Please use this identifier to cite or link to this item:
https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/10174| Title: | Бункер-накопичувач дільниці подачі початків кукурудзи цукрової |
| Authors: | Хандюк, Микола Васильович Мартиненко, Володимир |
| Keywords: | бункер-накопичувач;кукурудза цукрова |
| Issue Date: | 9-Jun-2026 |
| Abstract: | Мета КРБ полягає у: отриманні навиків конструювання бункеранакопичувача; аналізі і обґрунтуванні параметрів конструкції; отриманні навиків розрахунків параметрів бункера-накопичувача. Завдання роботи: аналіз ринку продукції; вивчення загальних відомостей про кукурудзу; вивчення технології виробництва кукурудзи; вивчити технічні вимоги на сировину, напівфабрикати і готову продукцію; вивчити будову і принцип дії бункера-накопичувача БН-30; вивчити монтаж, експлуатацію та ремонт бункера накопичувача; зробити розрахунок бункера-накопичувача; розробити технологічний розділ виготовлення деталі вісь; розробити розділ з охорони праці. |
| URI: | https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/10174 |
| Appears in Collections: | 133 Галузеве машинобудування (Обладнання харчових, торгівельних і машинобудівних підприємств) |
Files in This Item:
| File | Description | Size | Format | |
|---|---|---|---|---|
| КРБ Мартиненко.pdf Restricted Access | Кваліфікаційна робота бакалавра (КРБ) складається з реферату, переліку умовних позначень, вступу, трьох розділів, висновків, списку використаних джерел і додатків. КРБ виконана на 86 сторінках, включає 133 формул, 13 рисунків, 17 таблиць, 8 літературних джерел та два додатки. | 2.25 MB | Adobe PDF | View/Open Request a copy |
Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.
Extracted text
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИЧЕРКАСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ
ТЕХНОЛОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
(повне найменування вищого навчального закладу)
Факультет електронних технологій, автотранспорту та машинобудування
(повна назва факультету)
Кафедра проектування харчових виробництв та верстатів нового покоління
(повна назва кафедри)
КВАЛІФІКАЦІЙНА РОБОТА БАКАЛАВРА
на тему: БУНКЕР-НАКОПИЧУВАЧ ДІЛЬНИЦІ ПОДАЧІ
ПОЧАТКІВ КУКУРУДЗИ ЦУКРОВОЇ
Перший (бакалаврський)
(освітньо-кваліфікаційний рівень)
ЗГМ-26ск3. 133026. 000. РПЗ
Виконав: здобувач вищої освіти групи ЗГМ-26ск3
спеціальності 133 – Галузеве машинобудування
(шифр і назва спеціальності)
Обладнання харчових, торгівельних
і машинобудівних підприємств
(освітня програма)
Володимир Мартиненко
(ім’я та прізвище)
Керівник Микола ХАНДЮК
(ім’я та прізвище)
Рецензент Валентин ПОДА
(ім’я та прізвище)
Черкаси 2026
2
ЧЕРКАСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНОЛОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
Факультет електронних технологій, автотранспорту та машинобудування
(повна назва факультету)
Кафедра проектування харчових виробництв та верстатів нового покоління
(повна назва кафедри)
Освітньо-кваліфікаційний рівень бакалавр
Спеціальність 133 «Галузеве машинобудування»
Спеціалізація «Обладнання харчових, торгівельних і машинобудівних підприємств»
(шифр і назва напряму підготовки, спеціальності)
ЗАТВЕРДЖУЮ:
завідувач кафедри
Василь ОСИПЕНКО
(підпис ) (ім’я та прізвище)
« » 2026 року
ЗАВДАННЯ
на кваліфікаційну роботу бакалавра студенту
Володимиру МАРТИНЕНКУ
(ім’я та прізвище)
1. Тема бакалавської роботи: «Бункер-накопичувач дільниці подачі початків
кукурудзи цукрової»
Керівник кваліфікаційної роботи бакалавра Микола ХАНДЮК, старший викладач
(ім’я та прізвище, науковий ступінь, вчене звання)
Затверджені наказом Черкаського державного технологічного університету від
«___»____________2026 року №_____
2. Строк подання студентом кваліфікаційної роботи бакалавра 12.06.2026 р.
3. Вихідні дані до кваліфікаційної роботи бакалавра: технологічні інструкції; робочі
інструкції; патенти; конструкторська документація, наукова та довідкова література
4. Зміст розрахунково-пояснювальної записки (перелік питань, які потрібно
розробити):
Реферат; перелік умовних позначень та скорочень, вступ;
Конструкторський розділ;
Технологічний розділ;
Розділ з охорони праці;
Загальні висновки, перелік використаних літературних джерел, додатки.
5. Перелік графічного матеріалу (з точним зазначенням обов’язкових креслень)
Складальне креслення бункера-накопичувача;
Складальне креслення приводного валу бункера-накопичувача;
Робочі креслення деталей приводного валу бункера-накопичувача;
Плакат маршрут обробки поверхні;
Плакат з охорони праці.
3
РЕФЕРАТ
Кваліфікаційна робота бакалавра (КРБ) складається з реферату, переліку
умовних позначень, вступу, трьох розділів, висновків, списку використаних джерел і
додатків. КРБ виконана на 86 сторінках, включає 133 формул, 13 рисунків, 17
таблиць, 8 літературних джерел та два додатки. Графічна частина складається з трьох
креслень та двох плакатів формату А1.
Мета КРБ полягає у: отриманні навиків конструювання бункера-
накопичувача; аналізі і обґрунтуванні параметрів конструкції; отриманні навиків
розрахунків параметрів бункера-накопичувача.
Завдання роботи: аналіз ринку продукції; вивчення загальних відомостей про
кукурудзу; вивчення технології виробництва кукурудзи; вивчити технічні вимоги на
сировину, напівфабрикати і готову продукцію; вивчити будову і принцип дії
бункера-накопичувача БН-30; вивчити монтаж, експлуатацію та ремонт бункера
накопичувача; зробити розрахунок бункера-накопичувача; розробити
технологічний розділ виготовлення деталі вісь; розробити розділ з охорони праці.
Ключові слова: БУНКЕР-НАКОПИЧУВАЧ, КУКУРУДЗА ЦУКРОВА,
ПРОДУКТИВНІСТЬ, ТЕХНОЛОГІЧНИЙ РОЗДІЛ, ОХОРОНА ПРАЦІ.
4
ABSTRACT
The bachelor’s qualification work (BQW) consists of an abstract, a list of symbols,
an introduction, three sections, conclusions, a list of sources used and appendices. The BQW
is made on 86 pages, includes 133 formulas, 13 figures, 17 tables, 8 literary sources and two
appendices. The graphic part consists of three drawings and two posters of A1 format.
Goal KRB consists of: acquiring skills in designing a storage bunker; analyzing and
justifying design parameters; acquiring skills in calculating storage bunker parameters.
Job tasks: analysis of the product market; study of general information about corn;
study of corn production technology; study technical requirements for raw materials, semi-
finished products and finished products; study the structure and principle of operation of
the BN-30 storage bunker; study the installation, operation and repair of the storage
bunker; make a calculation of the storage bunker; develop a technological section for
manufacturing axle parts; develop a section on labor protection.
Keywords: BUNKER-ACCUMULATOR, SWEET CORN, PRODUCTIVITY,
TECHNOLOGICAL DEPARTMENT, LABOR SAFETY.
5
ЗМІСТ
Перелік умовних позначень і скорочень………………………….….………………….7
Вступ……………………………………………………………….…….………...............8
Розділ 1. Аналітичний огляд……………………………..……………………...............10
1.1 Аналіз ринку продукції та обґрунтування плану реконструкції дільниці……..10
1.2 Загальні відомості про кукурудзу………………………………………………..12
1.2.1 Історія вирощування кукурудзи……………………………………………..12
1.2.2 Аналіз обсягів вирощування кукурудзи…………………………………….14
1.2.3 Виробництво кукурудзи у світі………………………………………………15
1.2.4 Виробництво кукурудзи в Україні…………………………………………...17
1.3 Технологія виробництва цукрової кукурудзи……………………………………19
1.4 Технічні вимоги та умови на сировину, напівфабрикати і готову продукцію…24
1.4.1 Приймання та зберігання сировини………………………………………….24
1.4.2 Підготовка сировини, заливи та тари………………………………………..24
1.4.3 Виготовлення консервів……………………………………………………...28
1.4.4 Вимоги санітарні та техніки безпеки………………………………………..32
1.4.5 Метрологічне забезпечення………………………………………………….33
1.5 Будова і принцип дії бункера-накопичувача БН-30…………………………….34
1.6 Монтаж, експлуатація та ремонт бункера-накопичувача………………………37
1.7 Науково-дослідна робота…………………………………………………………38
1.8 Технічна пропозиція……………………………………………………………….40
1.9 Розрахунок бункера-накопичувача………………………………………………41
1.9.1 Конструктивний розрахунок бункера-накопичувача………………………41
1.9.2 Розрахунок потужності приводу бункера-накопичувача…………………..43
1.9.3 Кінематичний розрахунок привода бункера………………………………..48
1.9.4 Розрахунок привідного валу бункера……………………………………….50
1.9.5 Уточнений розрахунок привідного валу……………………………………53
1.9.6 Розрахунок шпонкових з’єднань………………………………………….....60
Висновок до розділу 1……………………………………………………………………62
6
Розділ 2. Технологічний розділ…………………………………………………............67
2.1 Вибір принципової схеми маршруту обробки деталі…………………………..67
2.2 Вибір і обґрунтування технологічних баз……………………………………….67
2.3 Вибір методів і кількості ступенів обробки поверхонь (МОП)………………..68
2.4. Вибір варіантів маршрутів обробки деталі (МОД)……………………….........72
2.5 Логічна оцінка варіантів МОД і вибір найбільш прийнятного…………………73
Висновки до розділу 2…………………………………………………….……………..75
Розділ 3. Охорона праці…………………………………………………………………76
3.1 Дослідження та розрахунок заземлення бункера-накопичувача………………76
3.2 Охорона навколишнього природного середовища……………………………..80
3.3 Евакуація людей з приміщень……………………………………………………82
Висновки до розділу 3…………………………………………………….……………..85
Загальні висновки………………………………………………………..........................86
Список використаних джерел…………………………….………….............................88
Додатки…………………………….……………………………….….............................89
7
ПЕРЕЛІК УМОВНИХ ПОЗНАЧЕНЬ І СКОРОЧЕНЬ
ЧДТУ – Черкаський державний технологічний університет
КРБ –Кваліфікаційна робота бакалавра
РПЗ – Розрахунково-пояснювальна записка
ГМ – Галузеве машинобудування
МОП – Методи обробки поверхні
МОД – Методи обробки деталі
ISO – Абревіатура організації (International Organization for Standardization)
ДСТУ – Державний стандарт України
АПК – Агропромисловий комплекс
ККД – Коефіцієнт корисної дії
ЧВП – Черкаський виробничий підрозділ
ТОВ – Товариство з обмеженою відповідальністю
ГК – Група компаній
ОП – Охорона праці
AТ – Акціонерне товариство
ПЗВ – Пристрої захисного відключення
ЗІЗ – Засоби індивідуального захисту
РПЗ – Розрахунково-пояснювальна записка
8
ВСТУП
Бакалавська кваліфікаційна робота виконана з метою вивчення процесу подачі
неочищених початків цукрової кукурудзи на машину для очищення і виконання
технологічного процесу для виробництва стерилізованих банкових консервів. Для
удосконалення схеми пропонується встановлення на існуючій приймально-
розвантажувальної дільниці встановити два бункери та естакаду для заїзду вантажних
автомобілів.
При виготовленні консервів із цукрової кукурудзи тільки від 30 % до 32 % зерна
попадає до банки, а решту складають відходи, які після подрібнення можна
використовувати на корм худобі або для удобрення полів. Тому запитанням доставки
сировини і подачі його на лінії, а також питанням збору і вивозу відходів необхідно
приділяти більше уваги, чим це робиться в даний час.
Після реконструкції цієї ділянки система буде працювати більш раціонально.
Кукурудза в качанах доставляється на ділянку автопоїздами. Об’єм кузова і причепа
рівний 16 м³, тобто одночасно доставляється 32 м³ кукурудзи. Тому об’єм бункерів-
накопичувача також складає 32 м³. Качани кукурудзи із автомобілів розгружуються в
бункер-накопичувач. В один бункер-накопичувач попадає близько 16 тон кукурудзи.
Продуктивність качаноочищувача «Хаскер» складає 12 т/год. Таким чином запасу
кукурудзи вистачає на безперебійну роботу «Хаскера» на протязі 3 години. Качани
кукурудзи із бункера накопичувача стрічковим конвеєром, що виконує роль
інспекційного транспортера, де відбувається відбір некондиційних качанів та бадилля
та елеватором попадають на качаноочищувач «Хаскер», де відбувається очищення
качанів від зовнішнього покриву.
Актуальність роботи. Актуальність роботи полягає в науковому обґрунтуванні
процесу подачі сировини з використанням бункера.
Мета КРБ полягає у: отриманні навиків конструювання бункера-
накопичувача; аналізі і обґрунтуванні параметрів конструкції; отриманні навиків
розрахунків параметрів бункера-накопичувача.
9
Завдання роботи: аналіз ринку продукції; вивчення загальних відомостей про
кукурудзу; вивчення технології виробництва кукурудзи; вивчити технічні вимоги на
сировину, напівфабрикати і готову продукцію; вивчити будову і принцип дії
бункера-накопичувача БН-30; вивчити монтаж, експлуатацію та ремонт бункера
накопичувача; зробити розрахунок бункера-накопичувача; розробити
технологічний розділ виготовлення деталі вісь; розробити розділ з охорони праці.
Об’єкт роботи. Процес подачі початків цукрової кукурудзи в машину для
чищення.
Предмет роботи. Вирішення науково-практичних завдань спрямованих на
обґрунтуванні технологічного процесу подачі початків цукрової кукурудзи в машину
для чищення.
Методи досліджень. Дослідження виконані методами фізичного експерименту
та теоретичних досліджень. Експеримент здійснюється на дільниці підготовки
сировини цеху по виробництву консервів з зеленого горошку та цукрової кукурудзи.
Апробація результатів кваліфікаційної роботи:
Практичне значення одержаних результатів полягає у впровадженні схеми
подачі початків цукрової кукурудзи в машину для чищення в лінії виробництва
цукрової кукурудзи на ЧВП ТОВ «Віджи Продакшн», що входить до складу ГК
«Верес».
Наукова новизна одержаних результатів полягає в науковому обґрунтуванні
процесу подачі початків цукрової кукурудзи в машину для чищення.
10
РОЗДІЛ 1
АНАЛІТИЧНИЙ ОГЛЯД
1.1 Аналіз ринку продукції та обґрунтування плану реконструкції дільниці
На сучасному етапі розвитку склалося важке економічне становище для всього
народного господарства України і особливо для харчової промисловості, так як ця
галузь дуже залежить від інших галузей: машинобудівної, хімічної, нафтопереробної,
і особливо платоспроможності населення. В цей скрутний час більшість громадян
країни вимушені економити, а так як наша харчова промисловість вимушена
конкурувати із сусідніми країнами, де продукти харчування дешевші, але в своїй
більшості щоб зекономити в Україну поставляються не якісні продукти, або взагалі ті
в яких вийшов строк реалізації, нерідко товари підробляються, Тому харчова
промисловість – не маючи можливості через те, що продукти не розкуповуються,
розплатитися з постачальниками, а також закупити, нову сировину. Беручи кредити
для розрахунків, вона також ставить себе в залежність, а то й навіть втрати права
власності на власне підприємство.
Також великі проблеми має сировинна база харчової промисловості –
сільськогосподарське виробництво. В кожного сільгоспвиробника велика
заборгованість у держбюджет, через що їх рахунки у банках закриваються, вони не
мають спроби розплатитися з постачальниками запчастин, нової техніки, паливно-
мастильних матеріалів а також попадають у залежність, від бізнесменів, і вимушені
віддавати продукцію по мінімальній ціні, ледве покриваючи власні витрати. Ціни за
якими закупається продукти сільгоспвиробництва також далекі від світових.
Але й у такій скрутній обстановці харчова промисловість функціонує, шукаючи
шляхи подолання проблем. За станом виробничо-технічної бази, структурою,
техніко-економічними показниками й розвитком інфраструктури харчова
промисловість України значно відстає від економічно розвинених країн, особливо
щодо комплексної переробки сировини, механізації і автоматизації виробничих
процесів, а також фасування та упаковки продукції.
11
Незважаючи на винятково сприятливі ґрунтово-кліматичні умови, населення
ще не повністю забезпечене високоякісними продовольчими товарами. Останнім
часом Україна втрачає зовнішні ринки збуту продовольчих товарів, а внутрішній
заповнений зарубіжними продуктами (нерідко низької якості), тим часом як для їх
виробництва є всі необхідні сировинні ресурси й виробничі потужності.
Для підвищення якості та конкурентоспроможності продукції на підприємствах
харчової промисловості освоєно значну кількість нових видів продуктів. Так, на
Вінниччині розроблено й впроваджено 149 нових виробів, на Волині – 209, у
Дніпропетровській і Сумській областях – майже по 100, в Одеській – 50. Колектив
Одеського НВО «Консервпромкомплекс» розробив технологію 10 найменувань
консервів лікувально-профілактичного призначення для дітей раннього віку.
Нестача коштів для формування фондів соціального розвитку підприємств не
дає можливості проводити роботи з реконструкції і технічного переозброєння
обладнання. Розрахунки показують, що якби в харчовій промисловості податок на
додану вартість був на рівні 10 %, то балансовий прибуток підвищився б за того ж
обсягу випуску продукції майже в 2 рази.
Практика свідчить: найбільш ефективні напрямки капіталовкладень у харчовій
промисловості – реконструкція й технічне переоснащення виробництва. Це дає змогу
в коротші строки, з меншими затратами, ніж при новому будівництві, оновлювати
матеріально-технічну базу, освоювати нові потужності.
Технічне переоснащення діючих підприємств передбачає встановлення нових
машин і устаткування на діючих площах, впровадження автоматизованих систем
управління і контролю, сучасних методів управління виробництвом, модернізацію і
технічне переоснащення природоохоронних об’єктів, опалювальних і вентиляційних
систем, підключення до централізованих джерел тепло – й електропостачання. Його
слід здійснювати за проектами й кошторисами на окремі об'єкти або види робіт, які
розробляють на основі єдиного техніко-економічного обґрунтування і згідно з планом
підвищення техніко-економічного рівня галузі.
Щодо розширення діючих підприємств, то воно передбачає будівництво нових
і збільшення потужності діючих об’єктів на існуючих або прилеглих до них
12
територіях. Реконструкція діючих підприємств зумовлює перебудову, пов’язану з
удосконаленням виробництва і підвищенням його техніко-економічного рівня на
основі науково-технічного прогресу. Реконструкція потребує комплексного проекту,
який передбачає розширення виробничої потужності, поліпшення якості та
асортименту продукції (в основному без збільшення чисельності працюючих),
поліпшення умов праці та охорони навколишнього середовища.
При реконструкції можливі перебудова окремих споруд основного й
допоміжного призначення, будівництво нових і розширення існуючих об’єктів з
метою ліквідації диспропорцій у технологічних ланцюгах. За останні роки в харчовій
промисловості склалося вкрай важке становище з реконструкцією та технічним
переоснащенням діючих підприємств. Основна причина – недостатнє виділення
лімітів централізованих капіталовкладень та коштів для їх фінансування, що призвело
до постійного порушення строків введення в дію потужностей для виробництва
харчової продукції.
1.2 Загальні відомості про кукурудзу
1.2.1 Історія вирощування кукурудзи
Кукурудза – найдавніша злакова культура, яка була окультурена на
американському континенті 9 – 12 тисяч років тому в Мексиці і використовувалась
індіанцями майя під назвою «маїс». У Європу кукурудза потрапила в XVI столітті з
моряками Колумба, що першими дісталися Америки. Спочатку її качан мали в
довжину від 3 см до 4 см, але за кілька століть селекція створила безліч сортів маїсу
всіх кольорів і смаків, а качани досягають довжини від 30 см до 50 см.
Сьогодні кукурудза має попит у всьому світі і вважається однією з основних
кормових злакових культур. У її зернах мало жиру (не більше 6,5 %), зате багато
поживної клітковини, білка та вуглеводів, мінералів (залізо, цинк, фосфор, натрій та
магній), вітамінів А, В1, В2, В3, С, Е, РР та бета-каротину, амінокислот триптофану
та лізину, що є основою необхідного організму людини гормону мелатоніну
(мелатонін – це гормон, який природним чином виробляється шишкоподібною
13
залозою (епіфізом) у головному мозку в основному в темний час доби. Його часто
називають «гормоном сну», оскільки він є головним регулятором добових ритмів
(циркадного годинника) нашого організму).
Свіжа кукурудза поживна, повільно перетравлюється і дає тривале відчуття
ситості, хоча має невисоку калорійність (58 Ккал/100 грам). В цілому вигляді зерно
використовується як гарніри до м’яса та в овочевих салатах, а в меленому стані
використовується для виробництва борошна і крупи, випікання хліба та приготування
каш, а з деяких сортів робиться повітряний попкорн.
Особливим попитом користується десертна (цукрова) кукурудза, яка у свіжому
вигляді є окремою стравою, а в консервованому представляє смачний і поживний
делікатес.
Для виробництва консервів використовується свіжа кукурудза десертних
(цукрових) сортів з великим та пружним зерном яскраво-жовтого кольору, приємним
ароматом та солодкуватим смаком. Зерна поміщаються в жерстяні банки з розсолом
на основі води, солі та цукру (співвідношення кукурудзи та розсолу – 60 % на 40 %),
закупорюються і стерилізуються під впливом високої температури та можуть
зберігатися від 2-ох років при кімнатній температурі (у скляній тарі – до 3-х років) та
до 4-ох років при вакуумному закупорюванні.
Смакові властивості при консервації вона не втрачає і залишається свіжою,
пружною та ніжно-солодкуватою, що є безперечною перевагою цього продукту.
Трохи змінюється хімічний склад: удвічі скорочується вміст магнію, фосфору та
калію, натомість у 10 разів зростає кількість натрію. «Втрати» корисних та
лікувальних властивостей – на порядок менше, ніж, наприклад, у зеленого горошку
чи бобових культур.
14
Рисунок 1.1 – Вигляд консервованої кукурудзи в скляній тарі
Консервована кукурудза також містить багато білка та вуглеводів, клітковини
та вітамінів та:
- нормалізує роботу ШКТ, серцево-судинної системи та обмін речовин;
- знижує загрозу онкологічних захворювань та атеросклерозу;
- має антистресові та антиоксидантні властивості;
- зміцнює імунітет і дає омолоджуючий ефект;
- заспокоює нервову систему та підвищує розумову активність;
- знижує рівень «поганого» холестерину та цукру в крові;
- виводить токсини із організму.
Зрештою, консервована цукрова кукурудза – це просто смачно. Вона добре
поєднується з багатьма овочами, може використовуватися як гарнір, додається до
салатів, супів, закусок, запіканок, млинців. Розсіл, яким заливаються кукурудзяні
зерна – абсолютно безпечний, його можна пити, але ніякої корисності не дає.
15
1.2.2 Аналіз обсягів вирощування кукурудзи
Найпопулярніша зернова культура у світі – це кукурудза. Її вживають люди, з
неї виробляють корми для тварин, а також виготовляють паливо. Проаналізуємо,
скільки засіяли кукурудзою у 2023 році, який урожай отримали, як змінилися посівні
площі під царицею полів в Україні та інші важливі чинники.
Перша п’ятірка лідерів займає більше половини всіх посівних площ. З усіх
посівних площ у світі (1870 млн га) під кукурудзу в 2023 році було відведено 191,5
млн га або 10 %. За даними Kleffmann Group, п’ять країн-лідерів із посівних площ під
кукурудзою займають 110 млн га. ТОП-10 лідерів з посівних площ під кукурудзою:
- Китай – 41 млн га;
- США – 33,1 млн га;
- Бразилія – 18,1 млн га;
- Індія – 9,5 млн га;
- ЄС – 8,6 млн га;
- Мексика – 6,8 млн га;
- Нігерія – 6,5 млн га;
- Аргентина – 6,1 млн га;
- Україна – 4,9 млн га;
- Танзанія – 4,2 млн га.
Україна в цьому списку посідає дев’яте місце з площею 4,9 млн га або близько
3 %.
Інші країни займають 52,7 млн га.
1.2.3 Виробництво кукурудзи у світі
На рисунку 1.2 показані виробники кукурудзи в світі в процентах.
Виробництво кукурудзи у світі становило 1102 млн т у 2023 році. США та Китай
– лідери з виробництва: США – 347 млн т завдяки високій врожайності, а Китай – 254
млн т завдяки значній площі. Україна посідає шосте місце із 36 млн т або 3% від
загального обсягу світового виробництва. При найменшій посівній площі лідером
16
урожайності є Туреччина – 11,5 т/га. Майже однаковий результат у США та Канаді
(10,5 т/га та 10,0 т/га відповідно).
Частка кукурудзи на зерно серед усіх посівів сільськогосподарських становить
майже 18 %, тоді як рік тому на неї припадало 16,5 %, за загальної площі орних земель
27,3 млн га. За оцінками експертів ProAgro, 2023 року під кукурудзу на зерно буде
відведено 200 млн га, що є рекордним показником. За 20 років площа під кукурудзою
в світі збільшилася майже у 4 рази.
Рисунок 1.2 – Виробники кукурудзи в світі
Провідні експортери кукурудзи показані на рисунку 1.3.
17
Рисунок 1.3 – Провідні експортери кукурудзи
1.2.4 Виробництво кукурудзи в Україні
В Україні п’ята частина посівних площ зайнята під кукурудзою.
Упродовж останніх п’ять років Україна зміцнила свої позиції на міжнародному
аграрному ринку та впевнено перебуває у світовій десятці виробників зерна, ввійшла
до трійки лідерів з експорту зерна, поступаючись лише США та Європейському
Союзу. Основні поставки українського агросектору на світові ринки – це пшениця,
кукурудза і ячмінь, які сумарно становлять майже 3/4 всього зернового експорту
України.
Глобалізаційні умови сучасності й активізація євроінтеграції України вимагає
від вітчизняних аграрних товаровиробників високоякісної продукції, яку можна буде
реалізовувати на світовому продовольчому ринку. До того ж в умовах реалізації
проголошеного державою курсу на імпортозаміщення важливість розвитку аграрного
сектору не викликає жодних сумнівів. Водночас Україна має всі передумови для того,
щоб перетворитися на потужного світового гравця продовольчого ринку. По-перше,
це вигідне географічне та кліматичне становище, яке забезпечило Україні наявність
від 8 % до 9 % від світових чорноземів. По-друге, Україна має високі валові показники
виробництва й експорту агропродовольчої продукції. По-третє, не варто забувати про
18
висококваліфіковану робочу силу та низьку собівартість продукції. Завдяки цьому
дослідження тенденції розвитку вітчизняного агроекспорту та визначення місця
вітчизняних товаровиробників на світовому продовольчому ринку є надзвичайно
актуальними.
Зростання попиту на світовому ринку на зерно кукурудзи стало поштовхом для
національних виробників до збільшення виробництва продукції в нашій державі.
Підтвердженням цього є зростання за десятирічний період посівних площ під
культурою майже вдвічі, а також її експорту за межі країни ушестеро.
Україна значно збільшила виробництво зерна кукурудзи – з 11,9 млн тон у 2015
році до 35,5 млн тон у 2023-му, або на 298 %. З огляду на те, що кукурудза належить
до основної продовольчої продукції, яка йде на експорт, посівні площі за
досліджуваний період в Україні зросли більш як на половину – з 2,736 млн га до 4,974
млн га.
З огляду на динаміку виробництва кукурудзи за останні десятиліття, ринок став
одним із найбільш важливих та досить вагомих сегментів вітчизняної
агропродовольчої системи, посівши чільне місце як драйвер розвитку стратегічних
видів продукції поряд із пшеницею, соєю, соняшником, ріпаком та іншими
сільськогосподарськими культурами. Нині кукурудза є другою за площею посіву
сільськогосподарською культурою в структурі зернових після пшениці, що
безпосередньо формує експортний потенціал аграрної галузі країни та є основою
забезпечення її продовольчої й економічної безпеки. В останні роки (починаючи з
2013 року) кукурудза за обсягом валового виробництва серед усіх інших видів
сільськогосподарських культур посідає перше місце, випереджаючи навіть пшеницю
– беззаперечного та багаторічного лідера зернової галузі. Сьогодні складно уявити,
але в далекому вже для нас 2000 році вітчизняне виробництво кукурудзи становило
лише 3,8 млн тон, а торік досягло 35,5 млн тон, тобто зросло майже в 9,3 раз. Якщо
проаналізувати динаміку виробництва кукурудзи разом з іншими його складовими –
посівною площею й урожайністю, то можна побачити декілька важливих трендів та
тенденцій. Насамперед найбільш значущим є істотне підвищення рівня середньої
урожайності вирощування кукурудзи. Якщо у 2000 році середня урожайність
19
кукурудзи з 1 га сягала лише 3,01 т/га, то у 2019-му вона зросла до 7,2 т/га, або у 2,39
раз. Але найвища врожайність даної культури була зафіксована у 2018/2019-му і
сягнула 7,84 т/га.
Істотні зміни відбулися у зональному розміщенні посівних площ та структурі
виробництва. У 2000 році вся площа під кукурудзою в регіонах лісостепу поступалася
аналогічно до степу і була дуже незначною на Поліссі. Майже за 20 років до 2019
року відбулися суттєві зміни у зв’язку із зміною природно-кліматичних умов та
завдяки розвитку технології вирощування цієї культури. Минулого сезону прибрана
площа кукурудзи у господарствах регіонів лісостепу склала 2858 тис. га і вже
перевищувала аналогічні показники у степу (1158 тис. га) більш ніж удвічі. Аграрії
Полісся збільшили площу до 971 тис. га порівняно з 83 тис. га у 2000 році.
Динаміка виробництва кукурудзи в Україні у 2016/2017-2020/2021 показана на
рис. 1.4.
Рисунок 1.4 – Динаміка виробництва кукурудзи в Україні у 2016/2017-2020/2021
ТОП-5 областей з площ збирання кукурудзи:
- Полтавська – 662 тис. га;
- Чернігівська – 494 тис. га;
- Черкаська – 413 тис. га;
20
- Вінницька – 412 тис. га;
- Сумська – 407 тис. га.
Найбільш значущим є значне підвищення середньої врожайності вирощування
кукурудзи. У 2010 році цей показник становив 4,51 т/га та за 10 років збільшився в
1,5 раз до 7,19 т/га. При цьому він залишається на 31% нижчим за середню
врожайність у США.
ТОП-5 областей з урожайності:
- Хмельницька – 9,41 т/га;
- Волинська – 9,33 т/га;
- Тернопільська – 9,19 т/га;
- Вінницька – 8,67 т/га;
- Житомирська – 8,41 т/га.
1.3 Технологія виробництва цукрової кукурудзи
Цукрова кукурудза – культура вже далеко не нова, але достатньо
малопоширена, особливо на теренах колишнього СРСР та у Європі. Зокрема, за
статистичними даними кукурудзу цукрову на полях Європейського Союзу (ЄС)
вирощують лише у теплому кліматичному поясі на площі близько 73600 га. Попри те,
що цукрова кукурудза відома ще з 60-х років минулого століття, вона й досі
знаходиться на задвірках практично в усьому світі, крім, напевно, США. Детальної
статистики за даною культурою (облік площ вирощування, врожайності, попиту на
ринку, цінової політики тощо) у більшості країн світу не ведуть. Запит у ФАОСТАТ
(один із найбільш авторитетних і широких за охопленням статистичних даних ресурс
ООН) не дає жодної актуальної інформації про цукрову кукурудзу, у той час як
практично всі інші овочеві культури там представлені. Перегляд вітчизняного
статистичного щорічника дає інформацію лише по зерно-кормовій групі кукурудзи.
Цукрову кукурудзу консервують в основному цілими зернами, залитими
розсолом. Бланшовані качани системою транспортерів подають у машини для
21
зрізування зерен. Очищені зерна становлять від 30 % до 32 % маси не обчищених
качанів.
Для відокремлення домішок (уламки качанів кукурудзи, залишки шовковистих
ниток і листя, зернові оболонки) зрізані зерна направляють у мийно-очисну машину
з системою решіт і флотаційною сортувалкою, де легкі домішки і дефектні зерна
спливають. На стрічковому транспорті видаляють неоднорідні, пошкоджені зерна і
сторонні домішки. Зерна кукурудзи автоматичним наповнювачем фасують у жерстяні
банки місткістю 0,5 дм3 (зерна від 60 % до 65 %, заливи – від 40 % 35 %). Температура
заливи, яка містить 3 % кухонної солі і 3 % цукру, 85 °C. Стерилізація консервів
здійснюється при температурі від 116 °C до 130 °C від 10 хв до 50 хв. Для
виготовлення консервів із дроблених зерен качани не бланшують, видавлюють
ендосперм із оболонки зерен. Дроблену масу обчищають від домішок (шматочків
ниток, качанів) і зміщують з цукрово-сольовим розчином у такому співвідношенні:
дроблена маса від 70 % до 74 %, розчин цукру і солі від 30 % до 26 %. При цьому масу
підігрівають до температури від 80 °C до 85 °C. Добавлену масу температурою 85 °C
фасують жерстяні банки, закочують, стилізують і охолоджують.
У консервах із цілих зерен кукурудзи вміст не менший ніж 60 %, кухонної солі
від 0,8 % до 1,5 %. Хімічний склад консервів із кукурудзи дробленої і цілими зернами
відповідно: сухі речовини від 19 % до 13 %; загальний цукор від 5 % до 1,9 %;
клітковина від 0,4 % до 0,5 %; кислоти (у перерахунку на яблучну кислоту) 0,1 %;
зола від 1,3 % до 1,4 %.
Рисунок 1.5 – Вигляд консервів з цукрової кукурудзи в жерстяній тарі
22
Рисунок 1.6 – Вигляд консервів з цукрової кукурудзи в скляній тарі
План цеху по виробництву консервів з зеленого горошку та цукрової кукурудзи
показано на рисунку 1.7.
Кукурудза в качанах доставляється на приймальну дільницю в кузовах
автомобілів і в причепах до них. Об’єм кожного із них рівний – 16 м³, тобто одночасно
доставляється – 32 м³ кукурудзи. Тому об’єм нового бункера-накопичувача також
складає – 32 м³. Качани кукурудзи із автомобілів розвантажуються в два в бункери-
накопичувачі (поз. 1). Потім по транспортеру (2) і елеватору (3) качани потрапляють
в очищувач качанів «Хаскер» (4). Очищені качани транспортером (5) подаються на
інспекційний транспортер (6), де відбувається відбір некондиційних качанів та
бадилля.
23
Рисунок 1.7 – Цех по виготовленню консервів зеленого горошку та кукурудзи
делікатесної на ЧВП ТОВ «Віджи Продакшн» ГК «Верес»
Потім качани потрапляють на скребковий елеватор (7) і передаються на
розподільчий транспортер (8). по обидві сторони якого встановлені 12
зернозрізувальних машини «Кутер» (10), де відбувається зрізання зерна з качанів.
Потім зерна кукурудзи за допомогою гідро-транспортерів подаються на лінію
підготовки зерна для фасування в консервні банки. Зрізані зерна кукурудзи
потрапляють в флотаційну мийну машину (21) і елеватором подаються в бланшувач
24
(23), охолоджувач (24), вібраційний селектор (25), і елеватором (26) подаються в
повітряний сепаратор (27). Очищене зерно проходить завершальний контроль на
інспекційному транспортері (28), і елеватором (29) подається в машину для
наповнення (30) і транспортерами (31) на машини для закручування банок. Потім
банки потрапляють в автоклавне відділення, де стерилізуються в вертикальних
автоклавах (40) і горизонтальних автоклавах (50) і пакуються на полетоукладчиках
(48) на піддони.
Консервні банки укладаються на полети і перевозяться на склад.
Обрізані качани кукурудзи потрапляють на транспортери для виносу відходів
(12 і 13) і подаються на подрібнювач (14). Подріблені відходи елеватором подаються
в бункер (17). З таблиці № 1.1. видно, що кількість відходів складає близько 16 т/год.
Бункер для відходів розрахований на цю кількість, то ж простої обладнання
виключені. Відходи з бункерів вивозяться на корм великій рогатій худобі тими ж
автомобілями з причепами в яких доставляється качани на приймальну дільницю з
поля.
Таблиця 1.1 – Вихід напівфабрикатів цукрової кукурудзи по процесам
№ Втрати та відходи Потрапило на
п/ Найменування процесу
% кг наступну операцію
п
1 Приймання та зберігання – – 2400
2 Чищення початків 30 – 32 7680 16320
3 Інспекція початків 7 1680 14640
4 Зрізання зерна 18 4320 10320
5 Миття зерен 6 1440 8680
6 Бланшування 2 480 8400
7 Охолодження 2 480 7920
8 Повітряна флотація 1 240 7680
9 Інспекція зерна 1 240 7440
10 Фасування 1 240 7200
11 Закупорювання 70 16800 7200
1.4 Технічні вимоги та умови на сировину, напівфабрикати і готову
продукцію при виробництві консервів «Кукурудза цукрова»
25
Дана робоча технологічна інструкція використовується при виробництві
консервів стерилізованих «Кукурудза цукрова» з кукурудзи цукрових сортів.
1.4.1 Приймання та зберігання сировини
Свіжу цукрову кукурудзу в качанах доставляють на завод автомобільним
транспортом не пізніше ніж через 6 годин після збору і відразу направляють на
переробку. Приймання кукурудзи здійснюють партіями, одного ботанічного сорту.
Всі дані стосовно прийнятої сировини реєструються в «Журналі приймання
сировини» (Ф-7.5/1-10). При переробці необхідно обов'язково дотримуватися
черговості надходження сировини. Качани кукурудзи на переробку приймаються в
бункери, оснащені в днищі транспортером для рівномірної подачі качанів. Довжина
качана (озеленена частина, без обгортки) не менше 160 мм, з довжиною плодоніжки
не більш 20 мм. Вологість зерна повинна бути від 72 % до 69 %.
1.4.2 Підготовка сировини, заливи та тари
Інспекція
З бункерів качани кукурудзи подаються на два стрічкові транспортери (кожен
транспортер обслуговується двома бункерами). На транспортерах качани кукурудзи
інспектують, при цьому видаляють залишки стебел, сторонні предмети. Після
інспекції за допомогою двох похилих скребкових транспортерів і далі ковшовим
елеватором кукурудза по подається на Хаскер №1. Для завантаження Хаскера №2
додатково встановлений поперечний стрічковий транспортер, на який поступає
сировина через люк від скребкових транспортерів.
Очищення качанів кукурудзи від покривного листя
На Хаскері відбувається очищення качанів від покривного листя, якість
очищення регулюється кутом нахилу очисних вальців. Кут нахилу очисних вальців
встановлюється та регулюється слюсарем на зміні, якість очистки контролюється
технологом зміни. З Хаскера стрічковим транспортером очищені качани подаються на
інспекційний транспортер, де проводять інспекцію качанів, відбраковують качани
уражені сільськогосподарськими шкідниками, несформовані качани і т. д.
Обрізання зерен
26
Підготовлені качани подаються оператором лінії на машини «Кутер», де
відбувається обрізання зерна з качанів. Зріз зерна повинен бути рівномірним, без
вирваних зерен по всій циліндричній поверхні на 2/3 висоти зерна, а зародок повинен
залишатися на качанах. Глибину зрізу регулюють слюсарі зміни залежно від висоти
зерна і діаметру качана. Фактична продуктивність «Кутера» залежність від
кваліфікації і навиків роботи оператора. Кожну годину змінний слюсар проводить
перевірку якості зрізу і при необхідності проводить налагоджування або заточування
ножів. На протязі зміни раз в годину технолог проводить контроль подачі качанів на
кутер і якість зрізу зерна і записує в «Журналі контролю якості зрізу зерна» (Ф-7.5/1-
11).
Відходи від «Кутерів» і «Хаскерів» за допомого стрічкових транспортерів і
елеватора подаються па дві дробарки. Подрібнена маса за допомогою двох стрічкових
транспортерів та скребкового транспортера подається на бункери, з яких забирається
автомашинами. Зрізані зерна по гідравлічному транспортеру подають в флотаційну
мийну машину.
Оператор, який обслуговує флотаційну мийну машину, регулює рівномірність
подачі зерна кукурудзи, вмикає подальше обладнання.
Миття і очищення
Мийна машина флотації призначена для миття зерен кукурудзи і відділення
домішок з більшою питомою вагою ніж у води, а також відділення спливаючих
домішок. Завантажені зерна кукурудзи захоплюються потоком води. Важкі домішки
осідають на дні ванни. Плаваючі на поверхні домішки прямують в переливний канал.
Зерна кукурудзи з домішками подаються водяним елеватором в барабан, що
обертається. У барабані зерна кукурудзи з домішками відділяються від води. Вода,
відокремлена в барабані, збирається в збірнику. Циркуляція мийної води виконується
відцентровим насосом. Зерна кукурудзи потрапляють в барабан спочатку на сито з
подовжньою перфорацією шириною 3 мм, де відділяються домішки менші 3 мм. У
другій половині барабана з перфорацією 30x30 мм відділяються домішки більші 30
мм, тобто шматочки стержнів кукурудзи. Видаляються вони на виході з флотації.
Очищені зерна потрапляють на елеватор «Гусяча шия», який подає зерна на апарат
27
для бланшування. Оператор здійснює видалення відходів з машини для флотації і
стежить за її справною роботою, технолог контролює наявність зерен кукурудзи в
відходах. У випадку коли завантаженість лінії перевищує потужність машини (4 т/год)
для підготовки сировини запускають ще одну лінію.
Бланшування
Очищені зерна кукурудзи потрапляють на транспортер тину «Гусяча шия», який
подає кукурудзу на апарат для бланшування. Зерна кукурудзи бланшують у водяних
барабанних апаратах для бланшування безперервної дії згідно режимів вказаних в
табл.1.2. Регулювання тривалості бланшування здійснюється за допомогою варіатора
або багатоступінчастої пасово-ремінної передачі. Настроювання апаратів для
бланшування на необхідну тривалість бланшування відповідно до необхідного
режиму здійснюється перед початком переробки за допомогою закладки в барабан
апаратів для бланшування металевої кулястої болванки і корегування часу
переміщення її в барабані за допомогою регулювання варіатором або
багатоступінчастої пасово-ремінної передачі. Контроль налаштування ходу апаратів
для бланшування здійснює технолог зміни і мікробіолог лабораторії. Температура
бланшування фіксується термографом на термограмі. Оператор лінії здійснює
регулювання температури бланшування, слідкує за рівнем води в апаратів для
бланшування, стежить за справною роботою апаратів для бланшування і
лабіринтового охолоджувача.
Таблиця 1.2 – Температура бланшування в залежності від вологості кукурудзи
№ Вологість
Тривалість бланшування Температура бланшування, С0
п/п кукурудзи, %
1 3 – 4 80 70 – 72
2 3 – 4 85 – 90 69
Охолодження
Бланшовані зерна кукурудзи для уникнення випадання крохмалю в готову
продукцію охолоджують в лабіринтовому охолоджувачі з подальшим зрошуванням в
душовому пристрої вібраційного селектора до температури від 30 0С до 35 0С. На
28
вібраційному селекторі кукурудза додатково очищається від домішок розміром
меншим 3 мм та більшим 3 мм. Процес охолодження на протязі зміни контролює
технолог шляхом вимірюваним температури відібраних проб (не рідше 1 разу у 2
години), результати реєструються в «Журналі контролю технологічних процесів»
(форма довільна).
Очищення зерен кукурудзи на повітряному селекторі
Після вібраційного селектора елеватором «Гусяча шия», зерна кукурудзи
поступають на вібраційний стіл, на якому відбувається рівномірний розподіл по
товщині шару для подачі на повітряний селектор. Також на вібраційному столі
додатково відділяються дрібні рослинні домішки, залишки оболонок кукурудзи. З
вібраційного столу зерна кукурудзи поступають на повітряний селектор для
видалення легких зерен, порожніх оболонок, легких домішок рослинного
походження. Оператор лінії здійснює видалення відходів з повітряного селектора,
стежить за його справною роботою і рівномірною подачею зерен кукурудзи з
вібраційного стола. Технолог контролює наявність цілих якісних зерен кукурудзи у
відходах. При необхідності технолог дає вказівки по налаштуванню швидкості,
рівномірності потоку зерен кукурудзи для забезпечення очищення та запобігання
потрапляння якісної сировини у відходи.
Інспекція
Після повітряного селектора зерна кукурудзи поступають на інспекційний
стрічковий транспортер. На інспекційному стрічковому транспортері відбирають
легкі зерна, зерна пошкоджені хворобою та шкідниками, сторонні домішки. Зерна
кукурудзи на інспекційному стрічковому транспортері повинні бути розподілені
рівномірно тонким шаром. Швидкість руху стрічки транспортера від 6 м/хв до 9 м/хв
і відповідати паспортним даним лінії та її продуктивності. Кількість працівників
зайнятих на інспекції залежить від очищення сировини від домішок на попередніх
етапах і повинна забезпечувати якісну інспекцію. Майстер і технолог постійно на
протязі зміни контролюють виконання даного технологічного процесу та у разі
необхідності (при кількості домішок, що не дозволяє провести якісну інспекцію)
дають вказівки для налаштування обладнання на попередніх етапах, зміни
29
завантаженості лінії і ш. У випадку коли завантаженість лінії не дозволяє провести
якісну інспекцію для підготовки сировини запускають ще одну лінію.
Приготування заливи
Заливу готують у вакуум-апаратах з неіржавіючої сталі з паровою подушкою на
воді, заздалегідь пом’якшеній і очищеній від домішок заліза. Для рівномірного
розчинення солі і цукру у воді застосовують механічні мішалки. Перед подачею на
фасування залива проходить механічний фільтр і відстійник для видалення
механічних забруднень, що містіться в солі і цукрі. Перевірку та промивання
механічного фільтра і відстійника здійснюють раз на добу. Температура заливи при
фасуванні повинна бути не нижче 85 °С. Температура заливи контролюється
термографом, процес фіксується на термограмі. Оператор для варіння проводить
додавання до підготовленої води інгредієнтів згідно рецептури і стежить за справною
роботою вакуумних апаратів.
Підготовка тари
Металеву тару готують відповідно до вимог «Інструкції підготовки тари і
кришок». Полети з банкою подають на депалетайзер. Жерстяна банка з депалетайзера
подається на машину для шпарки, де відбувається обробка банки гострою парою на
протязі від 2 с до 4 с.
1.4.3 Виготовлення консервів
Фасування і укупорювання
Готова залива поступає в банки перед наповнювачем зерен кукурудзи за
допомогою дозатора душового типу з отворами діаметром 4 мм розташованим у один
ряд. Контроль дозування заливи в банки постійно на протязі зміни за допомогою
зважування здійснюють технолог і оператор, який обслуговує наповнювач.
Зерна кукурудзи фасують за допомогою наповнювача об’ємного типу. При
наповненні банок необхідно дотримувати співвідношення складових частин
показаних в таблиці 1.3.
Перед початком роботи і періодично під час роботи (не рідше 1 разу на годину)
технолог, мікробіолог контролюють масу нетто і співвідношення складових частин в
30
банці і дані записують в «Журналі герметичності тари» К-6 (технолог), та в «Журнал
зауважень» (мікробіолог).
Таблиця 1.3 – Співвідношення складових частин в банках
№ Кукурудза цукрова Зерна кукурудзи 260 – 265 г
п/п Маса нетто – 425 г Залива 165 – 165
1 Кукурудза вакуумована Зерна кукурудзи 285 – 290г
2 Маса нетто – 425 г Залива 50 – 55 г
Заповнені банки поступають на машини для закатування. Банка укупорюєься
подвійним закаточним швом. Для укупорювання кукурудзи використовуються
вакуумні закаточні машини КЗК–84, в клінчері яких відбувається попереднє
підвертання кінців роликами першої операції з подальшим остаточним закатуванням
банки у вакуумній камері при вакуумі 0,7 атм. Вакуум на машині постійно контролює
оператор закаточної машини. Технолог один раз в годину перевіряє наявність
вакууму в банці, який повинне бути не менше ніж 0,5 атм. Дані занисуються в
«Журналі герметичності тари». У випадку виявленні недостачі вакууму
встановлюють причини і приймають заходи до її усунення. Після укупорювання
проводять зовнішній огляд банок, при цьому відбраковують банки з дефектом
закаточного шва. Контроль герметичності закаточного шва перевіряється на тестері
один раз в дві години і після кожного заклинювання банки в закаточних роликах та
заклинювання планшайби.
Контроль здійснює технолог зміни спільно з слюсарем налагоджувальником.
Дані записуються в «Журналі герметичності тари» К6. У випадку виявлення не
герметичності банок встановлюють причини і приймають заходи для її усунення.
Стерилізація
Закатані банки після закатувальної машини автоматично перевертаються вверх
дном та подаються по транспортеру на укладання в корзини. Укладання банок в
корзини здійснюють на автоматичному укладачі банок оператори лінії. При укладанні
банок в корзини оператори лінії перекладають шари банок прокладками, слідкують
за заповненням корзин. Корзини подаються на стерилізацію.
31
Стерилізацію продукції проводять в горизонтальних автоклавах згідно режимів
стерилізації, що надаються завідувачем лабораторії. Процес стерилізації фіксується в
«Журналі стерилізації консервів» К-8. Час між закупорюванням і стерилізацією
консервів не повинен перевищувати 30 хв. Стерилізатори заповнюють виробничі
паспорти на кожну автоклавну варку, вказуючи ботанічний сорт кукурудзи, торгову
марку кукурудзи, число і зміну, початок і закінчення завантаження корзини, час
початку стерилізації, № автоклава і № варки, прізвище змінного майстра і
стерилізатора. Всі занесені дані на паспорті перевіряються технологом зміни. При
порушенні режимів стерилізації за рішенням керівництва продукція
перестерилізовується, повертається на повторну переробку або списується як брак,
актом.
Режими стерилізації показано в таблиці 1.4.
Таблиця 1.4 – Стерилізацію проводять у автоклавах за такими режимами
Стерилізація
Найменування консервів Вид тари
Температура, °С Тривалість, хв
Кукурудза «Верес» Ш–66–500 120 25–30–25
Далі протягом 5 хвилин – поступове зниження тиску до атмосферного.
Припустимі відхилення дійсних значень від номінальних не повинні
перевищувати: температури стерилізації – ±1 °С, тиску – ±10 кПа (0,1 кгс/см2).
Таблиця 1.5 – Зміна тиску та температури в процесі стерилізації
Тривалість Температура води в Тиск в автоклаві
стерилізації, хв автоклаві, °С кПа кгс/см2
0 60 0 0
5 75 39 0,4
10 90 78 0,8
15 100 117 1,2
20 110 157 1,6
25 – 30 120 196 2,0
70 105 196 2,0
75 90 157 1,6
80 75 117 1,2
85 60 78 0,8
32
90 40 39 0,4
Після стерилізації банки вивантажуються з автоклавів, розбраковуються,
миються, шпаряться, висушуються або обтираються ганчірками та подаються на
етикетування.
Сушка та палетування
Після закінчення стерилізації банки поступають на вивантажувач, де
відбувається вивантаження банок з корзин. Після вивантаження банка за допомогою
пластинчастого транспортера поступає в машину для сушки банок, де банки спочатку
обдуваю і вся холодним, а потім гарячим повітрям для видалення вологи, що
залишилася після стерилізації. Після сушки, перед формуванням в налети на
палетайзері, банка проходить по транспортеру де оператор лінії проводить сортування
банок на вигляд (бомбаж і недокат на швах). Ці банки відсортовуються і йдуть на
утилізацію.
Палетування проводиться згідно «Інструкції по формуванню та обмотуванню
полет з неетикованою продукцією на заводах Черкаського регіону». Палетайзер
формує налети в кількості 1560 шт. На кожен палет наклеюють виробничий паспорт з
однієї сторони, а на інші 3 сторони виписують і наклеюють копії виробничого
паспорта для зручності ідентифікації партії при зберіганні в складі. Палети
нумеруються, на них наклеюються палетувальні паспорти, дані записуються в
«Журналі готової продукції» (Ф-7.5/1-01) і по накладній здаються в склад готової
продукції.
Для запобігання змішування різних сортів в процесі переробки, кожен сорт
кукурудзи переробляють тільки після закінчення переробки попереднього, або
переробку здійснюють на паралельній лінії, стерилізацію різних сортів проводять в
окремих автоклавах. Технологи відповідають за ідентифікацію готову продукцію в
процесі переробки.
Всі зупинки лінії в процесі роботи фіксуються майстром зміни в «Журналі
простою обладнання» (форма довільна) та в журналах механічної служби
(відповідальний головний механік). Готові банки після етикетування вкладаються в
33
піддони з гофрованого картону і формуються в блоки, Пакування в блоки проводять
вручну, після чого їх подають в термоусадочну машину.
Для пакування банок в блоки використовують термоусадочну плівку згідно
ДСТУ 8421:2015 «Плівки полімерні пакувальні. Загальні технічні умови».
Наприклад кількість банок у блоці становить:
для банки ІІІ-66-500: для банки Ш-82-720:
по довжині – 4 по довжині – 3
по ширині – 3 по ширині – 2
по висоті – 1 по висоті – 1
Всього 12 шт. Всього 6 шт.
Блоки формують у групову упаковку за допомогою піддона та поліетиленової
плівки, обмотуючи нею піддони кілька разів. Кількість блоків у груповій упаковці:
для банки Ш-66-500: для банки Ш-82-720:
по довжині – 3 по довжині – 4
по ширині – 4 по ширині – 4
по висоті – 7 чи 8 по висоті – 6
Всього 84 чи 96 бл. Всього 96 бл.
Пакування та маркування здійснюються за ГОСТ 13799-80.
Зберігання
Консерви «Кукурудза цукрова» та «Кукурудза вакуумована» зберігають на
дерев’яних піддонах висотою не більше 3 ярусів при температурі від 0 до + 25 °С та
відносній вологості повітря не більше 75 %, термін зберігання з дня виготовлення
становить 24 місяці.
1.4.4 Вимоги санітарні та техніки безпеки
Санітарний режим виробництва відповідає «Санітарним правилам для
підприємств, які виробляють овоче-фруктові консерви, сушені фрукти, овочі і
картоплю, квашену капусту та солоні овочі», затвердженими 30.12.94.
34
Технологічне обладнання піддається санітарній обробці відповідно до вимог
діючої «Інструкції по санітарній обробці технологічного обладнання на
плодоовочевих консервних підприємствах» від 01.12.83.
Санітарно-технічний контроль консервів здійснюється відповідно до діючих:
- ДСТУ 4124:2002 «Продукти перероблення плодів та овочів. Правила
приймання, методи відбирання проб»;
- ДСТУ ГОСТ 30425:2008 «Консерви. Метод визначення промислової
стерильності» (тривалий час був і залишається базовим технічним стандартом для
визначення якості стерилізації та виявлення браку/бомбажу).
1.4.5 Метрологічне забезпечення
Метрологічне забезпечення приведено в таблиці 1.6.
Таблиця 1.6 – Метрологічне забезпечення технологічного процесу
Найменування Діапазон Найменування Тип Технічна
параметрів вимірюва засобів характеристи
ння вимірювання ка
Контроль закладки 0,1 – 10 Ваги настільні Р10Ц13У Межі
компонентів кг вимірювання
0 – 10 кг
1.
10 – 100 Ваги циферблатні А–1242/72144 Межі
кг вимірювання
10 – 200 кг
Вимірювання 80 – 90 Термометр ТТЖК Межі
температури води °С показуючий вимірювання
(при бланшуванні) 0 – 200 °С
температура 85 °С Термометр ТКП–160 Межі
2. розфасовки показуючий вимірювання
готової продукції конденсаційний 0 – 200 °С
температура води д о 6 5 °С Термометр ТКП–160 Межі
при митті банок показуючий вимірювання
конденсаційний 0 –200 °С
Контроль та 120 °С Контрольно- КСПЗ–П -
реєстрація реєстраційний
3. температури при самопишучий
стерилізації пристрій
консервів
п/ п
35
Контроль тиску 0,18 – 0,2 Манометр Межі
пари при МПа пружинний вимірювання
4. стерилізації 0,24 – 0,3 показуючий 0 – 0,4 МПа
МПа 0 – 4 кгс/см2
2,4 –2,7
кгс/см2
1,8…2
1.5 Будова і принцикпг дс/ісї мб2у нкера-накопичувача БН-30
Креслення бункера показано на листах графічної частини кваліфікаційної
роботи бакалавра.
Бункер складається з наступних основних вузлів: каркасу зварної конструкції;
привідної станції з ланцюговою передачею; приводного валу; натяжної станції з
привідним валом; настилу пластинчатого; борта переднього.
Каркас служить основою, на якому кріпляться решта вузлів. Каркас може бути
цілісним, якщо він виготовляється на місці монтажу, чи рознімним, якщо його
потрібно перевозити автотранспортом до місця монтажу. В такому випадку він буде
складатися з 2 частин, які з’єднуються на місці монтажу болтами, шайбами та
гайками. Каркас виготовляється із профільного матеріалу (швелери, труби
прямокутні та інші) які з’єднуються зварюванням.
Привідний вал призначений для привода в рух пластичастого настилу, який є
рухомим днищем бункера. Повідний вал складається із власне самого валу,
підшипникових вузлів, двох зірочок для пластинчатих ланцюгів настилання, і
приводної зірочки. З ціллю зменшення ваги сам вал виготовляють зварним: опорні
кінці валу виготовляють із круга 140 (сталь 45), а середня частина валу – із стальної
труби Ø 140×12. Підшипниковий вузол складається із корпусу і підшипника № 36324
з розмірами = 120 мм, = 260 мм, = 55 мм і гвинта натяжного. Корпус
підшипника представляє собою зварену конструкцію у вигляді полозків, що
дозволяють з допомогою гвинта вивіряти паралельність привідного і натяжного валів
та натягів тягових ланцюгів. Привод складається із електродвигуна, редуктора і
ланцюгової передачі з передавальним співвідношенням = 2,8.
36
Передній борт призначений для утримання верхніх шарів кукурудзи при
розвантажуванні бункера-накопичувача. Він представляє собою сталеву раму, оббиту
з однієї сторони листом, яка шарнірно кріпиться до передньої частини бункера-
накопичувача. До нижчої частини рами кріпляться 2 стальних канати, кінці яких
перекинуті через поворотні блоки. До інших кінців канатів кріпляться 2 противаги
для притиснення борта до передньої частини бункера. Противага представляє собою
шматок труби Ø 300 мм, заглушеної знизу, до якої засипають пісок, від ваги якої і
залежить опір борта і утримання верхніх шарів кукурудзи.
Вибираємо мотор-редуктор МЦ-63–355 КУ3 ДСТУ 2281-93.
Технічна характеристика мотор-редуктора:
Допустимий крутний момент на вихідному валу кр = 55,4 Н · м;
Допустиме радіальне навантаження на вихідному валу = 981 Н;
Тип електродвигуна АИР100L64 (А100L6У3);
Потужність електродвигуна – 2,2 кВт;
Число обертів вихідного валу – 1,9 хв−1;
Передатне відношення – 746,01;
Число оборотів =950 хв−1;
Вага мотор-редуктора = 54 кг.
Ланцюгова передача складається із зірочок 1 = 15 і 2 = 42 і приводного
двохрядного ланцюга – 2ПР-44,45-25400.
Натяжний вал складається із власне валу, двох підшипникових вузлів, двох
зірочок та двох гвинтів, за допомогою яких проходить натяг пластинчастих ланцюгів.
Настил пластинчастий складається із двох пластинчастих ланцюгів кроком =
100 мм. До зовнішніх пластин ланцюгів приварюються тримачі (кутник 63×63) до
яких за допомогою болтів кріпляться швелера № 12. До полиць кожного швелера
приварюються кутники 36×36×4 для перекриття простору між сусідніми швелерами.
Відстань між осями сусідніх швелерів складає = 200 мм. Ширина пластини,
утвореною швелером і кутниками буде 1 = 192 мм, а проміжок між пластинами =
8 мм. Цей проміжок збільшується до 40 мм при обгинанні зірочок і туди можуть
потрапляти качани кукурудзи, які потім роздавлюються, щоб це не відбувалося, до
37
одного із кутників, кожної пластини кріпляться болтами гнучка транспортерна
стрічка ( = 5 − 6 мм), яка перекриває цей проміжок.
Бункер-накопичувач назначений для прийому та подачі кукурудзи на лінії
переробки. Продуктивність качаноочищувача «Хаскер» = 12 т/год. Для
рівномірного завантаження «Хаскера» необхідно, щоб всі транспортери та елеватори,
котрі стоять перед «Хаскером», мали таку ж продуктивність. Формула
продуктивності бункера (, т/год):
= 3600 · · · · , (1.1)
де – швидкість руху настилу пластинчастого, с−1;
– насипна маса, т/м3;
– розрахункова площа перерізу вантажу між полотном і бортом, м2;
– коефіцієнт завантаження стрічки, = 0,85.
Розрахункова площі перерізу вантажу між полотном і бортом:
= · ℎ, (1.2)
де – ширина настилу пластинчастого бункера, = 0,8 м;
ℎ – висота шару кукурудзи, ℎ = 0,15 м;
Швидкість руху стрічки з скребками виходячи з формули продуктивності:
12000
= = ≈ 0,055 с−1 ≈ 3,26 хв−1,
3600 · · ℎ · · 3600 · 0,8 · 0,15 · 600 · 0,85
де – швидкість руху стрічки з скребками, хв−1;
– насипна маса, т/м3;
Швидкість стрічкового транспортера, який подає кукурудзу від бункера-
накопичувача на елеватор буде, при ширині стрічки = 1,2 м і ℎ = 0,2 м:
38
12000
= = ≈ 0,05 с−1 ≈ 3,06 хв−1,
3600 · · ℎ · · 3600 · 1,2 · 0,2 · 600 · 0,85
Для рівномірної загрузки «Хаскера» необхідно, щоб роботою транспортних
засобів, які розміщені перед «Хаскерем» керував оператор, який знаходиться біля
«Хаскера» і вмикає і вимикає зі свого спостережного пункту. Але на кожній одиниці
обладнання повинні бути свої кнопки вмикання і вимикання машин.
1.6 Монтаж, експлуатація та ремонт бункера-накопичувача.
Згідно проекту реконструкції ділянки прийому цукрової кукурудзи
передбачається демонтаж частини обладнання та металоконструкцій. Для демонтажу
цього обладнання необхідно використовувати автокран вантажопідйомністю не
менше 10 т. Необхідно також мати пропано-кисневі різаки, електричні болгарки,
дрилі, набір слюсарних інструментів.
Для транспортування демонтованого обладнання та металоконструкцій
необхідно мати автонавантажувачі та електронавантажувачі.
З початку необхідно знеструмити всю ділянку, демонтувати електропроводи і
електроприлади. Уточнити наявність підземних комунікацій (каналізація,
газопроводи, електрокабелі) і прийняти рішення про їх перенесення чи глушення.
Демонтоване обладнання вивозиться із зони монтажу на спеціальну ділянку.
Після звільнення майданчика від не потрібного обладнання проводять роботи
по скороченню довжини інспекційних транспортерів від. L = 13000 до L1 = 10000.
Потім розмічають місце під залізобетонні приямки для нових бункерів-
накопичувачів БН-30. Після розмітки екскаватором викопують котловани для
приямків глибиною не менше 2,5 метри. Потім приступають до будови
залізобетонних приямків згідно будівельних креслень. При цьому на початку в
викопаних котлованах улаштовують піщані подушки товщиною не менше 300 мм.
На піщаній подушці виготовляють зварну сітку із арматури (діаметром 12 мм)
для днища приямків. Заливають арматурний каркас бетоном і дають витримку не
39
менше 14 днів для застигання бетону. Після цього ведуться роботи по влаштуванні
арматурного каркасу стінок приямків и потів встановлюється опалубка і робиться
заливка бетоном стін приямок. Після цього дається час не менше 21 дня становлення
міцності бетону.
Одночасно з влаштуванням залізобетонних приямків можна приступати до
виготовлення каркасу бункера-накопичувача БН-30. На вільному майданчику
(недалеко від приямків) ведуться роботи по збиранню та зварюванню каркасу згідно
креслення. В цей же час розміщують заказ в механічній майстерні на виготовлення
таких деталей, як вали, зірочки, корпуси підшипників і інших деталей. Якщо
виготовлення каркаса відбувається біля залізобетонних приямків, то його роблять
цілісним, чим скорочується витрати матеріалів і зменшується трудомісткість
виготовлення бункера. Після виготовлення каркасу проводиться збирання решти
вузлів бункера згідно креслення Проводять ґрунтовку та фарбування
металоконструкції. Потім за допомогою автокрана бункер-накопичувач опускається
в приямок і відбувається його вивірення по горизонталі та вертикалі, перевіряють
проектне положення згідно креслення.
Після цього виконують монтаж скребкових елеваторів їх вивірення і
закріплення та встановлення лотків для передачі кукурудзи між обладнанням.
Потім проводять монтаж електричної частини обладнання і підключення
енергії. Після цього проводять обкат приладів вхолосту (без навантаження) на протязі
8 годин. Складається акт на проведення випробування приладів вхолосту.
Випробування під навантаженням проводять при першому надходженню кукурудзи
и обладнання під навантаженням повинно пропрацювати не менше 72 годин.
Складається акт проведених випробовувань, підписується комісією і з цього моменту
обладнання вважається здане в експлуатацію.
1.7 Науково-дослідна робота
40
В науково-дослідній роботі (НДР) розглянуто дослідження залежності
продуктивності бункера-накопичувача від швидкості руху настилу, від насипної маси
вантажу та площі перерізу вантажу між полотном і бортом (формула 1.1).
Швидкість руху настилу:
= (1.3)
3600 · · ·
Насипна маса вантажу:
= (1.4)
3600 · · ·
Площа перерізу вантажу між полотном і бортом:
= (1.5)
3600 · · ·
Дані розрахунків занесені в таблиці 1.7, 1.8 та 1.9.
Таблиця 1.7 – Залежність продуктивності від швидкості руху настилу
№ п/п Швидкість руху настилу, м/с Продуктивність бункера, т/год
1 0,031 6,9
2 0,036 8,0
3 0,041 9,1
4 0,046 10,1
5 0,050 11,1
6 0,055 12,1
7 0,060 13,2
8 0,065 14,3
Таблиця 1.8 – Залежність продуктивності від насипної маси вантажу
№ п/п Насипна маса вантажу, т/м3 Продуктивність бункера, т/год
1 0,340 6,9
2 0,395 8,0
3 0,450 9,1
41
4 0,500 10,1
5 0,550 11,1
6 0,600 12,1
7 0,655 13,2
8 0,710 14,3
Таблиця 1.9 – Залежність продуктивності від розрахункової площі перерізу
вантажу між полотном і бортом
Розрахункова площа перерізу
№ п/п 2 Продуктивність бункера, т/год
вантажу між полотном і бортом, м
1 0,07 6,9
2 0,08 8,0
3 0,09 9,1
4 0,10 10,1
5 0,11 11,1
6 0,12 12,1
7 0,13 13,2
8 0,14 14,3
З таблиць видно, що для продуктивності бункера-накопичувача 12,1 т/год
швидкість руху настилу 0,055 м/с; насипна маса вантажу 600 кг/м3; розрахункова
площа перерізу вантажу між полотном і бортом 0,12 м2.
1.8 Технічна пропозиція
На рис. 1.8 показана схема приймання неочищених початків цукрової
кукурудзи до удосконалення.
42
1 – естакада; 2 – стрічковий
транспортер;3 – елеватор;
4 – машина для чищення
початків кукурудзи; 5 – місце
знаходження оператора;
6 – площадка для
обслуговування
Рисунок 1.8 – Схема приймання
неочищених початків цукрової
кукурудзи до удосконалення
На рис. 1.9 показана схема приймання неочищених початків цукрової
кукурудзи після удосконалення.
1 – естакада бетонна;
2 – стрічковий транспортер;
3 – елеватор; 4 – машина для
чищення початків кукурудзи;
5 – місце знаходження
робітника; 6 – естакада
металева для автомобілів;
7, 8 – приймальний бункер-
накопичувач
Рисунок 1.9 – Схема приймання неочищених початків
цукрової кукурудзи після удосконалення
1.9 Розрахунок бункера-накопичувача
1.9.1 Конструктивний розрахунок бункера-накопичувача
43
Схема до конструктивного розрахунку бункера-накопичувача показана на рис.
1.11.
L=10900
a=3000
500
b=1600
500 L1=10000 400
Рисунок 1.10 – Схема до конструктивного розрахунку бункера
Середня довжина верхньої частини бункера:
+ 1 10,9 + 10
ср = = = 10,45 м,
2 2
де – довжина верхньої частини бункера зверху = 10,9 м.
1 – довжина верхньої частини знизу бункера 1 = 10 м.
Об’єм верхньої частини бункера:
+ 3 + 1,6
в = ( ) ℎ · ср = · 1 · 10,45 ≈ 24 м3,
2 2
де – ширина верхньої частини бункера, = 3 м;
– ширина нижньої частини бункера, = 1,6 м;
ℎ – висота верхньої частини бункера, ℎ = 1 м;
ср – середня довжина верхньої частини бункера, ср м.
Середня довжина нижньої частини бункера:
a1=180
B1=180
1600 h=1000
44
( − 0,5) + 1 (10,9 − 0,5) + 10
ср = = = 10,2 м,
1 2 2
Об’єм нижньої частини бункера:
1 + 1 0,8 + 0,18
н = · · ср = · 1,6 · 10,2 ≈ 8 м3,
2 1 2
де 1 – висота нижньої частини бункера, 1 = 0.8 м;
1 – висота нижньої частини бункера, 1 = 0,18 м;
Повний об’єм бункера-накопичувача:
= 1 + 2 = 24 + 8 = 32 м3,
З метою запобігання розсипання початків кукурудзи стінки бункера збільшуємо
на 400 мм.
1.9.2 Розрахунок потужності приводу бункера-накопичувача
Для визначення потужності привода використовуємо метод обходу по точкам
контуру пластинчатого транспортера бункера. Схема до розрахунку потужності
привода бункера накопичувача показана на рис. 1.11.
Визначаємо погонні навантаження від маси кукурудзи і самого настилу.
Маса кукурудзи в бункері буде:
= · = 32 · 550 = 17600 кг = 16 т,
де – насипана маса кукурудзи 500 − 600 кг/м3, приймаємо = 550 кг/м3.
45
4
3
3о26'
1
2
L=10000=10 м 400
Рисунок 1.11 – Схема до розрахунку потужності привода бункера-накопичувача
Погонне навантаження від кукурудзи:
17600
п = = 1760 кг/м,
10
Погонне навантаження від настилу:
0 = 1 + 2 + 3 + 4 + 5,
де 1 – маса одного погонного метра двох тягових ланцюгів з кроком = 100мм;
2 – маса п’яти швелерів №12;
3 – маса десяти кутиків 36х4;
4 – маса 5 полос 30х 4;
5 – маса 5 полос 15х4.
Маса одного погонного метра двох тягових ланцюгів:
1 = л · 1 = 18,3 · 2 = 36,6 кг,
де л – маса одного погонного метра ланцюга, л = 18,3 кг;
1 – кількість тягових ланцюгів, 1 = 2.
Маса п’яти швелерів №12:
Р=0,6 м
46
2 = ш · 2 · 2 = 12,3 · 1,65 · 5 = 101,5 кг,
де ш – маса одного погонного метра швелера, ш = 12,3 кг;
2 – довжина одного швелера, 2 = 1,65 м;
2 – кількість швелерів, 2 = 5;
Маса десяти кутиків 36х4:
3 = к · 3 · 3 = 2,16 · 1,6 · 10 = 34,5 кг,
де к – маса одного погонного метра кутника, к = 2,16 кг;
3 – довжина одного кутника, 3 = 1,6 м;
2 – кількість кутників, 2 = 10;
Маса 5 полос 30х 4:
4 = п · 4 · 4 = 1 · 1,6 · 5 = 8 кг,
де п – маса одного погонного метра полос, п = 1 кг;
4 – довжина одної полоси, 4 = 1,6 м;
4 – кількість полос, 4 = 10.
Маса 5 полос 15х4:
5 = п · 3 · 3 = 0,5 · 1,6 · 5 = 4 кг,
1
де п – маса одного погонного метра полос,
1 п = 0,5 кг;
5 – довжина одної полоси, 5 = 1,6 м;
5 – кількість полос, 5 = 10.
Погонне навантаження від настилу:
0 = 1 + 2 + 3 + 4 + 5 = 36,6 + 101,5 + 34,5 + 8 + 4 ≈ 185.
47
Зусилля натягнення ланцюга в вихідній точці «1» найменше. Згідно дослідних
даних приведених в літературі для розрахунків зусилля в точці «1» знаходиться в
межах в межах 1 = 2000 ÷ 3000 Н. Приймаємо 1 = 3000 Н.
Зусилля натягнення ланцюгів в точці «2»:
2 = 1 + 1−2,
де 1−2 – сила опору руху на ділянці 1 – 2.
Сила опору руху на ділянці 1 – 2:
1−2 = 100 · · 1,
де 1 – коефіцієнт опору руху рівний, 1 = 0,1 ÷ 0,12.
Приймаємо для коткових ланцюгів на холостій гілці 1 = 0,12 (1 для
ковзаючих ланцюгів рівний 0,3 ÷ 0,35).
Сила опору руху на ділянці 1 – 2:
1−2 = 10 · 185 · 10 · 0,12 = 2220.
Тоді:
2 = 1 + 1−2 = 3000 + 2220 = 5220 Н.
Зусилля натягнення ланцюгів в точці «3»:
3 = 2 + 2−3,
де 2−3 – сила опору руху на ділянці 2 – 3.
Сила опору на обертальній зірочці:
2−3 = 0,1 · 2,
48
Тоді:
3 = 1,1 · 2 = 1,1 · 5220 = 5742 Н.
Зусилля натягнення ланцюгів в точці «4»:
4 = 3 + 3−4
де 3−4 – сила опору руху на ділянці 3 – 4.
Сила опору на ділянці 3 – 4:
3−4 = 10[( + 0) · · 2 + · ℎ] =
= 10[(1760 + 185) · 10 · 0,3 + 1760 · 0,6] = 68910 Н.
Тоді:
4 = 3 + 3−4 = 5742 + 68910 = 74652 Н.
Тягове зусилля на приводних зірочках:
= (4 − 1) + 0,05(4 − 1) =
= (74652 − 3000) + 0,05(74652 − 3000) = 752348 Н.
Визначаємо потужність на приводному валу:
· 752348 · 0,014
пр = = = 1,05 кВт,
1000 1000
де – швидкість руху пластин транспортера; = 0,85 хв−1 = 0,014 с−1.
К.К.Д. привода:
= 1 · 2 = 0,95 · 0,92 = 0,874,
де 1 – К.К.Д. мотор редуктора, 1 = 0,95;
2 – К.К.Д. ланцюгової передачі, 2 = 0,92.
49
Визначаємо потужність електродвигуна привода:
пр · 1,05 · 1,4
ед = = = 1,68 кВт,
0,874
де – коефіцієнт запасу потужності, = 1,3 ÷ 1,5.
Приймаємо коефіцієнт запасу потужності = 1,4.
Приймаємо найближчий стандартний мотор-редуктор типу МЦ-63–355 КУ3 з
міжосьовою відстанню 63 мм, номінальною частотою вихідного валу 2 хв−1,
конічним кінцем валу, кліматичного виконання У, категорії розміщення 3.
Технічна характеристика мотор редуктора:
Допустимий крутний момент на вихідному валу кр = 55,4 Н · м;
Допустиме радіальне навантаження на вихідному валу = 981 Н
Тип електродвигуна АИР100L64 (А100L6У3);
Потужністю електродвигуна ед = 2,2 кВт;
Число оборотів =950 хв−1;
К.К.Д. електродвигуна =79;
Вага мотор-редуктора = 54 кг.
Фактична частота обертання вихідного валу не повинна відрізнятися від
номінальної більше чим на 10 %.
Допустиме радіальне навантаження потрібно приймати приложеним в середині
посадочної частини вихідного валу.
1.9.3 Кінематичний розрахунок привода бункера
Визначаємо число обертів приводного валу:
в 0,85
в = = = 0,73хв−1,
· 1 · з 3,14 · 0,96 · 0,386
де в – лінійна швидкість пластини настилу, = 0,85 хв−1
в (згідно норм);
1 – К.К.Д. мотор редуктора, 1 = 0,96;
з – ділильний діаметр зірочки, з = 0,386 м (згідно норм).
50
Визначаємо передаточне відношення ланцюгової передачі:
р 2
л.п = = = 2,8,
в 0,73
Приймаємо число зубців меншої зірочки 1 = 15, тоді число зубців більшої
зірочки складатиме:
2 = 1 · л.п = 15 · 2,8 = 42,
Визначаємо крок приводного ланцюга користуючись даними згідно прийнятих
норм:
1 – обертальний момент на ведучій зірочці рівний моменту на вихідному валу
редуктора, 1 = 6808 Н · м;
– коефіцієнт експлуатації передачі, = 1,1 ÷ 1,5 приймаємо = 1,3;
1 – число зубців меншої зірочки, 1 = 15;
– число рядів ланцюга, = 2;
[] – допустимий тиск в шарнірах ланцюга, [] = (65 ÷ 70) /мм2;
Приймаємо більше значення кроку ланцюга.
Користуючись цими даними вибираємо:
приводний роликовий ланцюг – двохрядний – 2ПР-44,45-25400
Розміри приводного роликового ланцюга – двохрядного – 2ПР-44,45-25400:
діаметр ролика, = 25,7 мм;
розмір між внутрішніми пластинками, вн = 25,4;
ширина пластини, = 42,4;
відстань між рядами, = 48,87.
Згідно вибраних даних розраховуємо конструктивні розміри зірочок і зводимо
їх в таблицю 1.10.
51
Таблиця 1.10 – Конструктивні розміри зірочок
№ Найменування параметрів Z1 = 15 Z2 = 42
1 Діаметр ділильного кола 213,8 595
2 Діаметр кола виступів 231,2 615,7
3 Діаметр кола впадин 187,8 569
4 Радіус впадин 13 13
5 Радіус закруглення зуба 43,7 43,7
Відстань від вершини зуба до лінії центрів
6 21 21
закруглення
7 Діаметр обода 158 542,5
8 Радіус закруглення 2,5 2,5
9 Ширина зуба зірочки 23,5 22,7
10 Ширина вінця 2-х рядного ланцюга 71 71
Розмір ступиці зірочок визначаємо конструктивно в залежності від розмірів
валу.
Так вихідний кінець валу мотор-редуктора має розміри:
діаметр валу, в = 90 мм;
довжина валу, в = 170 ммl;
шпонка – 25×14×160.
Розміри валу на якому встановлюється велика зірочка (1 = 42):
діаметр валу, в = 110 мм;
довжина валу, в = 160 мм;
шпонка – 28×16×150.
Конструктивні розміри зірочок встановлених на привідному і натяжному валах
для пластинчастих ланцюгів робочого настилу.
Вихідні дані:
число зубців, = 12;
крок ланцюга, = 100 мм;
діаметр ролика, р = 30 мм;
52
відстань між внутрішніми пластинками, вн = 30 мм;
ширина пластини = 48 мм.
Розмір ступиці зірочок визначено конструктивно в залежності від розмірів валу
а саме:
діаметр ступиці, ст = 130 мм;
довжина ступиці, ст = 180 мм;
шпонка – 32×18×170.
1.9.4 Розрахунок привідного валу бункера
Спочатку проводиться проектний (попередній) розрахунок діаметра валу.
1. Визначаємо діаметр валу із умов міцності по формулі:
3
√ пр 3 1,05
= · = 12 · √ = 12 · 1,129 = 13,6 см = 136 мм,
0,73
де пр – розрахункова потужність, що передається привідним валом, пр =
1,05хв−1;
– число обертів валу, = 0,73 хв−1;
– коефіцієнт, залежний від навантаження і довжини валу, = 12.
2. Розрахуємо вал на жорсткість:
4
= (10,5 ÷ 12,5) · √ пр
,
де коефіцієнт 10,5 відповідає допустимому куту скручування валу на 0,5° на 1м;
коефіцієнт 12,5 відповідає допустимому куту скручування валу на 0,25° на 1м.
Приймаємо коефіцієнт скручування – 12,5:
4 1,05
= 12,5 · √ = 12,5 · 1,0951 = 13,14 см = 131,4
0,73
Приймаємо найближчий стандартний діаметр = 140 мм. Для зменшення
маси валу середню частину виготовляють із стальної безшовної труби:
53
140х12 ГОСТ 8734 − 75
Труба .
Б 20 ГОСТ 8732 − 70
На привідний вал діють наступні сили:
1. Сили від корисного навантаження, рівні тяговому зусиллю – = 875234 .
Це зусилля рівномірно розприділяється на дві шестерні пластинчастого ланцюга.
2. Тоді на кожну зірочку діє зусилля:
875234
= = = 437617 .
2 2
3. На привідний вал діють зусилля, котре передає приводний ланцюг від мотор-
редуктора, на вихідному валу якого обертальний момент 1 = 6808 Н · м.
На привідному валу з урахуванням передавального відношення ланцюгової
передачі л.п = 2,8, обертаючий момент складе:
= 6808 · 2,8 = 19062 Н · м.
Окружне зусилля на приводній зірочці згідно розрахункової формули буде:
2 2 · 19062
1 = = = 64074 ,
0 0,595
де 0 – ділильне коло зірочки (1 = 42), 0 = 595 мм.
Зусилля які передаються на вал визначаються по формулі:
1
в = 1,15 · 1 · = 1,15 · 64074 · 1,3 = 95791 ,
де – коефіцієнт динамічності навантаження, = 1,3.
Зусилля, діючі на вал від корисного навантаження:
54
2
в = 1,15 · 2 · = 1,15 · 34718 · 1,3 = 51903 ,
Кут між направленою дією сили на вал не перевищує 30°, то можна вважати,
що ці сили діють в одній площині, яка проходить через вісь повідних зірочок
ланцюгової передачі.
Від дії існуючих сил на вал виникає реакція опор, які прикладені по осі
підшипників.
1. Визначаємо реакцію опори №1.
Для визначення реакції опори в точці №1 складаємо рівняння рівноваги валу з
центром в точці «1»:
1 2 2
в (1,866 + 0,123) + 1 · 1,866 − в (1,866 − 0,093) − в · 0,093 = 0
95790 · 1,989 + 51903 · 1,773 + 51903 · 0,093
1 = = 154007
1,866
2. Визначаємо реакцію опори №2:
Для визначення реакції опори в точці №2 складаємо рівняння рівноваги валу з
центром в точці «2»:
Складаємо рівняння рівноваги з центром в точці «2»:
1
в · 0,123 + 2
в · 0,093 + 2
в (1,866 − 0,093) −· 2 · 1,866 = 0
−95790 · 0,123 + 51903 · 0,093 + 51903 · 1,773
2 = = 45589
1,866
3. Вибір підшипників
Так як привідний вал крутиться з частотою < 1 хв−1 (0,68 хв−1), то
підшипники вибирають, виходячи із статичної вантажопідйомності, по умові:
55
≤ 0
де – найбільша радіальна сила, діюча на підшипник, 1 = 154007 ;
Со – статична вантажопідйомність підшипника, яку вибираємо по довідковим
даним.
Цій величині відповідає радіально-упорний підшипник середньої серії № 36324
з розмірами: = 120 мм, = 260 мм, = 55 мм, 0 = 25000 тобто виконується
умова:
= 154007 < 0 = 25000
1.9.5 Уточнений розрахунок привідного валу
Уточнений розрахунок валу складається в визначенні коефіцієнта запасу
міцності для небезпечних перерізів і порівняння їх з допустимими значеннями:
≥ [],
де – допустиме значення коефіцієнта запасу міцності, [] = 1,5 ÷ 2,5
Обертальний момент на привідному валу дорівнює:
пр = 19062 · м.
Визначаємо згинальні моменти для різних перерізів валу:
2 = −1
в · 0,123 = −95791 · 0,123 = −11782 Н · м
= −1
3 в · (0,123 + 0,093) + 1 · 0,093 = −20691 + 14323 = −6389 Н · м
4 = 2 · 0,093 = 45589 · 0,093 = 4240 Н · м
Визначаємо згинальний момент в перерізу 4 і 5:
56
4 = −1
в · (0,36 + 0,123) − 1 · 0,36 − 2
в (0,36 + 0,093) = 4682 Н · м
5 = 2 · 0,763 − 2
в · 0.67 = 0
Згинальний момент 4 = 4682 Н · м потрібен для розрахунків валу в місці, де
закінчується суцільний вал і починається – порожнистий.
Згинальний момент 5 = 0 показує правильність розрахунку згинальних
моментів.
Будемо проводити розрахунки для припустимо небезпечних перетинів:
Переріз валу 1.
В цьому перерізі діє тільки обертальний момент:
кр = 19062 Н · м = 1906,2 · 102 Н · м
Напруга в небезпечних перерізах:
кр
= ,
р
де р – момент опору перетину валу при обертанні.
Цей перетин валу ослаблений шпонковим пазом (28×16). З урахуванням цього
вибираємо по довідниках для валу діаметром 110 мм момент опору перетину валу при
обертанні р = 248 см3.
Тоді:
1906,2 · 102
= = 7,7 · 102 кг/см2
248
Коефіцієнт запасу міцності цього перерізу:
57
· м
= ,
де – коефіцієнт враховуючий вплив діаметру на границю плинності, = 0,75;
м – границя плинності матеріалу при руйнуванні сталі 45, м = 2200 кг/см2.
0,75 · 2200
= = 2,14 > [] = 1,5
7,7 · 102
Переріз валу 2.
В цьому перерізі діє найбільший згинальний і обертальний моменти:
2 = 11782 Н · м = 1178,2 · 102 Н · м
об = 19062 · Н · м = 1906,2 · 102 Н · м
Визначаємо коефіцієнт запасу міцності як від згинального моменту так і від
обертального.
Спочатку визначали величину напруги згину в небезпечному перерізі:
2
= ,
де – момент опору перерізу валу при згинанні, = 169,6 см3.
1178,2 · 102
= = 6,95 · 102 кг/см2.
169,6
Коефіцієнт запасу міцності при згинанні:
· м
= ,
де м – межа плинності матеріалу при згинанні, для сталі 45 – м = 3200 кг/см2.
58
0,75 · 3200
= = 3,45.
6,95 · 102
Напруга в перерізі від обертального моменту:
кр 1906,2 · 102
= = = 5,62 · 102 кг/см2
р 339
де р – момент опору перетину валу при обертанні, 3
р = 339 см .
Коефіцієнт запасу міцності при обертанні:
· м
= ,
де 2
м – межа плинності матеріалу при руйнуванні сталі 45, м = 2200 кг/см .
0,75 · 2200
= = 2,94 > [] = 1,5
5,62 · 102
Переріз 4.
Особливість цього перерізу полягає в тому, що тут закінчується суцільний вал
і починається порожнистий.
В цьому перерізі діє обертальний момент:
кр = 1906,2 · 102 Н · м
і згинальний момент:
4 = 4682 · Н · м = 468,2 · 102 Н · м
Вал порожнистий з діаметрами: н = 140 мм; в = 116 мм.
співвідношення:
59
в 116
= = 0,83.
н 140
По цьому співвідношенню визначаємо коефіцієнт 1 і визначаємо моменти
опору:
1 = · 1 = 269 · 0,526 = 142 см3;
1
р = 539 · 0,526 = 284 см3.
Визначаємо величину напруги в цьому перерізі:
Напруга згину:
4
= ,
1
468,2 · 102
= = 3,3 · 102 кг/см2.
142
Коефіцієнт запасу міцності при нормальній напрузі:
· м
= ,
де м – межа плинності матеріалу при згинанні, для сталі 35 – м = 2800 кг/см2;
– коефіцієнт враховуючий вплив діаметру на границю плинності, = 0,72.
0,72 · 2800
= = 6,1.
3,3 · 102
Напруга в перерізі від обертального моменту:
кр 1906,2 · 102
= = = 6,71 · 102 кг/см2
р 284
де р – момент опору перетину вала при обертанні, р = 284 см3.
60
Коефіцієнт запасу міцності при обертанні:
· м
= ,
де м – межа плинності матеріалу при руйнуванні сталі 35, м = 1900 кг/см2.
0,72 · 1900
= = 2 > [] = 1,5.
6,71 · 102
Загальний коефіцієнт запасу міцності валу:
= 2 > [] = 1,5.
Переріз валу 5.
В цьому перерізі діє обертальний момент:
кр = 1906,2 · 102 Н · м.
і згинальний момент:
5 = 4240 · Н · м = 424 · 102 Н · м.
Визначаємо величину напруги згину в цьому перерізі:
5
= .
Цей переріз ослаблений шпонковим пазом (36×10). З урахуванням цього
вибираємо по довідкових таблицях: = 195,8 см3; р = 412 см3.
Тоді:
424 · 102
= = 2,17 · 102 кг/см2.
195,8
61
Коефіцієнт запасу міцності при нормальній напрузі:
· м
= ,
де м – межа плинності матеріалу при згинанні, для сталі 45 – м = 3200 кг/см2;
– коефіцієнт враховуючий вплив діаметру на границю плинності, = 0,72.
0,72 · 3200
= = 10,6.
2,17 · 102
Визначаємо величину дотичної напруги від обертального моменту:
кр 1906,2 · 102
= = = 4,63 · 102 кг/см2.
р 412
де р – момент опору перетину валу при обертанні, р = 412 см3.
Коефіцієнт запасу міцності при обертанні:
· м
= ,
де м – межа плинності матеріалу при руйнуванні сталі 35, м = 2200 кг/см2.
0,72 · 2200
= = 3,42 > [] = 1,5.
4,63 · 102
Загальний коефіцієнт запасу міцності валу:
= 3,42 > [] = 2.
Із уточненого розрахунку валу видно, що в усіх небезпечних перерізах валу
коефіцієнт запасу міцності більше допустимого. Це значить, що діаметр валу та його
конструкції вибрані правильно при попередньому орієнтовному розрахунку.
1.9.6 Розрахунок шпонкових з’єднань
62
Для з’єднання валів з деталями, що передають оберти, використовують
головним чином призматичні шпонки, виготовлені із сталі 45. Допустима напруга на
зминання для шпонок – [] = 1500 ÷ 3000. Вибираємо [] = 2500.
Шпонки перевіряють на зминання та зрізання:
2 ·
зм = ≤ [] кг/см2,
· (ℎ − 1) ·
де – передавальний обертальний момент.
2 ·
зр = ≤ [ ],
· · зр
де [зр] = 0,6 [] = 0,6 · 2500 = 1500.
На привідному валу є 3 шпонки:
1. Під привідною зірочкою з діаметром валу 1 = 110 мм знаходиться шпонка
– х ℎ х = 28 х 16 х 150 (1 = 10).
2. Інші шпонки знаходяться на валу діаметром 2 = 130 мм і мають розміри –
х ℎ х = 32 х 18 х 165 (1 = 11).
Для 1 шпонки:
2 · 1906,2 · 102
2
зм = = 3850 кг/см .
11 · (1,6 − 1) · 15
Звідси видно, що:
2
зм = 3850 > [] = 2500 кг/см .
тому необхідно на цьому валу ставити 2 шпонки під кутом 180° і тоді:
2 · 1906,2 · 102
зм = = 1925 > [] = 2500 кг/см2.
2 · 11 · (1,6 − 1) · 15
63
Перевіряємо шпонку на зріз:
2 · 1906,2
зр = = 413 ≤ [зр] = 1500кг/см2.
2 · 11 · 2,8 · 15
Це говорить про те, що шпонки вибрані правильно.
Перевіряємо шпонки , встановлені на валу 130 мм:
2 ·
зм = ≤ [] кг/см2,
· (ℎ − 1) ·
де – передавальний обертальний момент.
Передавальний обертальний момент:
2 ·
= ,
2
де 2 – окружне зусилля на зірочку з діаметром 0,386 м, 2 = 34718 Н.
34718 · 0,386
= = 6700 Н · м = 670 · 102 кг · см.
2
Перевіряємо шпонку на зріз:
2 · 670 · 102
= < [ ] = 1500 кг/см2.
13 · 3,2 · 16,5 зр
Звідси видно, що для цього валу шпонки можна було вибрати і меншого
перерізу, наприклад х ℎ х = 28 х 16 х 165 (1 = 10) так як запас міцності великий.
Висновки до розділу 1
64
У першому розділі кваліфікаційної роботи виконано комплексний аналітичний
огляд та проведено інженерні розрахунки, які є теоретичним і практичним підґрунтям
для модернізації виробничої дільниці. За результатами проведених досліджень та
розрахунків можна зробити такі висновки:
1. Техніко-економічне обґрунтування: Аналіз внутрішнього та світового ринків
свідчить про стабільне зростання попиту на плодоовочеву консервацію, зокрема на
консерви «Кукурудза цукрова». Обґрунтовано доцільність проведення реконструкції
дільниці цеху, що дозволить підвищити продуктивність лінії, знизити питомі
енерговитрати та забезпечити високу конкурентоспроможність готової продукції.
2. Технологічний аналіз: Детально розглянуто фізико-хімічні властивості
сировини та технологію виробництва консервів. Визначено критичні точки процесу
(приймання, підготовка сировини, стерилізація) та сформульовано чіткі санітарно-
технічні вимоги до напівфабрикатів, тари й готового продукту відповідно до чинних
нормативних документів (ДСТУ).
3. Обґрунтування технічного рішення: Проаналізовано будову, принцип дії та
умови експлуатації бункера-накопичувача БН-30. На основі патентного пошуку та
науково-дослідної роботи сформовано технічну пропозицію щодо модернізації
обладнання, спрямовану на покращення умов вивантаження сировини та запобігання
її травмуванню.
4. Конструкторсько-кінематичні розрахунки:
- На основі конструктивного розрахунку визначено оптимальні геометричні
параметри бункера-накопичувача БН-30 для забезпечення заданої місткості лінії.
- Виконано розрахунок потужності та проведено кінематичний аналіз привода,
що дозволило правильно підібрати електродвигун і визначити загальний коефіцієнт
корисної дії (К.К.Д.) приводної станції з урахуванням втрат у передачах та
підшипникових вузлах.
- Проведено розрахунки приводного валу на міцність та витривалість
(уточнений розрахунок), які підтвердили надійність конструкції за умов знакозмінних
навантажень. Розрахунок шпонкових з’єднань показав, що обрані стандартні шпонки
повністю задовольняють умовам міцності на зминання та зріз.
65
Отримані результати аналітичних досліджень та підтверджені розрахунками
конструктивні параметри бункера-накопичувача БН-30 є цілком достатніми для їх
подальшого використання при розробці графічної частини проекту та організації
монтажно-ремонтних робіт на підприємстві.
66
РОЗДІЛ 2
ТЕХНОЛОГІЧНИЙ РОЗДІЛ
2.1 Вибір принципової схеми маршруту обробки деталі
Принципова схема маршруту обробки деталі – укрупнений план обробки
заготовки, що встановлює послідовність обробки різанням, а також зміст і місце в
плані обробки термічних, гальванічних, слюсарних та контрольних операцій. Як
початковий матеріал використано рекомендації літературних джерел щодо поділу
технологічного процесу на етапи.
Рисунок 2.1 – Схема обробки поверхонь деталі
Нумеруємо поверхні деталі. Нумерація поверхонь показана на рисунку 2.1.
Визначаємо точність обробки пронумерованих поверхонь. Результати зводимо до
таблиці 2.1.
2.2 Вибір і обґрунтування технологічних баз
Для отримання готової деталі потрібно виконати ряд операцій, кожна з яких
матиме відповідну схему базування.
Оптимальний варіант базування вибирається за такими критеріями:
- більша точність обробки;
- більша простота реалізації теоретичної схеми базування за допомогою
пристроїв;
- придатність тієї чи іншої поверхні для використання, як бази.
67
Аналізуючи вищенаведені критерії, а також функції, які виконують поверхні
деталі згідно свого службового призначення, та розмірні зв’язки між поверхнями
деталі визначаю технологічні бази деталі на першій та наступних операціях і
пропоную варіант базування, наведений у додатку.
Таблиця 2.1 – Маршрутна таблиця обробки поверхонь деталі
№ поверхні
17
Отримання
16 Заготівельна
заготовки
15
14
Чорнова Однократна
13
обробка обробка
12
11 Напів-
Попередня
10 чистова
обробка
9 обробка
8
Чистова Остаточна
7
обробка обробка
6
2.3 Вибір методів і кількості ступенів обробки поверхонь (МОП)
На вірний вибір методу обробки поверхонь заготовки впливають такі фактори,
як службове призначення деталі, функціональне призначення поверхонь, вимоги по
точності, шорсткості, геометричної форми тощо.
Визначаю число ступенів обробки на основі розрахунків уточнення:
Квалітет
Стан
Позначення
68
Ò n
ç 1 2 ... n i
Òä i1
де – загальне уточнення;
і – окремі ступені уточнення;
п – число ступенів обробки;
Т З – допуски параметрів, що розглядаються відповідно до заготовки деталі;
Тд – допуски параметрів, що розглядаються відповідно до заготовки деталі і–го
ступеня.
Розкладаючи загальне уточнення на ступені слід врахувати:
для першого ступеня чорнової обробки – < 6;
для проміжних ступенів напівчистової обробки – = 3…4;
для ступенів чистової обробки – = 1,5…2.
Для найбільш спрямованого вибору числа ступенів використовую формулу:
N lg / 0,46
Для прикладу розраховую уточнення та кількість ступепів обробки для розміру
Ø46h8.
Ò
ç ,
Òä
де Т З – відповідно допуски заготовки;
Тд – відповідно допуски деталі
В нашому випадку маємо:
Tз 0.25мм ;
Tд 0,039 мм
69
0.25
р 6.4
0,039
Регламентована послідовність обробки і технологічні допуски:
Чорнове точіння T1 0,16мм ;
Півчистове точіння T2 0,062 мм ;
Чистове точіння T3 0,039 мм
Визначаємо уточнення по переходах:
0.25
1 1.56 ;
0,16
0,16
2 2.58 ;
0,090
0,090
3 2.31 .
0,039
Уточнення всього процесу:
1 2 3 1.56 2.58 2.31 9.3 р 6.4
Умова виконується, таким чином прийнятий комплекс методів забезпечить
необхідну точність виготовлення поверхні 46 h8 мм.
Для усіх інших поверхонь використовуємо метод на основі літературних
джерел. Визначені ступені обробки можна представити в таблиці 2.2.
Таблиця 2.2 – Методи обробки поверхонь
70
Проаналізувавши варіанти методів механічної обробки поверхонь, для
подальшої розробки попередньо приймаю другий варіант, тому, що він займає менше
основного часу, вимагає меншої номенклатури обладнання та застосовується
дешевший інструмент.
У відповідності до вибраних методів обробки та сформульованих технологічних
задач розробляю маршрут механічної обробки деталі.
2.4 Вибір варіантів маршрутів обробки деталі (МОД)
Базовий варіант методів обробки поверхонь передбачає отримання заготовки з
прокатного круга та обробку на універсальному обладнанні. При цьому час обробки,
кількість операцій, а разом з ним і кількість обладнання є значними.
71
Тому пропоную об’єднати декілька операцій шляхом заміни частини
універсального обладнання на обладнання з ЧПК. В проектному варіанті заготовка
має конфігурацію, близьку до форми деталі. Завдяки використанню обладнання з
числовим програмним керуванням обробка проводиться з меншою кількістю
установів, що зменшує похибки, пов‘язані із багаторазовим встановленням і зняттям
заготовки.
Для того щоб розробити маршрут обробки деталі треба розбити всі поверхні
деталі на комплекси поверхонь.
До першого комплексу повинні увійти поверхні які будуть використані в якості
технологічних баз на наступних операціях для обробки більш точних поверхонь. До
цього комплексу входять та два торці деталі, та внутрішня циліндрична поверхня. До
другого комплексу увійдуть поверхні які будуть оброблені на наступній операції від
першого комплексу баз. Тобто це всі інші оброблювані поверхні. З додаткових
операцій призначаю термічну обробку, миття і контроль.
Критеріями вибору варіанта технологічного процесу є:
1 Оцінка доцільності прийнятого метода виготовлення заготовки;
2 Забезпечення заданої точності по всім розмірам, а також заданих параметрів
шорсткості;
3 Можливість використання стандартного різального, вимірювального інструменту
і пристроїв;
4 Число, складність технологічного обладнання, пристроїв, різальних і
вимірювальних інструментів;
5 Оцінка можливості автоматизації операцій і процесу в цілому.
Два варіанти маршруту обробки деталі (базовий і поліпшений) наведені нижче в
таблицях 2.3 і 2.4 відповідно.
Таблиця 2.3 – Маршрут №1 виготовлення деталі
72
Продовження таблиці 2.3 – Маршрут №1 виготовлення деталі
73
2.5 Логічна оцінка варіантів МОД і вибір найбільш прийнятного
Матеріал деталі – Сталь45. Заготовка – пруток.
За другим маршрутом обробки деталі забезпечення точності розмірів по
лінійним розмірам більша за рахунок меншої кількості установів та переустановів.
Параметри шорсткості в обох маршрутах однакові.
Як в першому так і в другому маршрутах можна використовувати стандартний
різальний та вимірювальний інструмент.
Скорочення трудомісткості виготовлення деталі забезпечується за рахунок
скорочення допоміжного часу на переналадку верстатів за рахунок використання
верстатів з числовим програмним керуванням, а також за рахунок зменшення
кількості спеціальних верстатних пристроїв. При зміні випускаємої продукції
переналадка буде складатися лише із зміни керуючої програми, що також є важливим
моментом в умовах активної гнучкої і швидкозмінної сучасної праці.
Таблиця 2.4 – Маршрут №2 виготовлення деталі
74
Продовження таблиці 2.4 – Маршрут №2 виготовлення деталі
75
Зваживши на все, приходжу до висновку, що другий варіант МОД є більш
раціональним, тому приймаю його за базовий для подальшої розробки.
Висновок до розділу 2
В технологічному розділі розглянуто:
- Вибір принципової схеми маршруту обробки деталі;
- Вибір і обґрунтування технологічних баз;
- Вибір методів і кількості ступенів обробки поверхонь (МОП);
- Вибір варіантів маршрутів обробки деталі (МОД);
- Логічна оцінка варіантів МОД і вибір найбільш прийнятного.
76
РОЗДІЛ 3
Охорона праці
3.1 Дослідження та розрахунок заземлення бункера-накопичувача
Вихідні дані для дослідження та розрахунок заземлення бункера-накопичувача
представлені в таблиці 3.1.
Таблиця 3.1 – Вихідні дані
Параметри Показники
Струм замикання на землю, А 10
Час спрацьовування захисних систем, t с 0,04
Вид ґрунту Глина
Вертикальні електроди: 5
Довжина стрижня l, м
16
Діаметр стрижня d, мм
Глибина закладання електродів t0, м 0,7
Розмір горизонтальних електродів b, мм 40
Коефіцієнт використання вертикальних
0,52
електродів в
77
Коефіцієнт використання горизонтальних
0,75
електродів г
Для визначення гранично допустимих напруги дотику або кроку скористаємось
наступними формулами:
Uкр.гр = Uдот.гр. = Іл.гр.Rл = 0,075·1000 = 75
де Uдот.гр – гранична напруга дотику, В;
Uкр.гр. – гранична напруга кроку, В;
Іл.гр. – граничний струм, який протікає через людину, А;
Rл – опір людини, Ом.
Опір людини приймається rл = 1000 Ом найбільший допустимий струм, який
протікає через людину при частоті 50 гц і при його дії не більше t сек.
Як розрахунковий опір заземлювача в однорідному ґрунті Rз (по методу
коефіцієнта використання електродів) по напрузі дотику і кроку обирають менше
значення, одержане при розрахунку по формулах:
75
Rз1 = Uдот.гр./(Iзα1α2) = 8,2 ;
10 1 0,92
75
Rз1 = Uкр.гр./(Iзβ1β2) = 17,1 ,
10 0,6 0,73
де Iз – розрахунковий струм замикання на землю, А;
α1, α2 – коефіцієнти напруги дотику;
β1, β2 – коефіцієнти напруги кроку.
78
Значення α1, β1 обираються виходячи з типу заземлювача. приймаємо як тип
заземлювача – груповий вертикальний. стрижньові електроди, розташовані в ряд і
сполучені смугою. тоді α1 = 1, β1 = 0,6.
Коефіцієнти α2, β2 визначаються з рівнянь:
1000
α2 = Rл/(Rл + 1,5ρр) = 0,92 ;
1000 1,5 60
1000
β2 = Rл/(Rл + 6ρр) = 0,73
1000 6 60
де ρр – питомий опір ґрунту, на якому стоїть людина, Ом·м.
З розрахованих двох значень Rз обираємо менше значення.
Оскільки електроустаткування має ізольовану нейтраль, то доцільно
встановити виносні заземлювачі. Виносні заземлювачі складаються з вертикальних
електродів, сполучені горизонтальними електродами, вони будуть розташовані на
відстані близько 1м від стіни будівлі. Корпуси устаткування приєднуватимуться до
магістралі заземлення, прокладеної усередині будівлі.
Магістраль приєднано до виносного заземлювача не менше ніж в двох місцях.
Для розрахунку заземлювача скористаємося методом коефіцієнта
використовування електродів.
Визначаємо розрахунковий питомий опір ґрунту, в якому будуть розміщені
електроди заземлювача з урахуванням кліматичного коефіцієнта:
Ρ = ρр.·ψ = 60·1,3 = 78
де: ψ – розрахунковий кліматичний коефіцієнт ґрунту.
З урахуванням опору природних заземлювачів розрахунковий опір штучного
заземлювача Rз буде дорівнювати:
79
Rз1 Rпр 3 25
R 3,4
з
Rпр Rз1 253
Як тип вертикального електроду обираємо стрижневий електрод круглого
перетину.
Визначаємо опір розтіканню струму одного заземлювача по формулі:
2 l 1 4 t l 78 2 5 1 4 3,2 5
Rв ln ln ln ln 16
2· ·l d 2 4 t l 2 3,14 5 0.017 2 4 3,2 5
де: d – діаметр електроду, м;
l – довжина електроду в землі, м.
5
t = t0 + l/2 = 0,7 3,2
2
Визначимо необхідну кількість вертикальних електродів користуючись
формулою:
16
n = Rв / (Rз.·ηв.) 9 ,
3,4 0,52
де ηв – коефіцієнт використання вертикальних електродів.
Приймаємо найближче найбільше ціле значення n.
Довжину горизонтального електроду, який використовується для поєднання
вертикальних електродів по контуру (L,м), визначимо по формулі:
L = 1,05·a·n = 1,05·5·9 = 47
де а = l відстань між вертикальними електродами, м;
n – кількість вертикальних електродів.
Опір розтіканню струму горизонтального електроду (Rг.,м) визначаємо по
формулі:
80
2·L 78 2 47
R ln = ln 4,1
г. .
·L b 3,14 47 0,04
Еквівалентний опір протіканню струму штучного заземлювача визначається по
формулі:
R ·R
R в г 16 4,1
шт 2,1,
Rв·г. n Rг·в. 16 0,75 9 4,10,52
де ηг – коефіцієнт використання горизонтального електроду.
Умова Rшт < Rз або 2,1< 3,4 виконується.
Вертикальні електроди До внутрішньої магістралі цеху
Горизонтальний електрод
47000
А А
А-А (1:1)
17
Рисунок 3.1 – План захисного заземлення для бункера накопичувача
3.2 Охорона навколишнього природного середовища
До недавнього часу розвиток людського суспільства і самоочищення
навколишнього середовища від технологічних забруднень перебували в динамічній
700
5000
81
екологічній рівновазі. Проте останніми роками інтенсивне зростання населення
планети, надзвичайно інтенсивний розвиток промисловості, сільського й
комунального господарства та інших чинників антропогенної дії на навколишнє
середовище, призвели до різних негативних наслідків.
Увага вчених – екологів на сучасному етапі зосереджена на вирішенні кількох
кардинальних проблем, у яких фокусуються основні напрямки і розділи сучасної
екології. Серед цих проблем можна виділити такі:
1. Керування продукційними процесами.
Вирішення цієї проблеми спрямоване на розробку заходів раціонального
використання природних ресурсів.
2. Стійкість природних ресурсів і антропогенних чинників.
Ця проблема пов’язана із зміною біосферних зв’язків в навколишньому
середовищі. Дослідження цієї проблеми дають змогу в майбутньому створити
принципово нові природно – господарські екосистеми, в яких мають превалювати
ознаки стабільності, стійкості та максимальної ефективності продуктиційного
процесу.
3. Екологізація виробництва.
Вирішення цієї проблеми пов’язане з виробництвом екологічно безпечної
продукції при мінімальних витратах природних ресурсів (сировини, енергії, палива
та інших матеріалів) з утворенням мінімальної кількості не утилізованих та
розсіюваних відходів, які не порушують функціонування природних екосистем та
біосфери загалом.
Приймаючи до уваги екологічний стан на Україні, дуже велика увага
приділяється контролю забру днень підприємств в навколишнє середовище.
Підприємства харчової промисловості, в тому числі і консервної, є значними
джерелами забруднень навколишнього середовища. Тому велика увага приділяється
вирішенню екологічних проблем.
Екологічна служба розділена на три складові частини, що підпорядковуються
головному екологу:
82
1. Ліміти, викиди, розробка проектів ГДВ, моніторинг (спостереження)
розробляє і виконує сам еколог.
2. Звітність водного господарства покладена на начальника виробничої
лабораторії і енергетика.
3. Аналіз стічних вод покладений на одного з лаборантів.
Необхідність такої системи екологічної служби викликана значним обсягом
роботи, що пов’язано з великим об’ємом виробництва. Всю роботу виконує еколог.
На підприємствах м’ясної промисловості утворюються відходи та вторинна
сировина, які повинні вивозитись та утилізуватись. В першу чергу до них відносяться:
> Забруднені стічні води;
> Залишки етикеток;
> Відходи від виробництва тари;
> Вторинний пар та неприємні запахи від цеху субпродуктів;
> Продукти згорання з парової котельної установки;
> Шум, який утворюється на деяких ділянках виробництва;
> Залишки пакувальних матеріалів та багато іншого.
Сміття, яке не приймається на пунктах вторинної сировини, вивозять на
громадське звалище сміття. Сміття збирається в спеціальних металевих ящиках, які
по мірі наповнення навантажуються на автотранспорт і вивозяться.
3.3 Евакуація людей з приміщень
У всіх будівлях і спорудах на випадок пожежі повинна бути передбачена і
забезпечена евакуація людей з приміщень, що горять, через так звані евакуаційні
виходи. Виходи вважаються евакуаційними, якщо вони ведуть з приміщень:
а) першого поверху назовні безпосередньо або через коридор, вестибуль,
сходову клітку;
б) будь-якого поверху, крім першого, в коридор, що веде на сходову клітку, в
тому числі через хол. При цьому сходові клітки повинні мати вихід назовні
83
безпосередньо або через вестибюль, відокремлений від прилеглих коридорів
перегородками з дверима;
в) в сусіднє приміщення на цьому ж поверсі, що забезпечене виходами,
вказаними в пунктах а і б.
Щільність людського потоку визначається як відношення кількості людей, що
евакуюються по загальному проходу, до площі цього проходу.Відстань від
найвіддаленішого робочого місця до найближчого евакуаційного виходу з
приміщення безпосередньо назовні або на сходову клітку не повинна перевищувати
значень, що регламентуються СНиП 2.09.02-85.
Кількість евакуаційних виходів з будівель, з кожного поверху та приміщень
необхідно приймати згідно СНиП 2.01.02-85, однак не менше двох. Слід зазначити,
що існує ряд винятків, коли допускається один евакуаційний вихід, або використання
як другого виходу інших пристосувань для евакуації, зокрема зовнішньої пожежної
металевої драбини.
Не допускається влаштовувати евакуаційні виходи через приміщення категорій
А і Б, а також через виробничі приміщення в будівлях IIIб, IV, IVa та V ступенів
вогнестійкості.
Ширина евакуаційного виходу (дверей) із приміщень визначається в залежності
від загальної кількості людей, які евакуюються через цей вихід та кількості людей на
1 м ширини виходу (дверей) згідно з даними табл. 3.3.
Таблиця 3.3 – Кількість людей на 1 м ширини евакуаційного виходу (дверей)
Ступінь Кількість людей на 1 м
Об’єм приміщення, Категорія
вогнестійкості ширини евакуаційного
тис. м3 приміщення
будівлі виходу (дверей), осіб
До 15 А, Б І, II, ПІа 45
І, II, III, IІІa, ІПб,
В 75 55
IV V
До 30 А, Б І, II, ІІІа 65
84
І, II, III, ІІІа, ІІІб,
В 155
IV
До 40 А, Б І, II, ІІІа 85
І, II, III, ІІІа, ІІІб,
В 175 120
IV
До 50 А, Б І, II, ІІІа 130
В І, II, III, ІІІа, ІІІб 195 135
До 60 і більше А, Б І, II, ІІІа 150
До60 В І, II, III, ІІІа, ІІІб 220 155
До 80 і більше В І, II, III, ІІІа 260
І, II, III, ІІІа, ІІІб,
Незалежно від об'єму г, д 260 180 130
IV V
Ширину евакуаційного виходу (дверей) із коридора назовні або на сходову
клітку необхідно приймати в залежності від загальної кількості людей, які
евакуюються через цей вихід та кількості людей на 1 м ширини виходу (дверей),
однак не менше 0,8 м.
Ширину сходового маршу необхідно приймати не менше розрахункової
величини евакуаційного виходу (дверей) із поверху з найбільш широкими дверима на
сходову клітку, але не менше 1 м.
Евакуаційні шляхи (коридори, проходи, виходи, сходові марші та площадки,
тамбури тощо) мають забезпечувати у випадку виникнення пожежі безпечну
евакуацію всіх людей, які знаходяться в приміщеннях будівель і споруд, протягом
необхідного часу евакуації.
Для будівель IV ступеня вогнестійкості наведений у таблиці необхідний час
евакуації зменшується на 30%, а для будівель V – на 50 %.
Час, протягом якого всі люди можуть вийти з приміщення або з будівлі,
визначається розрахунком і називається розрахунковим.
85
Для забезпечення безпечної евакуації людей з приміщень і будівель
розрахунковий час евакуації tРОЗРАХ повинен бути меншим за необхідний час евакуації
людей tHEOБX:
tРОЗРАХ < = tHEOБX
Розрахунковий час евакуації людей з приміщень і будівель визначають
виходячи з довжини евакуаційного шляху та швидкості руху людських потоків на всіх
відрізках шляху від найбільш віддалених місць до евакуаційних виходів.
Розрахунковий час евакуації людей tРОЗРАХ визначають як суму часу руху
людського потоку на окремих відрізках шляху ti за формулою:
tРОЗРАХ = t1 + t2 +…+ ti(хв.)
86
Висновки до розділу 3
1. Забезпечення електробезпеки.
В результаті проведеного дослідження потенційних небезпек при експлуатації
бункера-накопичувача було встановлено ризик ураження обслуговуючого персоналу
електричним струмом у разі пробою ізоляції на корпус обладнання. Для усунення цієї
загрози було виконано інженерний розрахунок захисного заземлення. Відповідно до
нормативних вимог ПУЕ (Правил улаштування електроустановок), було
спроектовано [контурне / виносне] заземлення із використанням [вказати тип,
наприклад: вертикальних сталевих стержнів довжиною 3 м та горизонтальної смуги].
2. Охорона навколишнього природного середовища.
Було проаналізовано основні джерела техногенного впливу технологічного
процесу на довкілля (викиди пилу, шкідливих газів, утворення відходів чи шумове
забруднення). Для мінімізації екологічних ризиків обґрунтовано комплекс
природоохоронних заходів, що включає:
- Встановлення ефективних пилогазовловлювальних систем (циклонів,
фільтрів).
- Організацію системи моніторингу та утилізації відходів виробництва.
- Заходи щодо раціонального використання водних та енергетичних ресурсів.
Реалізація цих рішень дозволяє забезпечити дотримання гранично допустимих
викидів (ГДВ) та скидів (ГДС) у межах встановлених санітарних норм.
3. Пожежна безпека та евакуація (підрозділ 3.3):
Проведено аналіз пожежної небезпеки виробничого приміщення та визначено
категорію будівлі за вибухопожежною небезпекою (наприклад категорія В). На основі
вимог будівельних норм (ДБН) розраховано та спроектовано оптимальні шляхи
евакуації людей на випадок надзвичайної ситуації. Визначено необхідну кількість
евакуаційних виходів (не менше двох), геометричні параметри проходів і дверей, а
також розраховано час евакуації, який є меншим за критичний час поширення
небезпечних факторів пожежі. Приміщення доукомплектовано первинними засобами
пожежогасіння, системами автоматичної пожежної сигналізації та евакуаційним
освітленням з покажчиками напрямку руху.
87
ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ
В магістерській кваліфікаційній роботі вирішено комплекс науково-практичних
завдань, спрямованих на обґрунтування технологічного процесу подачі початків
цукрової кукурудзи в машину для чищення та науковому обґрунтуванні
вдосконалення схеми подачі сировини з використанням бункера
Проаналізувавши літературні джерела зроблено аналітичний огляд процесу
подачі початків цукрової кукурудзи в машину для чищення.
Маркетингове обґрунтування свідчить, що процес подачі початків в машину
для чищення є складною системою і потребує різноманітного обладнання. На
сучасному етапі виробництва є необхідним впровадження якісно нових способів
подачі сировини. Задача ускладнюється тим, що єдиної теорії яка б пояснювала
принципи подачі не існує.
Для покращення якості подачі сировини була запропонована удосконалена
схема подачі кукурудзи цукрової на машину для чищення. Таким чином завдяки
вдосконаленню схеми подачі початків кукурудзи механізуємо процес і зменшуємо
затрати ручної праці операторів і відповідно їх кількість.
Таким чином, з достатньою вірогідністю, були отримані в результаті
проведених дослідів на паралельно встановлених лініях до і після вдосконалення дані,
за результатами яких були побудовані графи:
- Графік залежності продуктивності бункера-накопичувача від швидкості руху
полотна;
- Графік залежності продуктивності бункера-накопичувача від насипної маси
вантажу;
- Графік залежності продуктивності бункера-накопичувача від площі перерізу
вантажу між полотном і бункером;
Роботі виконано розрахунковий розділ. В розрахунковому розділі зроблено:
конструктивний розрахунок бункера-накопичувача; розрахунок потужності приводу
бункера-накопичувача; кінематичний розрахунок привідного валу; розрахунок
привідного валу бункера-накопичувача; уточнений розрахунок привідного валу
88
бункера-накопичувача; розрахунок шпонкових зєднань;
Також в роботі розроблений технологічний процес виготовлення деталі та
приведено технологічні розрахунки. В розділі розроблено: формування службового
призначення деталі; матеріал деталі та матеріал-замінник; вибір принципової схеми
маршруту обробки деталі; вибір і обґрунтування технологічних баз; вибір методів і
кількості ступенів обробки поверхні (МОП); вибір варіантів обробки деталі (МОД);
логічна оцінка варіантів МОД та вибір найбільш сприйнятного; вибір інструменту;
вибір верстатів.
Проведено дослідження, які виконані методами фізичного експерименту та
теоретичних досліджень. Експеримент здійснюється на приймальній дільниці
сировини цеху по виробництву консервів з зеленого горошку та цукрової кукурудзи.
Наукова новизна одержаних результатів полягає в науковому обґрунтуванні
процесу подачі початків цукрової кукурудзи в машину для чищення.
Практичне значення одержаних результатів полягає у впровадженні схеми
подачі початків цукрової кукурудзи в машину для чищення в лінії виробництва
цукрової кукурудзи на ЧВП ТОВ “Віджи Продакшн”, що входить до складу ГК
“Верес”.
89
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ
1. Бондаренко С.Т. Розмірні розрахунки механоскладального виробництва. – К.
1993. – 544с.
2. Ванін В.В., Бліок А.В., Гнітецька Г.О. Оформлення конструкторської
документації: Навч. Посіб. 3-вид. – К.: Каравела, 2004. – 160 с.
3. Боровик А.І. Технологічна оснастка механоскладального виробництва:
Підручник. – К.: Кондор, 2008. –726 с.
4. Боровик А.І. Монтаж, діагностика, ремонт технологічного обладнання.
Практикум, навчальний посібник. – Черкаси ЧДТУ, 2006 р. – 311 с.
5. Богомолов О.В., Гурський П.В., Богомолова В.П. Курсове та дипломне
проектування обладнання переробних і харчових підприємств: Навч. посібник для
студ. вищих навч. закл. – Х. : Еспада, 2005. – 429 с.
6. Закалов О.В., Закалов І.О, Технологічне обладнання харчових виробництв. –
Тернопіль, 2000. – 406 с.
7. Процеси і апарати харчових виробництв: Підручник / За ред. проф. І.Ф.
Манежика./ – К.: НУХТ, 2003. – 400 с.: іл.
8. Рвачов В.В., Гуртовий М.В. Технологічне обладнання харчових виробництв:
Механічне обладнання: Навч. пос. для студ. вищих навч. закл. – О.: Астропринт, 2005.
– 348 с.