Еркебаев М.Ж., Гаджиев Т.И., Ержанов Н.М., Ирматова Ж.,

Сыдыкбаев Ж., Курманбаев Б.

Алматинский технологический университет

Определение компрессионных свойств изделий в условиях отсадки

Форма мучных изделий, образующихся в процессе отсадки, определяется профилем отверстий в матрице, а также циклом совместной работы нагнетательных органов и приёмной поверхности, перемещающихся относительно фильер приёмной поверхности. Получающаяся при этом форма и развес массы во многом зависит от структурно-механических свойств массы.

Изделия можно отсаживать или на специальные лотки, или на конвейерную ленту, которая технологически взаимосвязана с процессом формования изделий.

В большинстве конструкций отсадных машин применяются специальные режущие устройства или отсекатели массы. При отсадке с применением различного типа режущих устройств, возможно образование на насадках подтёков.

В связи с этим, используются различные способы снятия напряжений в массе, в момент её резки. При использовании масс, обладающих повышенной текучестью, применение режущих устройств малоэффективно. В этом случае устанавливаются отсекатели, циклически перекрывающие отверстия матрицы. Примеры использования в некоторых типах машин запорных отсекающих устройств без снятия напряжений в массе, свидетельствуют о том, что это возможно только при периодической работе нагнетателя. Необходимо отметить, что в этом случае масса на протяжении всего времени пребывания в предматричной камере, будет находиться в сжатом состоянии и при многократном воздействии, может изменить свою структуру, что неизбежно приводит к ухудшению качества получаемых изделий.

Наиболее эффективным способом воздействия на структуру заготовок для мучных изделий, является отсекание массы через матрицы со снятием их напряжений.

С целью обеспечения точности отсадки и формуемости массы с учётом их компрессионных свойств, в Алматинском технологическом университете разработана и предлагается к использованию установка (рисунок 1).

Рисунок 1. Схема установки для определения компрессионных свойств массы

Она состоит из цилиндрического корпуса 1, пуансона 2, вращающегося дна (диска), цилиндра 3, шкива 4, груза 5, стопора 6.

Условия отсадки в основном зависят от величины, создаваемых давлений, при этом: (1)

где: - суммарное напряжение, возникающее от сил трения массы о стенки отсадного диска, Па

- напряжение от сил, затрачиваемых на преодоление сил, возникающих при деформации массы, Па.

Зная нагрузку, необходимую для деформации массы, можно определить возникающее напряжение:

(2)

где: - коэффициент формы, равный отношению площади S0 дискового ножа, к площади S1выходного сечения;

- коэффициент трения массы о поверхность диска.

Рисунок 2. Схема действия сил при условиях динамической отсадки

Удельное напряжение на верхнее основание выделенного слоя толщиной , равно.

На нижнее основание действует иное, несколько сниженное напряжение .

Поэтому на выделенный слой действует сила:

(3)

Давление, действующее на верхнее основание выделенного слоя, несколько иное и передаётся по всем направлениям.

На боковую и нижнюю поверхность цилиндра также будет передаваться часть напряжения, а именно:

(4)

Значением данного напряжения определяется сила трения , действующая на всю поверхность диска :

(5)

С учётом (4) запишем: (6)

Сила трения направлена вверх, так как выделенный слой при деформации движется вниз. Предположив, что слой движется равномерно, имеем:

(7)

Решив, полученное дифференциальное уравнение с разделяющимися переменнымии ε, имеем :

(8)

Общее решение уравнения:

(9)

Назначим граничные условия ; и определим постоянную интегрирования: (10)

Частное решение данного уравнения, будет иметь следующий вид:

, (11)

тогда:

(12)

откуда: (13)

Из зависимости (13) следует, что давление в деформируемом продукте снижается по мере углубления слоя и подчиняется экспоненциальному закону.