Исследование материалов измельчительных комплексов пищевого оборудования
Процессы и аппараты пищевых производств
№4, 2013
УДК 669.14.08
Исследование материалов измельчительных комплексов пищевого оборудования
Д-р. техн. наук Вологжанина С.А. канд. техн. наук Иголкин А.Ф. Жучков Д.В.
svet_spb@mail.ru
Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет ИТМО Институт холода и биотехнологий
191002, Санкт-Петербург, ул. Ломоносова, 9
Представлены результаты исследований химического состава и свойств материалов измельчительных комплексов. Выявлено несоответствие марок материалов исследованных деталей данным заказчика. Ключевые слова: микроструктура, твердость, измельчительный комплекс пищевого оборудования.
The study materials grinding systems of food processing equipment
Vologjanina S.A., Igolkin A.F., Juchkov D.V.
Saint-Petersburg National Research University of Information Technologies, Mechanics and Optics. Institute of Refrigeration and Biotechnology 191002, St. Petersburg, Lomonosov str., 9
The results of studies of the chemical composition and properties of materials grinding systems. Noncompliance brands of materials studied details of the customer's data. Keywords: microstructure, hardness, grinding systems of food processing equipment.
Материалы, из которых изготавливаются детали и рабочие органы оборудования, находятся в контакте с агрессивными пищевыми средами. Эксплуатационные нагрузки при работе машин пищевых производств, а так же непосредственное воздействие продукта, приводят к ускоренному износу деталей и преждевременному исчерпанию их ресурса. Основной причиной выхода из строя измельчительного комплекса для фруктов и овощей является ускоренный износ и выкрашивание режущих кромок ножей. Затраты на ремонт велики, поэтому детали должны быть изготовлены из определенных марок материалов и иметь требуемый комплекс свойств. Важна необходимость выполнения санитарно-гигиенических требований, связанных с охраной здоровья людей.
Вологжанина С.А. и др. Возможные пути совершенствования измельчителя для фруктов и овощей / С.А. Вологжанина, А.Ф. Иголкин, Д.В. Жучков // Научный журнал НИУ ИТМО. Серия «Процессы и аппараты пищевых производств» , 2013. - №4. [Электронный ресурс]: http://www.processes.ihbt.ifmo.ru
Процессы и аппараты пищевых производств
№4, 2013
В данной работе объектом исследования являются определение соответствия марки материала и эксплуатационных свойств детали: кинематическая пара «нож двухсторонний» (У8), насаживаемый на «палец» (30Х13); «нож односторонний» (30Х13). В скобках указаны марки сталей по данным заказчика. Выполнен химический анализ металла деталей, измерена твердость металла, исследована микроструктура металла. Определение твердости проводилось вблизи поверхности и в центральной части образцов. На детали «нож двухсторонний» измерения вблизи поверхности производились на расстоянии до 0,2 мм от кромки микрошлифа, на детали « нож односторонний» на расстоянии до 0,5 мм. Для детали «палец» исследования проводились дважды, так как на изготовленном микрошлифе «палец (условно «образец»), различаются два участка: светлотрввящийся и темнотравящийся. Было принято решение провести исследования с образца, где нет видимых различий участков ‒ «палец (условно «деталь»). В табл. 1 представлены результаты определения химического состава металла деталей. Состав металла детали «нож двухсторонний» близок к стали марки 55ГС [1], но имеет повышенное содержание углерода; состав металла деталей «нож односторонний» и «палец» соответствует стали марки 40Х13 по ГОСТ 5632-72.
Определение твердости выполнялось с помощью микротвердомера по ГОСТ 945076 алмазной четырехугольной пирамидкой с квадратным основанием при нагрузке 0,2 кг. Дополнительно значения HV0,2 были переведены в значения HRC. Также определение твердости выполнялось методом Роквелла шкала С по ГОСТ 9013-59.
Таблица 1. Химический состав металла деталей
Деталь
Нож двухсторонний Требования ГОСТ 1435-74 к стали марки У8
55ГС [1]
Нож односторонний Палец Требования ГОСТ 5632-72 к стали марки 40Х13
С 0,60
0,760,83 0,520,60 0,39 0,43
0,36 0,45
Mn 0,70 0,170,33 0,600,90 0,38 0,12
≤0,8
Массовая доля элементов, %
Si P
S Cr
0,61 0,024 0,030 0,20
0,170,33
0,500,80
≤0,030 ≤0,035
≤0,028 ≤0,035
≤0,20 ≤0,30
0,24 0,020 0,012 12,87
0,28 0,024 0,018 13,07
≤0,8
≤0,030
≤0,025
12,014,0
Ni 0,10 ≤0,25
≤0,40 0,24 0,30
-
Cu 0,15 ≤0,25
‒ 0,14 0,08
-
Результаты измерений приведены в таблице 2. Можно отметить, что твердость измеренная на различных образцах детали «палец» (условно «деталь» и «образец») значительно различается.
Вологжанина С.А. и др. Возможные пути совершенствования измельчителя для фруктов и овощей / С.А. Вологжанина, А.Ф. Иголкин, Д.В. Жучков // Научный журнал НИУ ИТМО. Серия «Процессы и аппараты пищевых производств» , 2013. - №4. [Электронный ресурс]: http://www.processes.ihbt.ifmo.ru
Процессы и аппараты пищевых производств
№4, 2013
Таблица 2. Твердость материала деталей
Деталь
HV0,2 (HRC*)
HRC
Поверность
Центр
Нож двухсторонний
394 (40)
681 (57)
54,0
Нож односторонний
263 (25)
№4, 2013
УДК 669.14.08
Исследование материалов измельчительных комплексов пищевого оборудования
Д-р. техн. наук Вологжанина С.А. канд. техн. наук Иголкин А.Ф. Жучков Д.В.
svet_spb@mail.ru
Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет ИТМО Институт холода и биотехнологий
191002, Санкт-Петербург, ул. Ломоносова, 9
Представлены результаты исследований химического состава и свойств материалов измельчительных комплексов. Выявлено несоответствие марок материалов исследованных деталей данным заказчика. Ключевые слова: микроструктура, твердость, измельчительный комплекс пищевого оборудования.
The study materials grinding systems of food processing equipment
Vologjanina S.A., Igolkin A.F., Juchkov D.V.
Saint-Petersburg National Research University of Information Technologies, Mechanics and Optics. Institute of Refrigeration and Biotechnology 191002, St. Petersburg, Lomonosov str., 9
The results of studies of the chemical composition and properties of materials grinding systems. Noncompliance brands of materials studied details of the customer's data. Keywords: microstructure, hardness, grinding systems of food processing equipment.
Материалы, из которых изготавливаются детали и рабочие органы оборудования, находятся в контакте с агрессивными пищевыми средами. Эксплуатационные нагрузки при работе машин пищевых производств, а так же непосредственное воздействие продукта, приводят к ускоренному износу деталей и преждевременному исчерпанию их ресурса. Основной причиной выхода из строя измельчительного комплекса для фруктов и овощей является ускоренный износ и выкрашивание режущих кромок ножей. Затраты на ремонт велики, поэтому детали должны быть изготовлены из определенных марок материалов и иметь требуемый комплекс свойств. Важна необходимость выполнения санитарно-гигиенических требований, связанных с охраной здоровья людей.
Вологжанина С.А. и др. Возможные пути совершенствования измельчителя для фруктов и овощей / С.А. Вологжанина, А.Ф. Иголкин, Д.В. Жучков // Научный журнал НИУ ИТМО. Серия «Процессы и аппараты пищевых производств» , 2013. - №4. [Электронный ресурс]: http://www.processes.ihbt.ifmo.ru
Процессы и аппараты пищевых производств
№4, 2013
В данной работе объектом исследования являются определение соответствия марки материала и эксплуатационных свойств детали: кинематическая пара «нож двухсторонний» (У8), насаживаемый на «палец» (30Х13); «нож односторонний» (30Х13). В скобках указаны марки сталей по данным заказчика. Выполнен химический анализ металла деталей, измерена твердость металла, исследована микроструктура металла. Определение твердости проводилось вблизи поверхности и в центральной части образцов. На детали «нож двухсторонний» измерения вблизи поверхности производились на расстоянии до 0,2 мм от кромки микрошлифа, на детали « нож односторонний» на расстоянии до 0,5 мм. Для детали «палец» исследования проводились дважды, так как на изготовленном микрошлифе «палец (условно «образец»), различаются два участка: светлотрввящийся и темнотравящийся. Было принято решение провести исследования с образца, где нет видимых различий участков ‒ «палец (условно «деталь»). В табл. 1 представлены результаты определения химического состава металла деталей. Состав металла детали «нож двухсторонний» близок к стали марки 55ГС [1], но имеет повышенное содержание углерода; состав металла деталей «нож односторонний» и «палец» соответствует стали марки 40Х13 по ГОСТ 5632-72.
Определение твердости выполнялось с помощью микротвердомера по ГОСТ 945076 алмазной четырехугольной пирамидкой с квадратным основанием при нагрузке 0,2 кг. Дополнительно значения HV0,2 были переведены в значения HRC. Также определение твердости выполнялось методом Роквелла шкала С по ГОСТ 9013-59.
Таблица 1. Химический состав металла деталей
Деталь
Нож двухсторонний Требования ГОСТ 1435-74 к стали марки У8
55ГС [1]
Нож односторонний Палец Требования ГОСТ 5632-72 к стали марки 40Х13
С 0,60
0,760,83 0,520,60 0,39 0,43
0,36 0,45
Mn 0,70 0,170,33 0,600,90 0,38 0,12
≤0,8
Массовая доля элементов, %
Si P
S Cr
0,61 0,024 0,030 0,20
0,170,33
0,500,80
≤0,030 ≤0,035
≤0,028 ≤0,035
≤0,20 ≤0,30
0,24 0,020 0,012 12,87
0,28 0,024 0,018 13,07
≤0,8
≤0,030
≤0,025
12,014,0
Ni 0,10 ≤0,25
≤0,40 0,24 0,30
-
Cu 0,15 ≤0,25
‒ 0,14 0,08
-
Результаты измерений приведены в таблице 2. Можно отметить, что твердость измеренная на различных образцах детали «палец» (условно «деталь» и «образец») значительно различается.
Вологжанина С.А. и др. Возможные пути совершенствования измельчителя для фруктов и овощей / С.А. Вологжанина, А.Ф. Иголкин, Д.В. Жучков // Научный журнал НИУ ИТМО. Серия «Процессы и аппараты пищевых производств» , 2013. - №4. [Электронный ресурс]: http://www.processes.ihbt.ifmo.ru
Процессы и аппараты пищевых производств
№4, 2013
Таблица 2. Твердость материала деталей
Деталь
HV0,2 (HRC*)
HRC
Поверность
Центр
Нож двухсторонний
394 (40)
681 (57)
54,0
Нож односторонний
263 (25)