele mici şi foarte mici.

Mălaiul foarte fin , rezultat la pasajele de cernere şi amestecului ulterior cu

toate fracţiunile obţinute din aspiraţie la valţuri, site plane şi maşinile de griş.

Datorită aspectului său predominant făinos, în amestecul cu particule libere de

înveliş, nu poate fi folosit în alimentaţia umană şi este dirijat în furajarea

animalelor de unde şi denumirea de mălai furajer.

Umiditatea optimă a porumbului pentru mălai este de 14 – 16 %; dacă

umiditatea este mai mare porumbul se degerminează greu iar crupele rămase , prin

măcinare, nu dau naştere la un mălai cu granulaţie optimă. Porumbul cu umiditate

redusă dă naştere mălaiului cu granulaţie mică şi cu multă făină. Se recomandă ca

porumbul destinat degerminării şi fabricării mălaiului să fie uscat natural sau, dacă

această condiţie nu poate fi respectată, uscarea trebuie efectuată lent, pentru a nu

provoca crăparea boabelor încă din uscător.

Moara de porumb se compune din secţii cum sunt: silozul de porumb, secţia

de degerminare, secţia de măcinare sau moara propriu-zisă şi silozul pentru mălai.

Fluxul tehnologic din curăţitorie. Se compune din utilaje pentru separarea

impurităţilor existente în masa produsului şi eventual un aparat de umectat.

Pentru eliminarea impurităţilor se utilizează separatorul – aspirator,

separatorul cu pietre şi magneţi permanenţi.

Formarea schemei de curăţire a porumbului. Datorită simplităţii operaţiilor

de curăţire aplicate porumbului şi a numărului redus de utilaje folosite în acest

10

scop, schema de curăţire are întotdeauna aceeaşi componenţă. Nici unul din

utilajele existente nu poate fi ocolit de porumb in drumul lui spre degerminare.

Prin degerminare se înţelege detaşarea embrionului (germenelui) de bobul

de porumb cu ajutorul unor utilaje şi instalaţii specifice acestei operaţii.

Fig. 3. Schema tehnologică de degerminare a porumbului

Fluxul tehnologic de degerminare se compune din utilaje pentru sfărâmarea

boabelor de porumb, utilaje pentru cernut, utilaje pentru separare după proprietîţi

aerodinamice şi după masa specifică.

Fiecare utilaj existent în schema tehnologică a secţiei de degerminare

efectuează o operaţie care contribuie la realizarea germenilor ca produs finit şi a

spărturii de porumb ca materie primă pentru mălai. Efectul de lucru al

degerminatorului se apreciază după conţinutul de boabe întregi rămase în masa de

spărtură, conţinutul de spărtură cu germenele nedetaşat şi conţinutul de mălai

furajer existent în masa de spărtură.

Procesul de transformare a spărturilor de porumb în mălai se compune

practic numai din şrotuire, formată din 4 – 5 trepte (fig. 3). Prin şrotuire se

urmăreşte obţinerea mălaiului cu particulele dorite, îndepărtarea resturilor de

înveliş, recuperarea germenilor care au rămas nedetaşaţi în procesul de

degerminare.

11

Dacă se urmăreşte ca germenii care n-au fost separaţi la degerminare să fie

recuperaţi în măciniş, atunci se recomandă ca poziţia riflurilor la şrotul I să fie

spate pe spate. Poziţia spate pe spate produce o zdrobire mai puţin violentă a

acestor germeni şi se pot separa uşor ca prim refuz la compartimentul de cernere al

şrotului I.

Cernera produselor măcinate se face cu sitele plane cu 12 sau 14 rame.

Extracţia de mălai ce trebuie obţinută din porumbul degerminat este de

75%.

Cele două sortimente de mălai se obţin de obicei în proporţie de 10 – 15%

extra şi 60 – 65% superior.

12

4. Prezentarea schemei tehnologice a utilajului şi analiza procesului de lucru

al acestuia

13

Funcţia realizată de morile cu valţuri constă fie în sfărâmarea seminţelor şi particulelor de seminţe în scopul eliberării endospermului din înveliş, fie

14

mărunţirea particulelor de endosperm separate de înveliş, până la granulaţia corespunzătoare făinii.

In principiu, moara cu valţuri este formată din două părţi identice, fiecare având câte o pereche de cilindri (valţuri) de măcinare confecţionaţi din fontă turnată, aşezate spate în spate în aceeaşi carcasă, fig. 5. Foarte rar se întâlneşte şi construcţia de valţ simplu care dispune de o singură pereche de cilindrii de măcinare. Fiecare din jumătăţile valţului dublu sunt alimentate şi comandate independent şi deseori sunt folosite pentru funcţii tehnologice diferite.

Fig.5. Schema constructivă a unui valţ de moară1. racord de alimentare; 2. mecanismul de sesizare al materialului; 3,4.

pârghii; 5. cilindri de alimentare; 6,6'. cilindrii de măcinare (rapid respectiv lent); 7. perii de curăţire şi cuţite răzuitoare, 8. tremie de colectare; 9. clapetă de

alimentare; 10. lagăr mobil; 11. uşi de observaţie şi control; 12. uşi de control şi aspiraţie; 13. manetă; 14,15,16,17. pârghii de la mecanismul de cuplare/decuplare;

18. roată pentru acţionarea valţurilor;

Materialul de mărunţit introdus în maşină prin racordul de alimentare 1 din sticlă sau plastic transparent, este sesizat de mecanismul de sesizare al materialului 2, ajungând deasupra cilindrilor de alimentare 5 care se rotesc în acelaşi sens. Alimentarea morii cu material se poate regla cu ajutorul clapetei 9, prin intermediul pârghiilor 3 şi 4.

Cilindrul de alimentare superior, care are o turaţie mai mică, se numeşte cilindru de dozare, iar cilindrul de alimentare inferior, cu turaţie mai mare, se numeşte cilindru de distribuţie. Aceştia au rolul de a realiza o pânză de material uniformă pe care o dirijează în zona de lucru a valţurilor 6 şi 6', cât mai aproape de

15

19

1813

12

valţul lent 6'. Valţurile se rotesc în sensuri contrare, cu viteze unghiulare diferite, valţul rapid 6 fiind dispus, în majoritatea cazurilor, deasupra. Acţionarea valţurilor se face de la o roată 18 montată pe valţul rapid.

Pentru curăţirea valţurilor se foloseşte un sistem cu perii 7, atunci când valţurile sunt riflate şi cu cuţite răzuitoare în cazul în care valţurile de lucru sunt netede.

Materialul ieşit din spaţiul de lucru al valţurilor cade în tremia de colectare 8 şi este evacuat din maşină, fiind transportat la maşinile de cernut. Moara este prevăzută cu uşi transparente de observaţie şi control 11, şi cu uşi de control şi aspiraţie 12 din material textil.

Pentru reglarea distanţei dintre cilindrii de măcinare şi pentru cuplarea/ decuplarea acestora, se foloseşte un sistem format din şuruburi 17, pârghii 14,15,16. Carcasa monobloc a maşinii se realizează din fontă.

Dacă cilindrii de măcinare au suprafeţe netede şi se rotesc cu o viteză periferică egală, produsul este supus numai la compresiune. Dacă însă cilindri de măcinare au viteze periferice diferite, se produce o deformare complexă a produsului(forfecare şi compresiune).

În ultimul timp o serie de operaţii ale valţului sunt prevăzute a se face automat (cuplare-decuplare sincronizate cu debitarea sau sistarea procesului), operaţii care sunt determinate fie de prezenţa sau absenţa fluxului de produs, fie de apariţia unor defecţiuni. În acest caz valţul se numeşte automat.

In figura 6 este prezentată schema constructivă a morii cu valţuri MDDK-2501000 (Bühler) de construcţie germană cu valţuri aşezate în plan orizontal. Acest tip de moară este de ultimă generaţie.

Materialul intră în maşină prin racordul de alimentare din plastic 11 şi cade pe mecanismul de sesizare al materialului 10 care are rol şi de a opri efectul de turbionare a materialului rezultat în urma transportului pneumatic. Astfel materialul cade pe primul cilindrul de dozare 8, cu turaţie mai mică, care trimite materialul cilindrului de distribuţie, cu turaţie mai mare. Aceşti cilindrii sunt riflaţi şi au diferite forme ale riflurilor. Primul cilindru (cilindrul de dozare) poate fi înlocuit cu un cilindru melcat. Debitul materialului poate fi reglat prin clapeta de alimentare 9. Cilindrii de alimentare au rolul de a realiza o pânză de material uniformă pe toată lungimea zonei de măcinare. Pânza de material este dirijată apoi cât mai aproape de zona de mărunţire cu ajutorul a două plane montate în formă de V, materialul ajungând pe valţul lent 7. Valţurile se rotesc în sensuri contrare, cu viteze unghiulare diferite, valţul rapid 6 fiind dispus, în această variantă, orizontal.

Pentru curăţirea valţurilor se foloseşte un sistem cu perii 14, atunci când valţurile sunt riflate şi cu cuţite răzuitoare 3 în cazul în care valţurile de lucru sunt netede.

Materialul ieşit din spaţiul de lucru al valţurilor cade în tremia de colectare 2 şi este evacuat din maşină, fiind transportat pneumatic la maşinile de cernut.

Prin roata 4 se realizează reglarea distanţei dintre cilindrii de măcinare 5 iar pentru cuplarea/decuplarea acestora, se foloseşte un sistem pneumatic automat comandat de mecanismul de sesizare al materialului 10.

16

Fig.6. Schema constructivă a morii cu valţuri MDDK-250 (Bühler) de construcţie

17

germană cu valţuri aşezate în plan orizontala)Zona intrării materialului în maşină; b)Zona mecanismului de alimentare;

c)Zona de măcinare; d)Zona părăsirii materialului din maşină1.Racord conductă evacuare; 2.Tremie colectoare; 3.Cuţite răzuitoare; 4.Roată pentru ajustarea distanţei dintre cilindri; 5.Distanţa dintre cilindri (e); 6.Cilindrii de măcinare rapizi; 7.Cilindrii de măcinare lenţi; 8.Cilindrii de alimentare; 9.Clapetă de alimentare; 10.Mecanism de sesizare a materialului; 11.Racord de alimentare din plastic; 12.Melc de distribuţie; 13. Cilindru de alimentare; 14.Perii pentru curăţire

5. Analiza mecanismelor cinematice ale utilajului şi rolul lor în

funcţionarea acestuia

Pentru acţionarea morilor cu cilindri se folosesc mai multe sisteme de

acţionare:

a. acţionare centrală de la o transmisie principală acţionată de un motor de

mare putere (termic sau electric), prin intermediul unei transmisii secundare la

fiecare maşină în parte (fig 7, a);

b. acţionare pe grupuri de maşini care permite acţionarea unui număr de 2-4

mori cu valţuri de la aceeaşi sursă de energie (fig 7, b);

c. acţionare monobloc care permite folosirea unui spaţiu montaj mic,

folosind cuplaje cu discuri sau manşon între două maşini apropiate (fig 8, a);

d. acţionare individuală care foloseşte pentru acţionarea unei maşini unul

sau două motoare aşezate la acelaşi nivel cu maşina sau sub planşeu (fig 8, b). De

la un cilindru la altul transmiterea mişcării se poate face prin angrenaje cu roţi

dinţate, prin transmisii cu lanţ sau cu curele late sau direct de la motoare.

18

19

Pentru cuplarea şi decuplarea cilindrilor de măcinare ai morilor se pot folosi

trei mecanisme de cuplare-decuplare: un mecanism mecanic manual, mecanismul

hidraulic automat sau mecanismul electro-hidraulic.

20

În general un mecanism de cuplare-decuplare trebuie să asigure: aşezarea în

paralel a cilindrilor de măcinare; modificarea distanţei dintre cilindrii de măcinare;

cuplarea şi decuplarea cilindrilor de măcinare (micşorarea, respectiv mărirea,

bruscă a distanţei dintre aceştia); cuplarea şi decuplarea acţionării cilindrilor de

alimentare, la cuplarea şi decuplarea cilindrilor de măcinare; permiterea trecerii

unor corpuri mai mari şi mai dure prin spaţiul dintre cilindrii de măcinare.

În fig. 9 este prezentată schema mecanismului de cuplare-decuplare semi-

automat al morii cu cilindri VDI, iar in fig. 10 este prezentată schema unui

mecanism de cuplare-decuplare al morii cu cilindri VDA-1025. Mecanismul de

cuplare-decuplare al morii VDI (fig. 9) permite: reglarea paralelismului axelor

celor di cilindri în plan vertical cu ajutorul piuliţelor 10 şi 10; reglarea

paralelismului axelor cilindrilor în plan orizontal cu ajutorul manşoanelor de

reglare 12; reglarea distanţei între cilindri, cu păstrarea paralelismului acestora de

la manşonul 16; reglarea debitului de alimentare prin poziţionarea corectă a

clapetei 19, cu ajutorul şuruburilor 25 şi 26; cuplarea şi decuplarea automată a

alimentării, prin intermediul manetei 14 şi automată, de la cutia de comandă 17;

cuplarea manuală a cilindrilor de la maneta 14.

21

6. Calculul parametrilor principali ai utilajului propus

6.1. Stabilirea parametrilor constructivi principali ai cilindrilor de

măcinare

Se stabilesc diametrul D şi lungimea cilindrilor B.

D = 250 mm

22

B = 600 mm

6.2. Elemente cinematice de calcul ( turaţii, viteze periferice, viteze

unghiulare, viteze diferenţiale etc.)

Turaţiile cilindrilor de măcinare:

Se determină turaţiile cilindrilor măcinători:

Se recalculează vitezele unghiulare, vitezele periferice şi raportul k:

23

Calculul vitezelor periferice

Calculul vitezei diferenţiale a fiecărei perechi de cilindrii de măcinare

Estimarea prin calcul a vitezei particulelor de material în zona de

mărunţire

24

6.3. Calculul cilindrilor de măcinare (unghi prindere, diametru minim,

lungime traseu mărunţire, parametri rifluri, număr rifluri în acţiune, timp de

mărunţire etc)

Stabilirea distanţei dintre cilindrii de măcinare conform pasajului

tehnologic

Calculul unghiului de prindere dintre cilindrii de măcinare şi

verificarea condiţiei de prindere:

25

Calculul diametrului minim al cilindrilor de măcinare şi verificarea cu

diametrul constructiv

Calculul lungimii traseului de prelucrare dintre cilindrii de măcinare L

În urma procesului de mărunţire particula de dimensiune d este adusă la

dimensiunea e, acest lucru realizând-se pe arcul de cerc AC, de lungime L.

Stabilirea parametrilor exteriori ai riflurilor celor doi cilindrii de

măcinare conform pasajului tehnologic

26

(unghiurile riflului, numărul specific de rifluri, înclinarea, poziţia reciprocă a

riflurilor)

unghiul de atac α (al tăişului) unghiul de atac β (al spatelui)

numărul de rifluri pe unitatea de lungime:

Calculul numărului de rifluri pe circumferinţa cilindrilor de măcinare

şi parametrii acestora

Pentru un număr specific de rifluri nrsp cunoscut, pe circumferinţa cilindrilor

de măcinare vor fi Nr rifluri:

Pasul riflurilor t:

27

Adâncimea riflului H, variază de la un cilindru la altul în funcţie de

mărimea unghiurilor de atac α şi β şi de numărul de rifluri de pe suprafaţa

cilindrului, respectiv pasul riflurilor:

Dimensiunea muchiei tăişului m:

Dimensiunea muchiei spatelui S:

28

2

2

Înclinarea riflurilor:

unde ψ=6º

Pentru ca particulele de material să nu alunece în lungul riflului este

necesar ca unghiul de înclinare a riflului să satisfacă condiţia:

29

Calculul numărului de rifluri de pe lungimea traseului de prelucrare

(mărunţire) dintre cilindrii de măcinare, a numărului de rifluri care atacă

particula şi a timpului de mărunţire.

Numărul de rifluri de pe lungimea traseului de prelucrare se poate calcula

cu relaţia:

Efectul de mărunţire se poate aprecia după numărul de rifluri de pe cilindrul

rapid, care acţionează asupra particulei în timpul trecerii acesteia prin zona de

măcinare, considerându-se că riflurile de pe cilindrul lent au rolul de reţinere a

particulei. Acest număr se rifluri se calculează cu relaţia:

, unde τ este timpul cât particula se găseşte în zona de

lucru.

30

Numărul de rifluri de pe cilindrul rapid care atacă particula în zona de

mărunţire este egal cu:

6.4. Calculul capacităţii de prelucrare a unei perechi de cilindrii

măcinători şi încărcarea specifică a acestora în 24 ore

Capacitatea de lucru a unei perechi de cilinddri de măcinare se poate

determina cu relaţia:

Pentru capacitatea de lucru rezultată din calcul la primul pasaj se calculează

coeficienţii de umplere la pasajele 2 şi 3.

Încărcarea specifică a morii:

31

6.5. Calculul cilindrilor de alimentare ai valţului (dimensiuni,

rifluri, turaţii, viteze, traiectorii particule)

Stabilirea parametrilor constructivi ai cilindrilor de alimentare:

Diametrul

Lungimea

Calculul turaţiilor şi vitezelor cilindrilor de alimentare

Se determină vitezele periferice ale celor doi cilindri de alimentare,

la fel ca la CM.

Calculul distenţei de aruncare, a componentelor vitezei de

cădere şi traiectoriei particulelor

Poziţia punctului de desprindere a particulelor de pe cilindru este dată de

distenţa a faţă de planul orizontl ce trece prin centrul cilindrului, şi poate fi

determinată cu ajutorul relaţiei:

Unghiul de desprindere a particulelor de pe cilindrul de alimentare:

32

Componentele vitezei periferice a cilindrului de alimentare, în punctul de

desprindere a materialului dat de unghiul α, au valorile:

Se stabilesc ecuaţiile parametrice ale traiectoriei particulelor de material

prelucrate şi ecuaţia generală a acesteia.

Ecuaţia parabolei pe care se deplasează particulele de material de la

cilindrul de alimentare la cilindrul de măcinare inferior (lent) este dată de expresia:

Se stabilesc componmentele vitezei în punctul de contact cu cilindrul de

măcinare lent şi valoarea vitezei absolute a particulei la atingerea suprafeţei

cilindrului lent. În punctul d cădere, componentele vitezei particulei au valorile

date de relaţiile:

Distanţa dintre punctul de desprindere a particulelor de pe cilindrul de

alimentare şi punctul de cădere pe cilindrul d măcinare lent:

33

Calculul timpului de zbor, vitezei şi turaţiei maxime a cilindrului de

alimentare distribuitor

Timpul de zbor al particulelor se determină din ecuaţia de mişcare pe

verticală:

Viteza particulei de material în momentul atingerii cilindrului de măcinare

lent se determină din relaţia cunoscută:

De asemenea, viteza periferică maximă a cilindrului de distribuţie se poate

determina când desperinderea particulei de pe cilindru are loc în punctul A, pentru

sinα=1, obţinându-se:

Turaţia maximă posibilă a cilindrului de alimentare distribuitor este dată de

relaţia:

6.6. Stabilirea altor parametri geomerici ai cilindrilor de alimentare şi

măcinare (suprafaţă, duritate etc)

Se determină de pe desenele de execuţie: rugozitatea suprafeţelor, duritatea,

conicitatea la capete, grosimea peretelui tubului, diametrul interior.

34

6.7. Calculul puterii de acţionare a fiecărei perechi de cilindri de

măcinare si alegerea motorului electric

Numărul de seminţe aflate la un moment dat în zona dintre cilindrii de

măcinare poate fi determinat cu relaţia:

în care: L – este lungimea de lucru a cilindrilor

bs – lăţimea unei seminţe

ku – coeficient de umplere

ksi – coeficient de simultaneitate (se consideră )

rl

l

Numărul de seminţe aflate la un moment dat în zona dintre cilindrii de măcinare poate fi determinat cu relaţia:

(4.33)

în care: L - este lungimea de lucru a cilindrilor,

ls – lungimea unei seminţe (particule),

ku – coeficient de umplere,

ksi – coeficient de simultaneitate.

r l

l

35

Se stabileşte forţa normală de strivire a particulelor N ( pentru porumb

). Pentru sistemele de coordonate x1Ay1, respectiv x2By2,

momentele forţelor care acţionează asupra particulei, faţă de centrele celor doi

cilindri O1 şi O2, sunt:

Datorită faputlui că viteza periferică a cilindrului de măcinare rapid este

mai mare decât viteza periferică a cilindrului de măcinare lent, în cazul cilindrilor

cu sprafaţa riflată, se poate spune că , pentru că acţionarea riflurilor

celor doi cilindri asupra particulei este diferită.

Puterea necesară pentru acţionarea fiecărui cilindru de măcinare, în situaţia

în care se cunosc forţele rezultante pe cei doi cilindri, se obţine cu relaţiile:

Pentru cilindrii de măcinare acţionaţi de un singur motor electric, mişcarea

între doi cilindri transmiţându-se prin angrenaj cilindric cu dinţi înclinaţi, puterea

de acţionare se determină cu relaţia:

Admiţând că reacţiunile şi cunoscând că şi

,atunci puterea necesară la mărunţire în cazul cilindrilor acţionaţi de la un singur

motor electric, se obţine prin diferenţa între puterile celor doi cilindri de măcinare

de pe un pasaj:

36

Se determină rezultantele forţelor care acţionează asupra particulelor pe

baza forţei de strivire N ţinând seama de unghiurile de frecare. Cunoscând şi

se pot determina momentele de torsiune pe fiecare cilindru de măcinare.

Pentru caclulul puterii morii cu valţuri, necesară la mărunţirea cerealelor,

literatura de specialitate recomandă folosirea relaţiei de mai jos:

Stabilirea corelaţiei puterii P de mărunţirea a cilindrilor de măcinare

şi puterea motorului electric de acţionare

Se alege motorul 132S cu turaţia la mers în gol de 1000 rot/min, ce dezvoltă

o putere de 3 kW şi o turaţie de 955 rot/min.

37

6.9. Prezentarea schemei cinematice finale şi caracteristicile acesteia

Alegerea şi verificarea curelelor:

Alegerea curelei trapezoidale şi dimensionarea acesteia

Diametrul primitiv de curea trapezoidală Dp1=145mm.

Diametrul primitiv al roţii conduse

Se alege Dp2=404mm.

Viteza periferică a roţii conducătoare se consideră egală cu viteza de

deplasare a curelei.

Alegerea distanţei dintre axe A12, dacă nu este impusă din considerente

geometrice, se adoptă în intervalul de valori:

Lungimiea orientativă a curelei se determină în funcţie de distanţa dintre

axe şi de diametrele primitive ale roţilor de curea:

38

Această lungime orientativă se standardizează:

Lp = 3150 mm

Se recalculează distanţa dintre axe, rezolvând ecuaţia de gradul doi:

Unghiul dintre ramurile curelei γ

Unghiurile de înfăşurare ale curelei pe roata conducătoare respectiv

condusă β1, β2

Calculul preliminar al numărului de curele z0

Funcţie de z se determină numărul final de curele:

Calculul angrenajelor cilindrice dintre cilindrii de măcinare:

Rapoarte de transmitere:

39

7. Instrucţiuni tehnice de exploatare, întreţinere, reglare a utilajului

Exploatare:

Acţionarea cilindrilor de la motorul propriu, se realizează printr-o roată de

curea montată pe arborele cilindrului nr. 3, iar între cilindri mişcarea se transmite

prin intermediul unor roţi dinţate.

Produsul pătrunde în utilaj printr-un cilindru transparent de sticlă şi

acţionează clapeta dispozitivului de alimentare, care se armează în vederea

decuplării automate. În continuare, cu ajutorul unui grătar se separă impurităţile

mari din masa produsului care ajunge apoi la cei doi cilindrii de alimentare: primul

realizează dozarea, iar al doilea accelerarea în zona activă de lucru a primilor doi

cilindri. Şrotul obţinut după primul pasaj este dirijat cu ajutorul unor pereţi spre

pasajele al doilea şi al treilea. Produsul măcinat este evacuat prin cădere liberă pe

la partea inferioară a batiului care este prevazut cu o pâlnie de evacuare.

Cuplarea cilindrilor de zdrobire se face manual, iar decuplarea lor se poate

realiza manual sau automat.

Întreţinere:

Unul din factorii principali care asigură o bună funcţionare a valţului este

grija ce se acordă întreţinerii şi ungerii întregii maşini.

Întreţinerea valţului

Întreţinerea tehnică zilnică se execută înainte de începerea şi pe parcursul

schimbului de lucru şi cuprinde următoarele operaţii:

40

curăţirea şi controlul utilajului: se curăţă cilindrii cu o perie, se

controlează strângerea şi asigurarea şuruburilor şi piuliţelor, verificându-

se dacă nu s-au slăbit îmbinările filetate în interiorul batiului;

verificarea nivelului de ulei în băile de ungere;

pe parcursul lucrului se urmăreşte vizual şi sonor funcţionarea valţului

pentru a se depista defecţiunile ce pot apărea şi a se opri utilajul pentru

remedieri;

Periodic se vor controla după oprirea funcţionării valţului:

-întinderea curelelor de transmisie;

-integritatea arcurilor;

-strângerea şuruburilor de fixare;

Ciclul de revizii şi reparaţii este: timp de staţionare în reparaţii(zile)

Rt=6000ore 1

Rc1=6600ore 2

Rc2=13200ore 4

Rk=52800ore 6

Ungerea

În carcasele lagărelor cilindrilor de alimentare şi cutiei de angrenaje se va

introduce ulei mineral cu o vâscozitate de 2-10°E la 50°până la nivelul maxim

al indicatoarelor de nivel. După rodaj uleiul se va schimba.

Rulmenţii capsulaţi nu necesită ungere. Rulmenţii mecanismului de cuplare

alimentare şi ai cilindrilor de alimentare se ung cu ulei prin barbotare.

Rulmenţii cilindrilor se vor unge atât la montaj, cât şi periodic la 6 luni cu

unsoare UM 175 LiCa 3 STAS 8789-88. Pentru ungere se demontează

capacele lagărelor, se îndepărtează unsoarea veche, se introduce unsoarea

nouă şi apoi se remontează capacele.

Reglare:

Pentru buna funcţionare a valţului se vor efectua urmatoarele reglaje şi

verificări:

41

se realizează paralelismul cilindrilor prin reglarea lungimii tijelor

mecanismelor de cuplare şi reglare cilindri;

se reglează distanţa dintre cilindri cu ajutorul rozetelor de reglare ale

aceloraşi mecanisme;

se reglează poziţia contragreutaţii clapetei de comandă astfel încât să

basculeze la căderea produsului pe ea şi revină în poziţie orizontală la

terminarea produsului;

se reglează poziţia camei pe exul clapetei de comandă astfel ca

revenirea clapetei în poziţie orizontală să asigure decuplarea

mecanismului de cuplare cilindri, respectiv decuplarea cilindrilor;

se ve regla poziţia periilor, astfel ca apăsarea lor pe cilindru să fie

minimă;

se reglează forţa de apăsare a cilindrilor prin comprimarea arcurilor

elicoidale de pe ambele părţi laterale ale batiului, din cadrul

mecanismelor de cuplare cilindri şi reglare a poziţiei cilindrului nr. 1.

Se consideră bună reglarea dacă în timpul măcinării nu se produce o

comprimare suplimentară prin braţele lagărelor mobile;

se reglează cantitatea de produs intrată în valţ de la rozeta superioară

din faţa pâlniei de alimentare.

8. Norme de protecţia muncii şi PSI în cadrul unităţii de morărit şi la

lucrul cu utilajul

42

În timpul exploatării valţului se vor respecta următoarele reguli de protecţia muncii:

deservirea valţului se va face numai de personal calificat şi instruit, care să cunoască bine construcţia, tehnologia de lucru şi funcţionarea acestuia;

întreţinerea şi repararea valţului se va face numai de personal calificat şi instruit în acest sens;

nu se admite exploatarea utilajului fără totalitatea elementelor instalaţiilor electrice şi mecanice în bună stare, utilizarea lui în cazul existenţei unei defecţiuni punând în pericol atât personalul de deservire cât şi utilajul;

valţul se va lega în mod obligatoriu la pământ şi la nulul de protecţie;

apăratoarea de protecţie a grupului de acţionare va fi vopsită în culoarea galbenă de securitate;

orice intervenţie la utilaj pentru reglare, ungere, curăţire, întreţinere sau reparaţii se va face numai după întreruperea alimentării cu curent electric;

valţul se va porni numai după ce s-a constatat corecta asamblare a tuturor elementelor, strângerea şuruburilor, închiderea uşilor şi ferestrelor utilajului, existenţa şi montarea corectă a apărătorilor;

zilnic se va verifica de către lăcătuşul şi electricianul de serviciu funcţionarea utilajului urmărindu-se dacă nu apar bătăi sau frercări ale organelor în mişcare, funcţionarea corectă a elementelor tabloului electric de comandă şi integritatea cablurilor electrice, orice dereglări sau defecţiuni remediindu-se imediat pentru a nu se produce accidente sau distrugeri.

În timpul fucţionării valţului se interzice: -demontarea apărătorilor; -reglarea cilindrilor; -urcarea pe valţ; -orice intervenţie cu mâna sau cu obiect la oricare din mecanismele în mişcare; -deschiderea capacului pentru scoaterea impurităţilor mari.

Beneficiarul va afişa la locul de muncă regulile de protecţia muncii specifice sectorului de activitate, inclusiv cele cu caracter general, instruind personalul de deservire şi întreţinere a valţului în vederea respectării lor.

43