k0 = 1 – (cos2 aср – 0,5f sin 2aср) = 1 – (0,854 – 0,5×0,3×0,707) = 0,252.

Изгибающий момент в витке шнека по внутреннему контуру, т.е. у вала по выражению

Н×м/м.

Витки шнека будут изготовлены из стали 10, для которой допускаемое напряжение при изгибе можно принять равным допускаемому напряжению при растяжении, т.е. 125×106 Па. Тогда толщина витка шнека из формулы

sи = ±6М/d2

Принимаем d = 4 мм.

Площадь внутренней цилиндрической поверхности корпуса устройства на длине одного шага

Fв = pD( H - d ) = 3,14 × 0,14 (0,112 – 0,004) = 0,0475 м2.

Длины разверток винтовых линий

l =

L =

l = = 0,219 м;

L = = 0,454 м.

Площадь поверхности витка шнека на длине одного шага

Fш =

Fш = = 0,0133

м2, что удовлетворяет условиям работы, т.к. Fш < Fв.

Крутящий момент при двух рабочих витках шнека

Мкр = 0,131 n pmax (D3 – d3) tg aср

Мкр = 0,131×2×0,2×106 (0,143 – 0,063) 0,414 = 54,84 Н×м.

Осевое усилие

S = 0,392 n (D2 – d2) pmax

S = 0,392×2 (0,142 – 0,062) 0,2×106 = 2509 Н.

Нормальное и касательное напряжения вала

sсж = S/F ; t = Мкр / Wр,

где F – площадь поперечного сечения вала шнека, м2; Wр – полярный момент сопротивления поперечного сечения вала шнека (Wр » ,2 d3).

sсж = 2509×353,857 = 887827 Па = 0,9 МПа.

t = 54,84×23148 = 1 269 444 = 1,3 МПа.

Эквивалентное напряжение

и находится в приделах допускаемого напряжения для материала вала шнека (сталь Ст 5).

Принимая коэффициент заполнения равным единице, из уравнения получим угловую скорость шнека

П = 0,125(D2 – d2) (Н - d) (1 - К0) ryw,

где d - толщина витка шнека в осевом направлении по наружному диаметру, м; r - плотность материала, кг/м3; y - коэффициент заполнения межвиткового пространства; w - угловая скорость вращения шнека, рад/с.

0,85 = 0,125 (0,142 – 0,062) (0,112 – 0,004) (1 - 0,252) 1041w;

w = 5,06 с-1 (48 об/мин).

Теперь определим размеры заготовок витков и их число. Пусть длина шнека равна 6×112 = 672 мм.

Ширина витков

b = 0,5 (D – d) = 0,04 м = 40 мм.

Угол выреза в кольце – заготовке

a0 = 2p –( L – l) / b = 2×3,14 – (0,454 – 0,219) / 0,04 = 0,405 рад = 23°.

Диаметры колец определяем по формулам

мм

При изготовлении кольца – заготовки без углового выреза, оно расположится на длине шнека, определяемой по условию

.

Количество колец – заготовок без углового выреза надо

0,672 / 0,12 = 5,6 шт.

Практически надо сделать шесть колец – заготовок

Литература

1. Кармас Э. Технология колбасных изделий / Э.Кармас. – М.: Легкая и пищевая промышленность, 1981. – 256 с.

2. Рогов И.А. Общая технология мяса и мясопродуктов / И.А. Рогов, А.Г.Забашта, Г.П.Казюлин. – М.: Агропромиздат, 2000. – 563 с.

3. Справочник технолога колбасного производства / И.А.Рогов, А.Г.Забашта, Б.Е.Гутник и др. - М.: Колос, 1993. – 431 с.

4. Пелеев А.И. Технологическое оборудование предприятий мясной промышленности / А.И. Пелеев. – М.: Агропромиздат, 1963. – 634 с.

5. Технология мяса и мясопродуктов / Л.Т.Алехина, А.С.Большаков и др.; Под ред. И.А.Рогова. – М.: Агропромиздат, 1988. – 576 с.

6. Технологическое оборудование мясокомбинатов / Под ред. С.А.Бредихина. - М.: Агропромиздат, 2000, - 557 с.