Файл: Podribnennya (1).pdf

- техніко-економічні параметри: ріжуча здатність, продуктивність машини та витрати енергії на привод.

Зусилля, що витрачається на різання Р міститьпр опір продукції власне різанню Р при розділенні матеріала з утворенням нових поверхонь; опір продукції пружним деформаціям Р, що викликаються зануренням в неї інструменту; силу тертя продукції Р та інструмента, що пов’язана з обтисканням його деформованим продуктом.

f – коефіцієнт тертя.

Силові параметри різання, в основному, визначаються фізико-

механічними властивостями продукції, температурою її поверхневого шару,

геометричними характеристиками інструмента. Так ряд значень питомого зусилля при різанні за даними Н.А. Предтеченського представлені в таблиці 2.

Таблиця 2 Значення питомого зусилля різанню Р для різновидів сільськогосподарської продукції

13

За даними В.Г. Проселкова, О.І. Пелєєва, Н.І. Жиліна, М.А. Якубова в таблиці 3 представлені величини питомого зусилля різанню риби.

Таблиця 3 Питома сила різанню різних типів риби

Також силу різання можна визначити в залежності від величини

загального опору продукції:

А.Д.Паніна приведена в таблиці 4. При цьому процес різання здійснювався ножами товщиною 100 мкм з кутом заточки 900.

14

Таблиця 4 Питома робота різання для різних плодів та овочей

Енергію, необхідну для здійснення процесу різання, можна визначити із залежності, що була встановлена П.А. Ребіндером:

(7)

де Eріз – енергія, що витрачається для отримання знову створеної поверхні,

тобто для здолання молекулярних сил зчеплення чи поверхневої енергії;

EТ – енергія, що витрачається на компенсацію витрат внаслідок;

EПЛ – енергія, що витрачається на об’ємні пластичні деформації.

Доля кожної із даних складових залежить від стану продукції: при обробці пластичних матеріалів основна частина енергії витрачається на пластичні деформації, а при обробці крихких продуктів зростає роль поверхневої енергії.

За даними О.І. Пелєєва для процесу різання м’яса справедливі співвідношення:

При взаємодії інструмента з продукцією розрізняють два види тертя:

-сухе, що залежить від стану дотичних поверхонь та тиску;

-вязке, що пропорційне швидкості різання.

Таблиця 5 Величина коефіцієнту тертя при різанні ковбасних виробів

15

Більшість досліджувачів вважає, що сила тертя містить дві основні складові – адгезійну та деформаційну. Згідно з формулою Дерягина, що враховує дію нормальної сили та сил молекулярної взаємодії, сила тертя дорівнює:

процесами, які в значній степені залежать від реологічних властивостей продукції, а саме пружності, пластичності, в’язкості, міцності та інших. Так зовнішні фактори зумовлюють відносне зміщення частин або деформацію без порушення суцільності всієї маси, що залежить від властивостей матеріалу,

його форми та способу прикладання зовнішніх сил. При деформації виникають внутрішні сили взаємодії між частинами тіла, мірою інтенсивності яких є напруга. Напруга зсуву, тобто відношення прикладеної сили до площі зсуву, а

також мінімальна сила, що необхідна для переміщення прошарків продукції по площі зсуву є важливими реологічними характеристиками. З ростом напруги зсуву в’язкість маси матеріалу зменшується нерівномірно внаслідок неоднакового руйнування структури: спочатку при малих напругах спостерігається часткове відновлення структури, а далі відбувається лавинне руйнування структури з незначним відновленням.

З підвищенням температури матеріалу сили взаємодії між дисперсними частинками зменшуються, в’язкість падає та напруга зсуву зменшується.

Серед різновидів сільськогосподарської продукції м’ясо та м’ясопродукти є найбільш складними структурами. За механічними властивостями О.І. Пелєєв умовно поділив м’ясопродукти на крихкі (кістки,

рога, копита), пластичні ( м’ясо, шкіра, сирий жир), а за структурою – на візуально-однорідні (кістка, шкіра) та складні (м’ясо-жирова сировина). За

16

дослідженнями М.Н. Клименко м’ясоможна віднести до анізотропних

твердовидних тіл, що володіють пружно-еластично-пластичними

властивостями. При цьому за деформаційним и властивостями м’ясо при позитивній температурі можна вважати коагуляційно-кристалізаційною структурою, а при від’ємній-близькій до конденсаційно-кристалізаційної.

Методи визначення структурно-механічних властивостей дисперсних

систем, зокрем а розроблені академіком П. А. Ребіндером та його

послідовниками, дозволяють з кривих повзучості та відновлення пружної

деформ ації отрим ати основні конс танти дл я даного матеріалу, що необхідні

при розрахунку різальних машин.

Іншим важливим параметром, що впливає на експлуатаційнї характеристики машин для різання, є кут заточки ножа. Для гострого кута заточки (до 10 … 120) відбувається зсув між прошарками матеріалу, що призводить до зростання загального опору ріжучому інструменту. При цьому деформації підлягає значна зона матеріалу, швидкості процеса подрібнення незначні та деформація знаходиться практично у пружній області. Із збільшенням кута ріжучого клина зростають сили тиску та сили прилипання

(адгезії). Зона пружної деформації зменшується, відбувається ковзання маси по граням ножа, що призводить до зменшення зусилля різання (10…200). Для більших кутів заточки (вище 200) матеріал налипає до граней ножа, що створює постійну застійну зону, за межами якої відбуваються пружні та пластичні деформації маси продукції. Крім того, для процеса різання м`ясожирової сировини (при косому різанні) характерне явище кінематичної трансформації,

яке полягає у тому, що кут впровадження леза у продукцію ф (рис. 1.8)

виявляється меншим за кут заточки інструмента .

Дане явище описується формулою Зелленгрена:

де – кут нахилу опорної поверхні леза до маси продукції.

17