Исследование вибрационного резания корнеплодов и разработка новых эффективных резок для пищевой промышленности тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, Руденко, В. И.

• Руденко, В. И.
• 1971

Оглавление диссертации Руденко, В. И.

В в е д е н и е

Глава I. Состояние процесса резания корнеплодов в пищевой промышленности и возможности интенсификации этого процесса с применением низкочастотных колебаний /вибраций/.

§ 1. Конструкции резок и режущего инструмента, применяемых в сахарной промышленности

§ 2. Конструкции резок и режущего инструмента, применяемых в консервной промышленности

§ 3. Структурно-механические свойства корнеплодов и приборы для определения механических свойств корнеплодов.

§ 4. Работы по улучшению конструкций резок

§ 5. Ускорение процесса резания с применением низкочастотных колебаний

§ 6. Вибраторы, как источники вынужденных колебаний

В ы в о д ы

Глава П. Исследование трения корнеплодов о металлическую поверхность и усилия резания при вибрационных режимах

§ 1. Описание экспериментальной установки

§ 2. Методика исследований . 58 i

§ 3. Зависимость коэффициента трения свеклы о металличеокую поверхность и расхода энергии на трение от оборотов, окружной скорости и скорости колебании

§ 4. Усилие резания корнеплодов при вибрационных режимах.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование вибрационного резания корнеплодов и разработка новых эффективных резок для пищевой промышленности»

Новым шагом вперед в создании материально-технической базы коммунизма явится выполнение пятилетнего плана развития народного хозяйства СССР на 1971-1975 гг., особенностью которого является установка на быстрое техническое перевооружение всех отраслей промышленности.

Увеличение объема производства продуктов питания на пищевых предприятиях должно осуществляться на базе широкого внедрения новой техники и передовой технологии. Решающим фактором повышения эффективности общественного труда является быстрое внедрение в производство новых высокоэффективных аппаратов и машин.

Большое значение в настоящее время приобретают поисков вые исследования, связанные с созданием машин, работающих на новых принципах. В этих новых машинах должны применяться высокие скорости, ускорения, давления.

Большое применение должны получить вибрационные машины. В этих машинах обрабатываемым средам сообщаются ускорения,удары, повышенные давления. Вибрационные машины своими рабочими органами оказывают на обрабатываемые среды вибрационное /колебательное/ воздействие, что может привести к сильной интенсификации отдельных технологических процессов.

Широкое применение в промышленности вибрационной укладки бетонных смесей, вибрационного уплотнения грунтов, забивки шпунта и свай и др. показали очень высокую эффективность нового процесса. Однако приходится констатировать, что темпы развития вибрационной техники далеко не отвечают ее значению и возможностям для интенсификации технологических процессов, в частности, в пищевой промышленности. Причиной этого является сложность процессов работы вибрационных машин, недостаток выпускаемых вибрационных машин и виброизмерительных приборов. Теоретические разработки в области вибрационной техники недостаточны и требуют серьезного развития.

Группа виднейших ученых нашей страны, академики И.Артоболевский, А.Благонравов и другие / 3 / выступили в газете "Правда" со статьей "Вибрационной технике - широкую дорогу".В статье обосновывается необходимость принятия серьезных организационных мер для успешного развития вибрационной техники. Промедление в этом вопросе нанесет большой ущерб не только этой области техники , но и многим отраслям народного хозяйства, в том числе и пищевой промышленности.

В настоящее время проводятся исследовательские работы по интенсификации при помощи низкочастотных колебаний /вибраций/отдельных технологических процессов в пищевой промышленности/ 8 /. Внедрение результатов исследований в форме новых вибрационных машин и аппаратов проходит медленно. Фактор же времени обязывает выводы и рекомендации по исследованиям, новым разработкам и изобретениям делать быстро и в форме, пригодной для практического применения.

Диссертационная работа посвящена исследованию резания корнеплодов при вибрационных режимах с целью дальнейшего совершенствования вибрационных резок и разработки методики их расчета.

Автором, совместно с Н.Ф.Малахиным и Н.А.Буренковым,получены авторские свидетельства на вибрационные овощерезки: Л 222049 с приоритетом от 30 октября 1965 г. и 219941 с приоритетом от 24 ноября 1965 г.

Процесс резания корнеплодов применяется в пищевой промышленности в больших размерах. Отдельные отрасли пищевой промышленности заинтересованы в получении высокоэффективных резок.

В очень больших размерах процесс резани^ применяется в сахарной промышленности. Свекла должна резаться в качественную стружку, т.к. от этого зависят технологические показатели важнейшего в свеклосахарном производстве диффузионного процесса.

В вибрационной свеклорезке из-за автономной работы ножевых рамок возможно получение однородной стружки. Это улучшит диффузионный процесс, позволит снизить потери сахара в жоме.Внедрение в сахарную промышленность малогабаритной свеклорезки позволит сэкономить металл, расход электроанергии. Резка будет пригодной для изрезания свекловичных хвостиков, что увеличит выход сахара из свеклы.

Применение вибрационных резок на животноводческих фермах в сельском хозяйстве будет способствовать повышению эффективности животноводства. Вибрационные резки так же могут найти применение в консервной, овощесушильной, спиртовой промышленности.

Предварительные испытания опытных вибрационных резок показали их высокую эффективность. Однако для дальнейшего развития вопроса нужны исследования для определения главных параметров вибрационного резания корнеплодов: усилия резания, коэффициента трения корнеплодов о металлическую поверхность. Нужны опытно-конструкторские работы по разработке и совершенствованию вибрационных резок.

Настоящая диссертационная работа посвящена исследованию основных закономерностей вибрационного резания корнеплодов с целью создания новых эффективных резок и разработки методики их расчета.

Заключение диссертации по теме «Другие cпециальности», Руденко, В. И.

ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ

1. Установлено, что существующие для сахарной промыит ленности свеклорезки не являются совершенным оборудованием, так как имеют большой расход энергии на резание свеклы,вес, сложны в изготовлении и ремонте. Получение однородной пластинчатой стружки на этих резках связано с потерей производительности их на 30%.

2. Анализ работы существующих конструкций свеклорезок позволяет сделать вывод, что получать однородную пластинчатую стружку можно только с помощью П-образных ножей, когда каждая рама будет работать автономно.

Для резания свеклы в однородную упругую пластинчатую стружку нужны новые конструкции эффективных резок с применением новых принципов резания.

3. Найдено, что коэффициент трения свеклы о металлическую поверхность и расход энергии на трение значительно уменьшается с применением колебаний.

4. Установлены закономерности изменения коэффициента трения корнеплодов свеклы о металлическую поверхность при вибрационных режимах.

5. Показаны зависимости коэффициента трения свеклы и расхода энергии на трение от окружной скорости, оборотов и скорости колебаний.

6. Найдено, что под воздействием вибрационных нагрузок, передаваемых режущим инструментом, корнеплоды обрабатываются легче, чем при отсутствии вибраций.

7. Установлены закономерности изменения усилия резания и расхода энергии на резание корнеплодов свеклы при вибрационных режимах.

8. Показаны зависимости усилия резания и расхода энергии на резание от скорости резания, оборотов и скорости колебаний.

9. Дана методика расчета вибрационных резок е использованием полученных данных при исследованиях.

10. Разработана, изготовлена, испытана и внедрена промышленная вибрационная овощерезка /хвостикорезка/ для резания корнеплодов.

11. Разработана, изготовлена и испытана промышленная вибрационная свеклорезка. Доводку вибрационной свеклорезки будет осуществлять специализированный Смелянский ордена Ленина машиностроительный завод Минмашлегпищепрома ССОР.

12. На основании краткого анализа экономического эффекта, который может получиться от внедрения в производство вибрационного резания корнеплодов явствует, что этот эффект нельзя сводить только к экономии от увеличения выхода сахара при резании пластинчатой стружки и расхода энергии на резание. Экономический эффект от применения вибрационного резания корнеплодов будет значительно большим.

13. Намечены возможные направления разработки новых конструкций вибрационных резок и режущего инструмента.

Список литературы диссертационного исследования Руденко, В. И., 1971 год

1. АН СССР, Механика и расчет машин вибрационного типа.

2. М., Издательство АН СССР, 1957.2.АРТОБОЛЕВСКИЙ И.И. и др.

3. О машинах вибрационного действия. АН СССР, 1956.

4. АРТОБОЛЕВСКИЙ И.И. и др. Вибрационной технике широкую дорогу. "Правда", ЗО.Ш-1959 г.

5. АНДРЕЕВ И.Д. О методах научного познания.

6. М., Издательство "Наука", 1964.

7. БУР ДУН Г. Д., КАЛАШНИКОВ Н.В., СТОЩШЙ Л.Р.

8. Международная система единиц, "Высшая школа", 1964.

9. БАРКГАУЗЕН Г. Введение в учение о колебаниях, ОНТИ, 1934.

10. БУЛГАКОВ Б.В. Колебания. Гостехиздат, 1958.

11. БУРЕНК0В Н.А. Интенсификация технологических процессовв пищевой промышленности при помощи низкочастотных колебаний."TexHiKa" Киев, 1969.

12. БУРЕНК0В Н.А. Исследование процесса фильтрации и экстракции при вибрировании. Кандид,диссертация,Киев, 1954.

13. БАРАННИК В.П. Краткий справочник по коррозии. Госхимиздат, 1952.

14. ВАСИЛЕНКО Н.Ф. Экспериментальная теория режущих инструментов. Труды ВИСХОМа, М.,1962.

15. В0ЛВФС0Н Б.С. Вибраторы. Гостехиздат^ 1939.

16. В0ЛБФС0Н Б.С. Вибраторы электромеханические и электромагнитные, 1936.

17. ВОСТОКОВ И.А.ДЕПЕШКИН И.П. Производство сахара из свеклы.1. Пищепромиздат, 1958.

18. ВАЙНБЕРГ Д.В.,ПИСАРЕНКО Г.С. Механические колебания и ихроль в технике. Физматгиз, 1958.

19. ГОЛОВИН П.В. Технология свеклосахарного производства.1. Пищепромиздат, 1949.

20. ГОРЕЛИК Г.С. Колебания и волны. Гостехиздат,1950.

21. ДОБРОВОЛЬСКИЙ В.А., ЭРЛИХ Л.Б. Основные принципы конструирования современных машин. Машгиз, Киев-Москва, 1956.

22. ДЕРЯГИН Б.В., Расклинивающее действие жидких пленок иего практическое значение. "Природа", 2, 1948.

23. ДЕРЯГИЯ Б.В. Исследование коэффициента внутреннеготрения вязкой жидкости методом падающего шарика. ЖТФ, яом У, вып.1, 1928.

24. ДИКИС М.Я.,МАЛЬСКИЙ А.Н. Технологическое оборудование консервных заводов. "Пищевая промышленность", М.,1969.

25. ДЕН-ГАРТЕН Д.П. Теория колебаний,Гостехиздат,М.,1942.

26. Д0МАШНЕВ А.Д. Конструирование и расчет химических аппаратов. Машгиз, 1961.

27. ДЕШЕВН0В А.Д. Конструирование и расчет химической аппаратуры. Машгиз, 1961.

28. ЖИГАЛОВ С.Ф. Процессы и аппараты свеклосахарного производства. Пищепромиздат, 1958.

29. ЗНАМЕНСКИЙ Г.М. Технологическое оборудование свеклосахарных и рафинадных заводов. Пищепромиздат, М.,1957.27.3АМБР0ВСКИЙ В.А. Рациональные способы получения свекловичной стружки. Пищепромиздат, 1959.

30. ЗУЕВ М.Д. Энциклопедия свеклосахарного производства,1925.

31. И0РШП Ю.И. Измерение вибрации. Гостехиздат,1956.

32. ИВАНОВ Я.А.,ГАЛЬПЕРИНА С. Увеличение скоростей движениядиска свеклорезки /из заводской практики/. "Сахарная промышленность", 1, 1955.

33. ИОФФЕ А.Я. К теории силового поля при центробежноммоделировании. ЖТФ, т.4, вып.7.Лениздат, ОНТИ, ГТТИ, М.,1934, стр.1507.

34. Инструкция по ведению технологического процесса свеклосахарного производства.Пищепромиздат,1956.

35. КАРТАВОВ С.А. Основы рационального проектирования машин.1. Гостехиздат,Киев,1954.

36. КАСАТКИН А.Г. Основные процессы и аппараты химическойтехнологии. Госхимиздат,1960.

37. КОМАРОВ Вибрационная пила с электромагнитным приводом. "Станки и инструменты",10,1955.

38. КЛИМЕНКО М.Н.,ПЕЛЕЕВ А.И. Исследование структурно-механических свойств мяса. Известия вузов СССР, Пищевая технология, 2, 82, 1966.

39. КЛИМЕНКО М.Н.,ПЕЛЕЕВ А.И. Исследование трения скольжениямяса по стали. "Мясная индустрия СССР", 5, 1966.

40. О связи между статическим и кинематическим трением. 1ТФ, т.24, вып.8, 1954.

41. Конструктивные недостатки резок и мероприятия по их устранению. "Сахарная промышленность", 5, 1954.

42. Реаание древесины. ЭСМ,т.9,Машгиз,1950. Вибрационное измельчение материалов. ПромстроЙиздат, 1957.

43. Улучшение качества свекловичной стружки, полученной на дисковых резках. "Сахарная промышленность", 2, 1955.

44. НИК0ЛАЕНК0 Г.И. Теоретические расчеты амортизаторов вибрационных машин. Кандидатская диссертация.

45. Основы расчета и конструирования машин и аппаратов пищевыхпроизводств. Под редакцией А.Я.Соколова, Пищепромиздат, 1960.

46. Технологическое оборудование предприятий мясной промышленности. Пищепромиздат, Москва, 1963.

47. Измельчение свеклы. Технология сахара, под редакцией Силина П.М., Пищепромиздат, 1958.

48. ПЕТРУНЫСИН Л.П. Новое в области применения электромагнитных вибраторов. Сборник ЛИМС, Механизация бетонных работ, Стройиздат, 1941.

49. РЕБИНДЕР П.А. Физико-химическая механика.

50. Издательство "Знание", М., 1958.

51. РЫБАЛКИН М.И. Больше внимания качеству свекловичнойстружки. "Сахарная промышленность",8,1963.

52. СТАБНИК0В В.Н.,ПОПОВ В.Д.,РЕДЪК0 Ф.А.,ЛЫСЯНСКИЙ В.М.

53. Процессы и аппараты пищевых производств. "Пищевая промышленность", М.,1966.

54. СИЛИН П.М. Технология свеклосахарного и рафинадногопроизводства. Пищепромиздат, 1958.

55. СИЧЕВ0Й П.С. Критерий качества пластинчатой свекловичной стружки. "Сахарная промышленность", 2, 1957.

56. СИЧЕВ0Й П.С. К вопросу теории срезания высококачественной стружки. "Сахарная промышленность", 6, 1956.

57. СИЧЕВ0Ш П.С. К вопросу о теории резания свеклы гребенчатым ножом. "Сахарная промышленность", 5, 1959.56.0ЙЧЕВ01 П.С. Причины получения мезги, мелочи и неоднородной стружки. "Сахарная промышленность", 1, 1960.

58. СИЛИН П.М. Работа диффузионных аппаратов. Сб."Вопросы технологии сахаристых веществ", Пищепромиздат, 1950.

59. СИЧЕВ0Й П.С. Новая центробежная свеклорезкаа.с. 1 108447/. "Сахарная промышленность", 1, 1958.

60. САПОЖНИКОВ М.Я.,КУГЕЛЬ Р.В. Вибрационные мельницы и ихиспытания. "Механизация строительства", 8, 1955.

61. ТИМОШЕНКО С.А. Теория колебаний в инженерном деле.1. Л., 1934.

62. УШАКОВ А. Виброизмерительная аппаратура.1. ОНТИ, 1948.

63. ФЕЛЬДШОН З.Д.,НУДЕЛЬМАН М.А. Увеличение скорости резаниясвеклы на центробежных свеклорезках. Сб.работ Киевского филиала ЦИНС за 1938 и 1939 гг., 1940.

64. ФЕЛЬДШОН З.Д. Увеличение производительности свеклорезок.

65. Сахарная промышленность", 6, 1957.

66. ФЕЛЬДШОН З.Д. Производительность, регулирование иобслуживание свеклорезок. Научные записки, Изд.УкрНИИСПа, Киев, т.7,№ 10, 1934.

67. ХЕМЕМСКИЙ М.З., ПОЕДИНОК Н.Т., САП01НИК0ВА И.Р.

68. Лабораторное определение механических свойств сах.свеклы. Труды ВНИИСП, вып.10, "Пищевая промышленность", 1964.

69. ЧЕРНОБЫЛЬСКИЙ И.И.,БОНДАРЬ А.Г.,ГАЕВСКИЙ. Б.А.,ГОРОДИНСКАЯ

70. С.А.,ЛАДИЕВ Р.Я.,ТАНАНАЙКО Ю.М., МИРГОРОДСКИЙ В.Т. Машины и аппараты химических производств, Гостеихиздат, 1961.

71. ЧУПАХИН В.М. Технологическое оборудование рыбообрабатывающих предприятий. "Пищевая промышленность", М., 1968.68.ШИЛЬКРУГ Д.И.69.ЩЕГ0ЛЕВ В.Н.70.ЩЕГ0ЛЕВ В.Н.71.ЩЕГ0ЛЕВ В.Н.72.ЩЕГ0ЛЕВ В.Н.73.ЩЕГ0ЛЕВ В.Н.74.ЭТКИН Л.Г.75.ЯКОВЛЕВ К.П,

72. Вибрационная обработка древесины с продольным вибрирующим инструментом. Львовский лесотехнический инстит, Научно-тех-ническая информация, 22, М., 1956.

73. Перемещения и вращения корней свеклы в силовом поле резок при резании их на стружку, Труды ВНИЙСП, выпЛО, "Пищевая промышленность" , 1964.

74. Производительность свеклорезок и определение скоростей резания. Труды ВНИЙСП,вып.10, "Пищевая промышленность", 1964.

75. Уплотнение свеклы в резках. Труды ВНИЙСП, вып.10, "Пищевая промышленность", 1964.

76. Условия движения свеклы в свеклорезках. Труды ВНИЙСП,"Пищевая промышленность",1964.

77. Свеклорезки и транспортеры для стружки. Сборник тезисов докладов на Всесоюзном совещании работников сахарной промышленности, 4.2 /рукопись/, Издание ЦИНСа,1960.

78. Передвижные инерционные вибраторы направленного действия типа В-50 и В-500, АН СССР, Институт технической информации, тема № 1, 1955.

79. Математическая обработка результатов измерений, М.-Л., Гостехтеортехиздат.

80. Oplabka G», Tegze M. "Cukoripari kubaboinbezeb kozlemenyei",1, No 3, 1954.81» Tegze M«, Sipos A., Vukoy К», "Cukoripari kubabointezebkozlemenyei", 1,N 3» 1954.

81. Vukov K., "Cukoripari kubaboinbezeb kozlemenyei", 3»1. No 1, 1956,1. ЧЬ