NÁVRH A KONSTRUKCE DRTIČE TVRDÉHO OVOCE S ELEKTRICKÝM POHONEM

Transkript

1 VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY FAKULTA STROJNÍHO INŽENÝRSTVÍ ÚSTAV KONSTRUOVÁNÍ FACULTY OF MECHANICAL ENGINEERING INSTITUTE OF MACHINE AND INDUSTRIAL DESIGN NÁVRH A KONSTRUKCE DRTIČE TVRDÉHO OVOCE S ELEKTRICKÝM POHONEM DESIGN OF FRUIT CRUSHER WITH ELECTRIC DRIVE BAKALÁŘSKÁ PRÁCE BACHELOR'S THESIS AUTOR PRÁCE AUTHOR VEDOUCÍ PRÁCE SUPERVISOR BŘETISLAV MACH Ing. MARTIN VRBKA, Ph.D. BRNO 2007

2 ANOTACE Cílem této bakalářské práce je návrh a konstrukce drtiče tvrdého ovoce (jablka, hrušky) s elektrickým pohonem pro domácí použití, který slouží na rozrušení ovoce a rozdrcení dužiny pecek před lisováním. Práce je zaměřena na přehled vyráběných drtičů na trhu, jejich vlastnosti a samotným konstrukčním návrhem drtiče jako celku, přičemž je kladen důraz na konstrukci drtícího ústrojí. ANNOTATION Aim of this bachelor`s thesis is a design and construction of the fruit crusher with electric drive for home use. The fruit crusher is using for crush of fruits with stones before smashing. The bachelor`s thesis focus to summary of the fruit crushers on the market, there characteristics and concrete engineering design. The thesis put the accent on the crushing mechanism design. BIBLIOGRAFICKÁ CITACE MACH, B. Návrh a konstrukce drtiče tvrdého ovoce s elektrickým pohonem. Brno: Vysoké učení technické v Brně, Fakulta strojního inženýrství, s. Vedoucí bakalářské práce Ing. Martin Vrbka, Ph.D.

3

4 ČESTNÉ PROHLÁŠENÍ Prohlašuji, že jsem diplomovou práci Návrh a konstrukce drtiče tvrdého ovoce s elektrickým pohonem vypracoval samostatně, na základě uvedené literatury a za pomoci vedoucího bakalářské práce Ing. Martina Vrbky, Ph.D. V Brně dne. Podpis PODĚKOVÁNÍ Na tomto místě bych rád poděkoval vedoucímu mé bakalářské práce Ing. Martinu Vrbkovi, Ph.D, za jeho odborné vedení při tvorbě práce, za jeho cenné rady a připomínky. A také bych rád poděkoval svým rodičům, kteří mě podporovali při studiu.

5

6 OBSAH OBSAH ÚVOD 13 Formulace problému 13 Cíl bakalářské práce 13 1 SLOŽENÍ DRTIČE A PRINCIP DRCENÍ Drtící ústrojí Drtící válce Drtící kotouče Pohon drtícího mechanismu Rám Násypka 18 2 PŘEHLED ZAHRADNÍCH DRTIČU OVOCE NA TRHU Ruční drtiče ovoce Ruční drtič ovoce DR-22-RU Ruční drtič ovoce s upevněním na koš Ruční drtič ovoce DR Drtič ruční AZ-15F Drtiče ovoce s elektrickým pohonem Motorový výkonný drtič ovoce DR-TRM Drtič ovoce elektrický DE 30L Drtič ovoce s elektromotorem DR-22-MT Drtič ovoce elektrický SHARK FRUIT 1, Drtič D Drtič ovoce D Drtič ovoce s motorem 30l Drtič ovoce s motorem ST Drtič na ovoce s elektromotorem Drtiče ovoce pro pohon ruční vrtačkou Drtič ovoce DE-30-VL Drtič ovoce DT Drtič ovoce DR-11-MT Kompaktní stroje Kompaktní stroj Adéla Kompaktní stroj Hubert 31 3 SHRNUTÍ VLASTNOSTÍ DRTIČŮ NA TRHU 32 4 NÁVRH DRTÍCÍHO MECHANISMU Výběr druhu drtícího mechanismu Výpočet ozubeného převodu Výběr elektromotoru Návrh řemenového převodu Volba typu řemene Volba typu řemenic Výpočet řemenic a délky klínového řemene klasických rozměrů Výběr ložisek Návrh drtících válců 41 5 NÁVRH DRTIČE JAKO CELKU Rám drtiče 42 11

7 OBSAH 5.2 Násypka Postup montáže 46 6 ZÁVĚR 47 7 SEZNAM POUŽITÝCH ZDROJŮ 48 8 SEZNAM POUŽITÝCH ZKRATEK, SYMBOLŮ A VELIČIN Seznam použitých symbolů a veličin Seznam zkratek SEZNAM OBRÁZKŮ SEZNAM TABULEK SEZNAM PŘILOH 52 12

8 ÚVOD ÚVOD Formulace problému Jedním z produktů ovoce je ovocná šťáva, která se získá lisováním nebo odstřeďováním ovocných produktů. Před získáním šťávy je u některých druhů ovoce zapotřebí ovoce upravit. Zejména u tvrdého ovoce, jako jsou jablka a hrušky, je pro co nejvyšší zisk ovocné šťávy a snadnějšího zpracování třeba ovoce před lisováním či odstřeďováním rozmělnit na menší kousky prostřednictvím drtiče na ovoce. Účelem drtičů na ovoce, kromě rozmělnění ovoce na co nejmenší kousky, je také narušit dužinu peckovin, například švestek a meruněk. Drtiče neslouží jen k drcení ovoce, ale je s nimi také možné drtit i zeleninu a jiné suroviny v rámci mezí, které udává výrobce. Cíl bakalářské práce Cílem bakalářské práce je konstrukční návrh zahradního drtiče tvrdého ovoce s elektrickým pohonem pro domácí použití. Hlavními požadavky při návrhu je jednoduchost, bezúdržbový provoz, cenová dostupnost a zdravotní nezávadnost použitých materiálů. Práce se týká konstrukčního návrhu drtiče jako celku, ale především návrhu uložení a pohonu drtícího válce. 13

9 SLOŽENÍ DRTIČE A PRINCIP DRCENÍ 1 SLOŽENÍ DRTIČE A PRINCIP DRCENÍ Zahradní drtiče se skládají ze čtyř základních dílů: -drtící ústrojí -pohon drtícího ústrojí -rám -násypka Nejdůležitější z nich je pro funkci drtící ústrojí, které je společně s násypkou připevněno k rámu. Dalšími komponenty přidávanými k drtičům jsou elektrické pohony, nádoba na zpracovaný materiál a vypínače. Při vývoji konstrukce drtičů se musí dbát nejen na bezpečnost přístroje, ale i na zdravotní nezávadnost použitých materiálů. Je nutné zabránit přímému styku ovocné šťávy se železnými součástkami, neboť šťáva nadrceného ovoce pak snadno zčerná a má potom časté vady, jejichž příčinou jsou sloučeniny železa rozpuštěné v moštu a ve víně. Proto jsou rámy lakovány proti korozi a drtící ústrojí a násypky vyráběny z potravinářské nerezové oceli (ČSN ). Někteří výrobci z finančních důvodů dodávají násypky z plastu nebo dřeva. 1.1 Drtící ústrojí Drtící ústrojí se rozděluje podle použitých drtících segmentů, kterými jsou: -drtící válce -drtící kotouče Mezi drtícími válci a kotouči je rozdíl ve tvaru, uložení součástí v rámu a principu pohonu. Dalšími rozdíly je hlučnost a rychlost drcení Drtící válce Jedná se o válce, na kterých je navařeno několik řad hrotů a nožů, přičemž profil nože je ve tvaru vlnovky nebo pily. Hřeby plní účel sekání a drcení, na posouvání a jemnější dořezávání slouží nože. Detail je zobrazen na obrázku 2.1. Válce, nože a hroty jsou u většiny drtičů z potravinářské oceli, ale někteří výrobci dodávají válce ze silonu se zatavenými ocelovými hroty. Jedny z prvních drtičů měli válce ze dřeva s podélně vyříznutými drážkami, v nichž byly usazeny plátky z pil na dřevo. Tato konstrukce válce však nesplňuje hygienické požadavky současných norem. Drtící válce mohou být uloženy dvěma způsoby. V první variantě jsou válce na hřídelích, které jsou vůči sobě uloženy rovnoběžně, viz obrázek 2.1. Smysl otáčení válců je protichůdný pomocí ozubených kol s převodovým poměrem 1:1, viz obr

10 SLOŽENÍ DRTIČE A PRINCIP DRCENÍ Obr. 1.1 Detail drtícího ústrojí drtiče D-2 [1] Obr. 1.2 Detail ozubeného převodu drtiče D-2 [1] V druhé variantě je válec jen jeden, přičemž druhý válec nahrazuje ocelový hřebínek uložený k rámu, jak je vidět na obrázku 2.3. Oproti první variantě je ústrojí konstrukčně jednodušší, ale rychlost drcení je menší. Výhodou druhé varianty je možnost regulování jemnosti nadrceného ovoce pomocí regulování vzdálenosti ocelového hřebínku a válce. Obr. 1.3 Detail Drtícího ústrojí drtiče DR-11-MT [1] 15

11 SLOŽENÍ DRTIČE A PRINCIP DRCENÍ Drtící kotouče Drtící kotouč je nasazen (přišroubován nebo navařen) na hřídel a stejně jako u válců jsou na kotouči navařeny hroty s noži, vše z nerezové potravinářské oceli (ČSN ). Kotouč je umístěn pod násypkou válcového tvaru. Na dnu násypky je umístěna zarážka tvaru šroubovice s nožem, která svádí pohyb drceného materiálu na kotouč. U některých typů drtičů je možnost nastavení jemnosti (hrubosti) drceného ovoce pomocí nastavení vůle mezi kotoučem a nožem na zarážce. Nařezání kotouče do tvaru vrtule slouží k vyhazování nadrceného ovoce. Výhodou drtících válců oproti kotoučům je tichý chod a rychlost, ale u drtících kotoučů dosáhneme větší jemnosti nadrceného ovoce. Obr. 1.4 Detail Drtícího kotouče drtiče DR-TMR [1] Obr. 1.5 Model navařených hrotů a nožů [1] 16

12 SLOŽENÍ DRTIČE A PRINCIP DRCENÍ 1.2 Pohon drtícího mechanismu 1.2 Nejlevnější a nejjednodušší drtiče jsou drtiče na ruční pohon (například typ DR-02 nebo D-2), kde se válce uvedou do pohybu otáčením kliky, která je na hřídeli válce, viz obrázek 1.6. Optimální výkonnost drtiče je dosažena pomocí elektromotoru, který je většinou součástí drtiče. Nejvíce jsou používány z praktických důvodů jednofázové motory 230V s výkonem od 0,25kW do 1,6kW. Na větší výkony jsou používány trojfázové asynchronní motory. Jelikož jsou drtiče většinou v celokovovém provedení, musí být použit přívodní kabel s chránícím zemnícím vodičem a rám drtiče z bezpečnostních důvodů připojen na zemnící ochranný vodič. Také je většina drtičů vybavena vodovzdorným vypínačem s pojistkou. U některých typů drtičů se jako pohon využívá běžná ruční vrtačka s dostatečným výkonem. U drtících válců je motor propojen s hřídelí pomocí řemenového převodu. Vrtačka je upnuta k rámu na stejném místě jako elektromotor. Převodový poměr je přizpůsoben dle otáček motoru a požadovanými otáčkami válců, viz obrázek 1.6. U drtících kotoučů je motor upevněn pod násypkou s drtícím ústrojím a propojen bez spojky přímo s hřídelí kotouče. Tím pádem jsou otáčky kotouče určené otáčkami elektrického motoru či ruční vrtačky. Vrtačku je možno upnout nad i pod násypku drtiče, přičemž je vrtačka spojena s drtícím kotoučem přes pružnou hřídel. Ta umožní nesouosost osy vrtačky s osou válce a odstraní nežádoucí vibrace, viz obrázek 1.8. Obr. 1.6 Ukázka ručního pohonu drtiče DR-02 [2] Obr. 1.7 Řemenový převod drtiče s elektromotorem [6] Obr. 1.8 Pružná hřídel s upínkou na vrtačku[1] 17

13 SLOŽENÍ DRTIČE A PRINCIP DRCENÍ 1.3 Rám Rámy se vyrábí ze svařovaných profilů opatřeny povrchovým nátěrem. Jsou konstruovány jako stojan s dostatečnou výškou pro umístění nádoby na zpracované suroviny a montážní část pro drtící ústrojí s pohonem, viz obrázek 1.9. Některé rámy, zejména u drtičů s ručním pohonem, mají místo stojanové části jen úchyty a jsou posazeny přímo na nádobu pro zpracované ovoce, viz obrázky 1.6 ( 17), K rámu jsou přišroubovány zámky na ložiska, v nichž jsou hřídele válců nebo kotoučů. Drtící mechanismus je zakryt násypkou, popřípadě jinou krytkou, a je přišroubován k rámu. U válcových drtičů s řemenovým převodem slouží připevnění elektromotoru k rámu zároveň jako napínání řemene. U kotoučových drtičů je motor připevněn pod násypkou souose s hřídelí. V mnoha typech kotoučových drtičů zastává funkci rámu samotná násypka, viz obrázek 1.12 (19). Pro pohon ruční vrtačkou je k rámu přivařen nebo přimontován upínací mechanismus. Obr. 1.9 Rám se stojanovou částí[1] Obr Rám s úchyty na nádobu[1] 1.4 Násypka Většina drtičů má násypku svařenou z plechu nerezové potravinářské oceli, ale díky ceně tohoto materiálu se konstruktéři více zaměřují na jiné materiály, například plasty. Zejména u drtičů, které mají násypku ve tvaru trubky, lze využít novodurových trubek používaných ve stavebnictví, viz obrázek Násypka je navržena a usazena na rám tak, aby nedošlo k rozstřikování od drtícího ústrojí. Na obrázku 2.12 je detail přimontování násypky a pouzder ložisek k rámu. Je to u výrobců nejvyužívanější systém připevnění. Předností násypek je snadné čištění, proto je snaha se vyhnout složitým tvarům, kde by se udržovala nečistota. Objemy násypek zahradních drtičů jsou od 10 litrů do 60 litrů. 18

14 SLOŽENÍ DRTIČE A PRINCIP DRCENÍ Obr Plastová násypka [1] Obr Detail připevnění násypky [1] 19

15 PŘEHLED ZAHRADNÍCH DRTIČŮ OVOCE NA TRHU 2 PŘEHLED ZAHRADNÍCH DRTIČU OVOCE NA TRHU Na českém trhu jsou k dispozici výrobky ze zahraničí, včetně výrobků českých firem. Jelikož poptávka zákazníků po tomhle druhu zboží je malá, vyskytují se tyhle výrobky v maloobchodech zahradnického nářadí jen v omezeném výběru jednotlivých typů. Drtiče ovoce se prodávají převážně ve specializovaných prodejnách zaměřených na zpracování ovoce. Následující informace a typy drtičů jsou uvedeny na internetových on-line obchodech a internetových stránkách zabývajícími se zpracováním ovoce firma specializovaná na prodej drtičů, lisů a jejich sestav. - firma specializovaná na prodej veškeré zahradní techniky - firma specializovaná na prodej zahradní techniky - firma specializovaná na prodej zařízení na výrobu vína - velkoprodejna vinařských potřeb a vína - firma specializovaná na prodej zahrádkářských potřeb, techniky a květin - firma specializovaná na prodej techniky na pěstitelské pálení - prodejna zahradní a komunální techniky - prodejna zahradní techniky 2.1 Ruční drtiče ovoce Ruční drtič ovoce DR-22-RU Ruční dvouválcový drtič ovoce. Na ocelovém rámu je upevněna plechová nerezová násypka a dva válce. Válce se roztáčí přes ozubená kola otáčením kliky. Ovoce z násypky je zachycováno a současně drceno nerezovými hroty umístěnými na válcích, viz obrázek 2.1, parametry drtiče jsou uvedeny v tabulce 2.1. Technické údaje celková délka 460 mm maximální šířka 400 mm výška 720 mm rozměr násypky 200 x 250 mm délka válců 190 mm hmotnost 17 kg cena 6 177,-Kč Obr. 2.1 Ruční drtič ovoce DR-22-RU[2] Tab. 2.1 Ruční drtič ovoce DR-22-RU[2] 20

16 PŘEHLED ZAHRADNÍCH DRTIČŮ OVOCE NA TRHU Ruční drtič ovoce s upevněním na koš Konstrukce totožná jako předcházející typ, v drtícím ústrojí je použit jen jeden drtící válec poháněný klikou. Rám je přizpůsoben k uchycení přímo na nádobu, viz obrázek 2.2, parametry drtiče jsou uvedeny v tabulce 2.2. Technické údaje celková délka 550 mm maximální šířka 300 mm výška 480 mm rozměr násypky 260 x 220 mm délka válce 200 mm hmotnost 14 kg cena 4 200,-Kč Tab. 2.2 Ruční drtič ovoce s upevněním na koš[1] Obr. 2.2 Ruční drtič ovoce s upevněním na koš[1] Ruční drtič ovoce DR-02 Podobný model jako DR-22-RU. Rozdíl je v konstrukci rámu a drtící válce jsou silonové s ocelovými hřeby. Násypka je z ocelového plechu natřeného potravinářskou barvou. Z uvedených válcových ručních drtičů má nejjednodušší konstrukci, viz obrázek 2.3, parametry drtiče jsou uvedeny v tabulce Technické údaje celková délka 760 mm maximální šířka 480 mm výška 320 mm rozměr násypky 310 x 310 mm délka válců 190 mm hmotnost 16 kg cena 3 290,-Kč Tab. 2.3 Ruční drtič ovoce DR-02 [2] Obr. 2.3 Ruční drtič ovoce DR-02 [2] 21

17 PŘEHLED ZAHRADNÍCH DRTIČŮ OVOCE NA TRHU Drtič ruční AZ-15F Ruční drtič ovoce s dvěmi drtícími válci roztáčejícími se přes kliku na kotouči.tento drtič využívá třetí hřídel osazenou noži. Typ AZ-15F má násypku z plechu natřeného barvou, typ AZ-15S má násypku z potravinářské nerezové oceli, viz obrázek 2.4, parametry drtiče jsou uvedeny v tabulce 2.4. Obr. 2.4 Ruční drtič ovoce AZ-15F [4] Technické údaje celková délka 550 mm maximální šířka 380 mm výška 400 mm rozměr násypky 500 x 220 mm délka válců 190 mm hmotnost 15,5 kg Cena AZ-15F 3510,-Kč Cena AZ-15S 4 500,-Kč Tab. 2.4 Ruční drtič ovoce AZ-15F[4] 2.2Drtiče ovoce s elektrickým pohonem Motorový výkonný drtič ovoce DR-TRM Nerezová násypka o průměru 200 mm a výšce400 mm vyráběna z potravinářské oceli nebo v levnější verzi z novoduru. Jako drtící element je použito nerezového kotouče. Drtič je uzpůsoben na pohon třífázovým motorem. Svařovaný podstavec z ocelových profilů (v zelené nebo červené barvě). Možnost nastavení jemnosti (hrubosti) drceného ovoce. Madla pro jednoduchou manipulaci. Výkon 0,55 až 1,5 kw. Tento typ drtiče pro svojí univerzálnost použití je možno uzpůsobit jak na pohon přírubovým nebo patkovým motorem tak i běžnou vrtačkou. Viz obrázek 2.5, parametry drtiče jsou uvedeny v tabulce

18 PŘEHLED ZAHRADNÍCH DRTIČŮ OVOCE NA TRHU Technické údaje celková délka 400 mm maximální šířka 400 mm výška 720 mm průměr násypky 300 mm Průměr kotouče 290 mm hmotnost 26 kg pracovní výkon kg.hod -1 výkon el. motoru 380 W otáčky 1420 min -1 napětí 380 V cena 5 427,-Kč Tab. 2.5 Motorový drtič ovoce DR-TRM [1] Obr. 2.5 Motorový drtič ovoce DR-TRM [1] Drtič ovoce elektrický DE 30L Konstrukce i použití jsou obdobné jako u ručního dvouválcového drtiče. Drtící válce jsou silonové s ocelovými hroty. Stroj je doplněn řemenovým převodem poháněným elektromotorem, viz obrázek 2.6, parametry drtiče jsou uvedeny v tabulce Technické údaje celková délka 760 mm maximální šířka 520 mm výška 680 mm rozměr násypky 360 x 360 mm délka válců 190 mm hmotnost 23 kg pracovní výkon kg.hod -1 výkon el. motoru 250 W otáčky 1420 min -1 napětí 230 V cena ,- Kč Tab. 2.6 Drtič ovoce elektrický DE 30L [2] Obr. 2.6 Drtič ovoce elektrický DE 30L [2] 23

19 PŘEHLED ZAHRADNÍCH DRTIČŮ OVOCE NA TRHU Drtič ovoce s elektromotorem DR-22-MT Konstrukce i použití jsou obdobné jako u ručního drtiče. Stroj je doplněn řemenovým převodem poháněným elektromotorem, viz obrázek 2.7, parametry drtiče jsou uvedeny v tabulce2.7. Technické údaje celková délka 760 mm maximální šířka 520 mm výška 680 mm rozměr násypky 360 x 360 mm délka válců 190 mm hmotnost 32 kg pracovní výkon kg.hod -1 výkon el. motoru 500 W otáčky 1420 min -1 napětí 380 V cena 9 800,- Kč Obr. 2.7 Drtič ovoce DR-22-MT [1] Tab. 2.7 Drtič ovoce DR-22-MT [1] Drtič ovoce elektrický SHARK FRUIT 1,6 Designově nejhezčí provedení drtiče. Jako drtící element je použito nerezového kotouče. Součástí je i plastová nádobka s víkem o objemu 20 l, viz obrázek 2.8, parametry drtiče jsou uvedeny v tabulce 2.8. Technické údaje celková délka 680 mm maximální šířka 545 mm výška 735 mm průměr násypky 300 mm Průměr kotouče 290 mm hmotnost 27 kg pracovní výkon kg.hod -1 výkon el. motoru 1,6 kw otáčky 2800 min -1 napětí 230 V cena 9 990,- Kč Obr. 2.8 Drtič ovoce SHARK FRUIT 1,6 [2] Tab. 2.8 Drtič ovoce SHARK FRUIT 1,6 [2] 24

20 PŘEHLED ZAHRADNÍCH DRTIČŮ OVOCE NA TRHU Drtič D Celonerezový drtič vhodný pro menší moštárny a pěstitele ovoce. Spolehlivý, snadno omyvatelný. Jako drtící element je použit drtící kotouč, viz obrázek 2.9, parametry drtiče jsou uvedeny v tabulce 2.9. Technické údaje celková délka 380 mm maximální šířka 360 mm výška 100 mm rozměr násypky 380x380 mm Průměr kotouče 280 mm hmotnost 40 kg pracovní výkon kg.hod -1 výkon el. motoru 2,2 kw otáčky 1420 min -1 napětí 380 V cena ,- Kč Tab. 2.9 Drtič ovoce D 1500 [5] Obr. 2.9 Drtič ovoce D 1500 [5] Drtič ovoce D 4000 Celonerezový nožový drtič ovoce vhodný k drcení především jádrového ovoce. Velikost drtě je vhodná pro plachetkové lisy. Snadné čištění a obsluha, obrázek 2.10, parametry drtiče jsou uvedeny v tabulce Technické údaje celková délka 380 mm maximální šířka 500 mm výška 1300 mm průměr násypky 300 mm Průměr kotouče 280 mm hmotnost 55 kg pracovní výkon 3600 kg.hod -1 výkon el. motoru 2,2 kw otáčky 1420 min -1 napětí 380 V cena ,- Kč Tab Drtič ovoce D 4000 [5] Obr Drtič ovoce D 4000 [5] 25

21 PŘEHLED ZAHRADNÍCH DRTIČŮ OVOCE NA TRHU Drtič ovoce s motorem 30l Mlýnek Minimixér je vyroben pro drcení jablek a jiných druhů ovoce a zeleniny. Tento drtič se vyrábí ve verzi násypky pro 30 l a 60 l. Vyroben z nerezového materiálu AISI 304 s jedno nebo třífázovým motorem. Drcené ovoce a zelenina musí být bez pecek. Mlýnek je vybaven sítem, které lze dle potřeby jednoduše měnit za síta s jinou velikostí otvorů, viz obrázek 2.11, parametry drtiče jsou uvedeny v tabulce 2.11, Technické údaje 60l šířka 800 mm výška 1350 mm Pracovní výkon kg.hod -1 Kapacita násypky 60 l Výkon motoru 1,5 kw hmotnost 30 kg cena ,- Kč Tab Drtič ovoce s motorem 60l [3] Technické údaje 30l šířka 600 mm výška 1200 mm Pracovní výkon 800 kg.hod -1 Kapacita násypky 30 l Výkon motoru 1,125 kw hmotnost 20 kg cena ,-Kč Obr Drtič ovoce s motorem 60l [3] Tab Drtič ovoce s motorem 30l [3] Drtič ovoce s motorem ST-900 Drtič je vyroben z nerezového materiálu s jednofázovým elektromotorem. Drtícím elementem je drtící kotouč. Výhodou drtiče je možnost přidat struhadlo na zelí. Viz obrázek 2.12, parametry drtiče jsou uvedeny v tabulce

22 PŘEHLED ZAHRADNÍCH DRTIČŮ OVOCE NA TRHU Technické údaje šířka 600 mm výška 1000 mm napětí 230 V Výkon motoru 1,5 kw hmotnost 32 kg cena 12460,- Kč Tab Drtič ovoce s motorem ST-900 [3] Obr Drtič ovoce s motorem ST-900 [3] Drtič na ovoce s elektromotorem Tento prototyp drtiče s jednofázovým elektromotorem je domácí výroby. Násypka s drtícím válcem jsou na zakázku svařeny z potravinářské oceli. Jako drtící element slouží jeden drtící válec poháněný přes řemenový převod 1/4. Řemenové kolo je vyrobeno z pryskyřice, viz obrázek Technické údaje celková délka 700 mm maximální šířka 260 mm výška 900 mm rozměr násypky 160 x 160 mm délka válce 150 mm Průměr malé řemenice 55 mm Průměr velké řemenice 210 mm výkon el. motoru 120 W otáčky napětí 2875 min V Tab Drtič ovoce s elektromotorem [6] Obr Drtič ovoce s elektromotorem [6] 27

23 PŘEHLED ZAHRADNÍCH DRTIČŮ OVOCE NA TRHU 2.3 Drtiče ovoce pro pohon ruční vrtačkou Konstrukce drtičů je stejná jako u drtičů s elektromotorem. Místo elektromotoru je připevněna objímka na úchyt vrtačky. U rotačních drtičů využívajících drtících kotoučů je hřídel kotouče upnuta do sklíčidla vrtačky. U drtičů využívajících drtící válce je použit řemenový převod. U levnějších typů drtiče je řemenové kolo upnuto ve sklíčidle vrtačky a řemen je třeba nasadit. U lepších typů je řemenový převod kompletní a zakrytý, stačí jen upnout hřídel řemenového převodu do sklíčidla vrtačky. K pohonu lze využít jakoukoliv univerzální vrtačku na 230 V Drtič ovoce DE-30-VL Dvouválcový drtič ovoce s nerezavou násypkou, výstupem řemenového převodu je hřídel na upnutí do sklíčidla vrtačky. Viz obrázek 3.14, parametry drtiče jsou uvedeny v tabulce Technické údaje celková délka 760 mm šířka 520 mm výška 680 mm rozměr násypky 360 x 360 mm délka válců 190 mm hmotnost 17kg cena 6 640,-Kč Obr Drtič ovoce DE-30-VL [2] Tab Drtič ovoce DE-30-VL [2] Drtič ovoce DT-1 Na obrázku 3.15 je drtič ovoce rotačního typu s běžnou vrtačkou jako pohonem. Ocelový barvený rám, násypka z potravinářské oceli nebo novodurové trubky, viz obrázek Nerezový rotor s hřídelí, naklápěcí valivé ložisko. 28

24 PŘEHLED ZAHRADNÍCH DRTIČŮ OVOCE NA TRHU Obr Drtič ovoce DT-1 [1] Obr Model drtiče s vrtačkou [1] Drtič ovoce DR-11-MT Jednoválcový drtič s nerezavou násypkou, za kterou je konzola na připevnění elektromotoru. Tento drtič má řemenový převod s dvěma řemeny, které umožňují přenášení vyššího výkonu. Elektromotor může být jednofázový nebo třífázový s výkonem do 1,5 kw. Obrázek Obr Drtič ovoce DR-11-MT2 [1] 29

25 PŘEHLED ZAHRADNÍCH DRTIČŮ OVOCE NA TRHU 2.4 Kompaktní stroje Drtiče se používají jako komponenty strojů zpracovávajících ovoce. Nejpoužívanější je spojení drtiče a lisu, ale bývá i součástí praček a mycích zařízení na ovoce Kompaktní stroj Adéla Jedná se o kombinaci lisu a drtiče ovoce (konstrukce vychází z typu DR-TRM a sdílí všechny jeho výhody). Mezi její hlavní přednosti patří především snadná a pohodlná obsluha a údržba. Odnímatelné lisovací víko se odstraní z lisovací hlavy. Tím se otevře vstupní otvor lisovacího koše. Nadrcené ovoce z drtiče padá přímo do lisovacího koše (nepotřebujete žádnou další nádobu). Když je objem koše naplněn, nasadíme lisovací víko (víko je centrováno čepen) na lisovací hlavu a stlačíme lisem nadrcené ovoce. Lisovací hlava může slisovat nadrcené ovoce až na polovinu výšky lisovacího koše. Pokud bude nutné ještě více slisovat nadrcené ovoce, jednoduše se na lisovací hlavu nasadí nástavec a objem koše se dolisuje. Zatažení hydraulického válce je provedeno automaticky, po uvolnění ventilku pružinami. Mezi další výhody patří především její robustní ocelová konstrukce z válcovaných profilů a velká lisovací síla. Obrázek 2.18, tabulka [1] Technické údaje celková délka 500 mm maximální šířka 500 mm výška 1200 mm průměr násypky 300 mm Průměr kotouče 290 mm pracovní výkon kg.hod -1 výkon el. motoru 380 W otáčky 1420 min -1 napětí 380 V Objem koše 30 l Obr Kompaktní stroj Adéla [1] Tab Kompaktní stroj Adéla [1] 30

26 PŘEHLED ZAHRADNÍCH DRTIČŮ OVOCE NA TRHU Kompaktní stroj Hubert Jedná se o motorový drtič ovoce a hydraulický lis ovoce. Vše je poháněno jedním elektromotorem. Obrázek Obr Kompaktní stroj Hubert [1] Technické údaje šířka 700 mm výška 1500 mm Objem koše 25 l Zdvih pístu 210 mm Výkon el. motoru 1.5 kw napětí 380 V hmotnost 60kg Tab Kompaktní stroj Hubert [1] 31

27 SHRNUTÍ VLASTNOSTÍ DRTIČŮ NA TRHU 3 SHRNUTÍ VLASTNOSTÍ DRTIČŮ NA TRHU Snahou výrobců je dodat spotřebitelům všestranně využitelný drtič ovoce. Proto je většina drtičů konstruovaná na tvrdší suroviny, jako jsou například brambory či jiná tvrdá zelenina. Oproti minulosti se konstrukce drtičů zlepšila hlavně použitím potravinářské oceli, a to hlavně v drtícím ústrojí a u násypky, kde se v minulosti používala korodující ocel a některé násypky byly dřevěné. To mělo za následek častou údržbu stroje a složitější čištění. Pracovní výkon zahradních drtičů s elektromotorem se pohybuje okolo 400 kg za hodinu v závislosti na typu ústrojí, otáčkách motoru a druhu zpracovávaného materiálu. Drtiče s výkonem přes 2000 kg za hodinu se používají spíše v moštárnách a jiných firmách zpracovávajících ovoce, ale lze jej použít i pro domácí použití, ovšem pořizovací cena je vyšší. Vyrábí se drtiče se dvěmi drtícími mechanismy a to s drtícími válci (válcem) nebo drtícím kotoučem. Drtiče využívající dva drtící válce mají vyšší pracovní výkon než drtiče s jedním válcem. Výhodou tohoto typu drtícího ústrojí je tišší chod než u rotačních drtičů s drtícím kotoučem, snadnější čištění a možnost ručního pohonu. Velkou výhodou kotoučových drtičů oproti válcovým je možnost regulace jemnosti nadrceného ovoce. Rámy všech drtičů jsou ocelové natřené běžnou nebo potravinářskou barvou. U většiny drtičů slouží rám i jako stojan, ale některé typy, jako například DR-02, AZ- 15F, AZ-15F, DE-30-L, DE-30-LV, mají rám uzpůsoben k posazení na nádobu s nadrceným ovocem. Nevýhodou stojanových rámů u válcových drtičů je omezený prostor na nádobu. U stojanových rámů kotoučových drtičů tento problém není, jelikož nadrcené ovoce vypadává z boku drtiče. Většina výrobců dodává násypky a ostatní díly z potravinářské oceli, což se odráží na ceně produktu. Proto mají některé typy drtičů násypku a jiné díly z plastů. U ručního drtiče DR-02 jsou drtící válce ze silonu a násypka z ocelového plechu natřeného barvou, a proto je pořizovací cena nízká. Cena u drtičů s elektromotorem je navýšená díky elektroinstalaci, elektromotoru a u drtičů s drtícími válci řemenovým převodem. Cenově výhodné je pořízení drtiče s pohonem na vrtačku, který dle typu vrtačky dosahuje stejných pracovních výkonů jako drtiče s elektromotorem. Dostupnost drtičů pro domácí využití na trhu je do ,- Kč. Jelikož se nejedná o výrazně žádané zboží, prodávají se jen ve specializovaných prodejnách. 32

28 NÁVRH DRTÍCÍHO MECHANISMU 4 NÁVRH DRTÍCÍHO MECHANISMU Výběr druhu drtícího mechanismu Vzhledem k výhodám tichosti, rychlosti drcení a dalších předností volím drtící mechanismus se dvěmi drtícími válci. Válce budou nasunuty na hřídele a zajištěny proti pohybu koutovým svárem. Hřídele budou rovnoběžně uloženy v ložiskách k rámu a zajištěny proti axiálnímu pohybu zámky a pojistnými kroužky. Směr točení válců bude protichůdný zajištěný ozubeným převodem 1:1. Mechanismus bude poháněn elektromotorem na 230 V přes řemenový převod. Ozubená kola s řemenovým převodem budou z bezpečnostních důvodů zakrytována ochrannou lištou. 4.1 Obr. 4.1 Kinematické schéma drtícího ústrojí 33

29 NÁVRH DRTÍCÍHO MECHANISMU 4.1 Výpočet ozubeného převodu Ozubený převod bude tvořen čelním soukolím s přímými zuby s převodovým poměrem u 2,3 =1. Při výpočtu rozměrů a parametrů ozubených kol vycházím z rozměrů drtících válců a jejich pracovní oblasti drcení, kterou se rozumí vůle respektive mezera mezi drtícími válci. Při výpočtu osové vzdálenosti válců vycházím z minimální mezery z důvodu rozměru hrotů a optimální mezery pro drcení a průchodnost ovoce mezi válci. Průměr drtících válců volím 50 mm. Na válcích jsou kolmo k ose válce v řadě navařené hroty o průměru 3 mm a délce 9 mm. Aby nedošlo ke kolizi hrotů s druhým válcem, je minimální vůle mezi válci 10 mm. Délka hrotů 9 mm je jen předběžný rozměr pro výpočet osové vzdálenosti, konečný rozměr bude určen při návrhu rozměrů a umístění hrotů na válcích. Pro snadnou průchodnost ovoce mezi válci a jemností nadrceného ovoce je vůle mezi válci (10-15) mm. Na jemnosti nadrceného ovoce má vliv nejen vůle mezi válci, ale i rozměry a hustota umístění hrotů. Z uvedených kriterií bude osová vzdálenost v rozmezí (60-65) mm Volba modulu Modul ozubeného převodu volím 2 mm Osová vzdálenost v rozmezí mm Převodový poměr Výpočet počtu zubů a parametrů ozubených kol Pro předběžný výpočet počtu zubů vycházím z modulu a osové vzdálenosti, osovou vzdálenost volím 62 mm. Počet zubů a23 62 mm z,3 = = m 2 mm 2 = 31 kde: z 2,3 [-] je počet zubů a 2.3 [mm] - osová vzdálenost m [mm] - modul ozubení výška hlavy zubu h a = m = 2 mm kde: h a m [mm] je výška hlavy zubu [mm] - modul ozubení výška paty zubu h f = 1,25 m = 1,25 2 mm = 2, 5 mm kde: h f m [mm] je výška paty zubu [mm] - modul ozubení 34

30 NÁVRH DRTÍCÍHO MECHANISMU výška zubu h = ha + h f = 2 mm + 2,5 mm = 4, 5 mm kde: h h f h a [mm] je výška zubu [mm] - výška paty zubu [mm] - výška hlavy zubu Průměr roztečných kružnic d = a 62 mm 2,1,3 23 = kde: d 2.1,3 a 23 [mm] jsou průměry roztečných kružnic [mm] - osová vzdálenost průměry hlavových kružnic d a2.1,3 = d 2.1,3 + 2 ha = 62 mm mm = 66 mm kde: d a2.1,3 [mm] jsou průměry hlavových kružnic d 2.1,3 [mm] - průměr roztečných kružnic h [mm] - výška hlavy zubu a průměry patních kružnic d f 2.1,3 = d 2.1,3 2 h f = 62 mm 2 2,5 mm = 57 mm kde: d f2.1,3 [mm] jsou průměry patních kružnic d 2.1,3 [mm] - průměr roztečných kružnic h [mm] - výška paty zubu f 4.2 Výběr elektromotoru Elektromotorem je pomocí řemenového převodu převáděn točivý moment na hřídel drtícího válce. Důležitými podmínkami při výběru elektromotoru jsou výkon, napájecí napětí a otáčky. Potřebný výkon motoru se nedá spočítat z tlaku a odporu ovoce působícího na drtící válce. Proto výkon motoru volím obdobný jako u již vyráběných zahradních drtičů ovoce se stejným typem drtícího mechanismu. Napájecí napětí motoru bude 230 V 50 Hz, jelikož je drtič určen pro domácí využití, kde je přístup k jednofázovému napájení více dostupný než k trojfázovému napájení. Počet otáček pro optimální pracovní výkon na drtícím mechanismu je 700 min -1. Pomocí řemenového převodu 1:2 jsou otáčky motoru 1400 min -1. Volím jednofázový asynchronní 1LF AB10 od firmy Siemens, viz obrázek 4,2. Jedná se o motor asynchronní na krátko, takže nesmí zapínat do zátěže, jelikož má malý kroutící moment při rozběhu. Motor je přimontován patkami k rámu drtiče

31 NÁVRH DRTÍCÍHO MECHANISMU za násypkou, přičemž montáží šroubů k upraveným otvorům v rámu slouží jako nastavitelné napínání řemene. Výkon 0,37 Otáčky Napětí/kmitočet 230/50 Velikost (osová výška) 71 Cena s DPH 2620,- Tab. 4.1 Hodnoty elektromotoru 1LF AB10 [7] kw -1 min V /Hz mm Kč Obr. 4.2 Elektromotor siemens řady 1LF7 [7] 36

32 NÁVRH DRTÍCÍHO MECHANISMU 4.3 Návrh řemenového převodu 4.3 Pro převod otáček elektromotoru na hřídel drtícího válce volím převodový poměr 1:2 pomocí řemenového převodu Volba typu řemene Podle přenášeného výkonu 370 W volím průřez klínového řemene klasického průřezu Z dle normy ČSN , který lze použít do přenášeného výkonu 2 kw. Obr. 4.3 Klínový řemen klasického průřezu průřezu [8] Označení průřezu řemene výpočtová šířka W p mm šířka větší základny W mm výška řemene T mm Z 8, Tab. 4.2 Parametry klínového řemenu průřezu Z [8] Obr. 4.4 Řemenice pro klínové řemeny klasického průřezu [8] 37

33 NÁVRH DRTÍCÍHO MECHANISMU Volba typu řemenic drážka pro rozměry drážek řemen W p R b min h min f průřezu mm mm mm mm mm Z 8,5 0,5 2,5 7 8±1 Tab. 4.3 Parametry ruměnice pro klínový řemen [8] Výpočtový průměr menší řemenice Pro výkon 0,37 kw a otáčky 1400 min -1 odpovídá výpočtový průměr 56 mm. Pro výpočtový průměr 56 mm menší řemenice průřezu drážky Z je úhel drážky řemenice 34 ±1, maximální dovolené házení na výpočtovém průměru 0,19 mm. VĚNĚC MENŠÍ ŘEMENICE 56 Z 1 ČSN Výpočtový průměr větší řemenice Převodovým poměrem 1:2 je výpočtový průměr větší řemenice 112 mm.. Pro průřez drážky Z a výpočtový průměr 112 mm je úhel drážky řemenice 38 ±1, maximální dovolené házení na výpočtovém průměru 0,25 mm. VĚNĚC VĚTŠÍ ŘEMENICE 112 Z 1 ČSN Výpočet řemenic a délky klínového řemene klasických rozměrů Obvodová rychlost 1 d1 n1 56 mm 1400 min 1 v = = = 4, 10 m s kde: v d 1 n 1 [m.s -1 ] je obvodová rychlost [mm] - výpočtový průměr menší řemenice: [min -1 ] - otáčky menší řemenice Obvodová rychlost je do 10 m.s -1, drsnost pracovního povrchu boků drážek řemenic R a =1,6 μm. Minimální osová vzdálenost je z hlediska konstrukce 135 mm, z hlediska výpočtu (0,7 až 2).(d 1+d2) je v mezích (117,6 až 336) mm, z ní určím minimální výpočtovou délku řemene. Výpočtovou délku zaokrouhlím na nejbližší vyšší normalizovanou délku, pak stanovím konečnou osovou vzdálenost. 38

34 NÁVRH DRTÍCÍHO MECHANISMU Minimální výpočtová délka řemene L pmin L p min = 2 a = mm + 1,57 = 540,13 mm 1,2 min + 1,57 ( d + d ) ( d d ) 2 4 a 1 ( ) ( 112 mm 56 mm) 56 mm mm + 2 = mm 2 = kde: L pmin [mm] je minimální výpočtová délka řemene d 1 [mm] - výpočtový průměr menší řemenice d 2 [mm] - výpočtový průměr větší řemenice a [mm] - minimální osová vzdálenost 1,2min Nejbližší vyšší normalizovaná výpočtová délka je 560 mm. Osová vzdálenost d + d 2 56 mm mm W = π 1 = 3,14 263, = mm kde: W d 1 d 2 [mm] je pomocná konstanta [mm] - výpočtový průměr menší řemenice [mm] - výpočtový průměr větší řemenice 2 d 2 d1 112 mm 56 mm y = = = mm kde: γ d 1 d 2 [mm] je pomocná konstanta [mm] - výpočtový průměr menší řemenice [mm] - výpočtový průměr větší řemenice a 1,2 = 0,25 = 0,25 ( L W ) + ( L W ) p p 2 8y = 2 ( 560 mm 263,89 mm) + ( 560 mm 263,89 mm) mm = 145,36 mm kde: a 1,2 L p W γ [mm] je osová vzdálenost [mm] - výpočtová délka řemene [mm] - pomocná konstanta [mm] - pomocná konstanta 39

35 NÁVRH DRTÍCÍHO MECHANISMU Úhel opásání řemenem malé řemenice d 2 d1 112 mm 56 mm α = = = 158 a 138,61 mm 12 kde: α [º] je úhel opásání řemenem malé řemenice d 1 [mm] - výpočtový průměr menší řemenice d 2 [mm] - výpočtový průměr větší řemenice a [mm] - osová vzdálenost 1,2 Výkon přenášený jedním řemenem v podmínkách provozu Konstanty pro výpočet výkonu [11]: N o=0,42 jmenovitý výkon převodu jedním řemenem C α=0,95 součinitel úhlu opásání C L=0,94 součinitel vlivu délky řemene C =1,00 součinitel dynamičnosti a pracovního režimu p Cα CL 0,95 0,94 N P = N o = 0,42 = 0, 375 C 1 P kw kde: N P N O C α C L C p [kw] je výkon přenášený jedním řemenem v podmínkách provozu [kw] - jmenovitý výkon převodu jedním řemenem - součinitel úhlu opásání - součinitel vlivu délky řemene - součinitel dynamičnosti a pracovního režimu Vypočítaný přenášený výkon řemenem je dostatečně velký, aby přenesl maximální výkon elektromotoru bez prokluzu či přetržení. Napínání řemene je zajištěno uchycením patek elektromotoru do vyfrézovaných drážek rámu. Volím ŘEMEN Z 560 ČSN Výběr ložisek Hřídele drtících válců jsou uloženy ve čtyřech ložiskách A,B,C,D (viz kinematické schéma, obrázek 4.1). Ložiska jsou na hřídelích zajištěna pojistnými kroužky a vsazena do zámků, které jsou přimontovány k rámu. Tento způsob uložení zajišťuje ložiska proti axiálnímu posunutí. Díky ozubenému převodu s čelními zuby a řemenovému převodu působí na ložiska axiální síly zanedbatelných velikostí. Radiální síly jsou určeny zejména silou působící na větší řemenici, které jsou důsledkem napínání řemene, a tlakem ovoce působící mezi drtícími válci. Tlak působícího ovoce není možné vypočítat, takže nejvyšší možné silové účinky působící na ložiska a výsledné vnitřní účinky hřídelí jsou odvozeny z výkonu motoru. Průměr hřídelí v ložiskách je 20 mm, otáčky 700 min -1. Tento i ostatní průměry hřídelí jsou 40

36 NÁVRH DRTÍCÍHO MECHANISMU z hlediska bezpečnosti a únosnosti dostatečně předimenzované. Dalším důležitým kriteriem při výběru ložiska je pracovní prostředí. Zámky ani pracovní prostor drtících válců nejsou opatřeny těsnícími kroužky, které by zabránily vniku prachu a ovocné šťávy do labiryntu ložiska. Z uvedených podmínek volím jednořadá kuličková ložiska s těsněním s nízkým třením RSL od výrobce SKF. LOŽISKO 6004 RSL ČSN Návrh drtících válců 4.5 Drtící válce se skládají z trubky tloušťky 2 mm, čel válce tloušťky 3 mm, nože z nahýbaného pásu tloušťky 1 mm a hrotů zhotovených z tyče průměru 3 mm, Všechny komponenty jsou z nerezavé potravinářské oceli. Na každém válci jsou bodovým svárem navařeny po 90º 4 řady hrotů a 4 nože, viz obrázek 4.5, přičemž na spoluzabírajícím válci jsou hroty a nože posuty ve směru osy válce, aby nedošlo ke kolizi. Čela válce jsou k válci a poté k hřídeli přivařena koutovým svárem. Z vypočítané osové vzdálenosti 62 mm je pracovní oblast nebo také vůle mezi drtícími válci 12 mm. Délku, počet hrotů a výšku nože volím na základě dostatečné vůle pro optimální sekání a jemnost nadrceného ovoce. Výška hrotů je 9 mm, výška nože 8 mm. Odhadovaný pracovní výkon drtiče je při 700 min -1 mezi kg.hod -1. Záleží na druhu zpracovávaného ovoce. Obr. 4.5 Drtící válec hřídele 3 41

37 NÁVRH DRTIČE JAKO CELKU 5 NÁVRH DRTIČE JAKO CELKU Celý drtič se skládá z rámu, na kterém je přimontován drtící mechanismus s motorem a násypkou 5.1 Rám drtiče Rám drtiče je svařen z čtvercových a obdélníkových profilů z oceli třídy 11. Na rámu drtiče jsou vyvrtány díry pro šrouby, kterými jsou přimontovány zámky drtícího mechanismu. Pro uchycení elektromotoru a současně napnutí řemene jsou v rámu vyfrézovány drážky, viz obrázek 5.2. Celý rám je lakován antikorozní barvou Alkyton Ral-5002 modrého lesklého odstínu. Ve spodní stojanové části rámu jsou přivařeny konzole na kolečka, která jsou uložená čepy a zajištěná pojistnými kroužky, obrázek 5.3. Ke styku koleček se zemí dojde nakloněním drtiče pomocí držadla, které je přivařené k rámu nad konzolou pro vypínač, obrázek 5.2. Rám je zobrazen na obrázku 5.1. Obr. 5.1 Rám drtiče 42

38 NÁVRH DRTÍČE JAKO CELKU Obr. 5.2 Drážky pro patky motoru a držadlo Obr. 5.3 Detail kolečka 43

39 NÁVRH DRTIČE JAKO CELKU 5.2 Násypka Násypka je svařená z plechů potravinářské oceli tloušťky 1 mm. Násypka je přišroubována k zámkům patkami tloušťky 2 mm, které jsou přivařeny na bokách násypky. Výstup násypky je z důvodu rozstřiku nadrceného ovoce vytažen 10 mm pod rám. Zároveň je výstup násypky od země ve výšce 370 mm. Tato výška a konstrukce rámu je dostatečná pro umístění klasických kbelíků, či jiných nádob. Objem násypky je 13 litrů. Obr. 5.4 Násypka 44

40 NÁVRH DRTÍČE JAKO CELKU Obr D zobrazení drtiče ovoce 45

41 NÁVRH DRTIČE JAKO CELKU Výška 720 mm Šířka 345 mm Délka 462 mm Délka válců 190 mm Objem násypky 14 l Výška pod násypkou 370 mm Výkon elektromotoru 370 W Otáčky elektromotoru min Napětí 230 V Kmitočet 50 hz Pracovní výkon kg.hod Odhadovaná hmotnost 27 kg Tab. 5.1 Technické parametry navrhnutého drtiče Postup montáže Hřídele osadíme ložisky a zajistíme proti pohybu pojistnými kroužky. Oba hřídele vsadíme do zámků a zámky připevníme prostředními šrouby k rámu drtiče. Do zámku bez průchozích hřídelí vsadíme těsnící pryžové víčka. Na druhé straně vsadíme do hřídelí pera, nasuneme ozubená kola s řemenicí a zajistíme pojistným kroužkem a řemenici matkou s podložkou. Při nasunování ozubených kol musí být správně natočené drtící válce hroty nebo noži naproti sobě. Na výstupní hřídel motoru nasuneme pero a menší řemenici, kterou zajistíme stavěcími šrouby. Nasadíme klínový řemen a napneme uchycením patek motoru k rámu. Vzápětí nasadíme na zámky násypku s krycí lištou řemenového převodu a dotáhneme šrouby k rámu. Poté připojíme elektroinstalaci vypínače k elektromotoru a vypínač se zemnícím vodičem k rámu drtiče. Kolečka uložíme čepem do konzol ve spodní části rámu a zajistíme pojistnými kroužky. 46

42 ZÁVĚR 6 ZÁVĚR 6 Při návrhu drtícího mechanismu jsem vycházel z výhod a nevýhod mezi drtícími válci a kotouči. Zvolil jsem mechanismus se dvěmi drtícími válci poháněnými elektromotorem přes řemenový převod. Výhodou tohoto mechanismu je tichý chod při vysokým pracovním výkonu. Na úkor těmto výhodám je oproti drtícím kotoučům složitější konstrukce pohonu i samotných válců. Otáčky elektromotoru jsou na válce převedeny pomocí řemenového převodu 1:2. Převodem se otáčky sníží na 700 min -1, ale zvýší se kroutící moment. Otáčky jsou na druhý válec převedeny ozubenými koly s převodovým poměrem 1:1. Mnoho vyráběných drtičů zmiňovaný ozubený převod s druhým válcem nemá a nahrazuje je hřebínkem hrotů připevněných k rámu. Tento systém má výhodu v nastavení jemnosti nadrceného ovoce, ale má podstatně menší pracovní výkon než systém s dvěmi válci. Hřídele válců jsou uloženy v zámkách zatěsněnými jednořadými kuličkovými ložisky. Zámky jsou společně s násypkou a krycí lištou řemenového převodu přimontovány šesti šrouby k rámu. Na rámu jsou pro přimontování patek motoru vyfrézovány drážky, s dostatečnou vůlí vůči osové vzdálenosti, které slouží pro napnutí řemene. Celý řemenový převod je zakryt lištou. Násypku i ostatní části drtiče, které přijdou do styku s ovocem, jsem navrhl z potravinářské nerezavé oceli. Ostatní součásti a rám jsou lakovány antikorozní barvou. Při navrhování rámu jsem se zaměřil na potřeby uživatelů drtiče. Vyráběné drtiče mají velmi jednoduché rámy, které mají spoustu nedostatků, hlavně co se tyče umístění nádoby na nadrcené ovoce. Některé drtiče mají jen úchytky na zmiňovanou nádobu, což je činí velmi nestabilními. Konstrukce rámu navrhnutého drtiče je dostatečně stabilní a přitom umožňuje použití jakékoliv nádoby do výšky 370 mm. Zároveň jsem se zaměřil na manipulaci s drtičem. Většina vyráběných drtičů s elektromotorem včetně navrhnutého váží okolo 25 kg. Proto jsem navrhnul pojízdný rám pomocí koleček. Ke snadnějšímu popojíždění jsem k rámu přidal úchytku s plastovou rukojetí. Drcením ovoce dochází k rozstřiku ovocných šťáv nejen v násypce, ale také v jejím nejbližší okolí. Proto je po použití vhodné násypku a ostatní části opláchnout vodou. Ozubená kola jsou vyrobena z korodující oceli. I když jsou po stranách lakována, samotné zuby jsou vystaveny korozi. Z toho důvodu a pro snadnější chod je vhodné zuby mazat vazelínou. Celý drtič je zhotoven z polotovarů a součástí podléhající normě ČSN. Elektromotor, ložiska, řemen, kolečka, vypínač a přívodní kabel jsou komponenty, které jsou běžně k sehnání na trhu. Cena drtiče se pohybuje v závislosti na ceně práce, ceně materiálů a komponentů a neměla by přesáhnout hranici 8 000,- Kč. Výkresy a 3D zobrazení drtiče ovoce jsem provedl v programu AutoCAD. 47

43 SEZNAM POUŽITÝCH ZDROJŮ 7 SEZNAM POUŽITÝCH ZDROJŮ [1] AAA prodejna a výrobce drtičů a lisů ovoce, [on-line], [cit ]. < [2] Šoroba obchod se zahradní a komunální technikou, [on-line], [cit ]. < [3] BS vinařské potřeby s.r.o prodejna vinařského vybavení, [on-line], [cit ]. < [4] Vinum Znojmo velkoprodejna vinařských potřeb a vína, [on-line], [cit ]. < [5] Schimansky prodej nářadí a strojů na pěstitelské pálení, [on-line], [cit ]. < [6] Ing. Martin Vrbka, Ph.D. drtič ovoce- foto a parametry, [CD-ROM]. [7] Vlastimil Moravec elektromotory Prodej elektromotoru siemens, katalogy, [on-line], [cit ]. < [8] Leinveber, J. Vávra, P.: Strojnické tabulky, Řemenové převody, 1. vydání. Úvaly: Albra, s. ISBN

44 SEZNAM POUŽITÝCH ZKRATEK, SYMBOLŮ A VELIČIN 8 SEZNAM POUŽITÝCH ZKRATEK, SYMBOLŮ A VELIČIN Seznam použitých symbolů a veličin 8.1 a [mm] - osová vzdálenost b min [mm] - hloubka drážky nad výpočtovou šířkou řemenice C [-] - součinitel úhlu opásání α C [-] - součinitel vlivu délky řemene L C p [-] - součinitel dynamičnosti a pracovního režimu d [mm] - průměr roztečných kružnic d a [mm] - průměry hlavových kružnic d f [mm] - průměry patních kružnic f [mm] - h vzdálenost mezi osou krajní drážky a nejbližší čelní stranou řemenice h [mm] - výška zubu h a [mm] - výška hlavy zubu h f [mm] - výška paty zubu h min [mm] - hloubka drážky pod výpočtovou šířkou řemenice L [mm] - výpočtová délka řemene p m [mm] - modul ozubení n [min -1 ] - otáčky N O [kw] - jmenovitý výkon převodu jedním řemenem N P [kw] - výkon přenášený jedním řemenem v podmínkách provozu T [mm] - výška řemene R [mm] - poloměr zaoblení horní hrany drážky řemene R a [μm] - drsnost povrchu u [-] - převodový poměr v [m.s -1 ] - obvodová rychlost W [mm] - šířka řemene W P [mm] - výpočtová šířka drážky řemene z [-] - počet zubů Z [-] - typ řemene α [º] - úhel opásání řemenem malé řemenice γ [-] - konstanta pro výpočet 8.2 Seznam zkratek 8.2 3D AutoCAD ČSN ISO DPH 3-dimensional trojrozměrný Computer Aires Design počítačem podporovaná konstrukce Česká státní norma International Organisation for Standardization Mezinárodní organizace pro standatizaci Daň z přidané hodnoty 49

45 SEZNAM OBRÁZKŮ 10 SEZNAM OBRÁZKŮ Obr. 1.1 Detail drtícího ústrojí drtiče D-2 [1] 15 Obr. 1.2 Detail ozubeného převodu drtiče D-2 [1] 15 Obr. 1.3 Detail Drtícího ústrojí drtiče DR-11-MT [1] 15 Obr. 1.4 Detail Drtícího kotouče drtiče DR-TMR [1] 16 Obr. 1.5 Model navařených hrotů a nožů [1] 16 Obr. 1.6 Ukázka ručního pohonu drtiče DR-02 [2] 17 Obr. 1.7 Řemenový převod drtiče s elektromotorem [6] 17 Obr. 1.8 Pružná hřídel s upínkou na vrtačku[1] 17 Obr. 1.9 Rám se stojanovou částí[1] 18 Obr Rám s úchyty na nádobu[1] 18 Obr Plastová násypka [1] 19 Obr Detail připevnění násypky [1] 19 Obr. 2.1 Ruční drtič ovoce DR-22-RU[2] 20 Obr. 2.2 Ruční drtič ovoce s upevněním na koš[1] 21 Obr. 2.3 Ruční drtič ovoce DR-02 [2] 21 Obr. 2.4 Ruční drtič ovoce AZ-15F [4] 22 Obr. 2.5 Motorový drtič ovoce DR-TRM [1] 23 Obr. 2.6 Drtič ovoce elektrický DE 30L [2] 23 Obr. 2.7 Drtič ovoce DR-22-MT [1] 24 Obr. 2.8 Drtič ovoce SHARK FRUIT 1,6 [2] 24 Obr. 2.9 Drtič ovoce D 1500 [5] 25 Obr Drtič ovoce D 4000 [5] 25 Obr Drtič ovoce s motorem 60l [3] 26 Obr Drtič ovoce s motorem ST-900 [3] 27 Obr Drtič ovoce s elektromotorem [6] 27 Obr Drtič ovoce DE-30-VL [2] 28 Obr Drtič ovoce DT-1 [1] 29 Obr Model drtiče s vrtačkou [1] 29 Obr Drtič ovoce DR-11-MT2 [1] 29 Obr Kompaktní stroj Adéla [1] 30 Obr Kompaktní stroj Hubert [1] 31 Obr. 4.1 Kinematické schéma drtícího ústrojí 33 Obr. 4.2 Elektromotor siemens řady 1LF7 [7] 36 Obr. 4.3 Klínový řemen klasického průřezu průřezu [8] 37 Obr. 4.4 Řemenice pro klínové řemeny klasického průřezu [8] 37 Obr. 4.5 Drtící válec hřídele 3 41 Obr. 5.1 Rám drtiče 42 Obr. 5.2 Drážky pro patky motoru a držadlo 43 Obr. 5.3 Detail kolečka 43 Obr. 5.4 Násypka 44 Obr D zobrazení drtiče ovoce 45 50

46 SEZNAM TABULEK 11 SEZNAM TABULEK 11 Tab. 2.1 Ruční drtič ovoce DR-22-RU[2]...20 Tab. 2.2 Ruční drtič ovoce s upevněním na koš[1]...21 Tab. 2.3 Ruční drtič ovoce DR-02 [2]...21 Tab. 2.4 Ruční drtič ovoce AZ-15F[4]...22 Tab. 2.5 Motorový drtič ovoce DR-TRM [1]...23 Tab. 2.6 Drtič ovoce elektrický DE 30L [2]...23 Tab. 2.7 Drtič ovoce DR-22-MT [1]...24 Tab. 2.8 Drtič ovoce SHARK FRUIT 1,6 [2]...24 Tab. 2.9 Drtič ovoce D 1500 [5]...25 Tab Drtič ovoce D 4000 [5]...25 Tab Drtič ovoce s motorem 60l [3]...26 Tab Drtič ovoce s motorem 30l [3]...26 Tab Drtič ovoce s motorem ST-900 [3]...27 Tab Drtič ovoce s elektromotorem [6]...27 Tab Drtič ovoce DE-30-VL [2]...28 Tab Kompaktní stroj Adéla [1]...30 Tab Kompaktní stroj Hubert [1]...31 Tab. 4.1 Hodnoty elektromotoru 1LF AB10 [7]...36 Tab. 4.2 Parametry klínového řemenu průřezu Z [8]...37 Tab. 4.3 Parametry ruměnice pro klínový řemen [8]...38 Tab. 5.1 Technické parametry navrhnutého drtiče

47 SEZNAM PŘÍLOH 12 SEZNAM PŘÍLOH Výkresová dokumentace: DRTÍCÍ ÚSTROJÍ DRTÍCÍ VÁLEC DRTÍCÍ VÁLEC HŘÍDEL ŘEMENICE ZÁMEK 1-A3Z-30/00 3-A3Z-30/01 K-4-A3Z-30/01 3-A3Z-30/ A3Z-30/05 4-A3Z-30/08 52