Тема 1.1. Универсальные малогабаритные кухонные машины.

Цель изучения темы: сформировать понятие о классификации, назначении, устройстве и принципе действия универсальных малогабаритных кухонных машин, правилах их безопасной эксплуатации, принципах подбора данного оборудования для организации технологических процессов производства продукции на предприятиях общественного питания.

УМКМ могут выполнять две и более технологические операции,например, (мясорубка+сыротёрка SAMMIC S.A. (Испания), овощерезка+миксер (вертикальный измельчитель+блендер) VCB-61 (Hallde,Швеция),или до 24 операций как кухонные комбайны и компактные кухонные процессоры МСМ5 (Bosch,Германия).

Применение УМКМ определяется необходимостью повышения производительности технологических процессов, качества приготовляемых блюд, решения вопросов улучшения культуры производства.

Выбор типа УМКМ определяется: профилем предприятия, ценой, наличием сервисных центров вблизи предприятия, репутацией поставщика.

УМКМ производства РБ представлены продукцией ОАО Белвар «Минский приборостроительный завод», Термопласт, Беломо.

К ним относятся:

Электромиксеры серии «Вихрь» (МР-3)

«Вихрь-люкс» (МР-4, МР-5), машина кухонная электрическая КЭМ-П2У «Помощница». Электромиксер МР-3 выполняет шесть технологических операций: взбивание, замешивание теста, смешивание, помол кофе, круп, специй, орехов, шинкование, нарезку или истирание овощей мощность МР-4-0,16 кВт, три скорости обработки пищевой продукции. Электромиксеры МР-4, МР-5, мощностью 0,16 кВт выполняют соответственно четыре и две функции: первая - взбивание, замешивание теста, измельчение овощей, помол кофе, вторая -взбивание, замешивание теста.

УМКМ «Помощница» выпускается в виде 7 моделей.

КЭМ 36/120 – «Помощница» -20 и 21 имеют мощность привода 0,12кВт.

Модель 20-мясорубка, модель 21-мясорубка+шинковка, производительностью 36 и 16 кг/час соответственно. КЭМ 36/220(модели +8, 22, 24) выполняют операции «шинковка» и «мясорубка», производительностью 16 и 36 кг/час соответственно при мощности привода 0, 22 кВт, дополнительно к моделям 18, 21, 22, 24 прилагается насадка-соковыжималка.

К моделям 22-дополнительно: насадки для набивки колбас, профилирования теста, барабан для нарезки соломкой.

Операция «шинковка» в моделях 18, 21, 22, 24 включает также нарезку и истирание овощей в зависимости от размера и формы отверстий в терочных барабанах, одна из последних моделей представлена на фото.

КЭМ-П2У - «Помощница-201»

Мощность 0, 4 кВт (макс) и 0, 22 кВт – номинальная, имеет функцию электродвигателя «реверс», электронную защиту электродвигателя от перегрузок и фильтр помех

Рабочие инструменты представлены четырьмя сменными терочными барабанами для шинкования, истирания, крупной и мелкой нарезки овощей и фруктов, производительность операций- 15 кг/час, тремя сменными ножевыми решётками для приготовления фарша, производительность операции -24 кг/час, и рубки мяса типа «бефстроганов».

Покупатель этого оборудования должен определиться с тем, что покупая сравнительно недорогую отечественную технику, он рискует довольно часто ремонтировать ее.

Привод этих кухонных машин ненадежен, при работе через 15 минут требуется получасовая остановка для остывания электродвигателя, а это весьма напряженно для работников при плотном графике приготовления пищи.

УМКМ - машина для выполнения нескольких технологических операций путём механического воздействия различных рабочих инструментов на обрабатываемые продукты.

Классификация УМКМ.

1. По расположению в процессе работы – настольные, настенные, удерживаемые руками.

2. По конструкции электроприводов – редукторные, безредукторные, регулируемые, многоскоростные, групповые, комбинированные, однофазные, трёхфазные, с импульсным режимом, автоматизированные.

3. По степени автоматизации управления:

– с ручным, с помощью кнопок и переключателей, сенсорная панель управления,

микропроцессорное управление, с оптимизацией процесса по программе,

с помощью электронного пульта.

УМКМ отличаются от УКМ компактностью часто более сложной конструкцией привода, дизайна, так как УМКМ используется на виду у покупателей и в быту.

Электроприводы УМКМ работают в условиях повышенной температуры и влажности, переменных скоростей и непостоянных нагрузок на валу электродвигателя в течение длительного времени. Электрический привод – электромеханическое устройство, состоящее из преобразовательного, электродвигательного, передаточного и управляющего устройств. Широкое распространение в современных УМКМ получили редукторные групповые электроприводы, как многоскоростные, так и регулируемые.

Групповой электропривод – электропривод, в котором один электродвигатель приводит в действие два и более приводных вала, к которым может быть присоединено, для выполнения технологических операций, до нескольких десятков различных сменных механизмов или рабочих инструментов.

Одиночный электропривод – привод,который приводит в действие один приводной вал, к которому могут быть присоединены различные сменные механизмы или рабочие инструменты. В безредукторном электроприводе электродвигатель передаёт движение сменному механизму или рабочему инструменту непосредственно или через муфту. Если в электроприводе имеется механическая передача, которая передаёт движение сменному механизму или рабочему инструменту, то такой привод называется редукторным. В многоскоростном электроприводе скорость приводного вала изменяется ступенчато, а в регулируемом – плавно. Электроприводы могут работать в длительном, кратковременном и повторно-кратковременном режимах. При длительном режиме эксплуатации температура двигателя повышается до установившегося значения. Работоспособность привода определяется качеством изоляции,точностью сборки, устойчивостью к перегрузкам и колебаниям параметров электросети. Длительность кратковременного и повторного – кратковременного режимов работы привода указывается в паспорте УМКМ. Выбор типа электродвигателя для УМКМ определяется требованиями к скорости рабочего инструмента, продолжительности непрерывной работы, мощности, удобству и безопасности эксплуатации, дизайну. В УМКМ применяются, в основном, однофазные синхронные коллекторные двигатели. Однофазные синхронные электродвигатели отличаются простотой конструкции и обслуживания, надежностью в эксплуатации. Применение малогабаритных и недорогих тиристорных преобразователей частоты для управления скоростью синхронного однофазного двигателя дало возможность широко использовать такие приводы в конструкциях УМКМ. При включении электродвигателя вращающийся момент - пусковой момент Мп, должен преодолеть силы трения и динамические нагрузки, связанные с изменением скорости вращения от нулевой до рабочей. При выполнении технологических операций скорость вращения электродвигателя изменяется в зависимости от нагрузки на рабочий инструмент. Двигатели УМКМ работают в повторно – кратковременном режиме, поэтому при включении УМКМ пусковые моменты превышают установившиеся моменты в 1.3-2 раза. Кратность (превышение) пускового момента однофазных коллекторных двигателей составляет от 3х до 5ти, поэтому такие типы двигателей применяются в УМКМ с функциями мясорубки, куттера, овощерезки, мельницы, кофемолки. Слабым местом коллекторных двигателей является узел контакта графитовых щёток с пластинами коллектора электродвигателя. В зависимости от выполняемых технологических операций скорость рабочих инструментов УМКМ изменяется от нескольких десятков оборотов в минуту до 18000 оборотов. Угловая скорость вращения электродвигателя рассчитывается по формуле:

w= , где

w – угловая скорость, U – напряжение, Ip – ток, Rp – сопротивление в цепи ротора, Ф – магнитный поток, Ck – коэффициент, определяемый конструкцией статора двигателя.

Регулирование скорости вращения электродвигателя производится либо изменением величины магнитного потока Ф путём переключения (изменения) числа витков p обмотки возбуждения электродвигателя, либо изменения напряжения питания U.

При регулировании скорости изменением напряжения выполняется соотношение =const, где f – частота тока.

Кинематическая схема электромиксера «Вихрь»:

Валы:

I- быстроходный,

II- тихоходный.

Zx,вых- коэффициент полезного действия передачи

Z- число зубьев шестерен.

i _{1 медл}=16,5

i _{2 медл}=18,5

w₁ =12000/16.5=728 об/мин

w₂ =12000/18,5=649 об/мин

Материалы для изготовления привода:

червячные колеса – полиамид 6,

смазка – циатим,

корпус –полиформальдегид.

Схема ступенчатого регулирования скорости вращения электродвигателя (путём переключения числа обмоток возбуждения):

Спецификация.

1. Электродвигатель.

2. Цепь обмоток электродвигателя.

3. а,б,в – позиции переключения скорости.

Схема ступенчатого регулирования скорости электродвигателя (путём последовательного включения в цепь диода):

Спецификация:

1. Электродвигатель.

2. Цепь обмоток электродвигателя.

3. Диод.

4. Контакты а,б,в – позиции подключения диода.

Схема ступенчатого регулирования скорости вращения электродвигателя (с расширенным диапазоном ступенчатых переключений):

Спецификация

1. Электрический двигатель.

2. Цепь обмоток двигателя.

3. Диод.

4. а,б,в,г,д – позиции подключения диода в цепь электродвигателя.

На рисунках показаны схемы ступенчатого регулирования скорости вращения приводов УМКМ с коллекторным однофазным двигателем. Буквами обозначены фиксированные значения скорости на переключателе скоростей.

Скорость вращения коллекторного электродвигателя может регулироваться плавно с помощью ручки переключателя R2 потенциометра, как показано на рисунке. Сопротивление R1 и R2 и полупроводниковый диод VD1 собраны в схему делителя напряжения, диод VD2 пропускает ток только в одном направлении. Поэтому такая схема регулирования называется однополупериодной. Тиристор VS последовательного соединён с обмоткой электродвигателя M и через диод VD2 с сопротивлениями R1 и R2, которые являются делителями напряжения. При переключении R2 в сторону повышения скорости вращения рабочего инструмента, увеличивается напряжение, тиристор VS работает в режиме увеличения скорости двигателя.

Коллекторный двигатель используется в качестве группового привода в миксере Вихрь, один из концов вала ротора – быстроходный вал (кофемолка, измельчитель-гомогенизатор), второй конец присоединён к червячному редуктору, с передаточным отношением i до 25, кинематическая схема привода показана на рисунке.

Однополупериодная схема регулирования скорости вращения универсального коллекторного двигателя (плавное регулирование частоты вращения):

Спецификация:

1. Электродвигатель.

2. Конденсаторы.

3. Сопротивление.

4. Диоды.

5. Тиристор.

6. Потенциометр.

7. Выключатель.

Схема частотно-регулируемого асинхронного электродвигателя.

В-выпрямитель; Ф - фильтр; АИН- автономный инвертор напряжения; УУП- устройство управления преобразователем частоты;

Кинематическая схема MKJ – 250.2:

d₁=29

d₂=50

d₃=19

d₄=60

i₁=50/29=1,7

i₂=60/19=3,2

i_{передачи} = i₁* i₂=1,7*3,2=5,4

w_{рабочего инстр.}=255 об/мин

w_{двигателя.}=1400 об/мин

Регулирование числа оборотов электропривода может осуществляться за счет использования частотного преобразователя, регулирующего частоту вращения вала двигателя.

Основной закон управления асинхронным двигателем в частотном режиме был сформулирован еще в тридцатых годах советским академиком Костенко. Реализовать данный закон удалось гораздо позже, когда появились мощные тиристоры. Совершенствование и дальнейшее развитие асинхронного электропривода было связано с силовыми транзисторными схемами. Примерно в одно и то же время, в России, Германии и Японии были разработаны принципы регулирования скорости асинхронного двигателя.

Отставание практики от теории в области асинхронного электропривода у нас в стране было обусловлено отставанием уровня развития электронной элементной базы от мирового уровня. Советские разработчики не могли создать простых и надежных систем, в то время как в Европе, Японии и США такие системы успешно разрабатывались и внедрялись. Эти системы получили название преобразователей частоты.

Преобразователи частоты - это электронные устройства для плавного бесступенчатого регулирования скорости вращения вала асинхронного двигателя. В простейшем случае частотного регулирования управление скоростью вращения вала осуществляется с помощью изменения частоты и амплитуды трехфазного напряжения, подаваемого на двигатель. Большинство современных преобразователей частоты построено по схеме двойного преобразования.

В основу метода преобразования частоты заложен следующий принцип. Как известно, частота промышленной сети 50 Гц. При такой частоте электродвигатель, к примеру, имеющий 2 полюса, вращается со скоростью 3000 (50 Гц х 60 сек) оборотов в минуту. Если при помощи преобразователя частоты (ПЧ) понизить частоту подаваемого на него переменного напряжения, то соответственно понизится скорость вращения двигателя.

Ранее подобное регулирование частоты можно было произвести только со сложными и дорогостоящими электромеханическими устройствами типа мотор-генератор. На сегодняшний день ПЧ - это малогабаритное устройство (значительно меньше, чем аналогичный по мощности асинхронный двигатель), на современной полупроводниковой базе, управляемое встроенным микропроцессорным устройством. Он может не только изменять частоту вращения двигателя, но и отслеживает его исправность. ПЧ легко встраивается в любую систему управления технологическим процессом, его программирование просто и понятно, обслуживание не представляет особой сложности.

Тиристорный преобразователь:

L _фильтр f _вых

U _с U _p

4 основных узла:

1. выпрямитель (преобразует переменный ток в постоянный);

2. фильтр – стабилизирует ток;

3. инвертор (постоянный ток→переменный ток);

4. блок управления – имеет 2 канала для раздельного регулирования напряжения U и f частоты. Диапазон от нескольких кГц до 0,01 Гц.

Тиристорные преобразователи с непосредственной связью (циклоконверторы) совмещают функции выпрямителя и инвертора 50 Гц → 16 Гц и менее…

Работа коллекторных двигателей создает помехи работе радио, телевизоров, компьютеров, вредно влияет на здоровье человека. Поэтому техника, имеющая коллекторные двигатели, защищается фильтрами помех.

Фильтр помех кухонного комбайна «Помощница»:

A1 – фильтр помех

С1 - 0,47 мкФ

С2, С3 – 47 мкФ

С4, С5 – 220 нФ

L1, L2 – 30 МК/гН 1,2 А

Пример расчета кинематической схемы УМКМ «Помощница-201»:

z₁=13, z₂=50, z₃=13, z₄=65, z₅=11_, z₆=57i₁=z₂ / z₁ =50/13=3,8,

i₁= w₁ / w_2, w₁ =12000 об/мин

w₂ = w₁ /3,8=12000/3,8=3158 об/мин

i₂= z₄ / z₃ =65/13=5, i₂= w₂ / w₃

w₃ = w₂ / i₂ =631,6 об/мин, i₃= w₃ / w₄ , i₅= z₆ / z₅ =57/11=5,2

w₄= w₃ / i₃ =631,6/5,2=121,5 об/мин

i _{редуктора}= i_1* i_2* i₃ =3,8*5*5,2=98,8

---

Дата добавления: 2015-07-11