Рабочий орган смесителя-пластикатора
Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к рабочим органам винтовых пластикаторов, применяемых для переработки твердых пластичных и высоковязких продуктов, например монолитных блоков сливочного масла, кондитерского жира, маргарина. Цель изобретения - снижение энергопотребления. Рабочий орган представляет собой винт (червяк) с заостренной кромкой по краю профиля нарезки. На передней поверхности профиля витка выполнена дугообразная подрезка. Поверхность впадины витка расположена под углом, равным заднему углу режущей кромки. Радиус дугообразной подрезки определяется в зависимости от высоты головки витка и коэффициента К=2-6, зависящего от толщины срезаемого слоя и положения центра дугообразной подрезки. Режущая кромка образована пересечением поверхности заднего угла и дугообразной передней поверхности. Глубина дугообразной подрезки выполнена в зависимости от угла наклона профиля витка и переднего угла режущей кромки. 3 ил.
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН
„ЯО„, 1593604 A 2 (51) 5 А 23 С 1/10
ORHCAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ р 1 а и К где R„- радиус резки, дугообразнои подГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPbfTHQM
ПРИ ГКНТ СССР
1 (61) 1316636 (21) 4247169/40-13 (22) 01.04.87 (46) 23.09.90. Бюл. и 35 (71) Ставропольский филиал Краснодарского специального проектно-конструкторского бюро "Росагропроммаш" (72) Б.Я.Цупко (53) 663 ° 95(088.8) (56) Паурский А.И. Резание-пищевых.. материалов. - М.: Пищевая промышлен" ность, 1980, с. 35-36.
Авторское свидетельство СССР
NÃ 1316636, кл. А 23 G 1/10, 198>. (54) РАБОЧИЙ ОРГАН СМЕСИТЕЛЯ-ПЛАСТИКАТОРА (57) Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к рабочим органам винтовых пластикаторов, применяемых для переработки твердых пластичных и высоковязких продуктов, Изобретение относится к пищевой йромышленности, а именно к рабочим органам винтовых (червячных) пластикаторов, применяемых для переработки твердых пластичных и высоковязких масс, например монолитных блоков сливочного масла, кондитерского жира, маргарина, и является усовершенствованием изобретения по авт . св. Н 1316636„
Цель изобретения - снижение энер" гопотребления.
Рабочий орган смесителя-пластикатора представляет собой винт с заостренной кромкой по краю профиля нарез2 например монолитных блоков сливочного масла, кондитерского жира, маргарина. Цель изобретения - снижение энергопотребления. Рабочий орган представляет собой винт (червяк) с заостренной кромкой по краю профиля нарезки. Иа передней поверхности профиля витка выполнена дугообразная подрезка. Поверхность впадины витка расположена под углом, равным заднему углу режущей кромки. Радиус дугообразной подрезки определяется в зависимости от высоты головки витка и коэффициента К = 2-6, зависящего, от толщины срезаемого слоя и положения центра дугообразной подрезки.
Режущая кромка образована пересечением поверхности заднего угла и дугообразной передней поверхности. Глубина дугообразной подрезки выполнена в зависимости от угла наклона профиля витка и переднего. угла режущей кромки. 3 ил. ки и выполненной на передней поверхности профиля витка дугообразной подрезкой, образующей переднюю поверхность режущей кромки, поверхность впадины витка, расположенной под углом, равным заднему углу режущей кромки. При этом рабочий орган имеет дугообразную подрезку, выполненную радиусом, который определен соотношением
1593604 па»
R = — ) К
55 определяется из условия толщины h (фиг. 3) срезаемого слоя и положения
h — высота головки витка, К = 2-6 — коэффициент, зависящий от положения центра дугообразной подрезки и толщины срезаемого слоя, режущая кромка имеет передний угол, образованный вертикалью и касательной, проведенной к дугообразной подрезке в точке А, принадлежащей режущей кромке, равный 25-50, и задний угол, равный 25-42
Выполнение рабочего органа с предложенным профилем режущей кромки обеспечивает снижение усилил резания за счет улучшения условия вклинивания режуц»ей кромки в монолитный блок продукции, обеспечение скольжения материала вдоль поверхностей (граней) режущей кромки без сколь- 2р женил и уплотнения подрезанного слоя, а та,кже условия отделения подрезанного слоя и отвода (закручивания) его вдоль дугообразной подрез.ки во впадину витка. 25
На фиг. 1 изображен рабочий ор" ган, общий вид; на Фиг. 2 - сечение
А-A на Фиг. 1, на Фиг. 3 — схема подрезки и движения срезанного слоя.
Рабочий орган смесителя-пластика- Зп тора представляет собой винт (червяк) с заостренной кромкой по краю профиля винтовой нарезки „Осевой профиль винтовой нарезки рабочего органа .образован передней боковой поверхностью 1 профиля витка с выполненной на ней дугообразной подрезкой 2, являюц»ейся передней поверхностью режуц»ей. кромки и образуюц»ей с поверхностью заднего угла 3 винто",щ вую режущую кромку 4, и задней боковой поверхностью 5 профиля витка.
Поверхность впадины 6 имеет угол наклона, равный заднему углу режущей кромки, Профиль винтовой режущей
45 кромки 4 образует режущее лезвие с задним углом, равным 25-42, и полоо жительным передним углом, равным 2550, который образован вертикалью и касательной, проведенной к дугооб50 разной подрезке в точке А, принадлежащей режущей кромке 4. Радиус дугообразной подрезки 2, равный центра дугообразной подрезки, опРеде/ ляемого расстоянием, <Фиг. 2) от режущей кромки 4 до проекции центра дугообразной подрезки на переднюю боковую поверхность 1 профиля витка.
Указанное условие характеризуется коэффициентом, равным к= — = 2" 6.
h
ГраФическое определение (построение) профиля режущей кромки 4 рабочего органа приведено на фиг. 2, Построение выполнено в нормальной плоскости к режущей кромке. При построении известны параметры выбранного профиля винтовой нарезки., а именно: средний диаметр (диаметр делительного цилиндра) <1 {dg), высота головки BHTKG h g TQJIL jNHB витка в нор мальном сечении по средней линии (делительному диаметру) S <»„ угол наклона профиля витка Ы . Для конкретного построения профиля режущей кромки 4 рабочего органа задний угол
1»» и передний угол Р выбирают из условия, что угол { заточки режущей кромки, обеспечивающий минимальное усилие резания и прилипания массы, равен < = 90 — ((+ (), где g
15 — 20 . При этом задний угол режущей кромки равен в пределах 2542, а передний угол 25 - 50 . Построение дугообразной подрезки 2 выполнено радиусом R>, который определяется при значении коэффициента
К = 2-6 (см. зависимость 1) . Положение центра дугообразной подрезки (расстояние 1, фиг. 2) и глубина <» дугообразной подрезки зависят от принятого угла 0L,,наклона профиля витка, переднего угла Р режущеи кромки
4 и определяются зависимостями
1 = R„ sin{(k + Pi), (2) — Р. (1 — cos (cC +P)J»3) где R - радиус дугообразной подрезЬ ки 2о
Рабочий орган работает следующим образом.
При работе рабочий орган (винт) режущей кромкой 4 непрерывно срезает слой продукта с нижней части монолитного блока продукта, За счет дав1 ления дугообразной передиеи поверхности режущей кромки срезанный
15936
5 ,слой движется во впадину витка и привзаимном зацеплении рабочих органов перемещается вдоль оси винтов. В процессе резания (иэмельчения) резка осуществляется комбинированным принципом, а именно резка лезвием (внедрение) в толщу продукта на глубину h без образования стружки и резка резцом в результате перемещения лезвия, выполненного по винтовой линии, вдоль оси рабочего органа и отделение при этом подрезанного слоя, При внедрении режущей кромки 4 в продукт скольжение материала вдоль граней режущей кромки без сжатия и уплотнения осуществляется при условии, что угол трения меньше значений заднего и переднего углов режущей кромки.
Экспериментально установлены следующие средние значения углов трения: при температуре продукта в пределах (-3) и (+10) С и при одинаковых (близких) температурах материала и поверхности скольжения угол трения о
И = 18, при температуре поверхнос" ти скольжения ниже температуры про- . дукта угол трения = 22 . При определении минимального угла граней режущей кромки учитывалось наличие дополнительных сил прилипания продукта к более холодной поверхности . скольжения.
Наименьшие затраты энергии (мощности) привода при значении заднего 35 угла режущей кромки 25-42 :и переднего угла 25-50 . При зна.чении-заднего угла более 42О уменьшается нормальное давление срезанного слоя на поверхность грани. При этом увели- 40 чивается налипание продукта, обладающего большой адгезией, на поверхность грани, препятствующего скольжению подрезанного слоя. При увеличе-нии значения переднего угла. режущей 45 кромки увеличивается расстояние 1 от режущей кромки 4 до проекции цент ра дугообразной подрезки на перед" нюю боковую поверхность профиля витка (см. зависимость 2) и глубина ду" 50 гообраэной подрезки о (см. зависимость 3). Увеличение глубины подрезки о и расстояние 1. увеличивают кри,визну, дугообразной подрезки 2. При этом уменьшается сила нормального давления слоя материала на nosepxность скольжения. При значении угла
Р более 50 увеличивается налипание материала на поверхность скольжения„
04 создается застойная зона, что ведет к увеличению усилия резания.
Движение подрезанного слоя по ду) гообразной передней поверхности зависит от толщины подрезанного слоя и условия выхода его из дугообразНоН подрезки. Если подрезанный слой имеет толщину h, близкую к расстоянию 1 (фиг. 3), или больше его, то на выходе из дугообразной поверхности вектор скорости отводящего слоя направлен навстречу подрезаемому слою, создается условие подпора. Такое условие наблюдается при условии
1 — (2. Участок дугообразной передней
h поверхности, сопри касающийся с поверхностью подрезанного слоя, имеющего
1 среднее значение h(g, имеет малую кривизну (близкую к прямой) иего давление на поверхность мало,возрастает налипание .материала, передняя поверх-. ность толкает слой перед собой, уплотняет его.
Выполнение рабочего органа с предложенным профилем режущей кромки улучшает условие вклинивания кромки в монолитный блок продукта. Выполнение дугообразной подрезки с учетом параметров профиля витка и коэффициента, зависящего от положения центра дугообразной подрезки и толщины срезаемого слоя, обеспечивает наилучшие условия отделения подрезанного слоя и отвода его во впадину витка.
Предлагаемый рабочий орган по. сравнению с известным рабочим органом при сохранении высокой производительности обеспечивает снижение энергоемкости (энергопотребления) процесса резки монолитных блоков продукта.
Формула и зобретения ю
Рабочий орган смесителя-пластикатора по авт. св. Р 1316636, отличающийся тем, что, с целью снижения энергопотребления, дугообразная подрезка витка рабочего органа выполнена радиусом R>. определяемым соотношением
ha<
R я K где h ц, - высота витка;
1593604
К 2-6
У при этом режущая кромка нии угол ч имеет передобразованный вертикалью и касательной, проведенной к дугообразной подрезке в точке А, равный 2550, и задний угол, равный 25-42
1593604
Корректор А.Осауленко .
Составитель M.Øàïêèíà
Техред М. Ходанич
Редактор Н.Тупица
Тираж 495 Заказ 2784
Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям ври ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35 ° Раушская наб., д. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101
