3.2 Модернизированные конструкции куттерных ножей (адаптация)
Важнейшим элементом куттера является нож, от качества которого (конфигурация, заточка, жесткость, прочность) зависит и качество выполнения технологических операций. В отечественной и мировой практике создано большое количество ножей с различными схемами крепления на валу, балансировки и разнообразной конфигурацией режущей кромки. Резание в куттере — процесс динамический с быстро изменяющимися скоростными и силовыми параметрами, что вызывает вибрационные и резонансные явления в системе нож — продукт. Поэтому при создании ножей необходимо учитывать не только конфигурацию режущей кромки (лезвие), но и устойчивость ножа продольную и поперечную, виброустойчивость и механическую прочность. В связи с этим куттерные ножи изготавливают из высокопрочных легированных сталей. До настоящего времени нет единой методики профилирования режущей кромки куттерных ножей. Все разработанные виды подобраны эмпирически. При этом ряд фирм в порядке конкуренции выпускают мало отличающиеся по форме ножи. И в то же время появляются новые, оригинальные конструкции ножей, связанные с повышением скоростей резания и с новыми технологическим процессами. Но нет такой конфигурации ножа, которая бы удовлетворяла одновременно всем предъявляемым требованиям.
Все виды куттерных ножей можно разделить на три группы: 1 — с прямой режущей кромкой, 2 — с режущей кромкой, образованной непрерывной кривой линией, 3 — ножи с режущей кромкой в виде ломаной линии.
Прямая режущая кромка может проходить по радиусу или под углом 15…20°к радиусу. Эти ножи имеют ряд преимуществ. Они просты в эксплуатации, так как не требуют сложных заточных станков. Эксперименты показали, что уменьшается энергия на резание и уменьшается продолжительность процесса, при сравнимом качестве фарша. Ножи подобной конфигурации осуществляют преимущественно рубящее резание. При таком способе плохо перерезается соединительная ткань, которая на несколько порядков более прочная, чем мышечная. Поэтому прямые ножи не имеют перспектив для промышленности, так как не обеспечивают необходимую степень измельчения.
Ножи с криволинейной режущей кромкой называют также серповидными. На рис. 9.34 показаны серповидные ножи, которые используют в куттерах фирмы ≪Зейдельман≫ (Германия). Режущая кромка ножей а и б спрофилирована по непрерывной кривой. Применяют четыре вида кривых: архимедову спираль, логарифмическую спираль, эвольвенту и дугу окружности со смещенным центром.
Рис. 9.34 Некоторые конфигурации куттерных ножей фирмы «Зейдельман»:а, б — серповидные с непрерывной режущей кромкой; в — с ≪ломаной≫ режущей кромкой; г — с непрерывной режущей кромкой и дополнительным выступом; д — со специальной заточкой
Нож с увеличенной толщиной и повышенной прочностью применяют для переработки замороженного и очень жесткого мяса. Ножи с длинной режущей кромкой имеют большую боковую поверхность, что приводит к большим потерям энергии на трение. Поэтому там, где это возможно, применяют ножи (см. рис. 9.35) с малой боковой поверхностью, что минимизирует потери энергии на трение.
Рис. 9.35 Куттерный нож фирмы «Альпина»:1 — заточка ножа; 2 — общая режущая кромка; 3 — участок резания на высоких скоростях; 4 — эмульгирующий участок; 5 — деаэрирующая кромка
К подобным ножам можно отнести и нож фирмы ≪Альпина≫ (Швейцария) (рис. 9.35). Нож спрофилирован по дуге окружности радиусом R со смещенным от оси центром. Нож имеет несколько характерных режущих отрезков. Участок 4 расположен практически перпендикулярно радиусу и отстоит с минимальным постоянным зазором от внутренней поверхности чаши. На этом участке наибольшая скорость скольжения, что обеспечивает высокий эмульгирующий эффект. Общая режущая кромка 2 производит резание на малых скоростях, обеспечивая ≪грубое≫ измельчение. Участок 3 наиболее активно работает на высоких скоростях. При малой скорости резания участок 5 обеспечивает удаление воздуха из измельченного мяса. Нож имеет одностороннюю заточку 1 по специальному профилю.
В современных куттерах широкое распространение получили ножи, режущая кромка которых образована ломаной линией, вписанной в кривую второго порядка (см. рис. 9.34в). Это универсальные ножи, обеспечивающие высокую степень измельчения и усиленный эмульгирующий эффект. Ломаная линия, как правило, состоит из четырех-пяти отрезков, имеющих разную длину и расположенных под разными углами к оси ножа.
Для повышения режущей и эмульгирующей способности применяют ножи с фигурными вырезами на конце лезвия (см. рис. 9.34г) или со специальными проточками на лезвии (см. рис. 9.34д). Этими ножами хорошо измельчается соединительная ткань (шкурка, сухожилия и т. д.), но при этом увеличиваются энергетические затраты.
Узел крепления ножей куттера на валу является ответственным и многофункциональным: он должен обеспечить прочное, жесткое, надежное крепление ножа на валу; конструкция узла должна обеспечивать возможность регулирования зазора между наружной кромкой ножа и внутренней поверхностью чаши; в узле должна быть предусмотрена возможность балансировки ножей.