ChSTU repository
ChSTU repository preserves and enables easy and open access to all types of digital content including text, images, moving images, mpegs and data sets
Learn More
Please use this identifier to cite or link to this item:
https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/10176| Title: | Шнековий транспортер лінії виготовлення напівфабрикату з цибулі |
| Authors: | Хандюк, Микола Васильович Зусик, Ян Юрійович |
| Keywords: | шнековий транспортер;кабачкова ікра |
| Issue Date: | 9-Jun-2026 |
| Abstract: | Мета КРБ полягає у: отриманні навиків конструювання шнекового транспортера; аналізі і обґрунтуванні параметрів конструкції; отриманні навиків розрахунків параметрів шнекового транспортера Завдання роботи: аналіз ринку продукції; вивчення машинно-апаратурної схеми виробництва ікри кабачкової; вивчення технологічного процесу та робочої інструкції виробництва ікри кабачкової; зробити аналітичний огляд обладнання для транспортування; вивчити конструкцію шнекового транспортера для подачі обсмаженої цибулі в подрібнювач; вивчити монтаж та технічне обслуговування шнекового транспортера; зробити розрахунок шнекового транспортера; розробити технологічний розділ виготовлення деталі вісь; розробити розділ з охорони праці. Об’єкт роботи. Процес транспортування обсмаженого напівфабрикату з цибулі. Предмет роботи. Вирішення практичних завдань спрямованих на обґрунтування технологічного процесу транспортування обсмаженого напівфабрикату з цибулі. |
| URI: | https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/10176 |
| Appears in Collections: | 133 Галузеве машинобудування (Обладнання харчових, торгівельних і машинобудівних підприємств) |
Files in This Item:
| File | Description | Size | Format | |
|---|---|---|---|---|
| КРБ Зусик.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 78 сторінках, включає 66 формул, 15 рисунків, дев’ять таблиць, 19 літературних джерел та чотирьох додатків. | 1.46 MB | Adobe PDF | View/Open Request a copy |
Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.
Extracted text
1
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
ЧЕРКАСЬКИЙ 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)
ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА
до кваліфікаційної роботи бакалавра
на тему: ШНЕКОВИЙ ТРАНСПОРТЕР
ЛІНІЇ ВИГОТОВЛЕННЯ НАПІВФАБРИКАТУ З ЦИБУЛІ
Перший (бакалаврський)
(освітньо-кваліфікаційний рівень)
ГМ-22. 133026. 000. РПЗ
Виконав: здобувач вищої освіти групи ГМ-22
спеціальності 133 – Галузеве машинобудування
(шифр і назва спеціальності)
Обладнання харчових, торгівельних
і машинобудівних підприємств
(освітня програма)
Ян ЗУСИК
(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
Яну ЗУСИКУ
(ім’я та прізвище)
1. Тема бакалавської роботи: «Шнековий транспортер лінії виготовлення
напівфабрикату з цибулі»
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 шнекового транспортера;
Складальне креслення приводу шнекового транспортера;
Вузли шнекового транспортера;
Робочі креслення деталей приводу шнекового транспортера;
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 78 сторінках, включає 66 формул, 15 рисунків, дев’ять
таблиць, 19 літературних джерел та чотирьох додатків. Графічна частина складається
з чотирьох креслень та двох плакатів формату А1.
Мета КРБ полягає у: отриманні навиків конструювання шнекового
транспортера; аналізі і обґрунтуванні параметрів конструкції; отриманні навиків
розрахунків параметрів шнекового транспортера
Завдання роботи: аналіз ринку продукції; вивчення машинно-апаратурної
схеми виробництва ікри кабачкової; вивчення технологічного процесу та робочої
інструкції виробництва ікри кабачкової; зробити аналітичний огляд обладнання для
транспортування; вивчити конструкцію шнекового транспортера для подачі
обсмаженої цибулі в подрібнювач; вивчити монтаж та технічне обслуговування
шнекового транспортера; зробити розрахунок шнекового транспортера; розробити
технологічний розділ виготовлення деталі вісь; розробити розділ з охорони праці.
Об’єкт роботи. Процес транспортування обсмаженого напівфабрикату з
цибулі.
Предмет роботи. Вирішення практичних завдань спрямованих на
обґрунтування технологічного процесу транспортування обсмаженого
напівфабрикату з цибулі.
Ключові слова: ШНЕКОВИЙ ТРАНСПОРТЕР, КАБАЧКОВА ІКРА,
ПРОДУКТИВНІСТЬ, МОНТАЖ, РЕМОНТ, 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 78 pages, includes 66 formulas, 15 figures, nine tables, 19 literary sources and
four appendices. The graphic part consists of four drawings and two posters of A1 format.
GoalKRBconsists of: acquiring skills in designing a screw conveyor; analyzing and
justifying design parameters; acquiring skills in calculating screw conveyor parameters
Job tasks: product market analysis; study of the machine and equipment scheme for
the production of zucchini caviar; study of the technological process and work instructions
for the production of zucchini caviar; make an analytical review of the equipment for
transportation; study the design of the screw conveyor for feeding fried onions into the
chopper; study the installation and maintenance of the screw conveyor; make a calculation
of the screw conveyor; develop a technological section for the manufacture of axle parts;
develop a section on labor protection.
Object of work.The process of transporting fried onion semi-finished products.
Subject of work. Solving practical problems aimed at substantiating the technological
process of transporting fried onion semi-finished products.
Keywords: SCREW CONVEYOR, ZUCCHINI CAVIAR, PRODUCTIVITY,
INSTALLATION, REPAIR, LABOR SAFETY.
5
ЗМІСТ
Перелік умовних позначень і скорочень………………………………………………..7
Вступ………………………………………………………………………………………8
РОЗДІЛ 1. КОНСТРУКТОРСЬКИЙ РОЗДІЛ…………………………………….…….9
1.1 Аналіз ринку продукції та обґрунтування вибору обладнання…………………9
1.2 Лінія виробництва кабачкової ікри………………………………………………14
1.2.1 Узагальнена машинно-апаратурна схема лінії……………………………..14
1.2.2 Лінії виробництва напівфабрикату з цибулі……………………………..…15
1.3 Технологічний процес……………………………………………………………..16
1.3.1 Схема технологічного процесу………………………………………………16
1.3.2 Технологічна інструкція…………………………………………………...…17
1.4 Робоча інструкція………………………………………………………………….21
1.4.1 Загальні положення…………………………………………………………...21
1.4.2 Підготовка до роботи………………………………………………………....22
1.4.3 Виконання технологічних операцій………………………………………....22
1.4.4 Вимоги до безпеки праці……………………………………………………..23
1.4.5 Завершення роботи…………………………………………………………...23
1.5 Аналітичний огляд обладнання для транспортування………………………….23
1.5.1 Класифікація транспортерів………………………………………………...23
1.5.2 Класифікація шнекових транспортерів…………………………………….27
1.5.3 Огляд шнекових транспортерів та обладнання……………………………29
1.6 Шнековий транспортер подачі жареної цибулі в подрібнювач…………………36
1.7 Монтаж шнекового транспортера………………………………………………..38
1.8 Технічне обслуговування шнекового транспортера…………………………….39
1.9 Розрахунок шнекового транспортера……………………………………………40
1.9.1 Визначення геометричних параметрів шнекового транспортера………..40
1.9.2 Визначення частоти обертання шнекового транспортера………………..40
1.9.3 Визначення потужності електродвигуна…………………………………..41
1.9.4 Вибір редуктора……………………………………………………………..43
6
1.9.5 Розрахунок валу шнека……………………………………………………..44
1.9.6 Розрахунок підшипників……………………………………………………46
1.9.7 Розрахунок шпонкового з’єднання…………………………………………47
Висновки до розділу 1…………………………………………………………..….…49
РОЗДІЛ 2. ТЕХНОЛОГІЧНИЙ РОЗДІЛ…….……..………………………………...51
2.1 Формулювання службового призначення……………………………….………51
2.2 Матеріал деталі та матеріал-замінник………………………………..…………..51
2.3 Аналіз технологічності конструкції деталі………………………………………51
2.4 Вибір методів і кількості ступенів обробки поверхонь (МОП)……………..….53
2.5 Вибір варіантів обробки деталі (МОД)………………………………………..….58
2.6 Нормування операцій…………………………………………………………..…59
2.7 Вибір верстатів……………………………………………..……………………...62
2.8 Технологічний процес ремонту деталі…………………………………………..63
Висновки до розділу 2…………………………………………………………………66
РОЗДІЛ 3. ОХОРОНА ПРАЦІ…….………………..………………………………...67
3.1 Аналіз потенційних небезпек та виробничих шкідливих факторів……….……67
3.2 Технічні заходи із гарантування безпеки…………………………………………68
3.2.1 Безпека експлуатації обладнання………………………………………….68
3.2.2 Виробнича санітарія та гігієна……………………………………………..68
3.3 Засоби індивідуального захисту (ЗІЗ)……………………………………………68
3.4 Пожежна безпека………………………………………………………………….69
3.5 Правила безпеки…………………………………………………………………69
3.5.1 Загальні правила безпеки для операторів транспортного обладнання ..69
3.5.2 Загальні правила поведінки працівників…………………………………...70
3.5.3 Вимоги техніки безпеки при проведенні ремонтно-монтажних робіт…..71
3.5.4 Вимоги безпеки в аварійній ситуації……………………………………….72
3.5.5 Основні правила безпеки для операторів шнекових транспортерів……..72
Висновки до розділу 3…………………………………………………………………74
Загальні висновки……………………………………………………………………..76
Перелік використаних літературних…………………………………………………77
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
МОЗ – Міністерство охорони здоров’я
RTC – Ready-to-cook
ЄС – Європейський союз
РІ – Робоча інструкція
ГДК – Гранично-допустима концентрація
КМУ – Кабінет міністрів України
ОП – Охорона праці
HACCP – (Абревіатура від Hazard Analysis and Critical Control Points)
ЗІЗ – Засоби індивідуального захисту
ЦЗ – Цивільний захист
Ready-to-cook (RTC)
8
ВСТУП
Харчова промисловість України є одним зі стратегічно важливих секторів
економіки, що забезпечує продовольчу безпеку та експортний потенціал країни.
Виробництво плодоовочевих консервів, зокрема кабачкової ікри, займає вагому
частку в структурі переробної галузі завдяки високій поживній цінності продукту та
стабільному попиту серед споживачів.
Харчова промисловість України прагне до максимальної автоматизації
процесів, що дозволяє знизити собівартість продукції та підвищити її якість.
Використання шнекових транспортерів у таких лініях обумовлене їхньою
компактністю, герметичністю та здатністю переміщувати подрібнену масу без втрат
соку та ароматичних речовин, що є критичним для цибулі. Проте, агресивне
середовище (цибулевий сік) та схильність сировини до налипання вимагають
вдосконалення конструкції транспортера для забезпечення надійності та дотримання
санітарних норм.
Метою роботи є вивчення конструкції та розрахунок шнекового транспортера
для лінії виготовлення напівфабрикату з цибулі, який забезпечить задану
продуктивність при мінімальних енерговитратах та високому рівні гігієнічності.
Для досягнення мети необхідно вирішити такі завдання:
- Провести аналіз існуючих конструкцій транспортуючих пристроїв у харчовій
галузі;
- Обґрунтувати вибір параметрів шнека (крок, діаметр, частота обертання)
відповідно до фізико-механічних властивостей подрібненої цибулі;
- Виконати кінематичні та конструктивні розрахунки привода;
- Розробити заходи з техніки безпеки та санітарної обробки обладнання.
Об’єкт дослідження: процес механізованого транспортування овочевої маси в
межах технологічної лінії.
Предмет дослідження: конструктивні параметри та режими роботи гвинтового
(шнекового) транспортера.
9
РОЗДІЛ 1
КОНСТРУКТОРСЬКИЙ РОЗДІЛ
1.1 Аналіз ринку продукції та обґрунтування вибору обладнання
Сучасний ринок харчових технологій демонструє стійкий тренд Ready-to-cook
(RTC). У контексті лінії переробки цибулі це означає створення продукту, який
повністю підготовлений до термічної обробки або додавання у страву, що позбавляє
кінцевого споживача найбруднішого етапу виробництва.
Лінії виробництва кабачкової ікри у 2026 році потребують врахування як
економічної ситуації на ринку консервації, так і сучасних енергоефективних
технологій.
На сьогодні ринок плодоовочевої консервації в Україні демонструє наступні
тенденції:
- Динаміка попиту: Попри зростання цін, кабачкова ікpа залишається
«соціальним» продуктом у сегменті овочевої консервації завдяки доступній вартості
сировини та стабільній популярності серед населення;
- Тренди споживання: Спостерігається перехід від традиційної рецептури до
продукції з чистим складом (Clean Label) – без консервантів та штучних згущувачів.
Зростає попит на тару типу Твіст-офф об’ємом від 0,3 л до 0,5 л, яка зручніша у побуті
за стандартні банки СКО 0,5 л;
- Експортний потенціал: Українська ікра має високі шанси на ринках ЄС
(Польща, Німеччина, країни Балтії), де зростає інтерес до автентичних овочевих
закусок та веганських продуктів.
Для забезпечення конкурентоспроможності підприємства вибір обладнання має
базуватися на трьох критеріях: енергоефективність, мінімізація втрат та відповідність
стандартам HACCP.
Згідно з вимогами харчової безпеки, всі робочі органи обладнання (шнеки, чаші
змішувачів, трубопроводи та арматура) повинні бути виготовлені з нержавіючої сталі
марки AISI 304 (для нейтральних середовищ) або AISI 316 (у зонах підвищеної
кислотності, наприклад, при додаванні томатної пасти чи оцту).
10
Напівфабрикати з цибулі (очищена, нарізана кубиком або кільцями, пасерована
або сушена цибуля) мають попит у декількох секторах:
- Промисловий сектор: Консервні заводи (виробництво овочевої ікри, соусів),
м’ясокомбінати (виробництво ковбас, пельменів). Тут цибуля є базовим інгредієнтом
у великих обсягах;
- Сектор HoReCa: це абревіатура, що позначає сегмент індустрії гостинності та
громадського харчування (Ho – Hotels (Готелі), Re – Restaurants (Ресторани), Ca –
Cafés / Catering (Кафе / Кейтеринг). Вона утворена від перших складів англійських
слів. Ресторани та мережі швидкого харчування прагнуть мінімізувати «брудні»
процеси на кухні та оптимізувати працю персоналу;
- Експортний потенціал: Сушена або заморожена цибуля є ліквідним товаром
на міжнародному ринку завдяки тривалому терміну зберігання.
Обґрунтування: Створення лінії виробництва дозволяє переробляти
некондиційну за розміром, але якісну за складом сировину в продукт із високою
доданою вартістю.
Використання попередньо підготовленого напівфабрикату з цибулі замість
сирої овочевої сировини дозволяє великим підприємствам суттєво оптимізувати
виробничий цикл. Основними споживачами є:
- Консервні заводи (виробництво овочевої ікри та соусів): У виробництві
кабачкової, баклажанної ікри або томатних соусів цибуля проходить етап
пасерування. Використання готового напівфабрикату (нарізаного або вже
обробленого) дозволяє заводам відмовитися від «брудних» дільниць очищення
овочів, що зменшує навантаження на очисні споруди та знижує витрати на
енергоносії;
- М’ясопереробні комбінати: Для виробництва фаршу, ковбасних виробів та
пельменів цибуля є незамінним компонентом, що формує смакові якості продукту.
Вимоги до промислових партій включають однорідність нарізки та стабільну
вологість, що найкраще забезпечується спеціалізованими лініями з використанням
шнекових транспортерів, що запобігає розшаруванню напівфабрикату з ріпчастої
цибулі;
11
- Виробники заморожених напівфабрикатів: Цех з виготовлення вареників,
млинців та котлет потребує цибулі як складової частини начинок. Тут критично
важливою є швидкість подачі сировини, де шнекові конвеєри забезпечують
безперервність потоку.
Для вибору оптимального способу переміщення подрібненої цибулі доцільно
порівняти три типи конвеєрів представлених в табл. 1.1.
Таблиця 1.1 – Порівняльна таблиця транспортерів
Критерій Стрічковий Вібраційний
Шнековий (гвинтовий)
порівняння конвеєр транспортер
Герметичність Низька Середня Висока (закрита труба)
Втрати соку Значні Мінімальні Відсутні
Потребує Залежить від Максимальна (можна під
Компактність
багато місця амплітуди кутом)
Гігієнічність Складно мити Легко Дуже легко (CIP-мийка)
Вплив на продукт Мінімальний Мінімальний Можливе легке перемішування
Вибір гвинтового робочого органу транспортерів для лінії переробки цибулі
обумовлений наступними факторами:
- Технологічна ізоляція та екологічність: Подрібнена цибуля виділяє велику
кількість летких речовин (фітонцидів), які подразнюють слизові оболонки персоналу.
Шнек у закритому жолобі або трубі повністю локалізує запахи та випаровування, що
покращує умови праці;
- Санітарія та гігієна: Згідно з вимогами HACCP (Hazard Analysis and Critical
Control Points) – це система аналізу небезпечних чинників та контролю критичних
точок, який допомагає знайти місця, де продукт може бути зіпсований, і запобігти
цьому ще до того, як це станеться. Обладнання повинно легко піддаватися санітарній
обробці.
Шнекові системи з нержавіючої сталі дозволяють:
- Уникнути застійних зон, де може розвиватися мікрофлора;
- Використовувати автоматичне миття без розбирання агрегату.
Шнек не просто транспортує, а й підтримує однорідність маси. Для
напівфабрикату, що складається з нарізаної цибулі, гвинтова поверхня забезпечує
12
рівномірне просування без розділення на тверду фазу та вільний сік. У цехах із
обмеженою площею шнекові транспортери дозволяють піднімати продукт під кутом
від 30 0С до 45 0С, що зручно для завантаження машин для подрібнення.
Для великих обсягів (промислового сектору) шнековий транспортер є
пріоритетним через такі фактори:
- Продуктивність: Шнек здатний працювати у цілодобовому режимі
забезпечуючи стабільний об’єм подачі від декількох сотень кілограмів до декількох
тон на годину (залежно від розрахованого діаметра �� та кроку гвинта ��;
- Дозування: Шнекові системи легко піддаються автоматизації через частотне
регулювання приводів, що дозволяє використовувати їх одночасно і як засіб
транспортування, і як об’ємний дозатор;
- Герметичність і екологія: На промислових обсягах виділення фітонцидів
цибулі стає серйозною проблемою для вентиляції цеху. Закритий шнек вирішує це
питання радикально, унеможливлюючи контакт маси з повітрям робочої зони.
Щодо логістики постачання сировини в Черкаській області є стратегічним для
виробництва кабачкової ікри завдяки сприятливому клімату та розвиненій
інфраструктурі.
1. Сировинні зони (система «поле – підприємство»)
Для заводів Черкащини (зокрема таких провідних виробників як «Верес»)
логістика базується на радіусі від 50 км до 100 км від виробничих площадок. Це
критично для кабачка, оскільки після збору він швидко втрачає вологу та якість.
Сировинні зони включають:
- Власні сільскогосподорські господарства: Оренда землі в Черкаському,
Золотоніському та Смілянському районах. Це дозволяє контролювати сортність
(підходять сорти з тонкою шкіркою та малим насіннєвим гніздом) та графік
дозрівання;
- Фермерські господарства: Переробні підприємства укладають контракти з
місцевими фермерами. Черкащина має перевагу у вигляді розвиненої зрошувальної
системи, що використовує воду з Кременчуцького водосховища, яка гарантує врожай
навіть у посушливі літні місяці.
13
2. Транспортна логістика
Оскільки кабачок – це об’ємна сировина з відносно низькою вартістю за тонну,
витрати на логістику можуть складати від 15 % до 20 % собівартості:
- Сезонність: Пік перевезень припадає від червня по серпень. У цей період
заводи працюють цілодобово і підвезення сировини здійснюється також безперерво.
- Транспорт: Використовуються вантажівки-самоскиди або контейнеровози.
Для великих заводів є наявність автоматизованих майданчиків для розвантаження
(гідравлічні перекидачі), що скорочує час простою автомобілів.
3. Приймання та вхідний контроль
Логістика завершується на пункті вагового контролю та лабораторії заводу:
- Аналіз якості: Перевірка на вміст нітратів та відповідність калібру (зазвичай
плоди діаметром від 60 мм до 80 мм);
- Буферизація: На заводах Черкащини використовують тіньові майданчики або
короткочасне зберігання під водяним зрошенням.
4. Виклики 2026 року
- Енергонезалежність: Логістичні центри та цехи первинної підготовки
обладнуються потужними генераторами та когенераційними установками, щоб
забезпечити безперервний цикл переробки при нестабільності енергомережі;
- Дефіцит водіїв: Підприємства активно впроваджують автоматизацію на етапах
навантаження, щоб зменшити кількість задіяного персоналу.
Черкаська область фактично стала «овочевим кошиком» України для
переробної галузі, замістивши значну частину потужностей, що раніше базувалися на
Півдні. Сучасні лінії виробництва кабачкової ікри є перспективним інвестиційним
проектом, за умови дотримання балансу між традиційною якістю та сучасними
технологіями переробки.
Обраний комплект обладнання забезпечує повний цикл переробки – від
приймання свіжої сировини до виходу готової продукції в палетах з маркованою
продукцією. Використання автоматизованих систем управління (АСУ ТП) на ділянці
стерилізації гарантує промислову чистоту продукту та тривалий термін зберігання без
використання штучних консервантів.
14
1.2 Лінія виробництва овочевої ікри
1.2.1 Узагальнена машинно-апаратурна схема лінії
Узагальнена машинно-апаратурна схема лінії представлена на рис. 1.1.
Рисунок 1.1 – Схема виробництва ікри овочевої
15
1.2.2 Лінії виробництва напівфабрикату з цибулі
На рис. 1.2 показана схема лінії виробництва напівфабрикату з цибулі
приймально-підготовчого відділення.
1 – машини для чищення цибулі; 2 – стрічковий транспортер;
3 – машини для обрізання; 4 – інспекційний транспортер; 5 – машина для миття;
6 –машина для шинкування;7 – транспортер інспекційний; 8 – елеватор;
9 – паролійна піч; 10 – транспортер шнековий; 11 – подрібнювач;
12 – машина для протирання; 13 – збірник напівфабрикату;
14 – насос гвинтовий; 15 –підігрівачі олії; 16 – компресори
Рисунок 1.2 – Схема лінії виробництва напівфабрикату з цибулі
Цибуля в сітках завозиться електронавантажувачем і на машинах 3 оператори
обрізають стебло і кореневище. Цибуля на машині 1 очищається від лушпиння і
стрічковим транспортером подається на інспекційний транспортер 4. Неочищена
цибуля вертається на повторне чищення а очищена цибуля миється в машин 5. Після
миття цибуля шинкується на машині 6, інспектується на транспортері інспекційному
7 і елеватором 8 подається в паро-олійну піч 9. Після обжарювання транспортером
шнековим 10 подається в подрібнювач 11, протирається в машині для протирання 12
і потрапляє в збірник напівфабрикату 13. Насосом гвинтовим 14 напівфабрикат
подається в змішувачі. Олія для пароолійної печі підігрівається в підігрівачах 15.
Компресори 16 подають стиснене повітря в ресивери для функціювання систем
автоматизації технологічних процесів.
16
1.3 Технологічний процес
1.3.1 Схема технологічного процесу
Виробництво кабачкової ікри – це чітко регламентований процес, що
регулюється національними стандартами (зокрема ДСТУ 2125:2011) для консервів
овочевих закусочних та загальними стандартами харчової безпеки). Станом на 2026
рік в Україні діє суворий контроль за впровадженням системи керування безпечністю
харчових продуктів.
Для лінії ікри ключовими є:
- ДСТУ ISO 22000:2019 (ISO 22000:2018): Основний стандарт, що об’єднує
принципи HACCP та системний менеджмент.
- ДСТУ ISO 22002-1:2012: Встановлює конкретні вимоги до гігієни (програми-
передумови): стан стін, вентиляції, дезінфекції обладнання та особистої гігієни
персоналу.
Процес побудований на послідовній термічній та механічній обробці сировини:
- Приймання та миття: Очищення кабачків від піску та бруду (використовують
мийні машини елеваторного або барабанного типу);
- Інспекція та обрізання: Видалення плодоніжок, пошкоджених частин та
перестиглих плодів вручну на конвеєрі;
- Подрібнення та термічна обробка (бланшування/обсмажування): Кабачки
подрібнюють на кружальця або шматочки. Традиційна технологія передбачає
обсмажування у соняшниковій олії при температурі від 130 °C до 140 °C;
- Приготування овочевої суміші: Окремо готують цибулю, моркву (також
обсмажують) та біле коріння;
- Протирання: Всі компоненти змішують та пропускають через протиральну
машину для отримання однорідної маси;
- Змішування та підігрів: Додавання томатної пасти, солі, цукру, прянощів та
олії. Масу підігрівають від 85 °C до 90 °C;
- Фасування та закупорювання: Наповнення скляних або металевих банок;
17
- Стерилізація: Вирішальний етап для безпеки (температура зазвичай становить
від 115 °C до 120 °C залежно від тари).
1.3.2 Технологічна інструкція
Технологічна інструкція з виробництва ікри з кабачків передбачає чітку
послідовність етапів, що забезпечують безпеку продукту та його характерну
консистенцію. Нижче наведено базовий опис процесу згідно з галузевими
стандартами.
При виробництві кабачкової ікри якість овочів безпосередньо впливає на
органолептичні показники готового продукту (колір, аромат та присмак). Згідно з
технологічними вимогами та ДСТУ, до сировини висуваються наступні вимоги:
1. Підготовка сировини та допоміжних матеріалів.
1.1. Кабачки.
Кабачки повинні відповідати вимогам:
- кабачки для виробництва ікри кабачкової мають бути молодими, з
недорозвиненим насінням, діаметром від 70 мм до 90 мм;
- вміст сухих речовин у свіжих кабачках повинен бути від 4 % до5 %;
- свіжі плоди сортують, видаляючи пошкоджені екземпляри;
- миття проводиться у лопатевих або барабанних мийних машинах.
1.2. Цибуля ріпчаста.
Цибуля забезпечує ікрі характерний аромат та солодкуватий присмак після
обсмажування:
- використовують гострі або напівгострі сорти з високим вмістом сухих речовин
та ефірних олій;
- цибулини мають бути визрілими, здоровими, чистими, цілими, без ознак
проростання;
- допускаються цибулини з незначними механічними пошкодженнями, які
видаляються під час очищення. Не допускається цибуля, уражена гниллю або
шийковою гниллю;
- після очищення від сухого лушпиння та обрізання кореневої мочки (денця),
вміст відходів складає від 14 % до 20 % залежно від сезону.
18
1.3. Морква.
Морква відповідає за колір ікри (каротиноїди) та її густину.
Вона повинна відповідати вимогам:
- коренеплоди мають бути свіжими, цілими, не зів’ялими, без тріщин та ознак
захворювань (білої або сірої гнилі);
- найкраще підходить морква з інтенсивно-оранжевою м’якоттю та
мінімальною серцевиною. Бліда або задерев’яніла серцевина погіршує колір та
текстуру ікри;
- для промислової переробки оптимальним є діаметр від 3 см до 6 см;
- вміст сухих речовин має становити від 11 % до 12 %;
- моркву миють, очищують від шкірки (термічним або механічним способом)
та повторно миють.
1.4. Біле коріння (петрушка, пастернак, селера).
Ця група сировини використовується як пряно-ароматична основа.
Вона повинна відповідати вимогам:
- використовується суміш коренів пастернаку (найбільша частка), петрушки та
селери;
- коренеплоди повинні бути чистими, не в’ялими, з характерним для кожного
виду ароматом. Не допускається використання коренів, що мають темні плями або
ознаки зацвітання всередині;
- видаляються залишки листя (черешків) та тонкі корінці. Після механічного
очищення обов’язкове ретельне промивання, оскільки пісок у складках коріння може
зіпсувати всю партію продукту.
Загальні фізико-хімічні вимоги згідно технології представлені в табл. 1.2.
Таблиця 1.2 – Показники ікри кабачкової
Параметр Вимога
Вміст мінеральних
Не допускається (повне видалення при митті)
домішок
Сторонні домішки Не допускаються (трава, солома, каміння)
Залишки пестицидів У межах норм ГДК (згідно з ДСТУ)
Термічна обробка Обсмажування до втрати маси (уварка) від 40% до 50 %
19
Під час обсмажування цих овочів важливо дотримуватися режиму пасерування.
Морква та коріння мають стати м’якими, а цибуля – напівпрозорою з золотистим
відтінком. Пересмажування (потемніння) сировини призведе до появи гіркого
присмаку та занадто темного кольору ікри, що вважається дефектом.
2. Термічна обробка та подрібнення.
- Різання: кабачки ріжуть на кружальця товщиною від 15мм до 20 мм (або
кубики), моркву та цибулю – на скибочки;
- Обсмажування: овочі обсмажують у дезодорованій соняшниковій олії до
золотистого кольору при температурі олії від 120 °C до 140 °C для видалення вологи,
карамелізації цукрів та надання специфічного смаку;
- Подрібнення: обсмажені овочі пропускають через вовчок (промислову
м’ясорубку) з діаметром отворів решітки від 3 мм до 4 мм для отримання однорідної
маси.
3. Змішування компонентів та варка
У змішувач завантажують компоненти згідно з рецептурою:
- Подрібнена маса (кабачки, морква, цибуля);
- Томатна паста (30%-ва);
- Сіль, цукор;
- Мелений чорний та духмяний перець;
- Зелень.
Уварювання проводять у вакуум-випарних апаратах типу МЗС-320 при
температурі від 60 0С до 70 0С і тиску пара в паровій сорочці від 1 атм до 1,7 атм.,
розрідження в вакуум-випарному апараті від 0,5 атм до 0,7 атм. Тривалість варіння
складає від 40 хв до 50 хв. Для запобігання попадання конденсату в продукт
рекомендується перекривати кран на вакуумопроводі з вакуумного насоса перед
кожним його вимкненням. Готову варку перевіряють на вміст сухих речовин в
продукті. Готовність кожної варки визначається за масовою часткою розчинених
сухих речовин у ній по рефрактометру до 25 %, якщо варка не готова – доварюють,
якщо готова – підігрівають до температури 70 ± 2 °С і передають у збірник на
фасування.
20
Ікра має бути рівномірно подрібненою масою без грубих часток шкірки чи
насіння.
4. Фасування та закупорювання.
Процес відбувається наступним чином:
- готову гарячу масу подають на наповнювачі з температурою (під час
фасування в скляну або металеву тару) не нижче 70 °C;
- видаляють повітря для кращого збереження;
- тару герметично закривають кришками на закатних машинах.
5. Стерилізація.
Процес проводиться в автоклавах за режимом, що залежить від об’єму тари.
Зазвичай використовується формула:
�� − �� − ��
, (1.1)
��
де: �� – час підйому температури;
�� – тривалість власне стерилізації (зазвичай від 40 хв до 60 хв);
�� – час зниження тиску та охолодження, хв;
�� – температура стерилізації, �� = 120 хв.
6. Контроль якості.
Готова ікра повинна мати рівномірно подрібнену зернисту консистенцію,
світло-коричневий або жовто-коричневий колір та гармонійний смак обсмажених
овочів з прянощами. Вміст сухих речовин має відповідати вимогам ДСТУ 4497:2005
(або галузевим стандартам)
Показники готового продукту (ікри кабачкової) представлені в табл. 1.3.
Таблиця 1.3 – Показники ікри кабачкової
Показник Вимога
Вміст сухих речовин не менше 19 %
Вміст жиру від 7 % до 9 %
Кислотність (за яблучною к-тою) від 0,3 % до 0.6 %
Вміст солі від 1,2 % до 1.6 %
21
7. Миття та полетування
Стерилізовані банки проходять стадію миття на автоматичних машинах або
вручну з використанням миючих засобів. Після цього банки ретельно ополіскують і
сушать. На заключному етапі проводиться ретельний огляд для виявлення банок з
дефектами, таких як негерметичність, недолив, пошкодження та забруднення.
Некондиційні герметично закриті банки повертають на переробку, банки, що
втратили герметичність відправляються на утилізацію. Чисті, сухі, відсортовані
банки формуються в полети
8. Зберігання
Консерви ікра із кабачків зберігають на дерев’яних полетах висотою не більше
2 ярусів при температурі від 0 °С до 25 °С та відносній вологості повітря не більше
75 %, термін зберігання з дня виготовлення становить 24 місяці.
9. Вимоги до безпеки та санітарії.
Технологічна інструкція обов’язково включає план HACCP (Аналіз ризиків та
критичні контрольні точки):
- ККТ-1 (мийка): контроль залишків пестицидів та механічних домішок.
- ККТ-2 (обсмажування): контроль утворення акриламіду та перекисного числа
олії.
- ККТ-3 (стерилізація): порушення температурного режиму або часу веде до
ризику виживання Clostridium botulinum.
Після стерилізації банки повинні проходити період витримки на складі
(зазвичай від 10діб до 15 діб) для виявлення можливого мікробіологічного браку
(бомбажу) перед відправкою споживачеві.
1.4 Робоча інструкція
Робоча інструкція (РІ) визначає конкретні дії персоналу на робочих місцях,
правила експлуатації обладнання та заходи безпеки. На відміну від технологічної
інструкції, вона фокусується на тому, що саме і як має робити оператор. При
виготовленні ікри кабачкової використовуються типові робочої інструкції.
22
Структура та зміст типової робочої інструкції для оператора лінії приготування
кабачкової ікри.
1.4.1 Загальні положення
До загальних положень відносяться:
- До роботи допускаються особи, що пройшли медичний огляд, інструктаж з
охорони праці та навчання роботі на конкретному обладнанні;
- Працівник повинен бути забезпечений санітарним одягом: халат/костюм,
шапочка (сітка для волосся), спецвзуття;
- Перед початком зміни обов’язкове миття та дезінфекція рук.
1.4.2 Підготовка до роботи
До підготовки до роботи відносяться:
- Перевірка обладнання: перевірити санітарний стан мийних машин, овочерізок,
апаратів для обсмажування та протиральних машин;
- Інженерні комунікації: перевірити подачу води, пари (тиск у сорочках апаратів
має відповідати паспорту – зазвичай від 0,2 МПа до 0,4 МПа) та роботу витяжної
вентиляції;
- Інвентар: підготувати чисті ємності для відходів та контрольно-вимірювальні
прилади (термометри, ваги).
1.4.3 Виконання технологічних операцій
Етап миття та очищення:
- Слідкувати за безперервною подачею води в мийну машину;
- Контролювати якість очищення коренеплодів: візуально перевіряти
відсутність залишків шкірки та піску після виходу з корундової мийки.
Етап різання та обсмажування:
- Встановити ножі на овочерізці відповідно до параметрів (наприклад,
кружальця кабачків 15 мм.
- Слідкувати за температурою олії (від 120 °C до 140 °C).
- Оператор повинен кожні 30 хв контролювати відсоток уварки (втрати маси).
Етап приготування суміші (змішування):
- Дотримуватися чіткої черговості завантаження компонентів у змішувач;
23
- Контролювати температуру підігріву кабачкової ікри перед фасуванням (не
нижче 85 °C);
- Кожні 2 години відбирати проби для лабораторії на перевірку вмісту сухих
речовин (за рефрактометром).
1.4.4 Вимоги до безпеки праці
- Забороняється: чистити або регулювати обладнання під час його роботи;
- Обережно з парою: відкривати кришки варильних котлів та змішувачів
повільно, спрямовуючи пару в напрямку від себе;
- Слідкувати за відсутністю олії на підлозі біля для апаратів обсмажування для
запобігання небезпеки падіння обслуговуючого персоналу і запобігання виробничого
травматизму.
1.4.5 Завершення роботи
- Зупинити подачу сировини, виробити залишки продукту з лінії;
- Вимкнути електроживлення, перекрити подачу пари та води;
- Провести санітарну годину: промити обладнання гарячою водою з
використанням дозволених мийних засобів, провести дезінфекцію;
- Зробити запис у журналі про кількість виготовленої продукції та виявлені
несправності.
1.5 Аналітичний огляд обладнання для транспортування
1.5.1 Класифікація транспортерів
Транспортне обладнання в харчовому і зокрема в консервному виробництві
виступає не лише сполучною ланкою між окремими одиницями техніки в потокових
механізованих лініях, а й ключовим інструментом інтенсифікації виробництва. Окрім
логістичної функції (переміщення сировини, тари та готового продукту) воно
дозволяє інтегрувати в процес транспортування такі операції, як миття, інспекція,
фасування та закупорювання, забезпечуючи безперервність всього технологічного
циклу. Класифікація транспортного обладнання на консервних заводах є досить
розгалуженою, оскільки воно повинно забезпечувати безперервний рух
24
найрізноманітніших об’єктів: від сирої сировини (овочі, фрукти, м’ясо) до готових
бляшанок та скляних банок.
Основний поділ відбувається за принципом дії та видом вантажу.
Транспортні засоби можна розділити на такі групи:
- Гідравлічне транспортне обладнання;
- Транспортери;
- Елеватори і підіймачі;
- Безрейковий транспорт.
Шнековий транспортер відноситься до другої групи, тому розглянемо деяке
обладнання яке використовується в консервній промисловості.
В консервній промисловості вибір транспортера залежить від фізико-хімічних
властивостей сировини (розмір, щільність, вологість), стадії технологічного процесу
(миття, бланшування, фасування) та просторового планування цеху.
Класифікація обладнання, що використовується на консервних підприємствах:
1. За принципом дії (робочим органом). Це основа будь-якої поточної лінії.
Вони працюють без зупинок для завантаження та розвантаження.
До них відносяться:
- Стрічкові транспортери найбільш універсальні. Використовуються: для
інспекції та сортування сировини (наприклад, кабачків або томатів); транспортування
сировини; транспортування тари та готової продукції. Стрічки можуть бути
гумовими, ПВХ або металевими сітчастими (для роботи в умовах високих
температур);
- Скребкові транспортери ідеальні для похилого транспортування та
переміщення важкої або липкої сировини;
- Пластинчасті транспортери часто використовуються на лініях розливу та
закупорювання для переміщення скляної та жерстяної тари, а також
використовуються в автоматах для закупорювання і наповнення та мийних машинах;
- Шнекові (гвинтові) транспортери застосовуються для переміщення
подрібненої маси (пульпи, пюре, ікри), відходів виробництва або сипких інгредієнтів.
Забезпечують герметичність та можливість дозування;
25
- Роликові (рольганги) використовуються переважно на ділянках пакування для
переміщення ящиків, лотків або великої тари. Бувають приводні та гравітаційні.
2. За середовищем транспортування.
За середовищем транспортування розділяють:
- Гідравлічні транспортери використовують потік води для переміщення плодів.
Це дозволяє одночасно транспортувати та здійснювати попереднє миття сировини
(кабачків, баклажанів, яблук), мінімізуючи їхнє механічне пошкодження;
- Пневматичні використовують потік повітря. Застосовуються для легких
об’єктів (порожня жерстяна банка, кришки) або для подачі сипких компонентів
(цукор, сіль, борошно) у закритих системах.
3. За напрямком руху.
За напрямком руху розділяють
- Горизонтальні транспортери – найпростіші конвеєри для лінійних ділянок
цеху;
- Похилі та вертикальні;
- Елеватори (ковшові або поличні): для підйому цілої сировини на висоту
(наприклад, з мийної машини в бункер подрібнювача);
- Гусячі шиї (Z-подібні) – комбіновані транспортери для складних маршрутів
транспортування;
- Спіральні транспортери використовуються в обмеженому просторі, часто для
охолодження банок після стерилізації або для заморозки.
4. За призначенням у технологічному процесі:
За призначенням у технологічному процесі розрізняють:
- Внутрішньоцеховий транспорт призначений для переміщення сировини та
тари між мийними машинами, інспекційними столами, наповнювачами та закатками;.
- Міжцеховий транспорт призначений для зв’язку між підготовчими та
основними відділеннями (наприклад, подача сировини з сировинної площадки в цех,
подачі готової продукції з цеху в склад;
- Складський транспорт призначений для штабелювання готових консервів,
переміщення в лініях упаковки.
26
5. За функціональним призначенням у цеху.
За функціональним призначенням транспортери приведені в табл. 1.4.
Таблиця 1.4 – Сфера застосування шнекових транспортерів
Тип Сфера застосування
Інспекційні Спеціальні стрічки з освітленням для видалення
бракованої сировини персоналом
Мийні-транспортери Обладнані душовими пристроями або
занурювальними ваннами
Калібрувальні Розподіляють сировину за розміром паралельно з
рухом
Дозувально-наповнювальні Синхронізують рух тари з роботою наповнювача
6. Класифікація за видом вантажу.
Класифікація за видом вантажу приведена в табл. 1.5.
Таблиця 1.4 – Класифікація транспортерів за видом вантажу
Вид вантажу Рекомендоване обладнання
Сировина (навалом) Стрічкові конвеєри, гідрожолоби
Сировина (подрібнена) Шнеки, насоси для перекачування маси
Порожня тара Пластинчасті конвеєри, магнітні підйомники
Наповнена тара Пластинчасті конвеєри, роликові доріжки
Готова продукція (в ящиках) Рольганги, стрічкові конвеєри, навантажувачі
7. Спеціалізовані транспортери.
- Магнітні транспортери призначені для підйому та переміщення порожніх
металевих банок або кришок у вертикальному напрямку;
- Вібраційні транспортери призначені для рівномірного розподілу сировини
перед дозаторами або для відділення зайвої вологи з сировини після миття;
У консервному виробництві до транспортерів висуваються жорсткі технічні
вимоги (згідно з галузевими стандартами).
Оскільки консервне виробництво пов’язане з високою вологістю та
агресивними середовищами (солі, кислоти), обладнання повинно:
- Бути виготовленим із корозійностійких матеріалів. наприклад: нержавіюча
сталь (AISI 304/316); харчовий пластик;
27
- Легко піддаватися санітарній обробці (миття мийними розчинами, гарячою та
холодною водою, дезінфекційними розчинами);
- Мати максимально захищені від вологи електродвигуни та підшипникові
вузли;
- Відповідати вимогам безпеки, наприклад мати захисне огородження, захисні
екрани та системи аварійної зупинки.
1.5.2 Класифікація шнекових транспортерів
Класифікація шнекових (гвинтових) транспортерів у харчовій промисловості
базується на їхніх конструктивних особливостях, типі продукту, що переміщується,
та санітарно-гігієнічних вимогах. Оскільки харчове виробництво передбачає роботу з
різною сировиною (від сипучого борошна до в’язких паст) вибір правильної
конфігурації є критичним.
Ось основні ознаки, за якими класифікують ці механізми:
1. За конструкцією робочого органу (гвинта).
Вид робочого органу залежить від фізико-хімічних властивостей продукту:
- Суцільні (спіральні) шнекові транспортери використовуються для добре
сипучих продуктів (цукор, зерно, крупи). Суцільні шнекові транспортери
забезпечують максимальну продуктивність;
- Стрічкові шнекові транспортери мають зазор між валом і спіраллю. Ефективні
для вологої або липкої сировини (подрібнені овочі, волога мезга), оскільки продукт
не налипає на вал;
- Лопатеві шнекові транспортери мають замість суцільного гвинта на валу
закріплені окремі лопаті. Використовуються не лише для транспортування, а й для
одночасного перемішування компонентів (наприклад при підготовці фаршу або
тіста);
- Фасонні (зубчасті) шнекові транспортери мають вирізи на кромці спіралі.
Призначені для продуктів, які схильні до утворення комків, для їх додаткового
розпушення під час руху.
Основні схеми конструкцій робочих органів (гвинтів) шнекових транспортерів
показані на рис 1.3.
28
а – суцільний гвинт; б – лопатевий гвинт;
в – стрічковий гвинт; г – фасонний гвинт
Рисунок 1.3 – Гвинти шнекових транспортерів
Порівняльна таблиця вибору гвинта в залежності від властивість продукту та
приклади продуктів приведені в табл. 1.5.
Таблиця 1.5 – Порівняльна таблиця вибору гвинта
Тип гвинта Властивість продукту Приклад продукту
Суцільний Сипучий, сухий Зерно, сіль, цукор
Стрічковий В'язкий, липкий Овочеве пюре, патока
Лопатевий Потребує змішування М'ясний фарш зі спеціями
Харчові відходи, відходи
Без вала (гнучкий) Великі фракції, волокна
овочів
2. За розташуванням у просторі.
За розташуванням у просторі розрізняють:
- Горизонтальні шнекові транспортери найпоширеніші, мають високий ККД і
мінімальне навантаження на підшипникові вузли;
- Похилі шнекові транспортери мають кут нахилу, що зазвичай становить відж
20° до 45°. Зі збільшенням кута продуктивність транспортера суттєво падає;
- Вертикальні (шнекові підйомники) транспортери вимагають високої частоти
обертання гвинта для створення відцентрової сили, що притискає продукт до стінок
кожуха. Використовуються в умовах обмеженої площі цеху.
29
3. За типом жолоба (корпусу).
За типом жолоба розрізняють:
- Шнекові транспортери у закритій трубі – забезпечують повну герметичність,
що запобігає утворенню пилі (борошно, сухе молоко) та дотримання норм чистоти та
техніки безпеки (утворення вибухонебезпечної суміші).
- Шнекові транспортери у відкритому U-подібному жолобі – зверху
закриваються кришкою, що легко знімається. Це полегшує щоденну мийку та
дезінфекцію внутрішніх поверхонь, що є стандартом для консервної, м’ясної та
молочної промисловості.
4. За мобільністю.
За мобільністю розрізняють:
- Стаціонарні шнекові транспортери – вмонтовані в технологічну лінію
(наприклад, подача сировини з бункера до дозатора);
- Пересувні шнекові транспортери – встановлюються на колісну базу. Зручні
для : переміщення борошна, цукру, солі, круп, а також подрібнених овочів чи фруктів
5. За специфікою харчового виконання.
Оскільки техніка контактує з харчовими продуктами, розрізняють:
- По матеріалу виготовлення (найчастіше харчова нержавіюча сталь AISI 304
або AISI 316);
- По типу ущільнення валу (посилені вузли, що запобігають потраплянню
мастила в продукт);
- По конструкції, що передбачає швидке розбирання (можливість вилучення
гвинта без спеціального інструменту для повної стерилізації).
1.5.3 Огляд шнекових транспортерів та обладнання
На рис. 1.4 показана схема шнекового транспортера.
Принцип дії шнекового транспортера: продукт завантажується через патрубок
7, транспортується гвинтом 5 та вивантажується через розвантажувальний патрубок
9. Гвинт кріпиться на валу, який встановлений в трьох опорах (передньому
підшипниковому вузлі 4, задньому підшипниковому вузлі 8 та проміжній опорі 6.
30
Обертання валу з гвинтом відбувається від електродвигуна 1 через редуктор 3.
Електродвигун з’єднаний з редуктором і редуктор з’єднаний з валам за допомогою
муфт 2.
1 – електродвигун; 2 – пальцева муфта; 3 – редуктор;
4 – передній підшипниковий вузол; 5 – вал з гвинтом; 6 – проміжна опора;
7 – завантажувальний патрубок; 8 – задній підшипниковий вузол;
9 – розвантажувальний патрубок
Рисунок 1.4 – Схема гвинтового транспортера
На рис. 1.5 показана схема шнекового транспортера сипучих вантажів, відходів
(вижимки з-під пресів, підходи з машин для протирання та фінішування), в шнекових
апаратах для шпарення, для транспортування обсмажених напівфабрикатів.
1 – привід (умовно не показаний); 2 – кришка; 3 – гвинт; 4 – жолоб; 5 – кінцеві
підшипники; 6 – проміжні підшипники; 7 – патрубки
Рисунок 1.5 – Шнековий транспортер
31
Шнековий транспортер складається з жолоба 4 з кришкою 2, гвинта 3, кінцевих
підшипників 5 (при великій довжині можливі проміжні підшипники 6, приводу 1 (на
рисунку умовно не показано). Для завантаження і для вивантаження матеріалу, що
транспортується має патрубки 7. Жолоб має напівкруглу форму днища,
виготовляється з листової корозійної сталі товщиною від 2 до 4 мм.
Шнек (гвинт) може бути суцільним, стрічковим або лопатевим.
Параметри суцільного шнека визначаються ДСТУ. Діаметр суцільного шнека
вибирають з ряду: 100; 125; 160; 200; 250; 320; 400; 500; 630; 800 мм, Крок шнека
вибирають з ряду 80; 100; 125; 160; 200; 250, 320; 400; 500; 630 мм. Частота обертання
гвинта вибирається з наступного ряду: 6; 7,5; 9,5; 11,8; 15; 19; 23,6; 30; 37,5; 60; 75;
95; 118; 150; 190; 236; 300 хв-1. Допускається відхилення частоти обертання від
указаних в межах 10 %.
Вал шнека виготовляється переважно пустотілим. Окремі його ланки
кріпляться між собою з допомогою з'єднувальних валиків або муфт. Шийки
з’єднувальних валиків находяться у вкладишах підвісних підшипників, що заважає
прогинанню валу. Привід шнека складається з асинхронного електродвигуна,
редуктора і ланцюгової чи клинопасової передачі.
Експлуатація шнекового транспортера можлива лише при закритому захисними
кришками жолобі і закритим захисним кожухом приводом. Не допускається чищення
чи ремонт шнека при включеному приводі, подача матеріалу, що транспортується, до
включення транспортера, переповненні жолоба, зупинка транспортера під
навантаженням.
Продуктивність шнекових транспортерів (��, в т/год):
�� = 0,47 ��2
г ������в����, (1.2)
де ��г – діаметр гвинта, м;
�� – крок гвинта, м;
�� – частота обертання гвинта. хв-1;
��в – насипна густина вантажу, кг/м3;
�� – коефіцієнт заповнення жолоба, �� = 0,5;
32
�� – коефіцієнт, який враховує зниження продуктивності при транспортуванні
під кутом β = 18º, �� = 0,7.
На рис. 1.6 показані схеми горизонтального та горизонтально-вертикального
транспортерів а також схеми стрічкоподібного та з лопатевого шнека
а – горизонтальний шнековий транспортер; б – горизонтально-вертикальний
шнековий транспортер; в – стрічкоподібний шнек; г – лопатевий шнек;
1 – завантажувальний патрубок; 2 – жолоб; 3 – гвинт (шнек); 4 – проміжний
підшипник; 5 – кінцеві підшипники; 6 – привід; 7 – розвантажувальні люки
Рисунок 1.6 – Гвинтові (шнекові) транспортери
33
Гвинтові, або шнекові транспортери характеризуються відсутністю тягового
органу. При цьому вони компактні, легко вмонтовуються в технологічну лінію з
переробки сільськогосподарської та харчової продукції, мають порівняно невисоку
собівартість. Проте значна металомісткість, невелика відстань переміщення вантажу
(як правило, до 50 м) обмежують використання гвинтових транспортерів. Робочим
елементом гвинтових конвеєрів є гвинт, або шнек, поверхня якого може бути
суцільною, стрічковою або мати вигляд окремих лопатей. Суцільні гвинти
використовуються для переміщення легких сипких вантажів, стрічкові – злежаних, а
конвеєри з лопатевими гвинтами – для транспортування в’язкої продукції або за
необхідності суміщення процесів переміщення та перемішування.
Також шнеки входять до складу великої кількості різноманітного обладнання.
Розглянемо декілька їх. На рис. 1.7 показана схема двошнекового пресу для
подрібнення м’якої пружно-пластичної сировини.
1 – горловина; 2 – циліндр; 3, 4 – вали; 5, 6 – шнеки подачі;
7, 8 – пресувальні гвинти; 9 – тонка пластина; 10 – плити;
11 – гвинт, що регулює величину зазору; 12 – гайка, що притискає пластину
Рисунок 1.7 – Двошнековий прес для подрібнення
м’якої пружно-пластичної сировини
Серед машин для дрібного подрібнення м’яса використовуються м’ясорубки,
вовчки та шпикорізки. Характерними робочими органами м’ясорубок (вовчків) є
34
шнековий механізм для переміщення продукції та різальний пристрій, що складається
з набору решіток з отворами. Схеми вовчків показані на рис. 1.8.
а, е, з, л – без примусової подачі матеріалу;
б, в, г, д, ж, к – з примусовою подачею матеріалу
Рисунок 1.8 – Принципові схеми м’ясорубок (вовчків)
35
На рис. 1.9 і 1.10 показані схеми змішувачів для сипкої продукції.
а – шнекового типу: 1 – жолоб; 2 – вал; 3 – гвинт;
4 – завантажувальний бункер; 5 – розвантажувальний бункер
б – лопатевого типу: 1 – лопаті; 2 – штирі
Рисунок 1.9 – Схеми змішувачів для сипкої продукції
д
в – з живильними (1) та змішувальним (2) шнеками;
г – лопатевого типу: 1 – резервуар; 2 – вал; 3 – лопаті;
4 – патрубок; д – шнековий перемішувач
г
Рисунок 1.10 – Схеми змішувачів для сипкої продукції
Змішувачі для сипкої продукції поділяються на обертові та транспортуючі. До
перших можна віднести барабанні та конічні змішувачі різних типів, змішувачі з
36
обертовими кубами. Серед транспортуючих змішувачів відзначаються стрічкові,
лопатеві та шнекові.
1.6 Шнековий транспортер подачі жареної цибулі в подрібнювач
Шнековий транспортер подачі жареної цибулі в подрібнювач лінії виробництва
протертого напівфабрикату показаний на рис. 1.11.
Шнековий транспортер складається з жолоба кришкою 3, гвинта 4, переднього
кінцевого підшипника 2; заднього
кінцевого підшипника 8; проміжного
підвісного підшипника 5, приводу 1.
Завантаження відбувається через
патрубок 6 а вивантаження матеріалу
через патрубок 7.
1 – привід транспортера; 2 – передній
кінцевий підшипник; 3 – жолоб з
кришкою; 4 – гвинт; 5 – проміжний
підвісний підшипник; 6 – патрубок
для завантаження; 7 – патрубок для
вивантаження; 8 – задній кінцевий
підшипник
Рисунок 1.11 – Шнековий ранспортер
В консервній промисловості шнекові транспортери застосовують для
переміщення на невеликі відстані овочевої сировини (обжарені різані кабачки,
баклажани та гарбузи; обжарена різана цибуля та морква) для подачі її від машин для
обжарювання до машин для подрібнення та протирання. Також вони
використовуються для транспортування відходів від машин для протирання та
сокових пресів в приймальні бункери. На рис. 1.2 показана схема лінії виробництва
37
напівфабрикату з цибулі приймально-підготовчого відділення. Обжарена в
пароолійній печі 9 цибуля шнековим транспортером 10 подається в подрібнювач 11.
Переваги шнекового транспортера:
- простота конструкції;
- просте обслуговування;
- простота в ремонті;
- простота монтажу;
- надійність в роботі;
- герметичність, оскільки вантаж розміщується у закритому жолобі;
- невеликі габаритні розміри;
- можливість виготовлення на консервному підприємстві в технологічному або
ремонтно-механічному цеху;
- невеликі габаритні розміри;
- розвантаження можна здійснювати в будь-якому місці конвеєра.
Недоліки шнекового транспортера:
- часткове подрібнення крихкого матеріалу;
- підвищені витрати енергії внаслідок тертя вантажу по жолобу та лопаті гвинта;
- порівняно мала продуктивність (до 200 т/год);
- мала довжина транспортування на один привід (до 75 м).
Технічна характеристика шнекового транспортера
Вантаж……………………………………………………….обсмажена цибуля
Продуктивність, т/год………………………………………50
Швидкість транспортування, м/с…………………………..0,39
Діаметр гвинта, мм………………………………………….200
Крок гвинта, мм……………………………………………..200
Габаритні розміри:
довжина, мм…………………………………………..25640
ширина, мм……………………………………………300
висота, мм……………………………………………..380
довжина проекції в плані, мм………………………...15900
38
1.7 Монтаж шнекового транспортера
У процесі монтажу шнекового транспортера:
- повинні дотримуватися правила з техніки безпеки для такелажних, слюсарних
і електромонтажних робіт;
- перед монтажем шнекового транспортера необхідно провести його
розконсервацію і якщо необхідно усунути випадкові пошкодження, отримані при
транспортуванні;
- розвантажувальні роботи, а також підйом і установку транспортера на місці
монтажу допускається проводити у відповідності зі схемою стропування;
- при виборі місця встановлення машини необхідно витримати норми ширини
проходів для нормальної експлуатації та технічного обслуговування;
- на місці встановлення транспортера передбачений бетонний фундамент;
- перед монтажем очистити поверхні від антикорозійного змащення;
- монтаж шнекового транспортера виконується замовником або
спеціалізованими монтажними підприємствами;
- основа транспортера кріпиться до фундаменту анкерними болтами;
- при недостатній щільності стиків рекомендується застосування герметика;
- по закінченню монтажу перевірити відсутність сторонніх предметів;
- прокрутити шнековий транспортер вручну. Переконатися, що рухомі частини
шнекового транспортера обертаються плавно, без заїдань;
- шнековий транспортер має бути надійно заземленим, для чого на корпусі
передбачений спеціальний болт.
- опір між заземлювальним болтом і кожної доступної до торкання металевої
неструмоведучої частини виробу, яка може виявитися під напругою, не повинно
перевищувати 0,1 Ом;
- прокладку електропроводки до транспортера необхідно здійснювати в
металевих трубах або рукавах, щоб захистити її від механічних пошкоджень;
- підключення приводу, датчика контролю швидкості до заводської
електромережі виконати згідно з правилами облаштування електроустановок;
39
- перед пуском в експлуатацію шнековий транспортер повинен бути обкатаний
на холостому ходу на протязі чотирьох годин безперервної роботи. При обкатці
перевіряється нагрівання підшипників (допускається температура нагріву
підшипників до + 60 0С), відсутність стороннього шуму.
1.8 Технічне обслуговування шнекового транспортера
При технічному обслуговуванні шнекового транспортера потрібно
користуватися наступними правилами:
- під час роботи шнекового транспортера необхідно стежити за тим, щоб
транспортувалися матеріали, які зазначені в паспорті машини, та надходили в
достатній кількості, але не перевищували їх для уникнення завалу;
- ланцюги повинні бути натягнуті (повинен матися запас ходу);
- слідкувати, щоб у транспортер не потрапляли сторонні предмети;
- шнек не повинен зачіпати за корпус шнекового транспортера;
- для нормальної роботи транспортера необхідно вчасно і правильно робити
змащування всіх деталей, що труться. Один раз на місяць набивати корпуси кінцевих
та проміжних опор підшипників солідолом УС згідно ДСТУ 8426:2015 «Мастила.
Солідоли синтетичні. Технічні умови». Постійно підтримувати рівень масла в корпусі
редуктора в межах між контрольними рисками на щупі вказівника масла. Для
змащення редуктора застосовується масло компресорне 19 (Т) згідно ДСТУ ISO 6743-
3:2002 «Мастила, індустріальні масла і споріднені продукти (клас L). Класифікація.
Частина 3. Група D (Компресори)». Після перших двох тижнів роботи необхідно
промити редуктор гасом і замінити масло. Наступні заміни масла проводити не рідше
одного разу на 6 місяців. Один раз на 6 – 8 місяців замінити мастило консталін УТ
згідно ДСТУ 9102:2021 «Мастила натрієві. Технічні умови» в підшипниках
електродвигунів;.
- експлуатацію електрообладнання виконувати в відповідності з «Правилами
технічної експлуатації та безпеки обслуговування електроустановок промислових
підприємств».
40
Перед пуском шнекового транспортера необхідно:
- підтягнути всі болтові з’єднання;
- наповнити всі підшипники свіжим мастилом згідно інструкції;
- очистити робочу зону транспортера від сміття та сторонніх предметів;
- прокрутити транспортер і переконатися, що шнек не чіпляється за корпус.
- після усунення недоліків, виявлених при огляді, пропустити шнековий
транспортер без навантаження протягом двох годин.
1.9 Розрахунок шнекового транспортера
1.9.1 Визначення геометричних параметрів шнекового транспортера
Розрахуємо шнековий транспортер використовуючи технічне завдання на
проектування. Початкові дані: розрахункова продуктивність �� = 50 т/год; вид
вантажу – відходи при чищенні та протиранні кабачків, баклажанів, моркви та цибулі
з ��в = 1020 кг/м3; довжина конвеєра �� = 4000 мм; кількість підвісних підшипників
�� = 1 шт. Схема шнекового транспортера приведена на рис. 1.11.
1.9.2 Визначення частоти обертання шнекового транспортера
Продуктивність шнекового транспортера (��, т/год):
�� = 0,047 ��2
г ��г��р��в����, (1.3)
де ��г – діаметр гвинта, м;
��г – крок гвинта, м;
��р – розрахункова частота обертання шнека, хв−1;
��в – насипна густина вантажу, ��в = 1020 кг/м3;
�� – коефіцієнт заповнення жолоба, �� = 0,5;
�� – коефіцієнт зниження продуктивності при транспортуванні вантажу під
кутом �� = 18о, �� = 0,7.
Залежність між величиною кроку шнека і діаметром шнека згідно рекомендацій
��г = (0,8 ÷ 1)��г.
41
Приймаємо крок шнека ��г = ��г.
Попередньо приймаємо діаметр ��г = 0,2 м зі стандартного ряду.
Крок шнека
��г = ��г = 0,2 м , (1.4)
що відповідає ��г = 0,2 м зі стандартного ряду.
Визначаємо розрахункову частоту обертання шнека:
�� 50
��5 = = = 37,3 хв−1 (1.5)
0,47 ��2
г ����в���� 0,470,220,210200,50,7
Приймаємо частоту обертання шнека �� = 37,5 хв−1 зі стандартного ряду.
Максимальна частота обертання г шнека:
45 45
�� −1
������ = = = 225 хв (1.6)
��г 0,2
Так як частота обертання шнека �� = 37,5 хв−1 < �� −1
������ = 225 хв , то діаметр і
крок шнека вибрані правильно.
1.9.3 Визначення потужності електродвигуна
Для визначення необхідної потужності на валу шнека потрібно визначити суму
всіх основних зусиль, що діють при роботі транспортера.
а) Зусилля вздовж шнека для піднімання вантажу (��1, H):
��1 = ������ sin ��, (1.7))
де: �� – прискорення вільного падіння, �� = 9,81 м/��2;
�� – маса вантажу, що рухається на 1 м довжини жолобу, кг/м;
�� – довжина конвеєра, �� = 4 м;
�� – кут нахилу конвеєра до горизонталі, �� = 450.
Швидкість переміщення вантажу вздовж осі гвинта:
42
��� 0,237,5
�� = = = 0,125 м/с (1.8)
60 60
Маса вантажу, що рухається на 1 м довжини жолобу:
�� 50
�� = = = 111 кг/м (1.9)
3,6�� 3,60,125
Тоді зусилля вздовж шнека для піднімання вантажу:
��1 = ������ sin �� = 9,8111140,707 = 3080 Н (1.10)
б) Сила тертя вантажу по жолобу:
��2 = ������ж�� cos ��о = 9,811110,640,707 = 1848 Н, (1.11)
де ��ж – коефіцієнт тертя пшениці по сталі, ��ж = 0,6.
в) Зусилля вздовж гвинта, еквівалентне моменту тертя між шнеком і жолобом:
(��1 + ��2)����� (5264 + 3159)0,63,140,2
��3 = = = 15869 Н (1.12)
�� 0,2
г) Зусилля, що еквівалентне моменту тертя в підвісних підшипниках:
�� ����3 145040,23
4
��4 = = = 400 H, (1.13)
�� 0,2
де ��4 – питомий опір рухові, отриманий на основі експериментальних дослідних
даних, ��4 = 1400 ÷ 1500 H/м2. Приймаємо �� 2
4 = 1450 H/м .
д) Зусилля, еквівалентне внутрішньому тертю в матеріалі, що транспортується
без урахування тертя в скупченнях матеріалу біля підвісних підшипників:
43
��(1– ��2)����������
��5 = =
��
9,81(1– 0,65)40,553,140,2
= = 24 Н, (1.14)
0,2
де ��2 – швидкісний коефіцієнт, який характеризує відношення середньої
фактичної швидкості руху вантажу до номінальної, ��2 = 0,65;
�� – коефіцієнт внутрішнього тертя, �� = 0,55.
е) Втрати на внутрішнє тертя в порціях матеріалу, які скупчилися біля підвісних
підшипників:
������2�������� ������ �� 29,810,22 10200,553,140,532
��6 = = = 6343 Н, (1.15)
�� 0,2
де �� – відстань між підшипниками, �� = 2 м;
�� – кількість підвісних підшипників, �� = 1 шт;
�� – кут природнього відкосу вантажу, �� = 280.
Потужність двигуна розрахункова:
��∑6
��=1 ���� 0,5(3080 + 1848 + 15869 + 232 + 24 + 2677)
��роз = = =
�� 0,9
= 13183 Вт ≈ 13,2 кВт, (1.16)
де �� –усереднений ККД електродвигунів, �� = 0,9.
Вибираємо асинхронний електродвигун АИР160S4 потужністю �� = 15 кВт;
числом оборотів валу �� = 1465 хв−1; коефіцієнтом корисної дії �� = 0,8949.
1.9.4 Вибір редуктора
Для приводу шнекового транспортера по розрахункових даних (частоті
обертання шнеку 37,3 хв-1, розрахунковою потужністю електродвигуна 13.2 кВт,
синхронній частоті обертання 1500 хв-1) вибираємо по каталогу мотор-редуктор FAF-
97-38,86-36-15-М5 (фланцевий з передаточним числом 38,86, частотою обертання
вихідного валу 36 хв-1, потужністю електродвигуна 15 кВт, монтажного виконання 5).
44
Крутний момент на вихідному валу 3810 Нм, допустиме радіальне навантаження
231000 Н.
1.9.5 Розрахунок валу шнека
Вал шнека при розрахунках вважають розрізним багатоопорним валом,
розрахунок якого є досить складною задачею.
Тому виконаємо тільки розрахунки, необхідні для приблизного визначення
реакцій в опорах.
Діаметр вала з умови міцності при крученні (��, м):
3 �� 3 3810
�� = √ = √ = 7,81 мм (1.17)
0,2[τ] 0,240
де Т – крутний момент;
[τ] – допустиме напруження на кручення. приймаємо рівним [τ] = 40 МПа.
Приймаємо діаметр валу зі стандартного ряду ��в = 80 мм.
Вісьова сила, яка діє на вал шнека (����, Н):
0,2��
���� = (1.18)
��ср ������(�� + ��1)
де ��ср – середній діаметр, на якому діє вісьова сила;
�� – кут підйому гвинтової лінії;
��1 – приведений кут тертя,
Середній діаметр, на якому діє вісьова сила:
�� + ��в 200 + 80
��ср = = = 140 мм (1.19)
2 2
Приведений кут тертя:
�������������� = ������������ 0,55 = 28049ˊ (1.20)
45
Кут підйому гвинтової лінії:
�� 0,2
�� = ������������ = ������������ = ������������ 0,45 = 24014ˊ (1.21)
����ср 3,140,14
Тоді:
23810
���� = ≈ 126578 �� (1.22)
0,14 ������(24014ˊ + 28049ˊ)
Так як допустиме радіальне навантаження 231000 Н то умова виконана.
Схема для визначення реакцій в опорах зображена на рисунку 1.12.
Рисунок 1.12 – Схема для визначення реакцій в опорах вала
Визначаємо реакції в опорах А та В (����, ��):
��ср
���� ��1
���� = 2 (1.23)
��
де ��1 – кількість витків між двома проміжними опорами;
����– питоме навантаження на один виток
Кількість витків між двома проміжними опорами:
�� 2
��1 = = = 10 (1.24 )
�� 0,2
Питоме навантаження на один виток:
���� 126578
���� = = = 6329 �� (1.25)
2��1 210
46
Тоді:
140
6329 10
���� = 2 = 2215 �� (1.26)
2000
Максимальний згинаючий момент:
1 1
�� = ���� = 2215 ≈ 222 ��м (1.27)
��1 10
1.9.6 Розрахунок підшипників
Підбір підшипників опори, яка сприймає вісьове навантаження та розрахунок
навантаження ведемо за динамічною вантажопідйомністю (��роз, ��):
��
��роз ≤ ��кат, ��роз ≤ ��екв√�� (1.28)
де ��екв – еквівалентне навантаження на підшипник;
�� – показник ступеня , для роликових підшипників;
�� – довговічність підшипника.
Еквівалентне навантаження на підшипник:
��екв = (���������� + ��������)��Б��Т, (1.29)
де ������ – радіальна сила, яка діє на підшипник опори В, ������ = 2215 ��;
������– осьова сила, яка діє на підшипник опори В, ������ = 126578 ��;
�� – коефіцієнт радіального навантаження, �� = 0,4 ([2], таб. 53 с.78);
��– коефіцієнт осьового навантаження, �� = 0,75 ([2], таб. 53 с.78);
�� – коефіцієнт обертання кільця, якщо внутрішнє кільце обертається по
відношенню до навантаження, �� = 1;
��Б – коефіцієнт безпеки, ��Б = 1,2;
��Т – температурний коефіцієнт, ��Т = 1.
Еквівалентне навантаження на підшипник:
47
��екв = (0,412215 + 0,75126578)1,21 = 114983 �� (1.30)
Довговічність підшипника (��, міл. циклів):
60������в 60394036
�� = = = 8,5 млн. циклів (1.31)
106 106
де ���� – динамічна вантажопідйомність для упорних і упорно-радіальних
підшипників;
��в – частота обертання вихідного валу редуктора, ��в = 36 хв−1;
Динамічна вантажопідйомність:
�� 3,33
��роз = ��екв√�� = 114983 √8,5 = 125561 �� (1.32)
Приймаємо два підшипника середньої серії діаметрів 3, серії ширин 27307.
Приймаючи до уваги, що проміжні підшипники не несуть значного
навантаження, приймаємо їх параметри конструктивно і робимо їх у вигляді втулок з
фторопласту. Схема проміжних підшипників зображена на рис. 1.13.
Рисунок 1.13 – Схема проміжних підшипників
1.9.7 Розрахунок шпонкового з’єднання
Схема для розрахунку шпонкового з’єднання зображена на рисунку 1.14.
48
Рисунок 1.14 – Схема для розрахунку шпонкового з’єднання
Діаметр валу �� = 35 мм
Умова міцності на зминання для шпонкового з’єднання (��зм, МПа):
��
��зм = ≤ [��зм] (1.33)
��зм
Колова сила (��, �� ):
2��
�� = , (1.34)
��
де �� – крутний момент, �� = 3810 ��м;
�� – діаметр валу, �� = 0,035 м
Площа поверхні зминання (�� 2
зм, м ):
��зм = ��(ℎ − ��1)��, (1.35)
де �� – довжина шпонки, �� = 50 мм;
ℎ – висота шпонки, ℎ = 8 мм;
��1 – глибина паза вала, висота шпонки, ��1 = 5 мм
2�� 23810103
��зм = = = 1451 Па = 1,45 МПа. (1.36)
��(ℎ − ��1)�� 50(8 − 5)35
49
Допустиме напруження на зминання для шпонки 10×8×50 , МПа):
кгс
[��зм] = 1500 = 147 МПа. (1.37)
м2
Так як міцність на зминання ��зм = 1,45 МПа , а допустиме напруження на
зминання [��зм] = 147 МПа, то умова міцності на зминання для шпонкового з`єднання
виконана.
Умова міцності для напруження зрізу:
��
��зр = ≤ [��зр] (1.38)
��зр
2�� 23810103
��зр = = = 435 Па = 0,435 МПа (1.39)
������ 105035
Отже, шпонка витримає навантаження.
Висновки до розділу 1
У першому розділі було проведено комплексний аналіз технологічного процесу
виробництва кабачкової ікри та проведено огляд обладнання для транспортування
сировини, що дозволило зробити наступні висновки:
1. Обґрунтовано вибір технологічної лінії: На основі аналізу сучасного ринку
продукції та машинно-апаратурних схем підтверджено доцільність виокремлення
лінії підготовки напівфабрикату з цибулі як одного з найбільш енергоємних етапів
виробництва. Визначено, що ефективність всієї лінії залежить від безперебійної
подачі обсмаженої сировини на етап подрібнення.
2. Визначено оптимальний тип транспортуючого обладнання: Шляхом
порівняльного аналізу різних типів конвеєрів (скребкових та шнекових) встановлено,
що для транспортування гарячої обсмаженої цибулі найбільш раціональним є
використання шнекового транспортера. Це обумовлено його герметичністю,
50
компактністю та здатністю працювати з в’язкою та вологою сировиною без значних
втрат продукту.
3. Опрацьовано нормативну базу: У розділі наведено робочі та технологічні
інструкції, що відповідають чинним стандартам безпеки праці та санітарним нормам
харчового виробництва, що є критичним для проектування обладнання в галузі 133
«Галузеве машинобудування».
4. Підготовлено базу для розрахунків: Виконано попередній конструктивний
огляд шнекового транспортера, що дозволило перейти до інженерних розрахунків.
Зокрема, визначено методику розрахунку геометричних параметрів шнека, вибору
потужності привода (електродвигуна та редуктора), а також перевірки міцності
критичних вузлів – валу, підшипникових опор та шпонкових з’єднань.
Таким чином, результати аналітичного огляду та опрацьована технологічна
схема є достатнім підґрунтям для подальшого проектування та детального
розрахунку шнекового транспортера подачі жареної цибулі в подрібнювач, що
дозволить забезпечити задану продуктивність лінії на рівні сучасних вимог до
харчового обладнання.
51
РОЗДІЛ 2
ТЕХНОЛОГІЧНИЙ РОЗДІЛ
2.1 Формулювання службового призначення
Вісь слугує як опора і невід’ємна частина підвісного підшипника шнекового
транспортера. Завдяки ролику, що знаходяться в роз’ємному підшипнику ковзання
довгий шнек підтримується і не провисає. Це забезпечує плавний рух без чіпляння
шнека об корпус шнека і сировина рухається плавно безперервним потоком.
2.2 Матеріал деталі та матеріал-замінник
Матеріал деталі сталь 40Х, матеріал-замінник сталь 45Х, сталі відносяться до
класу конструкційних легованих по ДСТУ 7806:2015 «Прокат із легованої
конструкційної сталі. Технічні умови».
Застосування: осі, вали, вал-шестерні, плунжери, штоки, кільця, шпинделі,
оправки, болти, втулки, тощо.
Таблиця 2.1 – Хімічний склад матеріалу деталі та матеріалу-замінника
Буквене Компоненти, %
познач. С Mn Ni S P Cr Cu Si
40Х 0,36 – 0,44 0,5 – 0,8 0,3 0,035 0,035 0,8 – 1,1 0,3 0,17 – 0,37
45Х 0,41 – 0,49 0,5 – 0,8 0,3 0,035 0,035 0,8 – 1,1 0,3 0,17 – 0,37
Вісь – призначена для передачі крутного моменту від одної секції шнека другої
секції в процесі роботи.
2.3 Аналіз технологічності конструкції деталі
Визначимо кількість поверхонь, які відповідають певному квалітету та
занесемо в таблицю 2.2.
52
Таблиця 2.2 – Визначення кількості поверхонь даного квалітету
Квалітет 7 8 9
Кількість розмірів 1 4 2
До основних параметрів технологічності належать:
- коефіцієнт точності, який визначається за формулою:
1 1
Кт = 1 − = 1 − = 0,54
Аср 2,19
де ��сер – середній квалітет точності поверхонь деталей.
Середній квалітет точності поверхонь деталей:
∑��
��=1 ���� · �� 7 · 1 + 8 · 4 + 9 · 2
��сер = = = 2,19
26 26
Таблиця 2.3 – Визначення кількості поверхонь даної шорсткості
Шорсткість ���� 2,0 ���� 3,2 ���� 6,3
Кількість поверхонь 1 4 2
Коефіцієнт шорсткості, який визначається за формулою:
1 1
Кш = 1 − = 1 − = 0,09
Бср 1,1
де Бср – середнє значення шорсткості поверхонь даної деталі
Середнє значення шорсткості поверхонь даної деталі:
2,0 · 1 + 3,2 · 4 + 6,3 · 2
Бср = = 1,1 мкм
26
Коефіцієнт використання матеріалу:
53
��д 0,225
Квм = = = 0,75
��з 0,3
де ��д – маса деталі, ��д = 0,225 кг;
��з – маса заготовки, ��з = 0,3 кг.
Виходячи з значень ��сер = 2,19 мкм; Бср = 1,1 мкм; Квм = 0,78 – деталь
технологічна.
2.4 Вибір методів і кількості ступенів обробки поверхонь (МОП)
Нумеруємо поверхні деталі та показуємо на схемі обробки поверхонь деталі
(рис. 2.1).
Рисунок 2.1 – Ескіз деталі з номерами поверхонь.
Визначаємо точність обробки пронумерованих поверхонь. Заносимо результати
до маршрутної таблиці обробки поверхонь деталі таблиці 2.3.
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.
Розробляю маршрутну схему поетапної механічної обробки поверхонь деталі.
Результати представляю у вигляді таблиці 2.4.
54
Таблиця 2.4 – Маршрутна таблиця обробки поверхонь деталі
Квалітет Етапи
1 2 3 4
17
16
Заготівельний
15
14
13
12 Чорновий
11
10
Напівчистовий
9
8
Чистовий
7
6 Фінішний
Визначення числа ступенів обробки на основі розрахунків загального
уточнення:
�� ��
з ��з ��1 ����−1
�� = = · · … · = ��1 · ��2 · … · ���� = ∑ ���� , (2.1)
��д ��1 ��2 ���� ��=1
де �� – загальне уточнення;
���� – окремі і-ті ступені уточнення;
�� – число ступенів обробки;
��з – допуски параметрів, що розглядаємо відповідно до заготовки деталі;
��д – допуски параметру, що розглядаємо відповідно до і-го ступеня заготовки.
Розкладаючи загальне уточнення на ступені потрібно врахувати:
- для першого ступеня чорнової обробки – �� < 6;
- для проміжних ступенів напівчистової обробки – �� = 3 ÷ 4;
- для ступенів чистової обробки – �� = 1,5 ÷ 2.
Для найбільш прийнятного вибору числа ступенів використовуємо формулу:
log ��
�� = . (2.2)
0,46
55
144(−0,145
Поверхня 1, розмір −0,245), допуск на розмір заготовки ��з = 1 мм.
Визначимо розрахункове уточнення за формулою:
��з 1
��р = = = 7,69
��д 0,13
Число ступенів обробки розраховуємо за формулою:
log ��р log 7,69
�� = = = 1,81
0,46 0,46
Варіанти МОП:
Точити поверхню начорно (IT11) ��1 = 0,13 мм.
��з 1
��1 = = = 2,48
��1 0,13
Точити поверхню напівчисто (IT9) ��2 = 0,052 мм.
��з 1
��2 = = = 19
��2 0,052
��1 · ��2 = 2,48 · 19 = 47,12 ≥ ��р = 7,69
Поверхня 2, розмір 30(0
−0,021), допуск на розмір заготовки ��з = 0,52 мм.
Визначимо розрахункове уточнення за формулою:
��з 0,52
��р = = = 24
��д 0,021
Число ступенів обробки розраховуємо за формулою:
56
log ��р log 24,76
�� = = = 3,03
0,46 0,46
Варіанти МОП:
Точити поверхню начорно (IT11) ��1 = 0,13 мм.
��з 0,52
��1 = = = 4.
��1 0,13
Точити поверхню напівчисто (IT9) ��2 = 0,052 мм.
��1 0,13
��2 = = = 2,5.
��2 0,052
Точити поверхню начисто (ІТ7) ��3 = 0,021 мм.
��1 0,052
��3 = = = 2,4.
��2 0,021
��1 · ��2 · ��3 = 4 · 2,5 · 2,4 = 24 ≥ ��р = 24
Поверхня 3, розмір 28(0
−0,021), допуск на розмір заготовки ��з = 0,52 мм.
Визначимо розрахункове уточнення за формулою:
��з 0,52
��р = = = 24
��д 0,021
Число ступенів обробки розраховуємо за формулою:
log ��р log 24,76
�� = = = 3,03
0,46 0,46
57
Варіанти МОП:
Точити поверхню начорно (IT11) ��1 = 0,13 мм.
��з 0,52
��1 = = = 4.
��1 0,13
Точити поверхню напівчисто (IT9) ��2 = 0,052 мм.
��1 0,13
��2 = = = 2,5.
��2 0,052
Точити поверхню начисто (ІТ7) ��3 = 0,033 мм.
��1 0,052
��3 = = = 2,4.
��2 0,021
��1 · ��2 · ��3 = 4 · 2,5 · 2,4 = 24 ≥ ��р = 24
Поверхня 4, розмір 26(0
−0,043), допуск на розмір заготовки ��з = 0,43 мм.
Визначимо розрахункове уточнення за формулою:
��з 0,52
��р = = = 10
��д 0,052
Число ступенів обробки розраховуємо за формулою:
log ��р log 10
�� = = = 2
0,46 0,46
Варіанти МОП:
Точити поверхню начорно (IT11) ��1 = 0,13 мм.
58
��з 0,43
��1 = = = 3,3
��1 0,13
Точити поверхню напівчисто (IT9) ��2 = 0,052 мм.
��з 0,43
��2 = = = 0,83
��2 0,52
��1 · ��2 = 3,3 · 0,83 = 2,74 ≤ ��р = 10
Всі вище розраховані дані заносимо до таблиці 2.5.
Таблиця 2.5 – Методи обробки поверхні
№ Варіанти методів обробки
поверхонь
1
144−0,145 1.Точити начорно 2,48
1 −0,245 1 0,1 7,69 2
2.Точити напівчисто 19
1. Точити начорно 4
2 30h70
−0,021 0,52 0,021 24 3 2. Точити напівчисто 2,5
3. Точити начисто 2,4
1. Точити начорно 4
3 28h70
−0,021 0,52 0,021 24 3 2. Точити напівчисто 2,5
3. Точити начисто 2,4
1. Точити начорно 3,3
4 26h90
−0,052 0,43 0,052 10 2
2. Точити напівчисто 0,83
2.5 Вибір варіантів обробки деталі (МОД)
Остаточне компонування МОД здійснюється на основі прийнятої спочатку
принципової схеми маршруту поетапної механічної обробки поверхонь, схеми
Розмір поверхні
квалітет точності
Допуск заготовки
��з, мм
Допуск деталі
��д, мм
Розрахункове
уточнення ��р
К-ть переходів ��
59
базування та відібраних до виконання маршрутів обробки окремих поверхонь (МОП),
які комплектуються за принципом їх сумісності. Це завдання є тим складніше, чим
більше існує у деталі поверхонь, що точно оброблюється. При цьому завжди існує
кілька прийнятих варіантів технологічного процесу. Вибір варіантів обробки деталі
продовжимо при виконанні МКР.
2.6 Нормування операцій
Нормування в машинобудуванні – це процес встановлення технічно
обґрунтованих норм витрат ресурсів (часу, матеріалів, енергії) на виготовлення
одиниці продукції або виконання певної операції.
У машинобудівному комплексі виділяють два основні напрямки: технічне
нормування праці та нормування матеріальних витрат.
Мета технічного нормування праці – визначити необхідний час на виконання
конкретної технологічної операції. Основною одиницею є штучно-калькуляційний
час.
1. Норма часу, незалежно від типу верстата і методу обробки, визначається за
формулою (��шт, хв):
��шт = ��о + ��д + ��тех + ��орг + ��п, (2.3)
де ��о – штучний час на виконання, однієї операції (основний час), хв;
��д – допоміжний час, хв;
��тех – час технічного обслуговування робочого місця, хв;
��орг – час організаційного обслуговування робочого місця, хв;
��п – час перерв у роботі, хв.
2. Основний час (��о, хв):
�� + ��1 + ��2
��о = , (2.4)
��0 · ��
де �� – довжина обробки, мм;
��1 – довжина врізання, мм;
60
��2 – довжина перебігу, м;
��0 – подача, мм/об;
�� – частота обертання шпинделя, хв−1).
3. Основний час для горизонтально-протяжної операції (��о, хв):
��о = 0,4 · ��, (2.5)
де �� – довжина інструменту, �� = 1 ÷ 1,5 м.
4. Час технологічного обслуговування робочого місця (��тех, хв):
��тех = 0,6 · (��о + ��д) (2.6)
5. Час організаційного обслуговування місця (��орг, хв):
��орг = 0,08 · (��о + ��д) (2.7)
6. Час перерв у роботі (��п, хв):
��п = 0,025 · (��о + ��д) (2.8)
7. При нормуванні операції визначають норму калькуляційного часу для однієї
деталі (��шт.к, хв):
��п.з
��шт.к = ��шт + , (2.9)
��
де ��п.з – підготовчо-заключний час, що встановлюється за нормами, хв;
�� – кількість деталей в партії, �� = 1
Розраховані по формулам 2.3 – 2.9 величини заносимо до таблиці 2.4.
Нормування матеріальних витрат – встановлення допустимої кількості
матеріалу для виготовлення деталі. Сюди входить не лише чиста вага готового
61
виробу, а й технологічні втрати. Нормування матеріальних витрат характеризується
коефіцієнтом використання матеріалу; чим він ближчий до 1, тим ефективніше
виробництво.
Таблиця 2.4 – Нормування операцій
Назва і № № То, Тд, Ттех, Торг, Тп, Тшт, Тпз, Тшт.к.,х
операції переходу хв хв хв хв хв хв хв в
035 0,64 0,96 0,096 0,128 0,04 1,864 15 16,864
Токарна
050 0,25 0,375 0,0375 0,05 0,015 0,727 20 20,727
Токарна
Коефіцієнт використання матеріалу:
��ч
��к.м = , (2.10)
��в
де ��ч – маса готової деталі після обробки, кг;
��в – норма витрат.
Норма витрат – це гранично допустима кількість сировини, матеріалів, палива
або енергії, яка необхідна для виготовлення одиниці продукції (або виконання
одиниці роботи) встановленої якості.
У машинобудуванні та приладобудуванні розрахунок норми витрат є
критичним для визначення собівартості та планування закупівель.
Норма витрат:
��в = ��ч + ∑��тех + ∑��орг, (2.10)
де ∑��тех – технологічні відходи, матеріал, який видаляється у процесі
виробництва (стружка при точінні, ливники при литті, обрізки при розкрої листового
металу), кг;
∑��орг – організаційні втрати (неминучі втрати при транспортуванні, зберіганні
або налаштуванні обладнання).
62
2.7 Вибір верстатів
Вибір обладнання для виробництва відбувається одночасно з розробкою
технологічного процесу, враховуючи специфіку виробництва. Всі верстати можна
поділити на кілька основних груп: універсальні (для широкого спектру робіт),
високопродуктивні (для великих обсягів виробництва), спеціалізовані (для обробки
конкретного типу деталей) та спеціальні (для виконання вузькоспеціалізованих
задач). Універсальні верстати найбільш поширені у серійному та одиничному
виробництві завдяки своїй універсальності.
У відповідності із визначеним типом виробництва для виготовлення заданої
деталі (по формі і розмірам) можна запропонувати такі види технологічного
обладнання, які забезпечать також точність і продуктивність обробки.
Для обробки деталі використовуємо токарно-гвинторізний верстат мод. 16Б05П
з системою ЧПК.
Технічна характеристика токарно-гвинторізного верстату мод.16Б05П
Найбільший діаметр оброблюваної заготовки:
над станиною …………………………………………………..…..…………..250
над супортом…………………………………………………......……………..145
Найбільший діаметр прутка через отвір шпинделя ……………………..…….16
Найбільша довжина оброблюваної заготовки………………….......................500
Крок нарізаючої різьби метричної…………………………..........................0,2-28
Частота обертання шпинделя хв-1………………………………………..30-3000
Поздовжня подача, мм/об …………………………………….………….0,02-0,35
Поперечна подача мм/об ….………………………………….................0,01-0,175
Потужність електродвигуна головного руху кВт………………..…………...1,5
Габаритні розміри, мм
довжина…………………………………………………………………..1510
ширина……………………………………………………..…..…………..725
висота…………………………………………..........................................1360
Маса верстата, кг……………………………………………..………………......715
63
2.8 Технологічний процес ремонту деталі
Зварювання металів – це технологічний процес, що дозволяє міцно з’єднати
металеві деталі шляхом створення міжатомних зв’язків. Цей процес може відбуватися
під дією високої температури, тиску або їх комбінації. Сучасні зварювальні технології
дозволяють виконувати зварювальні роботи в найрізноманітніших умовах, від
спеціалізованих цехів до екстремальних середовищ, таких як космос. Для здійснення
зварювання використовують різноманітні джерела енергії, серед яких електрична
дуга, полум’я, лазерне випромінювання та багато інших.
Залежно від того, яку форму енергії використовують для створення зварного
з'єднання, усі зварювальні процеси можна поділити на три основні класи. До першого
класу відносяться термічні процеси, де для розплавлення металу використовується
теплова енергія. Другий клас – термомеханічний – передбачає комбіновану дію тепла
та тиску. А до третього класу належать механічні процеси, де з’єднання утворюється
виключно за рахунок тиску і деформації металу.
До термічного класу зварювання належать процеси, де основним джерелом
енергії є тепло. Це такі методи, як електродугове, газове, плазмове, лазерне,
електронно-променеве та електрошлакове зварювання. Історично першим методом
зварювання був ковальський, який відноситься до термомеханічного класу, оскільки
в ньому поєднується дія тепла і тиску. Крім ковальського, до термомеханічного класу
належать контактне, дифузійне, зварювання високочастотними струмами та
зварювання тертям. Механічний клас об’єднує процеси, в яких з’єднання металів
відбувається виключно за рахунок механічних зусиль, без значного нагрівання.
Прикладами таких процесів є зварювання вибухом, ультразвукове та холодне
зварювання.
Зварювання є незамінним процесом для відновлення цілісності деталей, які
зазнали механічних пошкоджень, таких як тріщини, пробоїни або відлами. Серед
основних переваг зварювання можна виділити високу швидкість виконання робіт,
відносну простоту обладнання та економічну ефективність. Однак, як і будь-який
технологічний процес, зварювання має свої недоліки. Головним чином, це зміна
64
структури металу в зоні, що піддалася нагріванню під час зварювання. Це може
призвести до появи внутрішніх напружень, деформації деталей, зниження міцності та
навіть виникнення нових тріщин.
Найпоширенішим методом з’єднання металів є електродугове зварювання. При
цьому методі краї з’єднуваних деталей розплавляються під дією електричної дуги, а
потім зварювальний шов твердне. Для створення дуги використовують як постійний,
так і змінний струм. Джерела живлення для дугового зварювання поділяються на
генератори постійного струму, випрямлячі та трансформатори. Оскільки під час
зварювання часто виникають короткі замикання, джерела живлення зазвичай мають
спеціальну характеристику, яка обмежує величину струму в момент короткого
замикання.
Зовнішня характеристика джерела струму – це графічне зображення залежності
напруги на його вихідних затискачах від сили струму, який протікає через
навантаження. Якщо при збільшенні струму навантаження напруга на затискачах
зменшується, то таку характеристику називають спадною. Це означає, що зі
збільшенням навантаження джерело струму «просідає», тобто напруга на його виході
знижується.
Для ручного дугового зварювання використовують два основних типи
електродів: розплавлювані та нерозплавлювані. Найпоширенішими є розплавлювані
електроди, які представляють собою сталевий стержень з різноманітними
покриттями. Діаметр стержнів зазвичай коливається від 1 до 6 мм, а довжина – від
150 мм до 450 мм. Вибір електрода залежить від багатьох факторів, таких як матеріал,
який зварюється, товщина з’єднання, необхідні властивості шва та умови зварювання.
Електроди класифікують за матеріалом осердя, типом покриття, призначенням для
зварювання певних сталей, товщиною покриття, властивостями шлаку та іншими
характеристиками.
Ручне дугове зварювання незамінне при виконанні коротких і криволінійних
швів, особливо у важкодоступних місцях, наприклад, під час виготовлення
індивідуальних металоконструкцій. Це обумовлено гнучкістю ручного інструменту і
можливістю оператора адаптуватися до складних геометричних форм. Натомість,
65
автоматичне зварювання під флюсом ідеально підходить для серійного виробництва,
коли необхідно отримати довгі прямі або кільцеві шви високої якості, як, наприклад,
при виготовленні підкранових балок.
Підготовка деталей до зварювання.
У більшості випадків деталі, що надходять у ремонт, бувають дуже забруднені,
покриті іржею чи фарбою, тому вони мають бути очищені.
Тріщини (якщо дозволяє характер подальшої роботи деталі) заварюються перед
наплавлювальними роботами. Потім це місце ретельно зачищається і обробляється.
Перед зварюванням тріщин (з’єднань у стик тощо) необхідно точно встановити
розташування тріщини (стика), а потім виконати скіс кромок згідно з стандартом
ДСТУ EN ISO 5817:2022.
Кромки скошують механічним способом або газокисневим різанням. Дрібні
тріщини з невеликою глибиною усуваються і шліфуванням ручною переносною
машинкою чи місцевим вирубуванням. Неусунені тріщини, залишаючись під шаром
наплавленого металу, під час експлуатації розповсюджуються далі в основний і
наплавлений метал.
Раніше наплавлений метал, особливо якщо наплавлення було здійснено
електродами з іонізуючим покриттям (крейдовим), необхідно видалити механічним
способом.
Зношена чи пошкоджена нарізка перед наплавленням повністю видаляється. У
деталей з внутрішньою нарізкою отвори розточуються, якщо на наплавлюваній
частині треба зберегти пази, канавки, отвори, то їх ізолюють мідними, графітовими
чи вугільними вставками.
Поверхні деталі, що не піддаються наплавленню, ізолюють сухим чи мокрим
азбестовим картоном.
При обмеженій чи поганій зварюваності деталі піддають відпалюванню при
температурі від 350 °С до 400 °С і після зварювання піддають загартуванню і
відпусканню.
Непровари і особливо кратери шкідливі при наплавлювальних роботах. В цих
місцях часто виникають тріщини, які потім розповсюджуються на основний метал.
66
Тому кратери і непровари необхідно виводити з межі робочої поверхні, що
наплавляється, використовуючи для цього приставні тимчасові планки, кільця,
втулки тощо.
Висновки до розділу 2
У технологічному розділі було проведено комплексний аналіз та проектування
процесу виготовлення деталі «вісь». На основі виконаної роботи можна зробити
наступні висновки:
- Призначення та матеріал: Чітко сформульоване службове призначення деталі
дозволило визначити ключові технічні вимоги до її поверхонь. Вибір основного
матеріалу та його замінника обґрунтовано з точки зору забезпечення необхідних
механічних властивостей (міцності, зносостійкості) та економічної доцільності.
- Технологічність: Аналіз конструкції підтвердив, що деталь є технологічною:
забезпечено вільний доступ інструменту до поверхонь, уніфікацію конструктивних
елементів та можливість використання продуктивних методів обробки.
- Стратегія обробки: Визначено оптимальну кількість ступенів обробки
поверхонь (чорнова, напівчистова, чистова), що гарантує досягнення заданої точності
та шорсткості.
Виробничі ресурси та нормування:
- Здійснено вибір сучасного верстатного парку, який відповідає габаритам
деталі та вимогам точності.
- Проведено технічне нормування операцій, що дозволило встановити
об’єктивні витрати часу на виготовлення одиниці продукції.
- Ремонтна технологія: Розроблений технологічний процес ремонту передбачає
застосування передових методів відновлення робочих поверхонь, що дозволяє значно
подовжити термін експлуатації деталі при мінімальних витратах ресурсів.
Результат: Проектований технологічний процес забезпечує виконання всіх
вимог креслення, є економічно обґрунтованим та придатним для впровадження у
виробництво з використанням сучасного обладнання.
67
РОЗДІЛ 3
ОХОРОНА ПРАЦІ
3.1 Аналіз потенційних небезпечних та шкідливих виробничих факторів
Технологічний процес виробництва консервів у відношенні безпеки
життєдіяльності характеризується помірним рівнем небезпеки, який мінімізується за
умови суворого дотримання інженерно-технічних заходів безпеки. При недотриманні
правил техніки безпеки і аварійних ситуаціях можливе отримання травми.
Хоча твердження про те, що технологічний процес є цілком безпечним, звучить
оптимістично, з точки зору Охорони праці (ОП) та Цивільного захисту (ЦЗ), будь-яке
промислове виробництво (особливо консервне) має приховані та явні ризики.
На дільниці приготування напівфабрикатів для кабачкової ікри (обсмажені і
протерті кабачки , цибуля, морква) на працівників можуть впливати такі фактори:
- Фізичні: рухомі частини обладнання (приводи мийних машин, ножі дискових
овочерізок), підвищена температура поверхонь (обсмажувальні печі), підвищена
вологість повітря, шум від роботи вентиляції та насосів.
- Хімічні: використання мийних та дезінфікуючих засобів для санітарної
обробки обладнання.
- Психофізіологічні: фізичні перевантаження при транспортуванні сировини
(кабачків, моркви) та монотонність праці.
3.2 Технічні заходи із гарантування безпеки
3.2.1 Безпека експлуатації обладнання
- Мийні машини та овочерізки: Усі передавальні механізми (пасові, ланцюгові)
мають бути закриті захисними кожухами. Овочерізки повинні мати блокування: при
відкритій кришці двигун не має запускатися.
- Обсмажувальні печі та парові котли: Обладнання повинно мати надійну
теплоізоляцію (температура зовнішніх стінок не вище 45 °C). Парові котли
68
обов’язково оснащуються манометрами та запобіжними клапанами, що проходять
щорічну перевірку.
- Електробезпека: Усе обладнання підлягає заземленню (зануленню). У
приміщеннях з підвищеною вологістю (цех підготовки) необхідно використовувати
герметичну арматуру для освітлення та розеток.
3.2.2 Виробнича санітарія та гігієна
- Вентиляція: Над обсмажувальними плитами та паровими котлами обов’язково
встановлюються місцеві витяжні зонти для видалення надлишків тепла та пари.
- Освітлення: Комбіноване (природне + штучне). Використовуються
люмінесцентні або LED-лампи із захисними ковпаками (щоб уникнути потрапляння
скла в продукцію у разі пошкодження лампи).
- Водопостачання та каналізація: Підлога повинна мати ухил у бік трапів для
швидкого відведення промивних вод.
3.3 Засоби індивідуального захисту (ЗІЗ)
Працівники цеху повинні бути забезпечені:
- Санітарним одягом (халат або костюм х/б, головний убір).
- Спеціальним взуттям з нековзною підошвою.
- Гумовими рукавицями та фартухами при проведенні санітарної мийки
обладнання.
- Термостійкими рукавицями для персоналу, що працює біля печей.
Шкідливі фактори та відповідні засоби індивідуального захисту (ЗІЗ) для цеху
з виробництва консервів із кабачкової ікри:
- Для захисту органів зору: використовуються захисні окуляри (ДСТУ EN 166)
для запобігання потраплянню бризок гарячої маси (ікри) та мийних розчинів під час
санітарної обробки лінії;
- Для захисту органів слуху: застосовуються протишумові навушники або
беруші (ДСТУ EN 352-1) на дільницях, де рівень звукового тиску від роботи
компресорів та вакуумних насосів перевищує гранично допустимі норми;
69
- Для захисту шкіри рук: працівники забезпечуються рукавицями (ДСТУ EN
388) з нітриловим покриттям (для захисту від вологи та хімікатів) або термостійкими
рукавицями при обслуговуванні термічного обладнання;
- Спеціальний одяг: використовується робочий костюм (куртка та штани) або
халат, а також прогумований фартух на операціях миття сировини та тари.
3.4 Пожежна безпека
Цех напівфабрикатів за вибухопожежною небезпекою зазвичай відноситься до
категорії В або Д.
- Засоби гасіння: Встановлення вогнегасників (ВВ-5 або ВПК-5), наявність
пожежних щитів.
- Сигналізація: Встановлення теплових датчиків через велику кількість пари
(димові датчики можуть давати хибні спрацювання).
- Шляхи евакуації: Повинні бути вільними від тари (ящиків з овочами) та
позначені світловими покажчиками «ВИХІД».
3.5 Правила безпеки
3.5.1 Загальні правила безпеки для операторів транспортного
обладнання
1. До роботи з обладнанням допускаються лише особи, що пройшли спеціальне
навчання (курси) по техніці грамотного і безпечного обслуговуванню;
2. Повинні бути виконані і строго дотримуватися при експлуатації всі вимоги
«Правил протипожежної безпеки»;
3. Чищення і мащення механізмів при роботі обладнання
забороняється;
4. Забороняється ремонт або регулювання електроапаратури і
електроприладів на ходу без зняття напруги ;
70
5. Забороняється робота при знятому огородженні приводу, привідної і
натяжної станцій;
6. Двері електрощита повинні бути закриті на спеціальний ключ, який
знаходиться в чергового електрика;
7. Категорично забороняється експлуатація машини без заземлення.
Обладнання повинно бути заземлено відповідно до діючих правил і норм;
8.При зупинці машини на довгий час або на час технічного обслуговування
повинні бути вжиті заходи по надійному (додатковому) відключенні машини від
електромережі;
9. Експлуатація допоміжних пристрої в повинна виконуватися відповідно до
технічних умов;
10. Особлива увага і чіткість у виконанні вимог інструкції по техніці безпеки
потрібна від працівників. Зайнятих на роботах з підвищеною небезпекою,
вибухопожежонебезпечних об’єктах. На території таких об’єктів забороняється
палити, користуватися легкозаймистими і горючими матеріалами, якщо це не
передбачене по технологічним процесом.
3.5.2 Загальні правила поведінки працівників
1. Створення безпечних і нешкідливих умов праці, дотримання режиму робочого
часу і відпочинку на виробництві охороняється законом. Тому кожний працівник
повинен дотримувати елементарні вимоги по переміщенню по території промплощадок
підприємства, передбачені правилами внутрішнього розпорядку і інструкціями. На
території підприємства не дозволяється заходити у виробничі приміщення, якщо це не
пов’язано з виробничою необхідністю;
2. Забороняється спостерігати навіть здалеку за ходом виконання технологічних
операцій (зварка, робота на верстатах, забарвлення, виконання ремонтних робіт і т.д.) і
категорично забороняється брати участь у виконанні таких операцій, коли посадовці не
давали відповідного розпорядження і працівник не є членом бригади, що виконує дані
операції. Залучення до таких робіт за власною ініціативою працівників розцінюється як
порушення трудової дисципліни;
71
3. Особлива увага і чіткість у виконанні вимог інструкцій по професіях і видах
робіт потрібна від працівників, зайнятих на роботах з підвищеною небезпекою, на
вибухо-пожежонебезпечних об’єктах. На території таких об’єктів забороняється палити,
користуватися легкозаймистими і горючими матеріалами, якщо це не передбачено
технологічним процесом. Для вживання таких матеріалів слід мати спеціальний дозвіл,
а на виконання цих робіт повинен бути оформлений наряд-допуск, в якому
передбачаються відповідні заходи безпеки;
4. Якщо працівників доставляють на роботу транспортом, наданим підприємством,
повинні бути розроблені маршрути руху транспорту. Відхилення від затвердженого
маршруту також є порушенням трудової дисципліни;
5. Категорично заборонено в’їжджати на територію вибухо-пожежонебезпечних
об’єктів приватному транспорту і транспортним засобами, не обладнаним
іскрогасниками;.
6. Поява на робочому місці працівника в нетверезому стані є надзвичайно
небезпечним явищем і часто приводить до трагічних наслідків, створює небезпеку для
життя і здоров’я самого працівника і навколишніх працівників. Тому допускати до
роботи працівника в нетверезому стані категорично забороняється. Поява працівника в
нетверезому стані на територій підприємства розглядається як грубе порушення трудової
дисципліни. У разі появи працівника на робочому місці або на території підприємства в
нетверезому стані або вживання ним алкогольних напоїв на підприємстві, посадовець, в
чиєму підпорядкування знаходиться даний працівник, повинен вжити заходів по
виведенню працівника з території підприємства і подальшого отримання ним
дисциплінарного покарання.
3.5.3 Вимоги техніки безпеки при проведенні ремонтно-монтажних робіт
1. Підготовка до проведення ремонтно-монтажних робіт в діючих
виробництвах виконується у відповідно встановленій послідовності;
2. Персонал цеху, що обслуговує апарати, відповідним чином готує їх до
ремонту. Установки, що передаються до ремонту надійно відключають від
функціонуючих шляхом встановлення заглушок між фланцями на трубопроводах.
Провадять необхідні операції по нейтралізації, дегазації, промивці, пропарці та
72
продувці протягом часу, необхідного для повного видалення з апаратів та
трубопроводів небезпечних середовищ (в цьому переконуються на основі результатів
хімічних або інших аналізів). Особливо ретельно провадиться підготовка до ремонту
апаратів та трубопроводів у вогненебезпечних та вибухонебезпечних виробництвах;
3. Оснащення та арматура з електроприводами надійно відключається від
джерела електроенергії, пускові пристрої пломбуються та на них вивішують плакати
з написом «НЕ ВМИКАТИ, АПАРАТ РЕМОНТУЄТЬСЯ»;
4. По закінченню підготовки керівник ремонтних робіт (механік, майстер або
бригадир) отримує письмовий дозвіл-наряд від начальника цеху, в якому вказуються
установки, що підлягають ремонту, роботи, що мають бути виконані, строки
виконання, а також заходи безпеки;
5. Якщо при виконанні ремонтних робіт необхідні електрогазозварювальні
роботи, на них отримується спеціальний дозвіл-допуск у відповідності зі
встановленим порядком на підприємстві.
3.5.4 Вимоги безпеки в аварійній ситуації
1. Негайно відключити від мережі електрообладнання;
2. Не допускати в небезпечну зону сторонніх осіб;
3. Повідомити про те, що сталося керівника робіт;
4. Якщо стався нещасний випадок необхідно надавати потерпілому першу
медичну допомогу, а в разі потреби викликати швидку допомогу;
5. Якщо сталася пожежа викликати пожежну частину та приступити до гасіння
підручними засобами пожежогасіння.
6. В усіх випадках виконувати вказівки керівника робіт по усуненню
небезпечного стану.
3.5.5 Основні правила безпеки для операторів шнекових транспортерів
При експлуатації шнекових транспортерів (гвинтових конвеєрів) у цехах
харчової промисловості основними ризиками є захоплення одягу або кінцівок
рухомими частинами (гвинтом), а також ураження електричним струмом у вологому
середовищі.
Нижче наведено основні правила безпеки, структуровані за етапами роботи.
73
1. Загальні вимоги безпеки
- До роботи допускаються особи, які пройшли інструктаж з охорони праці та
мають I групу з електробезпеки.
- Оператор повинен бути одягнений у спецодяг, що щільно прилягає до тіла.
Категорично заборонено працювати у розстебнутому одязі або з випущеними
кінцями хусток/зав'язок, оскільки їх може намотати на вал шнека.
- Робоче місце навколо транспортера має бути вільним від сторонніх предметів
та розлитих рідин (олії, води), щоб уникнути падіння на працюючий механізм.
2. Вимоги перед початком роботи
- Перевірка захисту: Переконатися, що всі захисні решітки на завантажувальних
бункерах та кришки жолоба встановлені та надійно закріплені. Заборонено запускати
шнек зі знятими огородженнями.
- Огляд кріплень: Перевірити надійність болтових з’єднань корпусу та
відсутність сторонніх предметів всередині шнека.
- Електрообладнання: Перевірити цілісність заземлюючого дроту та справність
кнопок «Пуск» і «Стоп» (особливо кнопки аварійної зупинки).
3. Безпека під час експлуатації
- Заборона контакту: Категорично забороняється проштовхувати сировину
(кабачки, моркву, подрібнену масу) в завантажувальну воронку руками або
сторонніми предметами під час роботи шнека. Для цього слід використовувати
спеціальні дерев’яні або пластикові штовхачі.
- Очищення на ходу: Забороняється проводити будь-яке очищення, змащування
або регулювання вузлів під час руху гвинта.
- Контроль завантаження: Не допускати перевантаження шнека, що може
призвести до заклинювання та перегріву двигуна.
- Сторонні звуки: У разі появи нетипового шуму, вібрації або запаху горілої
ізоляції, оператор зобов'язаний негайно зупинити конвеєр кнопкою «Стоп» і
викликати чергового слюсаря чи електрика.
4. Безпека після закінчення роботи
74
- Знеструмлення: Після зупинки транспортера необхідно відключити його від
електромережі на головному пульті керування та вивісити табличку «Не вмикати!
Працюють люди», якщо планується миття або огляд.
- Санітарна обробка: Промивання шнека проводиться лише після повної
зупинки всіх рухомих частин. При використанні шлангів з водою уникати
потрапляння струменя на електродвигун та пускову апаратуру.
5. Аварійні ситуації
- У разі потрапляння стороннього предмета в жолоб або заклинювання шнека,
вимикання має бути миттєвим.
- Якщо стався нещасний випадок (захоплення одягу), необхідно терміново
скористатися кнопкою «Аварійна зупинка» (червоний «грибок»), яка повинна бути
розташована у зоні швидкого доступу оператора.
Висновки до розділу 3
У розділі «Охорона праці» було проведено всебічний аналіз умов роботи та
розроблено систему заходів для забезпечення безпечної експлуатації обладнання в
цеху напівфабрикатів. За результатами роботи можна зробити наступні висновки:
1. Ідентифікація ризиків: Проведений аналіз дозволив виявити основні
небезпечні фактори (рухомі частини шнекових транспортерів, термічні впливи та
підвищена вологість). Це стало базою для впровадження адресних технічних рішень.
2. Інженерний захист: Визначено необхідні параметри захисних огороджень,
систем автоматичного блокування та заземлення. Особливу увагу приділено
виробничій санітарії, зокрема системі вентиляції для видалення надлишкового тепла
та пари від технологічних ліній.
3. Регламентація роботи: Розроблені детальні правила безпеки для операторів
шнекових транспортерів та іншого транспортного обладнання мінімізують ризик
виробничого травматизму через людський фактор. Чітко визначено алгоритми дій під
час аварійних ситуацій та проведення ремонтно-монтажних робіт, що гарантує
збереження життя та здоров’я працівників у нестандартних умовах.
75
4. Комплексна безпека: Встановлені норми видачі засобів індивідуального
захисту та заходи пожежної безпеки повністю відповідають чинним державним
стандартам України.
Загальний підсумок: Запропонований комплекс організаційних та технічних
заходів створює безпечне виробниче середовище, що відповідає вимогам
законодавства про охорону праці. Впровадження цих рекомендацій дозволить
забезпечити безперебійну роботу цеху з виробництва кабачкової ікри при нульовому
рівні виробничого травматизму.
76
ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ
У ході виконання роботи було проведено комплексне проектування та науково-
технічне обґрунтування модернізації лінії виробництва кабачкової ікри з акцентом на
етап підготовки напівфабрикату з цибулі. Підсумкові результати дозволяють зробити
наступні висновки:
1. Інженерно-конструкторський аспект: На основі аналізу технологічного
процесу обґрунтовано вибір шнекового транспортера як найбільш ефективного
засобу для переміщення гарячої обсмаженої сировини. Його впровадження дозволяє
забезпечити герметичність транспортування, мінімізувати втрати продукту та
гарантувати безперебійну подачу напівфабрикату на стадію подрібнення.
Сформована розрахункова база підтверджує міцність та працездатність критичних
вузлів обладнання.
2. Технологічний аспект: Розроблено раціональний технологічний процес
виготовлення та ремонту деталі «вісь», що є ключовим елементом приводних
механізмів. Вибір сучасного верстатного парку, обґрунтування режимів обробки та
методів відновлення поверхонь дозволяють не лише забезпечити високу точність
виготовлення, а й значно подовжити термін експлуатації обладнання при зниженні
собівартості виробництва.
3. Безпековий та експлуатаційний аспект: Спроектовано систему заходів з
охорони праці та виробничої санітарії, яка нівелює ризики, пов’язані з термічними
впливами та рухомими частинами механізмів. Впровадження запропонованих засобів
захисту та алгоритмів безпечної експлуатації створює умови для досягнення
нульового рівня травматизму на підприємстві.
Загальний результат: Запропоновані технічні рішення є взаємопов’язаними та
комплексними. Вони забезпечують високу технологічну ефективність лінії,
механічну надійність обладнання та повну відповідність виробничого процесу
сучасним стандартам безпеки й санітарним нормам харчової промисловості України.
Розроблений проект є економічно доцільним і готовим до практичного впровадження
у виробництво.
77
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ
1. Боровик А.І. Монтаж, діагностика, ремонт технологічного обладнання.
Практикум, навчальний посібник. – Черкаси ЧДТУ, 2006 р. – 311 с.
2. 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.
3. Ванін В.В., Бліок А.В., Гнітецька Г.О. Оформлення конструкторської
документації: Навч. Посіб. 3-вид. –К.: Каравела, 2004. – 160 с.
4. Методичні вказівки до дипломного проектування. /Уклад.: М.І. Сороколіт,
П.І. Меняйло, В.М. Таран, В.Л.Яровий. – К.: НУХТ, 2004. – 40с
5. Методичні рекомендації до практичних занять з дисципліни: «Машини для
транспортування харчової продукції» для студентів 3 курсу спеціальності 133
Галузеве машинобудування усіх форм навчання /Укладач Л.М. Мізнік, М.В. Хандюк
– Черкаси: ЧДТУ, 2020. – 67 с.
6. Рвачов В.В., Гуртовий М.В. Технологічне обладнання харчових виробництв:
Механічне обладнання: Навч. пос. для студ. вищих навч. закл. – О.: Астропринт, 2005.
– 348 с.
7. Обладнання підприємств переробної та харчової промисловості/ Гулий І.С.,
Пушанко М.М., Орлов Л.О. та ін. – Вінниця: Нова книга, 2001.–576с.
8. Процеси і апарати харчових виробництв: Підручник / За ред. проф. І.Ф.
Малежика./ – К.: НУХТ, 2003. – 400 с.: іл.
9. Серьогін О.О., Пономаренко В.В., Люлька Д.М. Технологічне обладнання
харчових виробництв: Конспект лекцій для студентів напрямку підготовки
«Інженерна механіка» (спеціальності «Обладнання переробних і харчових
виробництв») денної та заочної форми навчання. – К.: НУХТ, 2011. – 160 с.
10. Конструювання обладнання харчових виробництв. Конспект лекцій для
студентів спеціальності «Обладнання переробних і харчових виробництв» / М.С.
Стечишин. – Хмельницький: ХНУ, 2005. – 115 с.
78
11. Домарецький В.А., М.В. Остапчук, А.І. Українець. За ред. А.І. Українця.
Технологія харчових продуктів. Підручник для студентів вузів. – К.: НУХТ, 2003. –
572 с.
12. Методичні вказівки до практичних занять з дисципліни «Технологічне
обладнання харчових виробництв та галузі» для студентів денної та заочної форм
навчання освітньо-професійного рівня бакалавр за напрямом підготовки 6.050503
«Машинобудування» /Укладачі: А.Л. Яцук – Дніпродзержинськ, ДДТУ, 2015. – с. 35.
13. Методичні рекомендації до практичних занять з дисципліни: «Технологічне
обладнання харчових та торгівельних підприємств» для здобувачів освітнього
ступеня бакалавр зі спеціальності 133 «Галузеве машинобудування» освітньо-
професійної програми «Обладнання харчових, торгівельних та машинобудівних
підприємств» всіх форм навчання /Укладачі В.І. Осипенко, О.В. Батраченко Л.М.
Мізнік, М.В. Хандюк – Черкаси: ЧДТУ, 2021. – 78 с.
14. Методичний посібник щодо написання та захисту кваліфікаційної роботи
бакалавра для здобувачів освітнього ступеню бакалавр спеціальності 133 «Галузеве
машинобудування» освітня програма «Обладнання харчових, торгівельних і
машинобудівних підприємств» [Електронний ресурс] / [упоряд. Василь Осипенко,
Олександр Батраченко, Лариса Мізнік, Микола Хандюк]; М-во освіти і науки
України, Черкас. держ. технол. ун-т. – Черкаси : ЧДТУ, 2023. – 45 с.
15. Бондаренко С.Т. Розмірні розрахунки механоскладального виробництва. –
К. 1993. – 544с.
16. Гевко Б. М. Технологія сільськогосподарського машинобудування:
підручник. Київ : Кондор, 2017. 396 с.
17. Дубинець І. О. Розрахунок та проектування транспортних засобів
безперервної дії : навч. посіб. Житомир : ЖДТУ, 2015. 212 с.
18. Проектування обладнання харчових виробництв : підручник / О. І. Черевко
та ін. Харків : Світ книг, 2014. 540 с.
19. ДСТУ EN ISO 12100:2016. Безпека машин. Загальні принципи розрахунку.
Оцінювання ризиків та зменшення ризиків (EN ISO 12100:2010, IDT). Київ :
Держспоживстандарт України, 2016. 50 с.