Дослідження силових параметрів процесу різання хлібобулочних виробів
Автор: Петрик Мар'яна Володимирівна
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Обладнання переробних і харчових виробництв
Інститут: Інститут механічної інженерії та транспорту
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2021-2022 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Робота складається з вступу, аналітичної, науково-дослідної, конструк-торської та економічної частин. Приводяться література та додаток ( специфі-кації до складальних креслень ). У вступі відзначено, що маркетингові дослідження показують, що неухи-льно зростає попит на дрібноштучну хлібобулочну продукцію і нарізаний упа-кований хліб. Розрізаний на скибки і упакований у плівку хліб має довший термін збе-рігання і довше зберігає свої смакові якості. Такий хліб користується попитом і реалізується переважно у місцях громадського харчування, лікувальних закла-дах, а також у роздрібній торгівлі. Мета роботи: дослідження впливу кінематичних та силових параметрів на процес різання хлібобулочних виробів, визначення оптимальних режимів рі-зання, зменшення енергозатрат хліборізальних машин. В аналітичному розділі проведений аналіз технологічного процесу різан-ня хлібобулочних виробів як результат взаємодії певної системи: машина – ін-струмент – продукт. Основними параметрами, що визначають різання хлібних виробів є силові характеристики різання: питома робота різання, умовний опір різання умовне напруження різання. Швидкість різання та швидкість подачі ви-значають продуктивність процесу різання, якість обробленої поверхні. Авторами робіт [1] по процесах різання вивчалися такі питання: процес руйнування продукту під дією ріжучого інструменту, опір процесу різання, продуктивність різальних машин та ріжучого інструменту, геометричні параме-три ріжучого інструменту ( товщина ножа, його кут заточки ), зносостійкість ножів, вплив фізико-механічних та структурних властивостей продукту на ви-бір способу та параметрів різання, визначення потужності та коефіцієнтів тертя в парі продукт – поверхня ріжучого інструменту. Для нарізання хлібобулочних виробів використовуються хліборізальні машини. В основному це машини рамної конструкції, в яких пилорами здійс-нюють зворотно-поступальний рух. Використовують також стрічкові машини різного типу та вібраційні машини для різання хлібних виробів. Перевагою стрічкових машин є вища швидкість різання та відсутність ножової рами [2]. Поряд з поширеним ковзаючим способом різання, вібраційне різання хлібобулочних виробів займає важливе місце. Застосування вібрації робочих органів в хліборізальних машинах дає можливість інтенсифікувати процес рі-зання, зменшити втрати продукту, підвищити якість поверхонь скибок та зме-ншити зусилля різання. Питоме зусилля віброрізання для хліба зменшується зі збільшенням частоти коливань (зона резонансу), потім зростає до певного рівня і знову зменшується (зона повторного резонансу) [3]. Проведений аналіз результатів досліджень показує, що вібраційне різання зменшує питому силу різання в 3 - 4 рази. У науково-дослідній частині була розроблена класифікація ріжучих орга-нів машин різання хлібобулочних виробів за видом робочого руху та ріжучого інструменту. Була розроблена також класифікація машин за способом подачі виробів до робочих органів (ріжучого інструменту). Найбільш ефективною є схема подачі з двома транспортерами. В ході експериментальних досліджень визначалась залежність питомого зусилля різання від швидкості подачі продукту та часу витримування хлібного виробу від моменту випічки до нарізання на хліборізальній машині. Для прове-дення досліджень використовували експериментальне обладнання — хліборіза-льну машину МНХ-7. По результатам досліджень була побудована математична модель процесу різання за допомогою повного факторного експерименту. Згідно цієї моделі можна зробити висновок, що при витримуванні хлібобулочного виробу до 6 год. зусилля різання зменшуються, досягаючи мінімуму при витримування 12 - 18 годин. При подальшому витримуванні хліба, зусилля різання повільно зрос-тає, оскільки хліб починає черствіти. Проведено також дослідження залежності зусилля різання від швидкості різання при різному часі витримування хлібних виробів. Була визначена залежність питомої сили різання від конструкційних пара-метрів ріжучого інструменту, таких як кут заточки ножів та кут встановлення ножів відносно нормалі до вектора переміщення продукту. З отриманого виразу розрахована залежність питомої сили p різання хліба від кута ? заточки ріжучого інструменту (ножа) при різних кутах нахилу ножо-вої рами ?. Визначений впливу конструкційних параметрів ріжучого інструменту на потужність різання хлібних виробів Розроблена структура поточної лінії для нарізання та пакування хлібних та булочних виробів, яка дозволяє вивільнити двох працівників і усунути роз-рив у процесі нарізання та пакування, і тим самим збільшити продуктивність процесу. У конструкторській частині розроблені та розраховані кінематична схема приводу пилорам та транспортерів хліборізальної машини. Приведений опис кінематичної схеми та принципу роботи машини. Проведено розрахунок потужності приводу пилорам та транспортерів, механічних передач хліборізальної машини. Описана конструкція хліборізаль-ної машини, пилорами та маховика. В графічній частині приведено кінематичну схему, загальний вид машини,складальні креслення пилорами та маховика. В економічній частині зроблено планування магістерської кваліфікацій-ної роботи, визначено кошторис на виконання науково-дослідної роботи. Дана оцінка економічної ефективності проектного рішення. Ключові слова: хліб, різання, машина, ріжучий інструмент, сила різання, потужність, автоматизація, проектування. Перелік використаних літературних джерел: 1. Даурский А,Н., Мачихин Ю.А. Резание пищевых материалов. – М. Пище-вая промышленность,1980 – 240 с. 2. Теличкун В.І., Губеня О.О. Вплив структурно-механічних властивостей хліба на процес його різання. ІХ міжн. наук.-техн. Конференція «Нові технології і те-хнічні рішення в харчовій і переробній промисловості. Тези доповіді – К. НУХТ, 2005. – 27 – 28 с. 3. Иминов Р.В., Громцев С.А., Антуфьев В.Т. Разработка ресурсосберегающей технологии и машин для нарезки хлебобулочных изделий. «Известия СПбГУ-НиПТ» No3, 2008 г. 4. Завербний А.Р., Кодра Ю.В. Оптимізація конструкційних параметрів машин для різання хлібобулочних виробів. Оптимізація виробничих процесів і технічний контроль у машинобудуванні. Видавництво НУ ЛП, Львів, , 2018. 5. Кодра Ю.В., Стоцько З.А. Технологічні машини. Розрахунок і конструюван-ня: Навч. посібник / За ред. З.А. Стоцька. Видання друге, доповнене. – Львів: Видавництво ”Бескид Біт”, 2004. – 466 с.