Підвищення надійності роботи карусельного автомату для фасування м’яса тушкованого

Лементар, Олександр Олександрович
Please use this identifier to cite or link to this item: https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/6769
Title:	Підвищення надійності роботи карусельного автомату для фасування м’яса тушкованого
Authors:	Філімонова, Надія Вікторівна Лементар, Олександр Олександрович
Keywords:	фасувальний автомат;м'ясо тушковане;жерстяна тара;надійність роботи;фактична продуктивність
Issue Date:	2025
Abstract:	Обсяг роботи. Кваліфікаційна робота магістра складається із вступу, 5 розділів, висновків, списку використаних джерел, що включає 16 найменувань, додатків. Роботу викладено на 66 аркушах, вона містить 13 рисунків, 11 таблиць. Мета роботи – підвищення надійності роботи карусельного автомату для фасування м'яса тушкованого шляхом забезпечення безперебійної подачі жерстяної тари на каруселі автомату завдяки використанню шнеку – дистанціонеру, робота якого синхронизована із роботою каруселей автомату. Об'єкт дослідження – надійність роботи карусельного автомату для фасування м'яса тушкованого. Предмет дослідження – вплив способів подачі жерстяної тари на каруселі автомату на загальну надійність його роботи. Для досягнення поставленої мети необхідно вирішити задачі: - проаналізувати технічний рівень сучасних фасувальних автоматів та визначити перспективний шлях підвищення їх роботи; - розробити конструкцію шнеку – дистанціонеру, робота якого повинна бути синхронізована із роботою каруселей автомату; - експериментально дослідити вплив способів подачі жерстяної тари на каруселі автомату на загальну надійність його роботи. Методи дослідження: в кваліфікаційній роботі магістра використовувалися експериментальні дослідження у виробничих умовах. Результати роботи та їх новизна: експериментально досліджено вплив способів подачі жерстяної тари на каруселі автомату на загальну надійність його роботи, встановлено, що використання шнеку-дистанціонеру, робота якого синхронізована із роботою каруселей автомату, дозволяє повністю усунути випадки затиснення жерстяної тари зірочкою автомату при різних швидкостях обертання каруселей. Це призводить до підвищення фактичної продуктивності автомату до 16,7%. Практичне значення результатів: розроблено конструкцію шнеку-дистанціонеру, робота якого синхронізована із роботою каруселей автомату.
URI:	https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/6769
Appears in Collections:	133 Галузеве машинобудування (Обладнання переробних і харчових виробництв)
Files in This Item:
File	Description	Size	Format
КРМ Лементар.pdf Restricted Access		2.55 MB	Adobe PDF	View/Open Request a copy
Show full item record
Extracted text
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 магістра 
 
 
 
на тему: «Підвищення надійності роботи карусельного 
автомату для фасування м’яса тушкованого» 
 
Другий (магістерський) 
(освітньо-кваліфікаційний рівень) 
 
мПВ43.133025.000 ПЗ 
 
 
Виконав: здобувач вищої освіти 
 2 курсу, групи мПВ-43 
спеціальності 133 Галузеве машинобудування 
   (шифр і назва спеціальності) 
Обладнання переробних і харчових виробництв 
   (освітня програма) 
Олександр ЛЕМЕНТАР  
(ім’я та прізвище) 
Керівник Надія ФІЛІМОНОВА 
      (ім’я та прізвище) 
Рецензент Олексій КОЗІЙ 
       (ім’я та прізвище) 
 
 
 
 
Черкаси 2025 
 
 
 
2 
 
 
3 
 
РЕФЕРАТ 
 
Обсяг роботи. Кваліфікаційна робота магістра складається із вступу, 5 
розділів, висновків, списку використаних джерел, що включає 16 найменувань, 
додатків. Роботу викладено на 66 аркушах, вона містить 13 рисунків, 11 таблиць. 
Мета роботи – підвищення надійності роботи карусельного автомату для 
фасування м'яса тушкованого шляхом забезпечення безперебійної подачі 
жерстяної тари на каруселі автомату завдяки використанню шнеку – 
дистанціонеру, робота якого синхронизована із роботою каруселей автомату. 
Об'єкт дослідження – надійність роботи карусельного автомату для 
фасування м'яса тушкованого. 
Предмет дослідження – вплив способів подачі жерстяної тари на каруселі 
автомату на загальну надійність його роботи. 
Для досягнення поставленої мети необхідно вирішити задачі: 
- проаналізувати технічний рівень сучасних фасувальних автоматів та 
визначити перспективний шлях підвищення їх роботи; 
- розробити конструкцію шнеку – дистанціонеру, робота якого повинна 
бути синхронізована із роботою каруселей автомату; 
- експериментально дослідити вплив способів подачі жерстяної тари на 
каруселі автомату на загальну надійність його роботи. 
Методи дослідження: в кваліфікаційній роботі магістра використовувалися 
експериментальні дослідження у виробничих умовах. 
Результати роботи та їх новизна: експериментально досліджено вплив 
способів подачі жерстяної тари на каруселі автомату на загальну надійність його 
роботи, встановлено, що використання шнеку-дистанціонеру, робота якого 
синхронізована із роботою каруселей автомату, дозволяє повністю усунути 
випадки затиснення жерстяної тари зірочкою автомату при різних швидкостях 
обертання каруселей. Це призводить до підвищення фактичної продуктивності 
автомату до 16,7%. 
4 
 
Практичне значення результатів: розроблено конструкцію шнеку-
дистанціонеру, робота якого синхронізована із роботою каруселей автомату. 
Ключові слова: фасувальний автомат, м'ясо тушковане, жерстяна тара, 
надійність роботи, фактична продуктивність. 
 
 
ABSTRACT 
 
Scope of the work. The master's qualification thesis consists of an introduction, 
5 chapters, conclusions, a list of references that includes 16 sources, and appendices. 
The thesis is presented on 66 pages and contains 13 figures and 11 tables. 
The aim of the work is to increase the reliability of a carousel-type automatic 
filler for canned stewed meat by ensuring uninterrupted feeding of tin cans onto the 
machine’s carousels through the use of a spacing screw (screw-distancer), whose 
operation is synchronized with the rotation of the carousels. 
Object of the research – the operational reliability of the carousel-type automatic 
filler for stewed meat. 
Subject of the research – the influence of different methods of feeding tin cans 
onto the machine’s carousels on its overall operational reliability. 
To achieve the stated aim, the following tasks were set: 
 to analyze the technical level of modern filling machines and identify a 
promising approach to improving their operational reliability; 
 to develop the design of a spacing screw whose operation must be synchronized 
with the rotation of the machine’s carousels; 
 to experimentally investigate the influence of can-feeding methods on the 
overall operational reliability of the filler; 
 to evaluate the economic efficiency of the developed technical solutions. 
Research methods: the master’s qualification work employed experimental 
studies carried out under industrial conditions. 
 
5 
 
Results and novelty of the work: The influence of different methods of feeding 
tin cans onto the carousels of the automatic filler on its operational reliability has been 
experimentally investigated. It has been established that the use of a spacing screw 
synchronized with the operation of the machine’s carousels completely eliminates 
instances of can jamming by the star wheel at various carousel rotation speeds. This 
leads to an increase in the machine’s actual productivity by up to 16.7%. 
Practical significance of the results: A design of a spacing screw synchronized 
with the operation of the machine’s carousels has been developed; the economic 
efficiency of the proposed technical solutions has been evaluated. 
Keywords: filling machine, stewed meat, tin can, operational reliability, actual 
productivity. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
6 
 
ЗМІСТ  
 
 
ВСТУП ...................................................................................................................... 8 
РОЗДІЛ 1. ПОРІВНЯЛЬНИЙ АНАЛІЗ ІСНУЮЧИХ КОНСТРУКЦІЙ І 
ПОСТАНОВКА ЗАДАЧІ ВДОСКОНАЛЕННЯ ФАСУВАЛЬНОГО 
АВТОМАТУ .......................................................................................................... 10 
РОЗДІЛ 2. ОПИС ПРОПОЗИЦІЇ. КОНСТРУКЦІЯ І ПРИНЦИП ДІЇ 
МАШИНИ .............................................................................................................. 19 
РОЗДІЛ 3. РОЗРАХУНКОВА ЧАСТИНА .......................................................... 34 
3.1 Технологічний розрахунок ............................................................................. 34 
3.2. Кінематичний розрахунок ............................................................................. 36 
3.2.1 Розрахунок клинопасової передачі приводу для шнека ........................... 36 
3.2.1 Розрахунок черв’ячної передачі приводу башти ...................................... 40 
3.3 Технологічні розрахунки виготовлення деталі ............................................ 47 
РОЗДІЛ 4. НАУКОВО-ДОСЛІДНИЙ РОЗДІЛ .................................................. 56 
РОЗДІЛ 5. МОНТАЖ, ЕКСПЛУАТАЦІЯ ТА  ТЕХНІЧНЕ 
ОБСЛУГОВУВАННЯ ФАСУВАЛЬНОГО АВТОМАТУ ................................. 59 
ВИСНОВКИ ........................................................................................................... 64 
СПИСОК ЛІТЕРАТУРНИХ ДЖЕРЕЛ ................................................................ 65 
  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
7 
 
ВСТУП 
 
М'ясна промисловість займає ключове місце серед галузей харчової 
індустрії, адже саме вона забезпечує населення важливими продуктами, які є 
основним джерелом білків.   
З метою збільшення виробництва м’яса та м’ясної продукції щороку 
модернізуються та відкриваються нові м’ясопереробні підприємства. 
Впроваджується сучасне технологічне обладнання та новітня техніка, активно 
проводиться комплексна механізація й автоматизація виробничих процесів. Все 
ширше використовується обчислювальна техніка, що сприяє оптимізації роботи 
галузі. Особлива увага приділяється покращенню якості продукції, збагаченню 
асортименту та створенню нових видів м’ясних виробів.   
Однак аналіз споживання різних груп населення вказує на те, що попри 
задоволення енергетичних потреб, білків, особливо тваринного походження, 
споживається лише близько 80% від необхідного рівня. Водночас відзначається 
надмірне споживання жирів і вуглеводів, а також брак вітамінів та мінеральних 
речовин, що вимагає додаткової уваги до раціону харчування. 
У 2019 році найбільшу частку у виробництві м'ясних консервів в Україні 
займали печінкові паштети — 45% від загального обсягу. Консерви з яловичини 
і телятини складали 26%, тоді як частка консервів зі свинини та м'яса птиці 
становила відповідно 19% і 10%. Варто зазначити, що останні два показники 
залишалися незмінними порівняно з 2008 роком. Щодо яловичих і телячих 
консервів та печінкових паштетів, у 2008 році їх виробництво було розподілене 
приблизно порівну, але в 2009 році акцент суттєво змістився в бік паштетів. 
В Україні налічується близько 160 виробників м'ясних консервів. Однак 
лише 20 з них мають частку, що перевищує 1% у загальному обсязі цього ринку. 
Основними підприємствами у сфері м'ясної консервації в 2019 році були такі 
компанії, як ТОВ «М'ясокомбінат «Ювілейний», ТОВ «Фірма «Онісс», ТОВ 
«М'ясна фабрика «Берізка», ТОВ «Фенікс», ВАТ «Бузький консервний завод», 
ТОВ «Черкаська продовольча компанія», ТОВ «Эксим-Чернігів», ТОВ «Гал-
8 
 
Євроконтакт», ТОВ «Бучацький консервний завод», ВАТ «Новоград-волинський 
м'ясокомбінат», ТОВ «Агрофірма «Столична», ВАТ «Богуславський консервний 
завод», ВАТ «Вінніцам’ясо», ВАТ «Птахокомбінат», ЗАТ «Агроекопродукт» та 
ВАТ «Рокитнянська продовольча компанія». 
Прогнозування розвитку ринку свідчить, що в період 2020-2021 років 
очікується подальше скорочення обсягів виробництва м'ясних консервів, однак 
воно відбуватиметься помірнішими темпами порівняно з попередніми двома 
роками. Перехід до позитивної динаміки у розвитку ринку можливий за умови 
стабілізації ситуації в галузі тваринництва України та впровадження програм 
контролю якості продукції. 
Сьогодні, у світовій практиці, вдосконаленню упаковки м'ясних консервів 
приділяється значна увага. Упаковка та зовнішній вигляд стають вирішальним 
фактором у позиціонуванні продукції на ринку. Оскільки вміст консервів, 
запакованих у жерстяні банки (які є найбільш поширеним видом упаковки), 
недоступний для огляду споживачем, вибір товару значною мірою залежить від 
інформації, розміщеної на етикетці. Разом із цим інтерес виробників і споживачів 
починає зміщуватися до альтернативних видів упаковки, таких як скляні банки 
«твіст» і пластикова тара. Особливу увагу заслуговують реторт-пакети, які вже 
здобули популярність у США та Японії, але в Україні їх використання ще досить 
обмежене. 
Одним із найбільш затребуваних видів м’ясної продукції є тушковане 
м’ясо, фасоване у жерстяні банки. Проте фасувальні автомати вітчизняного 
виробництва мають певні недоліки, серед яких особливо виділяється недостатня 
надійність через часті випадки защемлення тари в робочих механізмах. 
Вирішення цієї проблеми є актуальним завданням, адже його успішна реалізація 
дозволить підвищити фактичну продуктивність автоматів протягом робочої 
зміни. 
9 
 
РОЗДІЛ 1. ПОРІВНЯЛЬНИЙ АНАЛІЗ ІСНУЮЧИХ КОНСТРУКЦІЙ І 
ПОСТАНОВКА ЗАДАЧІ ВДОСКОНАЛЕННЯ ФАСУВАЛЬНОГО 
АВТОМАТУ 
 
Фасувальна машина КДН належить до обладнання з операційним ротором. 
Її основне призначення — фасування напівфабрикатів плодових консервів, таких 
як зелений горошок, овочі та фрукти, у скляні та жерстяні консервні банки 
(рис.1.1).
 
Рисунок 1.1 - Машина КДН для фасування напівфабрикатів  
плодових консервів 
 
Фасувальна машина АРД виконана з операційним ротором (рис. 1.2). Вона 
призначена для фасування сметани в стаканчики із полімерних матеріалів 
порціями по 100, 150 і 250 г. 
10 
 
 
Рисунок 1.2 – Фасувальна машина АРД 
Відомий фасувальний  автомат В2-ФНА, але він не має спеціальних 
пристроїв для надійної подачі жерстяної тари на каруселі автомату (рис. 1.3). 
 
 
Рисунок 1.3 - Автомат для наповнення консервних банок 
11 
 
Він складається із змонтованих на рамі башти дозування, що включає 
циліндри з мірними стаканами, кришками і поршнями, встановлених по ходу 
технологічного процесу дозаторів солі із спеціями і жиром, системи 
транспортуючих зірок і шнекового живильника з насадкою, ножем і механізмом 
підйому.  
З метою підвищення продуктивності і зручності обслуговування, 
шнековий  живильник  встановлений на катках з можливістю переміщення для  
розстиковки з рамою автомата, що має упори з клямками і домкрат з 
компенсуючим коромислом, змонтованим під насадкою, а в місці контакту 
насадки з баштою дозування встановлений плаваючий сферичний ніж, механізм 
підйому живильника забезпечений хвостовиками з різьбленням, на які насаджені 
зірочки, що охоплені загальним ланцюгом і приводяться в обертання маховиком; 
башта дозування забезпечена ребордою і обмежуючими роликами; кришки 
мірних стаканів мають концентрично розташовані пази з отворами, а в торцях 
мірних стаканів закріплені гвинти з головками для входу в пази кришки при її 
повороті для від'єднання від башти. 
Відомий пристрій для наповнення банок в'язкими продуктами по авт. св. 
№ 721351 відмінний тим, що, з метою запобігання прилипання продукту до 
вантажів дозаторів, воно забезпечене встановленим в зоні початку наповнення 
банок продуктом соплом, сполученим з джерелом рідини і обернутим у бік 
вантажів дозаторів (рис. 1.4). 
 
Рисунок 1.4 - Пристрій для наповнення банок в’язкими продуктами 
12 
 
Пристрій для наповнення банок продуктом (рис. 1.5), що складається з 
каруселі з укріпленими по її колу дозаторами, кожний з яких включає гільзу, 
нижня частина якої має діаметр, менший діаметру банки, і змонтований в ній 
поршень, продуктопровода, підйомно-опускних столиків для тари, копіра для їх 
переміщення і зірочок для подачі порожніх і знімання заповнених банок із 
столиків, відмінний тим, що, з метою виключення попадання повітря в продукт 
при наповненні банок і подовження тим самим термінів зберігання продукту, на 
бічній поверхні гільзи утворене вікно для повідомлення її порожнини з 
продуктопроводом, а на поршні - подовжні канали для проходу продукту. 
Пристрій, відмінний тим, що кожний з дозаторів забезпечений вантажем, 
змонтованим з можливістю переміщення відносно гільзи і має діаметр, що 
перевищує діаметр банки. 
 
Рисунок 1.5 - Пристрій для наповнення банок продуктом 
 
Процес виробництва м'ясних консервів включає кілька основних етапів 
(рис. 1.6): 
- підготовка м'ясної сировини, що охоплює обвалювання та жилування;   
- подрібнення м'яса для наступної обробки;   
- змішування з необхідними інгредієнтами та соління;   
- фасування продукції в банки та їх закатування;   
- стерилізація консервів з наступною перевіркою герметичності;   
13 
 
- сортування готової продукції, її охолодження та подальше зберігання.   
 
Рисунок 1.6 - Машинно-апаратурна схема виробничої лінії м’ясних консервів  
 
Машинно-апаратурна схема виробничої лінії м’ясних консервів 
організована у вигляді кількох послідовних комплексів обладнання. Перший 
етап включає підготовку м'ясної сировини, де використовуються камера 
розморожування, установка для обвалювання м'яса та ємність для збору 
жилованого продукту.  
Далі проводиться подрібнення м’ясної сировини за допомогою 
м'ясорізальної машини та вовчка.  
Основна стадія передбачає перемішування і посол м'ясної сировини. На 
цьому етапі застосовуються мішалка, кутер і установка для розсолу, що 
забезпечують однорідність і необхідні характеристики продукту. 
Найважливішим є комплекс обладнання для фасування та закочування 
консервів – він включає дозатори, фасувальну машину, ваговий пристрій і 
закочувальну машину. 
Наступний етап — стерилізація готових консервів. Для цього 
використовуються укладальник і стерилізатор, що гарантують безпечність і 
тривалий термін зберігання продукції. 
14 
 
Завершальна частина процесу виконується за допомогою фінішного 
обладнання, яке складається із сортувального столу, етикетувальної машини, 
пристрою для нанесення вазеліну на банки та пакувального столу. 
Заморожену м'ясну сировину розморожують за стандартних умов, після 
чого вона направляється на конвеєр 1 для обвалювання та жилування. У процесі 
тут відокремлюють м'язову, сполучну і жирову тканину від кісток, а також 
видаляють хрящі, жир, сухожилля, дрібні кісточки і кровоносні судини. 
Підготовлене жиловане м'ясо надходить у м'ясорізальну машину 2, де його 
подрібнюють на шматочки певного розміру. Далі через лоток 3 шматки м'яса 
переміщаються до дозатора 4, у якому до них додаються інгредієнти за 
допомогою дозаторів для солі, перцю 5 і жиру 6 у встановлених пропорціях. 
Після контрольного зважування на вагах 7 банки, наповнені всіма 
компонентами, переходять до вакуум-закаточної машини 8, де закатування 
здійснюється в умовах вакууму на рівні 58–66 кПа. 
Після герметичного закриття банки направляють у стерилізатор 
безперервної дії 9. Тут консерви піддаються стерилізації при температурі 120 °С 
під тиском, що перевищує тиск насиченої пари. Завершивши термообробку, 
консерви по лотку 10 потрапляють на стіл сортування 11, де перевіряються на 
можливі дефекти та порушення герметичності упаковки. Після охолодження на 
банки всіх типів, крім літографованих, наклеюють паперові етикетки за 
допомогою етикетувального автомата 12. 
Консерви, призначені для тривалого зберігання, обробляються 
антикорозійним мастилом (технічним вазеліном) за допомогою машини 13 для 
змащування банок. Після цього вони надходять на конвеєрний стіл 14. Банки, що 
відправляються одразу на реалізацію, не покривають мастилом. 
Характеристика продукції, сировини та напівфабрикатів.  
М'ясні консерви — це продукти тривалого зберігання, які виготовляють із 
м'яса та м'ясопродуктів. Вони підрозділяються на кілька категорій: 
15 
 
- Натуральні та рубані м'ясні консерви (наприклад, "Яловичина тушкована", 
"Свинина тушкована", "Баранина тушкована" або "Сніданок туриста" свинячий 
чи яловичий). 
- Консерви з м'ясопродуктів (наприклад, фарш свинячий, сосисковий, ковбасний, 
любительський, курячий та інші). 
- Консерви із субпродуктів (зокрема, паштети "Любительський", "Московський", 
"Особливий"; "Язик у власному соку" тощо). 
- М'ясорослинні консерви — поєднання м'яса та рослинної сировини (капуста, 
макарони, рис, квасоля, горох і подібне). 
З м'ясних консервів, які є повністю готовими до споживання продуктами, 
можна приготувати поживні перші та другі страви, а також холодні закуски. 
Завдяки своєму складу, що залежить від рецептури та використовуваної 
сировини, ці консерви містять практично всі необхідні харчові елементи, 
зокрема білки, жири, мінеральні речовини й вуглеводи. 
М'ясні консерви вирізняються високою калорійністю, компактністю й 
здатністю зберігатися тривалий час навіть у несприятливих умовах без втрати 
якості. Основною сировиною для їх виготовлення є різні види м'яса – яловичина, 
свинина, баранина, конина, оленина, м'ясо курей і кролів, а також субпродукти. 
Крім того, для виробництва консервів використовують жирову сировину, яйця, 
молоко та молочні продукти. 
Серед допоміжних матеріалів виділяються крупи, борошно, бобові 
культури, солоні інгредієнти, спеції та овочі. Найчастіше з овочів 
застосовуються картопля, капуста й морква. Для створення соусів і заливок 
використовують томатну пасту й пюре. Серед спецій – гвоздика, перець, 
мускатний горіх, кориця, лавровий лист, а також цибуля, часник, петрушка й 
кріп. 
Особливості виробництва та споживання м'ясних консервів мають свої 
специфічні характеристики. Для їх виготовлення дозволяється використання 
охолодженого чи розмороженого м'яса, але парне м'ясо категорично не 
допускається. У випадку натуральних консервів, жиловане м'ясо нарізають 
16 
 
шматками вагою від 30 до 120 грамів і розміщують у банках разом із сіллю, 
спеціями та заливками. Тушки кроликів і птиці перед фасуванням поділяють на 
шматки масою до 200 грамів. Жир-сирець для виробництва тушкованої баранини 
чи яловичини подрібнюють на м'ясорубці з отворами діаметром 4–6 мм. 
Під час перемішування м'ясної сировини з іншими інгредієнтами додають 
посольні компоненти. В процесі виготовлення консервів «Сніданок туриста» 
м'ясну сировину, подрібнену на вовчку, або шматки м'яса масою 30–70 г 
перемішують у спеціальній мішалці разом із сіллю, спеціями, цукром і нітратом 
натрію. Після цього суміш витримують при температурі 4°C протягом 3–4 діб. 
Використання розсолів (на 100 кг м'яса додають 2,0–2,5 кг солі та 7,5 кг нітрату 
натрію у розчині) дозволяє скоротити період посолу і покращити якість 
кінцевого продукту. 
Деякі види основної сировини та допоміжних матеріалів перед 
використанням проходять попередню термічну обробку, таку як бланшування, 
обсмажування, копчення чи варіння. 
При фасуванні спочатку у банки закладають щільні компоненти: сіль, 
спеції, жир-сирець, м'ясо. Потім додають рідкі складові, такі як бульйон або соус. 
Рідкі та сипкі компоненти дозуються автоматичними машинами за об’ємом за 
допомогою мірних наповнювальних циліндрів. 
Наповнені й зважені банки спрямовують до етапу герметичного 
закривання. На закочувальних машинах перед прифальцовкою кришки її 
маркують шляхом видавлювання спеціальних знаків на внутрішню сторону 
металу банки. Сам процес загортання передбачає герметичне з’єднання кришки 
із корпусом банки шляхом створення подвійного закочувального шва. 
На етапі дозування існує ризик проникнення повітря в банку, що може 
призвести до присутності кисню та негативно вплинути на якість продукції. Це 
може спричинити корозію металу, уповільнити процес стерилізації, погіршити 
властивості продукту й скоротити термін зберігання консервів. Для вирішення 
цієї проблеми застосовують методи вакуумування (ексгаустування) вмісту банок 
перед їх герметизацією. Для цього використовують тепловий метод (нагрівання 
17 
 
парою при температурі 80–85°С або в інфрачервоних камерах), механічний 
(використання вакуумного насоса) та комбінований метод. Глибина вакууму під 
час ексгаустування підтримується в межах 3,3–6,6 × 104 Па. 
Для знищення діяльності мікроорганізмів у ході виробництва консервів 
проводиться стерилізація. Нагрівання м'яса при температурі 120°С протягом 5 
хвилин ефективно знищує практично всі види спор. Для консервів у жерстяних 
банках об'ємом до 500 см³ стерилізацію здійснюють гострою насиченою парою 
без протитиску, а для консервів у скляній тарі та великогабаритних жерстяних 
банках — підігрітою водою з використанням пара і протитиску. 
Готові консерви повинні відповідати наступним вимогам (табл. 1.1). 
 
Таблиця 1.1 Вимоги до готових консервів 
Показники Вищий сорт 1-й сорт 
Масова частка м'яса і жиру, %, не менше: 56,5 54 
В тому числі жиру, не менше при закладці жиру- 10,5 - 
сирцю   
при закладці жиру топленого 8 8 
Вміст хлориду натрію, % 1,0…1,5 1,0…1,5 
 
Після стерилізації консерви проходять етапи «гарячого» сортування, 
охолодження та пакування. Охолодження відібраних банок проводять у 
спеціально обладнаних приміщеннях, які одночасно слугують місцями для 
зберігання консервів. 
 
 
 
 
 
 
18 
 
РОЗДІЛ 2. ОПИС ПРОПОЗИЦІЇ. КОНСТРУКЦІЯ І ПРИНЦИП ДІЇ 
МАШИНИ 
 
Автомат розроблено для механізованого дозування та наповнення 
металевих банок м'ясом, жиром, сіллю та перцем під час виробництва консервів 
«М'ясо тушковане» в м'ясоконсервних цехах м'ясопереробної галузі. 
Технічні характеристики: 
Продуктивність, б/хв. - 40-120 
Доза м'яса, кг, не більше  - 1,0 
Доза солі з перцем, р. - 2,5-10 
Точність дозування м'яса, солі з перцем, %  - 3 
Ємність бункера: м'яса, кг, не більше  - 150 
Ємність бункера: солі, кг, не більше  - 3,0 
Ємність бункера: жиру, кг, не більше  - 15 
Температура подаваного жиру, град. С, не більше  - 70 
Температура води для обігріву корпусу живильника при виробництві 
консервів: 
"Свинина тушкована", град. С, не менше  - 70 
Витрата води на обігрів корпусу, куб. м/год. - 0,35 
Висота завантаження м'яса, мм. - 1276-1361 
Встановлена потужність, кВт/год  - 5,2 
Габаритні розміри, мм  - 2708х1335х1663 
Маса, кг, не більше  - 2160 
Обслуговуючий персонал, осіб  - 1. 
 
Автомат А (рис.2.1) складається із стаціонарного встановленого 
наповнювача 1 і шнекового живильника 3, який відкочується по рейкам рами 2. 
На станині 4 наповнювачі 1 встановлені: башта дозування 6 з приймальною 
зіркою 7, дозатор солі 8 із спеціями, проміжна зірка 9 і видаюча зірка 10. 
Усередині станини 4 наповнювачі 1 розміщуються електродвигун 11 з 
варіатором 12, черв'ячний редуктор 13 і зубчаті колеса 14. 
19 
 
 
Рисунок 2.1 –  Загальний вид автомата  
 
 На плиті 15 шнекового живильника 3 встановлені корпус 16 шнека 17 з 
насадкою 18 і сферичним ножем 18, завантажувальний бункер 20. На рамі 15 
шнекового живильника 3 змонтований окремий, незалежний від наповнювача 1, 
привід складається з електродвигуна 22 з варіатором 23, черв'ячного редуктора 
24 і системи зубчатих передач 25, передаючих обертання на шнек 17 живильника 
3. Приводи наповнювача 1 і шнекового живильника 3 уніфіковані. 
Шнековий живильниа 3 встановлений на катках 26 і може відкатуватися 
від наповнювача 1 по рейках рами 2 і стикається з наповнювачем 1 за допомогою 
направляючих 27, які входять в пази упорів 28 і фіксуються у вертикальних 
виїмках. 
Наповнювачі складаються з наступних основних вузлів: станини, башти 
дозування, дозатора солі, дозатора жиру, пристрою копірного, зірки проміжної, 
зірки видаючої, приводного валу башти дозування, механізму блокування, 
домкратів, пульта управління, варіатора. 
20 
 
 Станина складається із зварної рами і встановленої на ній литої несучої 
плити. На останній вмонтовується башта дозування з копірним пристроєм, 
дозатора жиру і солі, проміжна і видаюча зірки, а також доріжки з огорожею для 
банок. 
 Башта дозування (рис. 2.2) має вертикальні циліндри 1, в які 
встановлюються швидкоз'ємні мірні стакани 2 з поршнями 3 і штоками 4. Кожен 
стакан 2 закритий зверху кришкою 5, яка має пази  для кріплення притисками 7 
до верхнього торця башти. Крім того в кришці 5 є концентрично розташовані 
пази і отвори, а в торці стакана 2 встановлені гвинти 9 з головками. 
 
Рисунок 2.2 – Башта дозування 
 
При розбиранні, наприклад, для проведення санітарної обробки, 
віджимаються притиски 7, кришка 5 повертається і пази виводяться з-під головок 
притисків, при цьому гвинти 9 входять в пази. Таким чином, при підйомі кришки 
5 виймається стакан 2 з поршнем 3 і штоком 4. При повороті вийнятого стакана 
2 у зворотний бік гвинти  9 поєднуються з отворами на кришці 5, через які вільно 
21 
 
проходять головки гвинтів 9, і стакан 2 від'єднується від кришки 5 з поршнем 3 і 
штоком 4. 
 Шток 4 поршні 3 проходить через центральний отвір кришки 5 і має 
вертикальну канавку для виходу повітря. Для запобігання провертанню штока 4 
служить гвинт 10, що входить в канавку. У верхній частині штока 4 є ролики 11, 
які котяться по копіру. 
 До нижнього торця башти дозування прикріплений кільцевий ніж 12 з 
отворами, дещо більшими діаметру поршнів, до якого спеціальним домкратом 
притискається насадка з сферичним ножем. 
Башта дозування приводиться в обертання валом 13 і при переналагодженні 
автомата може змінювати своє положення по висоті за допомогою маховика 14. 
 Дозатор солі складається із завантажувального бункера 1 з мішалкою-
розпушувачем 2, обертаючого диска 3 з мірними стаканами 4, проміжного листу 
5 з отворами б під мірні стакани 4 і нерухомого диска 7 з вивантажним вікном В. 
Обертовий  диск 3 і проміжний диск 5 розпираються пружиною 9, яка притискує 
проміжний диск 5 до нерухомого диска 7. 
 Диск, що обертається, 3 і мішалка-розпушувач 2 закріплені на приводному 
валу 10, який проходить через порожнисту стійку 11. На стійці 11 є гайка 12, при 
обертанні якої відбувається зміна положення нерухомого диска 7 і проміжного 
диска 5 щодо диска, що обертається, 3 з мірними стаканами 4, що приводить до 
зміни дози. 
 Приводний вал 10 складається з двох частин 13 і 14. На валу 13 закріплений 
диск 3, що обертається,  з мірними стаканами 4. У верхній частині валу 13 є паз 
15, в який входить хвостовик 16 валу 14. Вал 14 із закріпленою на ньому 
мішалкою-розпушувачем 2 обертається у втулці 17 завантажувального бункера 
1. 
 У завантажувальному бункері 1 є вікно Г, через яке сіль потрапляє в мірні 
стакани 4 і ніж 21, зрізаючий надлишки солі.  До нерухомого диска 7 кріпиться 
збірка 23 і циліндр 22, захищаючий диски 3 і 5, що обертаються 
22 
 
 Дозатор жиру  складається з башти 1 з приймачем для жиру 2 рухомого 3 і 
нерухомого 4 копірів, і кранів 5 видачі доз. 
 Башта 1 має вертикальні циліндри 6, в які встановлюються поршні 7 з 
штоками 8. Кожен циліндр 6 закритий зверху кришкою 9, яка кріпиться до торця 
башти за допомогою болтів з гайками. 
 Шток 8 поршня 7 проходить через центральний отвір кришки 9 і має 
вертикальну канавку А для виходу повітря. Для запобігання провертанню штоків 
служить гвинт 11, що входить в канавку А. У верхній частині штока 8 є ролик 12, 
який котиться по копірам 3 і 4, забезпечуючи при цьому переміщення поршнів 
7. 
 До нижнього торця башти прикріплені крани 5 видачі доз, відкриття і 
закриття яких здійснюється за допомогою роликів, розташованих на механізмі 
блокування і нерухомому копіру 4 дозатора жиру. 
 Для підтримки постійного рівня жиру в дозаторі встановлений поплавець 
13. 
 На стійці 17 є гайки 18, при обертанні яких відбувається зміна положення 
рухомого копіра щодо роликів 12, штоків 8, що приводить до зміни дози. 
 При опусканні рухомого копіра в крайнє положення, дозатор жиру працює 
як приймальна зірка (при роботі на свинині). Приймач жиру зверху закритий 
кришкою 19, а в днищі башти 1 встановлений пробковий кран для зливу. 
 Пристрій копірний призначений для регулювання кількості м'яса, що 
поступає в циліндр башти дозування видачі відміряного м'яса в банки і 
підпресування його. 
 Пристрій копірний складається з хрестовини 1, встановленої на трьох  
направляючих стійках 2. До хрестовини 1 закріплені копір 3, контркопір 4, 
регулятор дози 5. 
 На одній із стійок 2 кріпиться кронштейн з проміжним майданчиком 6, яка 
підтримує м'ясо, що знаходиться в циліндрах башти дозування на шляху від 
насадки подаючого пристрою до банки. 
23 
 
 Для запобігання перекосу башти дозування передбачене застосування 
обмежуючих роликів 7, які котяться по реборді башти. Ролик 7 з кронштейнами 
8 встановлений на стійці 2 і переміщається по ній за допомогою гвинтів 9 і 
притискається до реборді башти. Переналагоджування  копіра на будь-який вид 
банки здійснюється шляхом перестановки шайб 10, встановлених на 
направляючих стійках 2, тобто підйомом або опусканням хрестовини 1 разом з 
копіром і регулятором дози 5. 
 Переміщення майданчика 13 при регулюванні дози здійснюється за 
допомогою гвинта 12 і гайок 11. Величина переміщення фіксується стрілкою 15 
на шкалі 14. 
 Зірка проміжна  служить для передачі банок від дозатора жиру до дозатора 
солі і башти дозування. 
 Зірка проміжна складається з вертикального валу 1, що обертається на двох 
підшипниках 2 і 3, розташованих в стакані 4, двох кришок 5, зірки 6, фланця 7 і 
гайки 8. 
 Привід валу проміжної зірки здійснюється від зубчастого колеса, 
встановленого на приводі башти дозування. 
 Для роботи автомата на банках із зовнішнім діаметром 99 мм і 72,8 мм 
виготовлені дві зірки відповідно під діаметр банки. 
 Зірка видаюча  служить для видачі наповнених банок на цеховий 
транспортер і по конструкції аналогічна проміжній зірці за винятком приводної 
частини. 
 Привід валу видаючої зірки здійснюється від зубчастого колеса приводу 
башти дозування. 
 Приводний вал башти  дозування складається з диска 1 з дванадцятьма 
радіальними пазами А, в яких поміщаються повзуни 3 з роликами 4 і повідцями 
5 для банок, копіра 6, валу 7 і стакана 8. 
 Вал 7 встановлений на двох конічних підшипниках 9 і приводиться в 
обертання через конічну пару шестерень. 
24 
 
 При обертанні валу 7, ролики 4 обкочуються по нерухомому копіру 6 
тягнуть підведення 5, які і транспортують банки. 
 Для переналагодження автомата на інший номер (по діаметру банки) до 
автомата додаються змінні повідці, а для підйому і опускання башти дозування 
на необхідну висоту на валу 7 встановлені знімні шайби 10. 
 Механізм блокування  призначено для своєчасного відключення дозатора 
жиру і подальшого останову автомата за відсутності банки в кублі зірки дозатора 
жиру. 
 Механізм блокування складається з кронштейна 1, важеля 2 з щупом 3 і 
двоплечного важеля 4 з роликом 5. Кронштейн 1 кріпиться на стійці копірного 
пристрою. 
 При роботі автомата, коли немає пропуску банок в кублах зірки дозатора 
жиру, щуп 3 з важелями 2 долає опір пружин 6 через двоплечний важіль 4 з 
роликом 5, відкривають кран дозатора жиру і доза видається в банку. 
 За відсутності банки в одному з місць  зірки двоплечий важіль 4 з роликом 
5 під дією пружини 6 відхиляється від свого первинного положення, при цьому 
важіль крана дозатора жиру проходить мимо ролика 5 і кран залишається 
закритим: навколо осі 7 важіль 2 повертається з важелем 9, який своїм упором 10 
натискає на мікроперемикач 11, останній подає команду на зупинку автомата. 
 При переналагодженні автомата на інший номер банки (по діаметру) до 
кута додається змінний щуп. 
 Варіатор призначено для безступінчатого регулювання чисел оборотів 
башти дозування і всього кінематичного ланцюга. Складається з корпусу 1, 
усередині якого розташовані відомий диск 2 з текстолітовими накладками і двох 
конічних дисків: рухомого 3 і наполегливого 4. 
 Пересувний диск 3 з шліцьовою втулкою 5 ковзає по валу 6. Під дією 
пружини 7 відомий диск 2 постійно затискається між дисками 3 і 4, передаючи 
обертання на відомий вал 8. 
 Електродвигун кріпиться до опори 9, яка переміщається по направляючих 
10 за допомогою гвинта 11 з маховиком 12. 
25 
 
 Обертанням маховика 12 змінюється відносне положення відомого диска 
2 і дисків 3 і 4, чим забезпечується безступінчате регулювання. 
 Варіатор забезпечений покажчиком 13 з шкалою, по якій визначається 
число оборотів башти дозування. 
 При заміні електродвигуна не забувайте відвернути стопорний гвинт 14. 
  Пристрій подаючий складається з наступних основних вузлів: рами, 
бункера, приводного валу вертикального, приводного валу шнека, механізму 
підйому і варіатора. 
 Рама є зварною конструкцією з швелера і куточка, на якій вмонтовується 
плита з корпусом і шнеком живильника і привід шнека. 
 Усередині рами розташовані варіатор з фланцевим електродвигуном, 
черв'ячний редуктор і система передач. 
 Бункер є зварним конусом. До меншого діаметру конуса приварений 
циліндр з кільцем, за допомогою якого бункер з'єднується з корпусом 
живильника шнека. 
 Приводний вал вертикальний  призначено для передачі обертання від 
вихідного валу черв'ячного редуктора на приводний вал шнека. 
 Приводний вал вертикальний складається з опори 1, в підшипниках якої 
обертається вертикальний вал 2 з конічними шестернями 3 і 4. 
 Від конічної шестерні 4 обертання передається на приводний вал         
шнека. 
 Приводний вал шнека призначено для передачі обертання на шнек 
живильника і складається із стакана 1, в підшипниках якого обертається 
горизонтальний вал 2 з шестернею 3. На протилежній стороні горизонтального 
валу 2 є штифт 4, який входить в паз на втулці шнека. 
 Опора  служить для підйому і опускання пристрою подаючого при 
переналагодженні автомата, а також при його санітарній обробці. 
 Кожна з чотирьох опор має каток 1, на який спирається гвинт 2. Гвинт 2 
при обертанні переміщається в різьбовій втулці 3 рами 4. 
26 
 
 Варіатор, встановлений на подаючому пристрої, служить для 
безступінчатого регулювання чисел оборотів шнека. Покажчик з шкалою 
показує число оборотів шнека. 
 Конструктивно він виконаний аналогічно варіатору, встановленому на 
наповнювачі. 
 Шафа електроустаткуванні має прямокутну форму і кріпиться на стінці 
окремого від машини в зручному для експлуатації місці. 
 В шафі розташовані силові апарати і елементи захисту 
електроустаткуванні від перевантажень і коротких замикань. 
 Пульт управління є панеллю управління автоматом, розташованої на плиті 
наповнювача. 
 Клемну коробку машини призначено для з'єднання електрошафи з 
автоматом і розташовано в нижній частині рами наповнювача. 
На автоматі встановлені два асинхронні трифазні короткозамкнуті 
електродвигуни:  
1. Електродвигун приводу наповнення - 4А100 6УЗ; = 950 об/хв; = 2,2 кВт; 
виконання 1М3081. 
2. Електродвигун приводу живильника - 4А112МА 6УЗ; = 955 об/хв; = 
3кВт; виконання 1М3081. 
 Пускова і захисна апаратура, сигнальна лампа розташовані в окремій 
електрошафі, а кнопка управління автоматом на пульті управління. 
 Загальне підключення машини до мережі здійснюється автоматичним 
вимикачем В1. При включенні автоматичного вимикача В1, ланцюг управління 
через знижувальний трансформатор одержує живлення, і на шафі спалахує 
сигнальна лампа Л, що сигналізує про включення машини в мережу. 
 Для пуску подаючого пристрою (живильника) оператор натискає кнопку 
Кн 5 «Пуск», включається пускач Р2, який подає живильника на двигун приводу 
живильника М2. 
27 
 
 Для пуску наповнювача в роботу, оператор натискає кнопку Кн 3 «Пуск», 
включається пускача Р1, який подає живлення на двигун приводу наповнювача 
М1. 
 Останов електродвигуна М1 здійснюється кнопкою «Стоп» Кн2, а     
електродвигуна М2 кнопкою Кн4. Для аварійного відключення автомата 
передбачена кнопка Кн1 з грибоподібним штовхачем червоного кольору, при 
натисненні якої знеструмлюються одночасно два двигуни. 
Мікровимикачі В2 призначений для своєчасного відключення дозатора 
жиру і подальшого останову автомата за відсутності банки в сідлі зірки дозатора 
жиру. За відсутності банки в одному з сідел зірки дозатора жиру, контакт 
мікровимикача В2 через механічне блокування розмикається, котушка пускачів 
Р1 і Р2 знеструмлюються і двигуни М1 і М2 відключаються від мережі. 
Робота автомата В2-ФНА. 
Порожні банки з цехового транспортера захоплюються приймальною 
зіркою 7 дозатора жиру 6, який видає в кожну банку певну порцію жиру і передає 
її на проміжну зірку 9, яка переміщує банки під дозатор солі із спеціями 8. 
Дозатор жиру працює таким чином: жир по трубопроводу подається в 
приймальний бачок 2. При обертанні башти 1 шарикопідшипники 12 штоків 8 
обкачуються по копірам 3 і 4 і переміщають поршні 7 вгору і вниз. При русі 
поршня 7 вгору жир засмоктується з бачка 2 в циліндр 6 і при цьому вихідний 
отвір крана 5 перекритий. При русі поршня 7 вниз вихідний отвір крана 5 
відкритий і жир видавлюється в банку. Постійний рівень жиру в бачку дозатора 
підтримується за допомогою поплавця 13. 
Дозатор солі працює таким чином: сіль подається в завантажувальний 
бункер 1. При обертанні диска 3 мірні стакани 4 по черзі заповнюються сіллю 
через вікно Г, а надлишки зрізаються ножем 21. При подальшому обертанні у 
момент збігу мірного стакана 4 з вивантажувальним вікном В нерухомого диска 
7 відбувається видача відміряної дози в банку. При обертанні приводного валу 
10 обертається мішалка-розпушувач 2, яка запобігає утворенню зведення в 
завантажувальному бункері 1. 
28 
 
Після дозування жиру і солі банки подаються під башту дозування для 
наповнення м'ясом. М'ясо в шматках 50-120г завантажується в приймальний 
бункер живильника і шнеком через насадку нагнітається в мірні стакани 2 башти 
дозування. Під тиском м'яса поршень 3 підіймається вгору до зіткнення 
шарикопідшипників штока 4 з горизонтальною ділянкою копіра. 
Крайнє верхнє положення поршня 3 визначає дозу м'яса. 
 Відрізка порції м'яса в стакані 2 виробляється сферичним ножем, 
розташованим в насадці при ковзанні по ньому кільцевого ножа 12 башти 
дозування.  Видача дози м'яса в банку виробляється при русі поршня 3 вниз під 
похилою ділянкою копіра. Після допресовки м'яса в банку поршень 3 
підіймається контркопіром, після чого цикл повторюється, а наповнені банки 
пересуваються видаючою зіркою на цеховий транспортер.  При роботі автомата 
на свинячому тушкованому м'ясі дозатор жиру працює як приймальна зірка. 
Для підвищення надійності роботи автомату було розроблено транспортер, 
призначення якого полягає в забезпеченні сталої заданої подачі жерстяної тари 
під завантажувальну зірочку першої, на напрямку руху тари, дозувальної башти 
(рис. 2.3).  
Транспортер складається з рами, в якій на роликах та на підтримці 
розташовано пластинчасту стрічку, а також розміщено обертовий шнек. Рух до 
стрічки передається від валу, на якому обертається перша технологічна башта, за 
допомогою ШРУС – тобто шарніру із рівними кутовими швидкостями. Тут на 
кресленні показано лише останню ведену ланку даного шарніру. Ця ланка 
передає обертовий момент на приводний ролик, звідки обертовий рух 
передається на редуктор, а з нього на шнек.  
29 
 
 
Рисунок 2.3 –  Будова транспортера для подачі жерстяної тари 
 
На рис. 2.4 показано складальне креслення рами транспортеру. Рама є 
зварною конструкцією з корозійностійкої листової сталі 12Х18Н9. Рама 
призначена для забезпечення сталого надійного взаємного положення елементів 
транспортеру. Рама забезпечує компактність усього транспортеру, що є 
важливим оскільки вільний простір на станині автомату обмежений. Також раму 
виконано таким чином, що забезпечується естетичний вигляд усього 
транспортеру. 
 
30 
 
 
Рисунок 2.4 –  Будова рами транспортеру 
31 
 
На рис. 2.5 показано складальне креслення редуктора приводу 
транспортеру. Обертовий рух передається з привідного ролику передається на 
шнек, причому вісі цих вузлів взаємноперпенидкулярні. Саме тому в редукторі 
наявна конічна зубчаста передача. З огляду на те, що передавальні моменти та 
кутові швидкості незначні, шестерні виконано з полімерних матеріалів, що 
дозволяє зменшити їх вартість. 
 
 
Рисунок 2.5 –  Будова редуктору приводу транспортеру 
 
На рис. 2.6 показано складальне креслення шнеку. Сам шнек виконано із 
поліпропілену, що дозволяє значно підвищити технологічність його 
виготовлення та зменшити вартість. Так геометрія витків шнеку забезпечує 
32 
 
надійне утримання та просування банок, а змінний діаметр шнеку сприяє 
кращому захопленню банок на стрічці транспортеру. 
 
 
Рисунок 1.12 –  Будова шнеку-дистанціонеру 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
33 
 
РОЗДІЛ 3. РОЗРАХУНКОВА ЧАСТИНА 
 
3.1 Технологічний розрахунок 
 
Максимальна продуктивність фасувального автомата визначається за 
формулою: 
 
3600×�� 3600×12
П = = = 7200 банок/годину 
Кд×Кн×��н 1,6×1,4×0,4
 
де: z - кількість стаканів в башті дозування; 
Кд – коефіцієнт, що враховує кількість стаканів, які безпосередньо виконують 
наповнення по відношенню до загальної кількості стаканів у башті; 
Кн - коефіцієнт, що враховує умови наповнення банки; 
τн - тривалість наповнення банки, с. 
 
Потужність на привод дозувальних башен автомату: 
 
�� × �� 521,6 × 4,4
�� = = = 2,7 кВт 
1000�� 1000 ∙ 0,85
 
де Т - крутний момент на валу приводу башен, Н×м; 
ω - кутова швидкість обертання башен, рад/с; 
η - коефіцієнт корисної дії приводу. 
 
В свою чергу, крутний момент визначається так: 
 
�� = ��1 × ��2 × ∑ ��0 = 1,07 × 1,3 × 473,3 = 521,6 Н ∙ м 
  
де k1 - коефіцієнт, що враховує подрібнення часток сировини, k1 =1,05-1,1; 
k2 - коефіцієнт, що враховує подрібнення часток сировини, k2 =1,2-1,4; 
34 
 
ΣМ0 - сумарний статичний момент опору переміщенню башен: 
 
∑ ��0 = М1 + М2 + М3 = 248,4 + 172,1 + 52,8 = 473,3  Н ∙ м 
 
М1 - момент опору в підшипниках вертикального валу каруселі; 
М2 - момент опору переміщення заслінок мірних ємкостей по копіру: 
 
2�� 2 ∙ 0,1
��2 = ��3 × ��2 × × ��1 = 1,03 × 41,8 × × 0,3 = 172,1 Н ∙ м 
���� 0,015
 
N2  - нормальна реакція від тиску ролика на копір (залежить від ваги продукції в 
мірній ємкості, ваги заслінки, розташування і конструкції ролика і конструкції 
кулачка); 
k3 - коефіцієнт, що враховує додатковий опір переміщенню ролика по копіру 
через налипання часток продукції на поверхню копіра, k3 =1,02-1,05; 
k - коефіцієнт тертя кочення ролика по копіру; 
r - радіус ролика; 
R1 - радіус траєкторії  переміщення роликів заслінок відносно приводного 
вертикального валу; 
М3 - момент опору від переміщення шарів сировини в момент виходу банки із 
зони заповнення: 
 
��3 = ��0 × ���� × �� × ��2 = 0,0038 × 133,8 × 0,5 × 207,7 = 52,8 Н ∙ м 
 
ρy - тиск продукції в бункері на частину верхнього диску, за формулою Янсена: 
 
��г × �� 0,0172 × 1050
���� = = = 133,8 
�� × �� 0,5 × 0,27
 
де Rг - гідравлічний радіус випускного отвору бункера: 
 
��0 0,0038
��г = = = 0,0172 м 
П0 0,22
35 
 
 
тут F0, П0 - площа і периметр випускного отвору бункера; 
ρ - густина сировини; 
f - коефіцієнт внутрішнього тертя сировини; 
К - коефіцієнт переміщення продукції: 
 
1 − �������� 1 − ������35
�� = = = 0,27 
1 + �������� 1 + ������35
 
де φ - кут природного відкосу сировини. 
 
3.2. Кінематичний розрахунок 
 
3.2.1 Розрахунок клинопасової передачі приводу для шнека 
 
Передаточне відношення: 
n2 950
i    3.1 
n1 300
Обертовий момент на валу ведучого шківа визначається по формулі, Н·м: 
P 30P 30  2.2 1000
T     22 Нּм 
1
1   n1 3.14 950
де: Р=2.2 – потужність двигуна, Вт; 
ω1 – кутова швидкість, рад/с; 
n1=950 – частота обертання двигуна, об/хв. 
До необхідних для розрахунку клиноремінної передачі даних відносять: 
розрахункову потужність, що передається, умови експлуатації, частоту 
обертання ведучого шківа, передаточне відношення. 
Діаметр меншого шківа визначають по емпіричній формулі, мм: 
d 3
1  (34) T1  43 22 1000 112мм 
де Т1 =22 – обертовий момент, Н·мм. 
36 
 
Отриманий результат округлюється до стандартного значення, але не 
менше за мінімальне. d  112 мм. 
1
Діаметр більшого шківа (веденого) d2 визначається з урахуванням 
відносного ковзання ременя ε: 
d2  d1  i1  112 3.1 (1 0.01)  343.7 мм. 
 
Потім значення d2 округлюються до регламентованого ГОСТ, d2=355мм. 
Також уточнюється передаточне відношення: 
n2 d 355
i   2   3.1 
n1 d1 112
Міжосьова відстань назначається в інтервалі: 
amin  0,55d1  d2 T0  0,55(112  355)  8  265 мм 
a мм 
max  d1  d 2  112  355  467
 
де Т0 =8 – висота перерізу ременя. 
Довжина ременя визначається по формулі: 
 
 2 2
d  d  355 112 
L  2a  0,5 d1  d 2 
2 1  2  265  0,5 3,14  (467 )   1318 .8мм 
4a 4  265
де: а =265 мм – міжосьова відстань. 
  
Отримане значення округлюється до стандартного, за таблицею. L 1400мм. 
Уточняється міжосьова відстань: 
 
   2a  0,25 Lp w  L 
 p w  2y 
  
 0,251400 733.18 (1400 733.19)2  2 59049 310ìì
 
2
де Lр – розрахункова довжина ременя; w  0,5 d  d =733,19; y  d2  d 
1 2 1
=59049. 
37 
 
Кут захоплення меншого шківа визначається так: 
 
0 d2  d1 355112
 180 57 180 57 135  
1
a 310
 
Для вибору ременя по його перерізу використовують номограму. 
Число ременів, що необхідне для передачі заданої потужності визначається 
так: 
P C p P C p 2,2 1
z     2,85  3 
p P0 CL C Cz 0.94 0,97 0.89 0,95
 
де Р0 – потужність, що допускається для передачі одним ременем, кВт; 
СL – коефіцієнт, що враховує вплив довжини ременя; 
Сp – коефіцієнт режиму роботи; 
Сα – коефіцієнт кута обхвату. 
 
Для зручності монтажу та експлуатації передачі рекомендується 
обмежувати 3<8 ременями; якщо ж по розрахунку отримується більше 8>, то слід 
збільшувати d1 і відповідно d2 або перейти до більшого перерізу ременя. 
Попередній натяг  гілок клинового ременя визначається, Н: 
 
850P C p CL 2 850 2.2 1000 10,97
F0      0.15.52  718Н 
z  C 3 950 0.89
 
де υ – швидкість, м/с; 
θ – коефіцієнт, що враховує відцентрову силу, (Н·с2)/м2. 
Сила, що діє на вали, Н: 
 

F  2F  z  sin 1
B 0  2 718 3  sin 67  3963Н 
2
 
38 
 
Робочий ресурс ременів, год: 
 
8 8
Lp   
1 1400  7 
H0  N0ц   Ci CH  4,6 106
  11,67  96324000  
60 d1 n1 max  60 3,14 0.112 950  6.5 
де N0ц – базове число циклів; 
Lp – розрахункова довжина ременя, м; 
d1  - діаметр меншого шківа, м; 
n1 – частота обертання, об/хв.; 
σ-1 – границя витривалості, для клинових ременів 7 МПа; 
σmax – максимальне напруження в перерізі ременя, МПа; 
Ci – коефіцієнт, що враховує вплив передаточного відношення, 
C 1,53 i 0,5 1,53
i 3.10,5 1.67  
Cн =1 – при постійному навантаженні. 
 
Максимальне напруження в перерізі ременя: 
 
 2200
718 0,5 
 5.5 
 max 1  è   17.8 0.033  6.5  МПа 
0,025 0,02 0,28
 
F
де напруження від розтягнення: 1 
1 ; 
b 
напруження від згину: 
 и  Е ; 
и
d1
напруження від відцентрової сили:     2 10 6 . 
 
Шківи клиноремінних передач виконують із чавуну СЧ15 і СЧ18, а при 
швидкості 30 м/с – зі сталі 25Л або алюмінієвих сплавів. 
 
 
 
39 
 
3.2.2 Розрахунок черв’ячної передачі приводу башти 
 
Частота обрання валу електродвигуна n1=955 об/хв., а за технологічними 
вимогами, частота обертання башти n2 повинна складати 30 об/хв. 
 Таким чином передаточне число буде 
 
n
u  1 955
  31.8
n2 30  
Приймаємо стандартне значення u=31.5. 
Можна зробити висновок, що необхідно розрахувати черв’ячну передачу. 
Черв'ячні передачі виконують у вигляді редукторів, рідше - відкритими. 
Передавальне відношення черв'ячної передачі 
 
1 n z
i   1  2  u,
2 n2 z1  
 
де  ,  n  и  ,  n  - кутові швидкості, рад/хв, і частоти обертання, об/хв, 
1 1 2 2
відповідно черв'яка і черв'ячного колеса; z  - число зубів черв'ячного колеса; -
2 z1
число витків (заходів) черв'яка. 
 
Частота обертання черв’яка буде: 
 
n1  näâ  0.0023 näâ  955  0.0023 955  952 .8  об/хв. 
  n
  1 3.14 955
  99.95рад/с 
1
30 30
 
Частота обертання колеса буде: 
n1 955
n    30.3 об/хв. 
2
u 31.5
1 99.95
2    3.1рад/с 
u 31.5
40 
 
 
Момент на валу черв’яка буде: 
P 30 3.0 1000
T    30  Н*мм 
1
1 3.14 955
 
Момент на валу колеса буде: 
T  T  Н*мм. 
2 1 u   30 31.5 0.75  708.75
Допустиме напруження [σ /
н ]=186 МПа.  
Розрахункове напруження буде 186*0,67=125 МПа. 
 
Позначення основних розмірів черв'яка приведені на рисунку 3.1. Зв'язок 
між розрахунковим кроком черв'яка  модулем т і ходом витка черв'яка  
виражається формулою. З таблиці вибираємо модуль m = 5. 
 
p
p  m  z1 .=3,14∙5=15,7 
1
z1
 
Застосовувати черв'яки з лівим напрямом нарізки без спеціальних підстав не 
слідує. 
Приймемо, що кількість  заходів черв’яка z=1. 
Тоді кількість зубців черв’ячного колеса буде: 
 
z2  z1 u 131.5  31.5  
 
Ділильний діаметр черв'яка, співпадаючий в некоригованих передачах з 
початковим діаметром, беруть кратним осьовому модулю черв'яка: 
                                               d  d                                                       
1 w1  qm,
 
де q  d / m  - коефіцієнт діаметра черв’яка. 
1
 d1=10 ∙ 5 =50  
 
41 
 
Для скорочення числа розмірів фрез для нарізування черв'ячних коліс в 
стандарті обмежені значення q (табличне значення у довідниках).  
Ділильний кут підйому витка черв'яка γ пов'язаний з z1 і q співвідношенням: 
z
tg  1
=1÷10=0,1 
q
Згідно таблиці приймемо значення коефіцієнту q=10. 
Діаметр вершин витків  черв'яка (при  коефіцієнті  висоти головки, рівному 
одиниці) 
                                      d  d  2m  m(q  2)  510  2  60                            
a1 1
 
Діаметр западин витків черв'яка (при коефіцієнті радіального зазору 0,2m) 
                                      d f 1  d1  2,4m  m(q  2,4)  510  2,4  38                   
 
Довжину нарізаної частини черв'яка b1 приймають: 
             при     z1=1 або 2            b1  110,06z2 m;  (11 0.06 31.5)5  64.45  
             при    z1=3 або 4            b1  12,50,09z2 m;  
 
Черв'ячне колесо. Перетин черв'яка і черв'ячного колеса площиною, 
перпендикулярною до осі черв'яка. 
Ділильний діаметр черв'ячного колеса: 
 
d  d  z m  31.5 5 157.5  
2 w2 2
Діаметр вершин зубів черв'ячного колеса (при коефіцієнті висоти головки, 
рівному одиниці): 
 
                                    d  d  2m  m(z  2)  531.5 2 167.5                                          
a2 2 2
 
Діаметр западин зубів черв'ячного колеса (при радіальному зазорі 0,2m): 
                                    
42 
 
d f 2  d2  2,4m  m(z2  2,4)  531.5 2,4 145.5  
 
Найбільший діаметр черв’ячного колесу: 
 
30
                                           6m
d  d  167.5 177.5                         
aM 2 a2
z1  2 3
 
Ширину вінця колеса b2 рекомендується приймати по співвідношеннях: 
                     при     z1=1÷2            b  0,75d ;  0.7560  45  
2 a1
                     при    z1=4            b2  0,67d  
a1
 
Умовний кут обхвату 2δ черв'яка вінця колеса визначається точками 
перетину дуги кола діаметром   d' = da1-0,5т   з контуром вінця (див. рис. 3.2): 
               
45
     b
sin  2 =   0,78                                                                           
d  0,5m 60  0,5 5
a1
Коефіцієнт корисної дії черв'ячного редуктора з урахуванням втрат в 
зачепленні, в опорах і на розбризкування і перемішування масла: 
          
tg tg11019'
      (0,950,96)  0.95  0.88                                 
tg(  p) tg11019'10 
де p  - приведений кут тертя, визначуваний дослідним шляхом. 
Швидкість ковзання (м/с), яка є геометричною різницею окружних 
швидкостей черв'яка і колеса, визначають по формулах: 
 
3,9
                                       v
v  1   886,3                            
s
cos cos110
або 
v  v2 2
s 1  v2  =√3,9+0,4 =15,21+0,16=3,9 
 
43 
 
де v  0,5 d 103  і v  0,5 d 103  - окружні швидкості черв'яка і колеса, м/с; ω
1 1 1 2 2 2 1 
і ω2 - кутові швидкості черв'яка і колеса, рад/с; d1 і d2 - ділильні діаметри черв'яка 
і колеса, мм.  v1=0,5∙156,6∙50∙103 =3915∙103 =3,9 
v2=0,5∙1,6∙500∙103 =400∙103 =0,4 
 
Розрахунок на контактну витривалість ведуть як проектувальний, визначаючи 
необхідну міжосьову відстань: 
2
 
 z   0,463 
                               a  2
w  1 3   T
z p2Eï ð                                    
 q   2 
  H 
 q 

 
де   z2 - число зубів черв'ячного колеса; q – коефіцієнт діаметру черв'яка; H   
- контактна напруга, що допускається; Тр2 = Т2K - розрахунковий момент на валу 
черв'ячного колеса; 2E
E  1E2  - приведений модуль пружності (E
ï ð 1 – модуль 
E1  E2
пружності матеріалу черв’яка, Е2 - те ж, вінця  черв'ячного колеса). Формула 
справедлива при будь-яких взаємно узгоджених одиницях вимірювання вхідних 
в неї величин. 
 
При іншому значенні δ числових коефіцієнтів у вказаних формулах слід 
помножити на коефіцієнт: 
 
100
                                                       k                                                  
2
 
Дані по вибору коефіцієнта навантаження К приведені в довідниках. 
На початку розрахунку заздалегідь приймають q=8 або 10, а для 
слабонавантажених передач (Т2 ≤ 300 Нм) q=12,5 або 16. 
Значення    вибирають по довідниках, заздалегідь приймаючи vs=2,5-
H
4м/хв. 
44 
 
Приведений модуль пружності Епр визначають по відомих значеннях 
модулів пружності матеріалів черв'яка і вінця черв'ячного колеса. Для сталі 
Е1≈2,15·105 МПа; для чавуну Е2≈(0,885÷1,18) 105 МПа; для бронзи 
Е3≈(0,885÷1,13) 105 МПа (більші значення - для твердої безолов’яних бронзи). 
Середні значення модуля пружності чавуну і бронзи приблизно однакові, 
тому для поєднання матеріалів сталь-бронза і сталь-чавун формулу можна 
спростити, ввівши середнє значення Епр≈1,32·105 МПа: 
 
2
 
 z   170 
                               a 2
w   1 3   T2K                                               
 q   z2    H
 q 

 
де Т2 - в Н·мм; aw - в мм;    - в МПа. 
H
Розраховане значення міжосьової відстані буде, мм: 
 
2
 
 
100  170
aw   13   172,5 1.2  75,4  
 10   100 
 125 
 10 
Після визначення aw слід знайти модуль зачеплення із співвідношення, мм: 
2 75,4
                                    2a
m  w   1,37                                         
q  z 10 100
2
Приймаємо m=2. 
Якщо в завданні на проектування обумовлено, що проектований редуктор 
призначений для серійного випуску тоді слід погоджувати з ДСТУ не тільки т і 
q але і величини aw, z1 і z2 (див. довідник). 
Перевіримо значення міжосьової відстані: 
 
mz2  q 2(100 10)
aw    110  мм. 
2 2
 
45 
 
Після остаточного встановлення параметрів зачеплення слід уточнити 
коефіцієнт навантаження і напругу (якщо воно залежить від швидкості 
ковзання), що допускається, і перевірити розрахункову контактну напругу. 
При будь-якому поєднанні матеріалів черв'яка і колеса: 
 
1,31 T2KEï ð
                                        H   H         . 
d2 d1
 При сталевому черв'яку і черв'ячному колесі, що виготовленому з чавуну 
або має бронзовий вінець: 
 
475 T K
                                      H  2  H                                              
d2 d1
aбo  
3
 z 
T K 2
2  1 3
170  q  170 172.5 103 1.1910 1
H      243,4             
z 3  H 
2 a 10 1103
w
q
де   і  -в МПа; d1, d2, aw - в мм і Т
H H 2 - в Н·мм.  
 
Розрахунок зубів черв'ячного колеса на витривалість по напрузі вигину (зуби 
колеса володіють меншою міцністю, чим витки черв'яка) виконують по формулі: 
 
      1,2T KY  0,6F KY  1.2 172,5 10 3 1.19 11,54 1
  2 F  t 2 F      157 ,9< 200   . 
F 2 F
z2b2m b2m 100  45  22
   
де   - розрахункова напруга вигину; Т2К - розрахунковий момент на валу 
F
черв'ячного колеса; Ft2 - окружна сила на черв'ячному колесі; Л - коефіцієнт 
навантаження; величину Ft2 визначають по відомому моменту на валу 
черв'ячного колеса: 
2T 2 172,5
F  2 =  0,69
t2
d 500
2 . 
46 
 
 
YF - коефіцієнт форми зуба, що приймається по таблиці з довідника залежно 
від еквівалентного числа зубів черв'ячного колеса: 
 
z 100
z  2   11,54
v 3  cos3 110
cos  
 
ξ - коефіцієнт, що враховує ослаблення зубів в результаті зносу; для закритих 
передач  ξ=1,0, для відкритих передач  ξ=1,5;    - напруга вигину, що 
F
допускається (  - при роботі зубів однієї сторони,    - при роботі зубів 
0F 1F
обома сторонами. 
Для виготовлення черв'яків застосовують середньовуглецеву конструкційну 
сталь (Сталь 45, 50) і різні марки легованої сталі (12ХНЗА, 15Х, 20Х, 20ХНЗА - 
цементуємі, а потім гартовані; 40Х, 40ХН, 30ХГС, 35ХМ - що піддаються гарту 
або поліпшенню; 38ХМЮА - що азотується). Термічна або термохімічна обробка 
черв'яка до твердості вище HRC 45 і подальше шліфування або полірування 
дозволяють підвищити напругу, що допускається, для черв'ячних пар. 
 
3.3 Технологічні розрахунки виготовлення деталі 
 
При виборі методів обробки поверхонь необхідно скласти перелік усіх 
можливих методів обробки, а також розрахувати кількість ступенів оброки 
відповідно допусків на розмір заготовки та готової деталі. З цією метою усі 
оброблювані поверхні деталі нумеруються (рис. 3.1). 
 
47 
 
 
Рисунок 3.1 – Нумерація поверхонь деталі «Зубчасте колесо» 
 
Таблиця 3.1 Кількість етапів обробки 
Квалітет Номер поверхні Етап обробки 
 
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 
          
16 Х Х Х Х Х Х Х Х Х Х Х Х Заготівельний  
15 Х Х Х Х Х Х Х Х Х Х Х Х 
14 Х Х Х Х Х Х Х Х Х Х Х Х Чорновий  
13     X    Х   Х 
12     X    Х   Х 
11     X    Х   Х 
10     X    Х   Х Напівчистовий  
9     X    Х    
8             Чистовий  
7             
6             Фінішний  
 
 
48 
 
Визначення кількості ступенів обробки  на основі розрахунків загального 
уточнення : 
T Т Т Т n
  з  з  1  ... і1  1  2  ... і  ... n   i  
Tд Т1 Т 2 Т i1
і
де  n – число ступенів обробки; 
      Тз , Тд , Ті – допуск параметра, що розглядається відповідно до заготовки , 
деталі, і-ого ступеня обробки; 
Для першого ступеня чорнової обробки досяжними є величина уточнення 
6; для проміжних ступенів напівчистової обробки = 3...4; для ступенів 
чистової обробки з допусками точності IT5…IT7 =2. 
Поверхня 1; розмір 40Н14, допуск на розмір заготовки  Тз=1,6 мм. 
Визначимо розрахункове уточнення за формулою: 
Т з 1,6
                                                       р    2,58                                                  
Тд 0,62
 Число ступенів обробки розраховую за формулою: 
lg p lg 2,58
                                             n    0,89 1                                                 
0,46 0,46
Поверхня 2; розмір 20h14, допуск на розмір заготовки  Тз=1,3 мм. 
Визначимо розрахункове уточнення за формулою: 
Т з 1,3
 р    2,5  
Тд 0,52
 Число ступенів обробки розраховую за формулою: 
lg p lg 2,5
n    0,84 1  
0,46 0,46
Поверхня 3; розмір 1,6Н14, допуск на розмір заготовки Тз=0,6 мм. 
Визначимо розрахункове уточнення за формулою: 
Т з 0,6
 р    2,4  
Тд 0,25
 Число ступенів обробки розраховую за формулою: 
49 
 
lg p lg 2,4
n    0,82 1 
0,46 0,46
Поверхня 4; розмір 104h14,  допуск на розмір заготовки  Тз=2,2 мм. 
Визначимо розрахункове уточнення за формулою: 
Т з 2,2
 р    2,52  
Тд 0,87
 Число ступенів обробки розраховую за формулою: 
lg p lg 2,52
n    0,87 1  
0,46 0,46
Поверхня 5; розмір 5h9 (z=26, m=4), допуск на розмір заготовки  Тз=0,75 
мм. 
Визначмо розрахункове уточнення за формулою: 
 
Т з 0,75
 р    25  
Тд 0,03
 Число ступенів обробки розраховую за формулою: 
lg p lg 25
n    3 
0,46 0,46
Поверхня 6; розмір 20h14, допуск на розмір заготовки  Тз=1,3 мм. 
Визначимо розрахункове уточнення за формулою: 
Т з 1,3
 р    2,5  
Тд 0,52
 Число ступенів обробки розраховую за формулою: 
lg p lg 2,5
n    0,84 1  
0,46 0,46
Поверхня 7; розмір 30h14, допуск на розмір заготовки  Тз=1,3 мм. 
Визначимо розрахункове уточнення за формулою: 
Т з 1,3
 р    2,5  
Тд 0,52
 Число ступенів обробки розраховую за формулою: 
50 
 
lg p lg 2,5
n    0,86 1  
0,46 0,46
Поверхня 8; розмір 1Н14, допуск заготовки Тз=0,6мм. 
Т з 0,6
 р    2,4  
Тд 0,25
 Число ступенів обробки розраховую за формулою: 
lg p lg 2,4
n    0,82 1 
0,46 0,46
Поверхня 9; розмір 20Н9, допуск на розмір заготовки  Тз=1,3 мм. 
Визначимо розрахункове уточнення за формулою: 
Т з 1,3
 р    25  
Тд 0,052
 Число ступенів обробки розраховую за формулою: 
 
lg p lg 25
n    3 
0,46 0,46
Поверхня 10; розмір 15Н14, допуск на розмір заготовки  Тз=1,1 мм. 
Визначимо розрахункове уточнення за формулою: 
Т з 1,1
 р    2,55  
Тд 0,43
 Число ступенів обробки розраховую за формулою: 
lg p lg 2,55
n    0,88 1 
0,46 0,46
Поверхня 11; розмір 2,5Н14,  допуск на розмір заготовки  Тз=0,6 мм. 
Визначимо розрахункове уточнення за формулою: 
Т з 0,6
 р    2,4  
Тд 0,25
 Число ступенів обробки розраховую за формулою: 
lg p lg 2,4
n    0,82 1 
0,46 0,46
51 
 
Поверхня 12, розмір 6N9, допуск на розмір заготовки  Тз=0,75 мм. 
52 
 
53 
 
Визначимо розрахункове уточнення за формулою: 
Т з 0,75
 р    25  
Тд 0,03
 Число ступенів обробки розраховую за формулою: 
lg p lg 25
n    3,03 3  
0,46 0,46
Проведемо розробку маршруту обробки деталі «Зубчасте колесо». 
Складемо два варіанти обробки деталі та оберемо найбільш раціональний з 
них. 
Деталь «Зубчасте колесо» можна обробити за таким маршрутом: 
005 – Ковальська. 
010 – Транспортна. 
015 – Термообробка. 
020 - Транспортна 
025 – Токарно-гвинторізна: 
 підрізка торців 40/20Н9 та 104h14/40 начорно;  
 обточування зовнішнього циліндричного діаметру 40 до кулачків  
начорно;  
 розточування центрального отвору 20Н9 начорно на прохід;  
 проточування виточки R1,6/40 начисто та розточування фаски. 
(Токарно-гвинторізний верстат 16К25; Патрон трьохкулачковий). 
030 – Токарно-гвинторізна: 
 підрізка торців 40/20Н9 та 104/40 на частині, що залишилась ; 
 обточування зовнішнього діаметру 104 на частині, що залишилась 
начорно; 
 проточування виточки 1,6/40; 
 розточування та обточування фасок. 
(Токарно-гвинторізний верстат 16К20; Патрон трьохкулачковий). 
035 - Транспортна 
54 
 
040 – Термообробка (нормалізація) 
045 - Транспортна 
050 – Токарно-гвинторізна: 
 підрізка торців 40/20Н9 та 104/40; 
 розточування центрального отвору 20Н9 під протягування; 
 розточування фаски в отворі. 
(Токарно-гвинторізний верстат; Патрон трьохкулачковий). 
055 – Горизонтально-протяжна: 
 протягування шпонкового отвору 20Н9/6N9. 
(Горизонтально-протяжний 7Б55; Опора жорстка 7620-0119 МН112-63). 
060 – Зубофрезерна: 
 фрезерування 50 зубців m=2 під шліфування. 
(Зубофрезерний напівавтомат 5306К; Пристрій с77502-4003). 
065  - Очисна: 
 очищення задирок на торцях зубців. 
(Напівавтомат для зняття задирок 5525; Оправка при верстаті). 
070 – Контрольна 
075 - Транспортна 
080 – Термообробка (загартування зубців ТВЧ) 
085 - Транспортна 
090 – Кругло-шліфувальна: 
 шліфування зовнішнього діаметру 104 начисто. 
(Круглошліфувальний верстат 3М167; Оправка розтискна С7160-4002) 
095 – Зубошліфувальна: 
 шліфування 50 зубців начорно і начисто. 
(Зубошліфувальний напівавтомат високої точності 5В835; оправка ф55 С7570-
4006). 
100 - Транспортна 
105 - Мийна 
55 
 
110 - Транспортна 
115 – Контрольна 
СГД 
Маршрут обробки деталі "Зубчасте колесо" представлено нижче. 
 
56 
 
РОЗДІЛ 4. НАУКОВО-ДОСЛІДНИЙ РОЗДІЛ 
 
Надійність технологічного обладнання є однією з ключових 
характеристик, що визначають ефективність сучасних харчових виробництв. 
У виробництві м’ясних консервів безперервність та ритмічність 
технологічного процесу мають принципове значення, оскільки будь-які 
відхилення у режимах дозування, подачі та подальшої термічної обробки 
можуть впливати не лише на економічні показники, але й на стабільність 
показників безпечності та якості готової продукції. Тому дослідження 
надійності окремих вузлів технологічних ліній є важливою складовою 
системного контролю виробництва. 
Автомат фасування тушонки в жерстяні банки є центральною ланкою 
ділянки дозування і визначає темп роботи наступних операцій – закатування 
та стерилізації. Конструктивно він включає механізм накопичення та подачі 
банок, зірочку (орієнтуючий розподільний механізм) та карусель наповнення. 
Узгодженість роботи цих вузлів забезпечує безперервність потоку банок та 
рівномірність їх заповнення. Водночас саме у зоні переходу банки через 
зірочку на карусель наповнення спостерігається підвищена імовірність відмов, 
пов’язаних із порушенням правильного позиціонування банки. 
Типовим відхиленням у роботі даного вузла є перекіс або защемлення 
банки у кишені зірочки, що призводить до зупинки автомата та необхідності 
ручного втручання оператора. Ці зупинки, як правило, не супроводжуються 
пошкодженням обладнання, проте спричиняють втрати часу, нерівномірність 
навантаження лінії, зниження доступності обладнання та накопичення банок у 
попередніх зонах подачі. Таким чином, вони належать до категорії 
експлуатаційних відмов, що впливають на показники продуктивності та 
енергоефективності виробництва. 
З огляду на це, дослідження частоти та умов виникнення відмов типу 
перекосу/защемлення банки у зірочці є необхідним для обґрунтованого 
57 
 
вдосконалення режимів роботи автомата, оптимізації налаштувань напрямних 
елементів, профілактики зношування деталей та підвищення загального рівня 
надійності фасувальної дільниці. Кількісне оцінювання даного виду відмов 
дозволяє встановити залежності між технічним станом вузла, параметрами 
подачі банок та організаційними факторами, а також визначити заходи, 
спрямовані на стабілізацію роботи обладнання. 
Методика дослідження впливу швидкості роботи автомата на частоту 
защемлення банок зірочкою є наступною. Дослідження проводиться з метою 
встановлення залежності частоти експлуатаційної відмови типу 
перекосу/защемлення банки у зірочці від режиму продуктивності автомата. В 
експерименті аналізується лише один вид відмови, що призводить до повної 
або часткової зупинки роботи обладнання, без розгляду інших типів аварійних 
або механічних несправностей. 
Експеримент виконувався на автоматі фасування тушонки у жерстяні 
банки у виробничих умовах. Дослідження проводиться при трьох фіксованих 
режимах швидкості обертання каруселі, що відповідають продуктивності: 
 режим I: 40 банок/хв (базовий, повільний режим); 
 режим II: 80 банок/хв (номінальний режим роботи); 
 режим III: 120 банок/хв (підвищений режим продуктивності). 
У всіх серіях досліду зберігаються незмінними: діаметр і тип банок, 
склад продукту, температура сировини, мастильні умови, стан напрямних та 
профіль зірочки. До початку дослідження проводиться візуальна перевірка 
відсутності надмірного зносу елементів вузла, що може впливати на результат. 
Відмова фіксується у випадках, коли: 
 банка не займає правильне положення у кишені зірочки; 
 відбувається її перекіс або заклинювання; 
 автомат переходить у режим аварійної зупинки; 
 оператор змушений втрутитися для відновлення подачі. 
Кожна подія реєструється у змінному журналі. 
58 
 
Для кожного режиму швидкості проводиться серія спостережень не 
менше трьох виробничих змін, під час яких фіксуються: загальна кількість 
відфасованих банок,кількість випадків защемлення, тривалість простоювання, 
пов’язаного з усуненням защемлення. 
 
Таблиця 4.1 Значення досліджуваних параметрів 
Значення параметрів за різних режимів 
роботи автомата 
Параметри, які досліджувались 
режим I:  режим II:  режим III:  
40 банок/хв 80 банок/хв 120 банок/хв 
Загальна  кількість 12800 24320 32640 
відфасованих банок, шт./зміну 
Кількість  випадків 8 12 16 
защемлення, шт./зміну 
Середня тривалість усунення 4 4 5 
відмови, хв 
Загальна тривалість  32 48 80 
простоювання, хв/зміну 
 
Як випливає з результатів дослідження, більшій швидкості роботи 
фасувального автомату відповідає більші кількість відмов означеного 
характеру (защемлення банки). Середня тривалість усунення однієї такої 
відмови 4 хв. Загальна тривалість простоювання автомату за зміну теж 
збільшується при підвищенні швидкості роботи автомата. В середньому 
внаслідок низької надійності подачі банок на карусель автомату втрачається 
до 16,7% його загальної продуктивності за зміну. 
Використання шнеку-дистанціонеру запропонованої конструкції 
дозволяє повністю виключити цей недолік, підвищуючи фактичну 
продуктивність автомату до 17%. 
59 
 
РОЗДІЛ 5. МОНТАЖ, ЕКСПЛУАТАЦІЯ ТА  ТЕХНІЧНЕ 
ОБСЛУГОВУВАННЯ ФАСУВАЛЬНОГО АВТОМАТУ 
 
Регулювання і налагодження  автомата. 
 Регулювання продуктивності. 
 Продуктивність автомата регулюється від 78 до 120 банок в хвилину і 
встановлюється залежно від продуктивності лінії, в яку він вбудований і     
місткості наповнення банки.  Для настройки кінематичних ланцюгів 
наповнювача і шнекового живильника на ту або іншу продуктивність в 
приводах останніх встановлені фрикційні варіатори, що мають відповідні 
шкали. 
 Регулювання дози жиру. 
 Рухома частина копіра 3 дозатора жиру кріпиться на стійці 17 за 
допомогою гайок 18 і має нагоду міняти своє положення по висоті.  Зміна 
положення копіра 3 приводить до зміни величини ходу поршня 7 і кількості 
жиру засмоктуваного в циліндр 6 і, відповідно поступаючого в   банку. 
 При опусканні копіра 3 об'єм дози жиру зменшується, при піднятті - 
збільшується.  Для регулювання жиру необхідно відпустити гайки 18, 
фіксуючі положення рухомого копіра 3, встановити його в потрібне 
положення по висоті і знову зафіксувати на стійці 17.  Перед початком 
роботи переконатися, що дозатор жиру достатньо прогрівся. При цьому крани 
повинні вільно повертатися від руки. 
 Регулювання дози солі. 
 Нерухомий 7 і проміжний 5 диски дозатора солі мають необхідний 
діапазон регулювання по висоті і фіксується на стійці за допомогою гайок 12. 
 При переміщенні гайкою 12 нерухомого диска 7 вгору підіймається 
проміжний диск 5, в отвір якого входять мірні стакани 4 диски, що 
обертаються, 3 і зменшується об'єм заповнюваний сіллю і, відповідно, дози 
видавана в банку.  
60 
 
 При опусканні нерухомого диска 7 вниз опускається і проміжний диск 
5, тим самим збільшуючи об'єм і дозу видавану в банку. 
Регулювання дози м'яса. 
 Регулювання дози, пов'язана із зміною об'ємної ваги м'яса проводиться 
за допомогою регулятора дози 5, встановленого на копірному пристрої.  
 З цією метою за допомогою спеціальних гайок 11 і гвинта 12 
здійснюється переміщення майданчика 13, обмежуючого хід штоків поршнів 
в мірних стаканах башти дозування. При опусканні обмежуючого майданчика 
13 доза м'яса в мірних стаканах зменшується, а при підйомі майданчика доза 
м'яса збільшується.  
 Регулятор дози має стрілку 15 і шкалу 14, по якій можна спостерігати за 
величиною регулювання дози м'яса. 
 Настройка автомата для роботи на різних банках. 
 Оскільки банки мають різну висоту, то при роботі необхідно виробляти 
настройку по висоті копірного пристрою з регулятором дози, башти дозування 
і живильника. 
 Для цієї мети передбачені три комплекти знімних шайб: один комплект 
встановлений під баштою дозування, другою - під хрестовиною копірного 
пристрою, третій - під регулятором дози. 
 У комплект входять п'ять шайб, що мають маркування. З-під башти зайві 
шайби при настройці забираються, а в інших випадках - переставляються на 
опорну частину відповідного вузла. 
 Для переналагодження автомата з банок одного діаметру на банки    
іншого діаметру необхідно: 
 зняти башту дозування; 
 провести заміну мірних стаканів і поршнів з штоками і кришками; 
 провести заміну кільцевого ножа; 
 провести заміну повідців; 
 провести заміну приймальної, проміжної і видаючої зірок; 
61 
 
 провести заміну огорожі транспортних доріжок; 
 встановити башту дозування; 
 провести заміну щупа механізму блокування. 
 Переналагодження автомата при наповненні консервів «Свинина 
тушкована» проводиться наступним чином.  
 Відключити дозатор жиру, який при роботі автомата на свинині повинен 
працювати як приймальна зірка. Для цього необхідно опустити вниз до упору 
рухомий копір і ролик, що управляє роботою кранів.  
 Включити обігрів корпусу шнека живильника з метою запобігання 
засолу його внутрішньої поверхні.  Для цього необхідно на шафі встановити 
тумблер в робоче положення «включено». 
Технічне обслуговування. 
 Налагодження  температурних режимів. 
Контроль температури води підігріву корпусу живильника здійснюється 
термометром манометричним Т До П - 160 Сг, який настроюється на 
номінальну температуру 70 °С і управляє електромагнітом Ем кульового 
клапана через реле Р3 і пускач Р4. При збільшенні температури води понад 
70°С електромагніт знеструмлюється, кульовий клапан автоматично 
перекривається. 
Електрообладнання. 
Перші запуски двигунів слід здійснювати в режимі холостого ходу, при 
цьому ремені повинні бути зняті зі шківа. На рамі наповнювача та на 
електрошафі розташовані заземлювальні болти, до яких необхідно надійно 
приєднати заземлювальні провідники відповідно до вимог Правил 
улаштування електромеханічних установок із напругою до 1000 В. Опір 
заземлення між корпусом автомата і контуром заземлення не має 
перевищувати 4 Ом. Під час експлуатації необхідно регулярно перевіряти стан 
контактів силового ланцюга, а також контролювати стан ізоляції всіх 
62 
 
ланцюгів. Опір ізоляції кожної фази щодо корпусу при напрузі мегометра 500 
В має становити приблизно 0,5 мегом. 
Клинопасова передача. 
Необхідно стежити за достатньою напругою ременів, перевіряючи їх 
шляхом натиску в центральній частині. При натиску ремені повинні 
подаватися приблизно на 10-15 мм. Контроль за натягненням ременів в період 
прироблення здійснювати щодня, а в період подальшої експлуатації - один раз 
в тиждень. 
Таблиця 5.1 Характерні несправності і способи їх усунення 
№ Несправності Причина несправності Способи усунення 
1. При включенні 1) немає напруги в Усунути дефекти в 
 автомата в електро- живлячій мережі; живлячому ланцюзі 
 шафі сигнальна 2) перегоріла сигнальна Замінити сигнальну 
 лампочка не лампочка; лампу 
 запалюєтсья 3) перегорілий Замінити запобіжник 
  запобіжник  
    
2. Сигнальна лампа на 1)несправний Перевірити або 
 електрошафі горить, мікроперемикач замінити 
 один або обидва блокування дозатора мікроперемикач 
 двигуни не жиру наповнювача;  
 включаються 2) несправна обмотка  
  пускача; Перевірити обмотку 
  3) підгоріли контакти пускача 
  пускача Зачистити контакти 
   пускача 
3. Неправильне  1) порушена  
 дозування м'яса синхронність оборотів Відрегулювати число 
  башти дозування і оборотів башти 
  подаючого шнека; дозування і подаю-
   чого шнека за допо-
   могою варіаторів; 
  2) не відрегульований  
  регулятор дози на Відрегулювати 
  відповідний об'єм величину дози за 
   допомогою регулю-
   вальних гайок регуля-
   тора дози і швидко-
   з'ємних шайб. 
63 
 
4. Неправильне Неправильно  
 дозування жиру виставлений копір Встановити копір на 
  поршнів дозувань необхідну висоту за 
   допомогою регулю-
   вальних гайок 
5. Неправильне Не відрегульований  
 дозування солі з диск дозування на Відрегулювати диск 
 перцем необхідну дозу за допомогою регу-
   лювальних гайок 
6.  1) не поступає гаряча  
 При роботі на вода або температура відрегулювати подачу 
 «свинячому поступаючої води води до автомата з 
 тушкованому м'ясі» нижче 60 0С температурою 600-
 засолюється корпус 2) вийшов з ладу 7000С 
 подаючого шнека термосигналізатор замінити прилад 
  манометричний ТКП- ТКП-160 Сг 
  160 Сг  
  3) не працює  
  електромагнітний зняти з машини, 
  кульовий клапан перевірити і відрегу-
   лювати роботу 
7.  1) слабшала ремінна клапана 
 При включеному і передача, пробуксує 1) підтягти ремені за 
 працюючому ременів допомогою натяж-
 двигуні привід 2) слабшало стиснення ного ролика; 
 автомата не працює пружини фрикційних 2) підтягти натяжну 
 або працює дисків гайку; 
 нестабільно  3) протерти фрик-
   ційні диски, очистити 
   їх від пилу і бруду 
8.  1) знос золотника  
При видавлюванні 2) знос корпусу 1)Замінити золотник 
жиру в банку жир 2)Замінити корпус  
частково потрапляє  
в приймальний 
бачок  
 
 
 
 
 
64 
 
ВИСНОВКИ 
 
Підвищено надійність роботи карусельного автомату для фасування 
м’яса тушкованого шляхом забезпечення безперебійної подачі жерстяної тари 
на каруселі автомату завдяки використанню шнеку-дистанціонеру, робота 
якого синхронізована із роботою каруселей автомату. 
Проаналізовано  технічний рівень сучасних фасувальних автоматів та 
визначити перспективний шлях підвищення надійності їх роботи . 
Розроблено конструкцію шнеку-дистанціонеру, робота якого  
синхронізована із роботою каруселей автомату. 
Експериментально досліджено вплив способів подачі жерстяної тари на 
каруселі автомату на загальну надійність його роботи.  
Методи дослідження: в кваліфікаційній роботі магістра 
використовувалися експериментальні дослідження у виробничих умовах. 
Результати роботи та їх новизна: експериментально досліджено вплив 
способів подачі жерстяної тари на каруселі автомату на загальну надійність 
його роботи, встановлено, що використання шнеку-дистанціонеру, робота 
якого синхронізована із роботою каруселей автомату, дозволяє повністю 
усунути випадки затиснення жерстяної тари зірочкою автомату при різних 
швидкостях обертання каруселей.  
Практичне значення результатів: розроблено конструкцію шнеку-
дистанціонеру, робота якого синхронізована із роботою каруселей автомату. 
Розроблена конструкція транспортеру забезпечує підвищення фактичної 
продуктивності фасувального автомату на 16,7%.  
 
 
 
 
 
 
 
 
65 
 
СПИСОК ЛІТЕРАТУРНИХ ДЖЕРЕЛ 
 
1. Oğuzhan Yavuz, Ersin Doğan, Ergün Carus, Ahmet 
Görgülü,Reliability Centered Maintenance Practices in Food Industry, Procedia 
Computer Science, Volume 158, 2019, Pages 227-234. 
2. Savsar, Mehmet & Çiç̇ek, Hasan. (2021). Effects of Maintenance 
Policies on Production Costs and System Reliability in a Canned Food Factory. 
European Journal of Science and Technology. 10.31590/ejosat.1035168. 
3. Hamzeh Soltanali et al., “Measuring the Production Performance 
Indicators for Food Processing Industry,” Measurement: Journal of the International 
Measurement Confederation, vol. 173, 2021.  
4. G.F.L. Pinto et al., “Continuous Improvement in Maintenance: A Case 
Study in the Automotive Industry Involving Lean Tools,” Procedia Manufacturing, 
vol. 38, pp. 1582-1591, 2019.  
5. Alexandre Silva et al., “A Comparison of the Application of the SMED 
Methodology in Two Different Cutting Lines,” Quality Innovation Prosperity, vol. 
25, no. 1, pp. 124-149, 2021.  
6. Marcello Braglia, Davide Castellano, and Mosè Gallo, “A Novel 
Operational Approach to Equipment Maintenance: TPM and RCM Jointly at Work,” 
Journal of Quality in Maintenance Engineering, vol. 25, no. 4, pp. 612-634, 2019.  
7. José Antonio Lozada-Cepeda, Lara-Calle, and Jorge Buele, 
“Maintenance Plan Based on TPM for Turbine Recovery Machinery,” Journal of 
Physics: Conference Series, vol. 1878, no. 1, pp. 1-12, 2021.  
8. Filip Hardt et al., “Innovative Approach to Preventive Maintenance of 
Production Equipment Based on a Modified TPM Methodology 
9. for Industry 4.0,” Applied Sciences, vol. 11, no. 15, pp. 1-17, 2021.  
10. Laura Greig, “An Analysis of the Key Factors Influencing Farmer’s 
Choice of Crop, Kibamba Ward, Tanzania,” Journal of Agricultural Economics, vol. 
60, no. 3, pp. 699-715, 2009.  
66 
 
11. Verónica Rodríguez Vicente, and Manuel Francisco Marey Pérez, 
“Assessing the Role of the Family Unit in Individual Private Forestry in Northern 
Spain,” Scandinavian Journal of Forest Research, vol. 23, no. 1, pp. 53-77, 2008.  
12. Andrew Fletcher, Roger Lawes, and Cameron Weeks, “Crop Area 
Increases Drive Earlier and Dry Sowing in Western Australia: Implications for 
Farming Systems,” Crop & Pasture Science, vol. 67, no. 12, pp. 1268-1280, 2016.  
13. Yan Liu et al., “Do Agricultural Machinery Services Promote Village 
Farmland Rental Markets? Theory and Evidence from a Case Study in the North 
China Plain,” Land Use Policy, vol. 122, pp. 1-13, 2022. 
14. A.M. Vieira et al., “SMED Methodology Applied to the Deep Drawing 
Process in the Automotive Industry,” Procedia Manufacturing, vol. 51, pp. 1416-
1422, 2020.  
15. Ning Wang et al., “An Active Preventive Maintenance Approach of 
Complex Equipment Based on a Novel Product-Service System Operation Mode,” 
Journal of Cleaner Production, vol. 277, pp. 1-17, 2020.  
16. Oğuzhan Yavuz et al., “Reliability Centered Maintenance Practices in 
Food Industry,” Procedia Computer Science, vol. 158, pp. 227-234, 2019.  
 
 
 
 
 
 
67
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
