ПАКУВАЛЬНЕ ОБЛАДНАННЯ

Порядок технологічного розрахунку

Основними параметрами технологічного розрахунку дозаторів періодичної дії є визначення продуктивності і енерговитрат.

Так як дозувальні пристрої формують дози (порції) продукції, то характерною продуктивністю для них буде штучна.

Штучну продуктивність дозаторів можна визначити за формулою:

Z = —, (3-16)

де к — кількість дозувальних пристроїв, що одночасно формують дозу

продукції;

tT— сумарний час формування і переміщення дози в споживчу тару. Тривалість циклу дозування здебільшого визначають за циклограмою роботи дозатора.

На етапі проектування враховуються всі складові витрат часу від моменту заповнення однієї дози до іншої. Так, наприклад:

= + ^2 ^3 (3.17)

де tx — тривалість заповнення мірної ємності продукцією, визнача­

ється за довідниковими даними або експериментально для конкретного виду і стану продукції і конструктивного виконання дозатора; t2 — тривалість переміщення мірної ємності із позиції заповнення в позицію випорожнення;

t3 — тривалість випорожнення мірної ємності;

t4 — тривалість передачі сигналів керування на включення, виключення етапів операції дозування, в наближеному варіанті можна приймати в межах 0,5-0,7 с.

Експериментально встановлено, що тривалість заповнення мірної ємності продукцією значно менша тривалості випорожнення. Відповід - но принципу робота і циклограмі стаканчикового дозатора карусельно­го типу, шнекового і маятникового дозаторів дані етапи виконуються в процесі руху мірних ємностей і суміщені в часі. Це дозволяє на етапі проектних розрахунків під час визначення тривалості циклу дозування не враховувати

Тривалість випорожнення мірної ємності можна визначити як:

W

/3= —, (3.18)

де W— об’єм дози продукції;

П — пропускна здатність випускного каналу мірної ємності, визна­чається П = По * /еф ’ V;

ju0 — коефіцієнт втрат швидкості переміщення частинки в порівнянні з вільним гравітаційним падінням. Втрати, викликані внутрішнім тертям і зчепленням частинок, тертям по поверхням мірної ємності. Коефіцієнт втрат визначається експериментально, для легкосипкої продукції можна приймати в межах 0,7-0,9;

/еф — ефективна площа поперечного перерізу вихідного каналу

n-D2

Мірної ЄМНОСТІ, ДЛЯ циліндричної ЄМНОСТІ Jcrj, = —-—

D — внутрішній діаметр мірного стакана;

v — швидкість вільного падіння частинки на межі контакту з лійкою, можна визначити як v = (2gH)0’5;

Н— висота мірного стакана (мірної ємності).

Наведені формули для визначення тривалості випорожнення мірної ємності справедливі для гідравлічного виду переміщення легкоплинної продукції. Для інших способів переміщення сипкої продукції потрібно використовувати емпіричні залежності, що враховують структурно - механічні параметри продукції.

Тривалість переміщення мірної ємності з позиції заповнення в позицію випорожнення визначають, приймаючи припущення, що рух є сталим (со, v = const), для карусельного компонування:

, <Р0

11=—. (3.19)

(О

2 • л

де ср0 — кут розташування мірних ємностей, визначається (р0

т0

т0 — кількість мірних ємностей в дозаторі;

п • п

со — кутова швидкість каруселі, со =-------

п — частота обертання каруселі;

Для лінійного компонування: f

t'2=~, (3.20)

v

де L — відстань між центрами мірних ємностей в позиціях заповнення і випорожнення;

v—лінійна швидкість переміщення мірної ємності за сталого режиму руху.

В практичній діяльності вихідними даними для проектування є: продуктивність; продукція; величина дози; тип і вид тари. За таких умов для карусельного компонування дозатора визначають кількість мірних ємностей при прийнятій частоті обертання каруселі, а для лінійного компонування — лінійну швидкість переміщення мірних ємностей.

На проектному етапі розрахунків енерговитрати можна визначати з дещо спрощених виразів:

для карусельного компонування стаканчикових дозаторів:

Т • со

<3-2,)

де Т— крутний момент на приводному валу каруселі, Нм;

со с — кутова швидкість обертання каруселі за сталого режиму руху. Крутний момент Т на приводному валу можна визначити як Т = кх • к2 •

де А", — коефіцієнт, що враховує подрібнення частинок сипкої продук­ції, кх ~ 1,05-1,1;

к2 — коефіцієнт, що враховує динамічну складову в момент початку руху каруселі (для періодичної дії), приймають к2 ~ 1,2-1,4;

ХНі — сумарний статичний момент опору переміщенню каруселі, враховує ХМ)= A/і + М2 + Л/3;

М, — момент опору в підшипниках вертикального вала каруселі, визначається за відомими формулами з дисципліни «Підйомно - транспортні машини»;

М2 — момент опору переміщенню роликів заслінок мірних ємностей

2 • к

по копіру, М2 = к3 • N2 • —-— - /?!;

ґр

N2 — нормальна реакція від тиску ролика на копір (залежить від ваги
продукції в мірній ємності, ваги заслінки, розташування і конструкції ролика та конструкції кулачка);

А’з — коефіцієнт, що враховує додатковий опір переміщенню ролика по копіру через налипання частинок продукції на поверхню копіра, *3 = 1,02 — 1,05;

к — коефіцієнт кочення ролика по копіру; гр — радіус ролика;

Rx — радіус траєкторії переміщення роликів заслінок відносно приводного вертикального вала;

М3 — момент опору від переміщення шарів сипкої продукції в момент виходу стаканчика із зони його заповнення, М3 = F0 • pv • fCI7 • R2 py — тиск продукції в бункері на частину верхнього диску, можна визначити за формулою Янсена:

К • р

fen •

де Re — гідравлічний радіус випускного отвору бункера, визначається:

Rr=^~, (3-23)

П0

Де F0, П0 — площа і периметр випускного отвору бункера; р — щільність продукції в бункері; fc„ — коефіцієнт внутрішнього тертя сипкої продукції;

К — коефіцієнт переміщення продукції, визначається як:

К _ l-siny. (3.24)

1 + sin (р ’

(р — кут природного відкосу сипкої продукції;

Для лінійного компонування дозатора:

P-V

N = u^Г~'(кВт)’ (325)

1000 • rj

де Р — рушійна сила на веденій ланці привода, визначається:

P = krk2- Щ, (3.26)

А'з — коефіцієнт, що враховує динамічну складову в момент початку руху каретки;

Yfi — сумарний опір переміщенню каретки з мірними стаканами

з позиції заповнення в позицію випорожнення, включає аналогічні

складові, як і для карусельного компонування за винятком складової А/]. В даному випадку розраховується опір переміщенню каретки в горизонтальній площині, а не обертанню вала каруселі.

Наведена послідовність розрахунку дозаторів дозволяє одержати вихідні дані для компонування і проектування пристрою.