Рис.1.4. Принцип работы коробки скоростей
Вариатор позволяет плавно регулировать частоту вращения. Он представляет собой ременную передачу, один из шкивов которой имеет бочкообразную или конусную поверхность. Для регулировки частоты вращения изменяют расстояние между шкивами или конусными чашками одного из шкивов. В результате под действием центробежных сил изменяется диаметр вращения ремня и, следовательно, передаточное отношение. Принцип работы вариатора представлен на рис. 1.4.
Рис. 1.5. Принцип работы вариатора
1.4 Классификация механического оборудования
Механическое оборудование предприятий общественного питания классифицируется по следующим основным признакам или группам:
- по функциональному назначению;
- по структуре рабочего цикла;
- по степени автоматизации технологического процесса.
П о ф у н к ц и о н а л ь н о м у н а з н а ч е н и ю механическое оборудование делится на следующие классы;
I. Моечное оборудование для мытья овощей, посуды и др.
II. Сортировочно-калибровочные машины для сортировки, калибровки и просеивания продуктов.
III. Очистительные машины для очистки корнеплодов, рыбы и др.
IV. Измельчительно-режущее оборудование для размалывания, дробления, резания и протирания пищевых продукты[*1] ;
V. Месильно-перемешивающие машины для замеса теста, перемешивания фарша, взбивания кондитерских изделий и т.д.;
VI. Дозировочно-формовочное оборудование для деления продукта на порции заданной массы и придания ему определенной формы;
VII. Прессующие механизмы для получения соков и других жидкостей.
Ц и к л о м м а ш и н ы (ТМ) называется время законченного процесса обработки продукта от начального состояния до конечного. Различают технологический и рабочий циклы.
Т е х н о л о г и ч е с к и м ц и к л о м (ТТ) называется время пребывания продукта в технологической машине, в течение которого завершается обработка продукта от начального состояния до конечного.
Р а б о ч и м ц и к л о м (ТР) называется промежуток времени между двумя последовательными моментами выдачи готовой продукции.
Расхождение между ТТ и ТР связано с тем, что ТР учитывает время, затраченное на вспомогательные операции (загрузка и выгрузка продукта, подготовка рабочей камеры и т.д.). В связи с этим, п о с т р у к т у р е р а б о ч е г о ц и к л а механическое оборудование делится на 2 группы:
К первой группе относятся машины I класса, у которых процесс обработки осуществляется в одной позиции, т.е. приступить к обработке следующей партии продуктов можно только после полной выгрузки предыдущей. В таких машинах ТТ = ТР.. К ним относятся картофелечистки, тестомесительные машины и т.д.
Ко второй группе относятся непрерывно-поточные машины II, III и IV классов. У этих машин обрабатываемый продукт постоянно поступает в рабочую камеру.
Ко II классу относятся машины, в которых транспортер перемещает изделие от одной позиции к другой, а в момент остановки продукт подвергается обработке. К этому классу принадлежат, например, фасовочно-упаковочные автоматы.
К III классу относятся машины, в которых продукт или другой обрабатываемый предмет перемещается без остановки от момента загрузки до момента выгрузки, а рабочие органы исполнительного механизма установлены неподвижны в определенных позициях или перемещаются вместе с изделием с той же скоростью. К ним относятся посудомоечные машины непрерывного действия.
К IV классу относятся машины, в которых рабочий орган побуждает продукт к непрерывному перемещению. Причем, скорость перемещения рабочего органа не совпадает со скоростью перемещения продукта. Одной из машин этого класса является мясорубка.
П о с т е п е н и а в т о м а т и з а ц и и технологические машины делятся на ручные, полуавтоматы и автоматы
В машинах ручного действия операции загрузки, выгрузки, контроля готовности и другие вспомогательные операции выполняются вручную.
В полуавтоматах ручными остаются операции загрузки - выгрузки.
Машины - автоматы полностью заменяют труд человека.
Кроме того, механическое оборудование классифицируется по количеству выполняемых операций на одно и многооперационные, а также многоцелевое. Многоцелевые машины могут последовательно выполнять несколько различных технологических процессов путем подсоединения к общему приводу различных сменных исполнительных механизмов.
1.5 Производительность механического оборудования.
Под производительностью понимают способность оборудования вырабатывать определенное количество продукции в единицу времени (кг/с, м 3/час, шт./сут. И т.д.). Различают теоретическую, техническую и эксплуатационную производительность.
Т е о р е т и ч е с к а я п р о и з в о д и т е л ь н о с т ь (QТ) - это количество продукции, производимое в единицу времени при бесперебойной и непрерывной работе оборудования в стационарных условиях.
Применительно к машинам периодического и непрерывного действия QТ определяется, как
, (1.8);
где m- количество продукции, производимое за один рабочий цикл 
;
z - количество рабочих циклов в единицу времени;
ЕР - вместимость рабочей камеры.
, (1.9);
где t3, tB, tO - соответственно, время загрузки, выгрузки и обработки продукции
В однопозиционных машинах I класса выгрузку производят после полного завершения технологического или рабочего циклов. Вместимость рабочей камеры для них можно определить, как
EP=VO × j × r Н , (1.10);
Где VO - геометрический объем рабочей камеры;
j - коэффициент заполнения рабочей камеры;
r Н - насыпная или объемная масса продукта.
Таким образом, теоретическая производительность периодических машин I класса можно определить, как
, (1.11);
При расчете теоретической производительности технологических машин II, III и IV классов объем рабочей камеры определяют, как
VO=F × L, (1.12);
Где F и L - соответственно площадь поперечного сечения и длина рабочей камеры
Тогда
, (1.13).
В машинах непрерывного действия рабочий цикл определяется длиной рабочей камеры и скоростью перемещаемого в ней продукта vO, т.е.
, (1.14).
Подставив (1.7) в (1.6) получим формулу расчета теоретической мощности для машин непрерывного действия
, (1.15).
Значения j и r Н в основном зависят от типа оборудования и вида продуктов. Они определяются экспериментально и указываются в технических паспортах оборудования, специальных справочниках и другой технической литературе.
Т е х н и ч е с к а я п р о и з в о д и т е л ь н о с т ь (QP ) - это среднее количество продукции, производимое оборудованием в единицу времени в рабочи условиях и с учетом потерь времени на выполнение внецикловых операций (регулировка, переналадка, очистка рабочих органов, устранение поломок и отказов и др.)
Между теоретической и технической производительностью существует связь через коэффициент технического использования КТ.И,
QP=QT × KТ.И., (1.16).
Значение КТ.И, указывается в техническом паспорте или определяется расчетным путем
, (1.17);
где tP, tТ.О., tОТК. - соответственно время работы оборудования, время технического обслуживания и время отказов.
Э к с п л у а т а ц и о н н а я п р о и з в о д и т е л ь н о с т ь (QЭ) - это показатель производительности в реальных условиях эксплуатации на конкретном предприятии с учетом всех потерь времени
Эксплуатационная производительность во многом зависит от специфики работы предприятия, организации труда, квалификации и опыта обслуживающего персонала. Она не связана с качеством работы оборудования и определить ее точное значение практически невозможно
1.6 Определение необходимой мощности оборудования.
При совершении работы машины и оборудование потребляют или преобразуют энергию, подводимую от какого-нибудь источника. Величину потребляемой энергии в общем виде можно определить, как
NП = A × t, (1.19);
где NП - потребляемая мощность;
A - величина совершаемой работы ;
t - время, затраченное на совершение работы.
Для подавляющего большинства машин и механизмов технологического оборудования, в качестве первичного источника энергии используется электрическая энергия, которая определяется, как
NП = U × I , (1.20);
где U - напряжение электрической сети;
I - сила тока.
Определение необходимой мощности технологического оборудования связано с расчетом необходимого усилия воздействия рабочих органов на обрабатываемый продукт в стационарном режиме работы машины. Усилие воздействия рабочего органа пропорционально силе сопротивления продукта и скорости движения рабочего органа или продукта. Общая мощность NO, которую необходимо подвести к рабочему валу исполнительного механизма, определяется как
, (1.21);
где N1 и N2 - соответственно мощность, необходимая на перемещение и обработку продуктов рабочими органами машины;
h O - коэффициент полезного действия машины, учитывающий потери мощности при передаче движения от привода к исполнительному механизму.
В зависимости от характера движения рабочих органов или продукта, значения N1 и N2 рассчитываются как:
при поступательном движении: 
, (1.23);
, (1,24);
при вращательном движении: 
, (1.25);
, (1,26);
где РРО и РП - усилия, приложенные к рабочему органу или продукту;
МРО и МП - крутящие моменты сил, приложенные к рабочему органу или продукту;
vPO, vП , w РО и w П - линейная и угловая скорости перемещения рабочих органов или продукта.
1.7 Требования, предъявляемые к механическому оборудованию
К основным требованиям, предъявляемым к механическому оборудованию, относятся конструктивные, эксплуатационные, экономические, а также требования по технике безопасности.
К о н с т р у к т и в н ы е т р е б о в а н и я в основном зависят от характера выполняемых работ и физико-механических свойств обрабатываемых материалов или продуктов. Например, рабочие органы измельчительно-режущего оборудования выполняют в виде ножей, лопастей, жерновов и т.д. При этом, учитывая такие физико-механические свойства обрабатываемых продуктов, как твердость, вязкость, пластичность для изготовления рабочих органов используют высокопрочные материалы - углеродистые и легированные стали, твердые сплавы. Кроме того, детали и узлы, непосредственно контактирующие с пищевыми продуктами, должны изготавливаться из материалов, разрешенных Минздравом РФ к применению для данного оборудования. Наибольшее распространение среди таких материалов получили инструментальные и нержавеющие стали, пищевой алюминий, специальные виды пищевых пластмасс. Часто поверхности металлических деталей и узлов подвергают электрохимической обработке различными способами гальваники (анодирование, хромирование и т.д.) или горячему лужению
Э к с п л у а т а ц и о н н ы е т р е б о в а н и я предназначены для обеспечения работоспособности и ремонтопригодности оборудования. Под работоспособностью понимается состояние оборудования, при котором оно способно выполнять все возложенные на него технологические функции без отказов.
Одной из характеристик работоспособности оборудования является его долговечность - свойство сохранять работоспособность в течение периода эксплуатации с учетом времени на ремонт и техобслуживание. Показателем долговечности служит коэффициент долговечности DД
, (1,27);
где tрм - фактическое время работы машины;
Sti - суммарное время простоев по ремонту, наладке и техобслуживанию.
Под ремонтопригодностью понимают приспособленность оборудования к проведению техобслуживания или ремонта. Например, для повышения ремонтопригодности рекомендуется конструировать машины из отдельных и унифицированных узлов.
Э к о н о м и ч е с к и е т р е б о в а н и я обеспечивают наивысшую эффективность использования оборудования. Для оценки этой эффективности используют ряд технико-экономических показателей. К основным из них относятся:
Удельная производительность (qуд) - количество выпускаемой продукции на единицу объема рабочей камеры VO или поверхности рабочего органа FO.
, (1.28)
Удельная мощность Wуд - расход мощности на единицу продукции
, (1.29)
где Ру - установочная мощность оборудования.
Норма потребления электроэнергии NЭ
NЭ=Pу × Kи × Kпр × Kз × tр , (1.30);