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/6777| Title: | Підвищення ефективності валкової дробарки лінії виробництва кісткового борошна |
| Authors: | Осипенко, Василь Іванович Четвериков, Костянтин Русланович |
| Keywords: | валкова дробарка;кінематичний розрахунок;конструкція;обслуговування;кістки;продуктивність |
| Issue Date: | 2025 |
| Abstract: | Кваліфікаційна робота магістра складається з реферату, переліку умовних позначень, вступу, трьох розділів, висновків, списку використаних джерел і додатків. КРБ виконана на 82 сторінках, включає 89 формул, 13 рисунків, 19 таблиць, 12 літературних джерел та двох додатків. Графічна частина складається з трьох креслень та трьох плакатів формату А1. Мета роботи полягає вивченні валкової дробарки лінії виробництва кісткового борошна і жиру. Об’єкт роботи. Процес подрібнення м’ясокісткової сировини. Предмет роботи. Вирішення практичних завдань спрямованих на обґрунтуванні технологічного процесу виробництва кісткового борошна і жиру. В першому розділі описано технологія та лінія для виробництва кісткового борошна і жиру, зроблено опис конструкції машини, її монтаж і технічне обслуговування; зроблено технологічний та кінематичний розрахунок дробарки. В другому розділі показано розробку маршруту обробки деталі «Шків». Для цього: сформулювали службове призначення деталі; вибрали і обґрунтували матеріал деталі; провели аналіз технологічності конструкції деталі; вибрали методи і кількість ступенів обробки поверхонь (МОП); вибрали маршрут обробки деталі (МОД); розробили етапи технологічного процесу виготовлення деталі; розробили технологічний процес ремонту деталі. Розділ з безпеки праці включає: аналіз потенційних небезпек та шкідливих факторів; заходи по зменшенню рівня шуму і вібрації; розробку шумоізоляції електродвигуна; загальні правила безпеки для операторів; загальні правила поведінки працівників; заходи підвищення безпеки експлуатації обладнання. |
| URI: | https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/6777 |
| Appears in Collections: | 133 Галузеве машинобудування (Обладнання переробних і харчових виробництв) |
Files in This Item:
| File | Description | Size | Format | |
|---|---|---|---|---|
| КРМ Четвериков.pdf Restricted Access | 2.36 MB | Adobe PDF | View/Open Request a copy |
Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.
Extracted text
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ 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 магістерської кваліфікаційної роботи
на тему: ПІДВИЩЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ ВАЛКОВОЇ ДРОБАРКИ
ЛІНІЇ ВИРОБНИЦТВА КІСТКОВОГО БОРОШНА
Другий (магістерський)
(освітньо-кваліфікаційний рівень)
ЧДТУ. 133025. 000. РПЗ
Виконав:
здобувач вищої освіти 2 курсу, групи мПВ-43
спеціальності 133 – Галузеве машинобудування
(шифр і назва спеціальності)
Обладнання переробних і харчових виробництв
(освітня програма)
Костянтин ЧЕТВЕРИКОВ
(ім’я та прізвище)
Керівник Василь ОСИПЕНКО
(ім’я та прізвище)
Рецензент Олексій КОЗІЙ
(ім’я та прізвище)
Черкаси 2025
2
3
4
РЕФЕРАТ
Тема магістерської роботи: «Підвищення ефективності валкової дробарки лінії
виробництва кісткового борошна» ЗВО Костянтина ЧЕТВЕРИКА
Кваліфікаційна робота магістра (КРМ) складається з реферату, переліку
умовних позначень, вступу, трьох розділів, висновків, списку використаних джерел і
додатків. КРБ виконана на 82 сторінках, включає 89 формул, 13 рисунків, 19 таблиць,
12 літературних джерел та двох додатків. Графічна частина складається з трьох
креслень та трьох плакатів формату А1.
Мета КРМ полягає вивченні валкової дробарки лінії виробництва кісткового
борошна і жиру.
Об’єкт роботи. Процес подрібнення м’ясокісткової сировини.
Предмет роботи. Вирішення практичних завдань спрямованих на
обґрунтуванні технологічного процесу виробництва кісткового борошна і жиру.
В першому розділі описано технологія та лінія для виробництва кісткового
борошна і жиру, зроблено опис конструкції машини, її монтаж і технічне
обслуговування; зроблено технологічний та кінематичний розрахунок дробарки.
В другому розділі показано розробку маршруту обробки деталі «Шків». Для
цього: сформулювали службове призначення деталі; вибрали і обґрунтували матеріал
деталі; провели аналіз технологічності конструкції деталі; вибрали методи і кількість
ступенів обробки поверхонь (МОП); вибрали маршрут обробки деталі (МОД);
розробили етапи технологічного процесу виготовлення деталі; розробили
технологічний процес ремонту деталі.
Розділ з безпеки праці включає: аналіз потенційних небезпек та шкідливих
факторів; заходи по зменшенню рівня шуму і вібрації; розробку шумоізоляції
електродвигуна; загальні правила безпеки для операторів; загальні правила
поведінки працівників; заходи підвищення безпеки експлуатації обладнання.
Ключові слова: ВАЛКОВА ДРОБАРКА, КІСТКИ, КІНЕМАТИЧНИЙ
РОЗРАХУНОК, КОНСТРУКЦІЯ, МОНТАЖ, ОБСЛУГОВУВАННЯ,
ПРОДУКТИВНІСТЬ, РЕМОНТ, ТЕХНІЧНА ДОКУМЕНТАЦІЯ, ШКІВ.
5
ABSTRACT
The bachelor's qualification work (KRB) consists of an abstract, a list of conventional
designations, an introduction, three sections, conclusions, a list of used sources and
appendices. KRB is made on 78 pages, includes 89 formulas, 13 figures, 19 tables, 12
literary sources and two appendices. The graphic part consists of three drawings and three
A1 format posters.
Goal KRB consists in studying the roller crusher line for the production of bone meal
and fat.
Object of work. The process of grinding meat and bone raw materials.
Subject of work. Solving practical tasks aimed at substantiating the technological
process of bone meal and fat production.
In the first chapter, a technical and economic feasibility study was carried out, the
technology and production line were describedbone meal and fat, a description of the design
of the machine, its installation and maintenance was made; the technological calculation of
the crusher and the kinematic calculation of the V-belt transmission of the drive were made.
The second section shows the development of the processing route of the "Pulley"
part. For this: pformulated the official purpose of the detail; selected and substantiated the
material of the detail; conducted an analysis of the manufacturability of the design of the
part; selected methods and number of degrees of surface treatment (MOP); selected part
processing route (MOD); developed the stages of the technological process of
manufacturing the part; developed a technological process for repairing the part.
Sectionon occupational safety includes: analysis of potential hazards and harmful
factors; measures to reduce the level of noise and vibration; development of electric motor
noise insulation; general safety rules for operators; general rules of behavior of employees;
measures to improve the safety of equipment operation.
Keywords: ROLL CRUSHER, BONES, KINEMATIC CALCULATION, DESIGN,
ASSEMBLY, MAINTENANCE, PRODUCTIVITY, REPAIR, TECHNICAL
DOCUMENTATION, PULLEY.
6
ЗМІСТ
Перелік умовних позначень і скорочень………………………………………….7
Вступ………………………………………………………………………………...8
Розділ 1 Конструкторський розділ…………………………………………….....10
1.1 Загальний огляд……………………………………………………………..10
1.2 Опис лінії переробки м’ясо-кісткової сировини………………………….12
1.2.1 Переробка нехарчових відходів м’ясокомбінатів……………………12
1.2.2 Лінії переробки м’ясо-кісткової сировини……………………………18
1.3 Опис конструкції валкової дробарки……………………….……………..21
1.3.1 Загальні відомості ……………………………………………………..21
1.3.2 Опис конструкції дробарки валкової ДВГ 200х125…………………29
1.3.3 Принцип роботи дробарки валкової ДВГ 200х125…………………..34
1.4 Монтаж дробарки валкової ДВГ 200 х125………………………………..34
1.4.1 Підготовка дробарки валкової до монтажу…………………………..34
1.4.2 Порядок монтажу дробарки валкової…………………………………35
1.4.3 Порядок включення дробарки валкової………………………………36
1.4.4 Експлуатація дробарки валкової………………………………………37
1.5 Технічне обслуговування дробарки валкової…………………………….38
1.5.1 Можливі несправності та методи ремонту……………………………38
1.5.2 Обслуговування валкової дробарки…………………………………..39
1.5.3 Шліфування валків дробарки………………………………………….40
1.5.4 Заміна підшипників……………………………………………………41
1.5.5 Регулювання натягу клинопасових ременів………………………….41
1.5.6 Утилізація валкової дробарки ………………………………………...42
Висновки до розділу 1………………………………………………………..…...42
Розділ 2 Технологічний розрахунок дробарки валкової…………………..........43
2.1 Технологічний розрахунок дробарки валкової……………………………43
1.6.1 Схеми основних типів вальцьових дробарок…………………………43
1.6.2 Розрахунок параметрів валкових дробарок……………..……………43
7
1.7 Кінематичний розрахунок клинопасової передачі………………………..48
Висновки до розділу 2………………………………………………………..…...55
Розділ 3 Науково-дослідний розділ………………………………………………56
3.1 Автоматизація валкової дробарки……………………………...…………56
3.1.1 Схеми автоматизації валкової дробарки……………………………..56
3.1.2 Структура автоматизованої системи………………………………….57
3.2 Вдосконалення регулювання зазору між віджимними валками………...59
Висновки до розділу 3………………………………………………………..…...60
Розділ 4 Технологічний розділ…………………………………………………...61
4.1 Формування службового призначення деталі …….……………………..61
4.2 Вибір і обґрунтування матеріалу деталі…………………………………..61
4.3 Аналіз технологічності конструкції деталі ………………………………62
4.4 Вибір методів і кількості ступенів обробки поверхонь (МОП)………….64
4.5 Вибір маршрутів обробки деталі (МОД)………………………………….72
4.6 Розробка етапів технологічного процесу виготовлення деталі………….73
4.7 Технологічна оцінка варіантів МОД
і вибір найбільш прийнятного………………………………………………………..76
4.8 Вибір інструменту…………………………………………………………..76
4.9 Вибір верстатів……………………………………………………………...78
4.10 Технологічний процес ремонту деталі…………………………………...82
Висновки до розділу 4………………………………………………………..…...85
Загальні висновки…………………………………………………………………86
Перелік використаних літературних……………………………………………..87
8
ПЕРЕЛІК УМОВНИХ ПОЗНАЧЕНЬ І СКОРОЧЕНЬ
МКР –магістерська кваліфікаційна робота
ВРХ – велика рогата худоба
ЧДТУ – Черкаський державний технологічний університет
ЄС – європейський союз
США – Сполучені штати Америки
АТФ – аденозинтрифосфорна кислота
ДСТУ – Державний стандарт України
ПП ВКФ – приватне підприємство виробничо-комерційна фірма
ПУЕ – правила улаштування електрообладнання
ТВЧ – токи високої частоти
АПК – агропромисловий комплекс
МОП – методи обробки поверхні
РМЦ – ремонтно-механічний цех
ТМ – тістомісильна машина
ДВГ – дробарка валкова горизонтальна
МОД – метод обробки деталі
ТСЕ – трансмісивна спонгіформна енцефалопатія
ДНК – дезоксирибонуклеїнова кислота
МКБ – м’ясо-кісткове борошно
9
ВСТУП
Дробарки для подрібнення м’ясо-кісткової сировини використовуються для
переробки субпродуктів, мороженої риби, голів та суглобів. Обладнання
використовується у м’ясопереробних цехах, на тваринницьких фермах та
підприємствах, що виготовляють корми для тварин.
Кісткове борошно – це продукт переробки кісток тварин. Його отримують
шляхом стерилізації, знежирення, сушіння та тонкого подрібнення (за допомогою
дробильного обладнання, зокрема молоткових дробарок).
Кісткове борошно, один з продуктів переробки дробильного обладнання, це
необхідний компонент у виробництві кормів для домашніх тварин. Кісткове борошно
містить важливі для росту і розвитку тварини протеїни і білки та високий вміст
мінеральних речовин:
- Кальцій (Ca) – головний компонент, що відіграє роль у формування кісток,
зубів, згортання крові;
- Фосфор (P) – головний компонент, що відіграє роль в енергетичному обміні,
підтримці pH, росту кісток;
- Протеїни, білки – вторинний компонент, що відіграє роль як будівельний
матеріал для м’язів і тканин.
Кісткове борошно – це насамперед мінеральна добавка. Його використовують
для збагачення раціону кальцієм та фосфором у легкозасвоюваній формі.
Співвідношення кальцію та фосфору у ньому є оптимальним для тварин.
Чисте кісткове борошно має менше білка, ніж м’ясо-кісткове борошно, яке
виготовляється з усієї туші (включаючи м’які тканини та жир) і є високобілковим
продуктом.
Кісткове борошно є необхідним компонентом у виробництві кормів для
домашніх тварин (особливо для сільськогосподарських тварин, таких як свині та
птиця), оскільки воно:
- Забезпечує правильний ріст та розвиток молодняка;
10
- Запобігає захворюванням, пов’язаним із дефіцитом мінералів (наприклад,
рахіту);
- Покращує продуктивність (несучість, набір ваги).
Типовий процес виробництва кісткового борошна виглядає так:
1. Попередня підготовка: збір, сортування та, іноді, попереднє грубе
подрібнення (для полегшення подальшої обробки).
2. Гідротермічна обробка (варіння, знежирення, стерилізація): Сировина
обробляється під тиском або варінням. Це ключовий етап.
3. Сушіння (видалення вологи): Оброблена сировина (варена кістка) сушиться
до необхідного відсотка вологи.
4. Тонке подрібнення: висушена та стерилізована сировина подається на
молоткову дробарку для отримання кінцевого пилоподібного продукту (готової
кісткової муки).
5. Фасування та зберігання.
Дроблення тваринних кісток складається з таких стадій:
- дроблення на фракції від 0 мм до 50 мм. Сировиною є: мертва худоба та
різноманітні відходи м’ясопереробних комбінатів. Після перевірки сировина
надходить у подрібнювач де відбувається його первинна переробка.
- дроблення у дробарці молотковій до пилоподібної фракції. Отриманий
готовий продукт при необхідності може обробляється в печах для сушіння, де
здійснюється його висушування до потрібного відсотка вологи.
Конструкція дробарки дозволяє здійснювати регулювання ступеня і
однорідності продукту.
11
РОЗДІЛ 1
КОНСТРУКТОРСЬКИЙ РОЗДІЛ
1.1 Загальний огляд
В галузі агропромислового комплексу (АПК) однією з найважливіших є
м’ясопереробна промисловість. М’ясопереробна промисловість України відіграє
визначну стратегічну та соціальну роль у житті нашого суспільства, задовольняючи
потреби населення в одному з основних продуктів харчування.
Протягом десятиліть серйозною проблемою, яка гальмує розвиток
тваринництва, була незбалансованість кормів, як за вмістом білка, так і за складом
амінокислот.
Це ключовий чинник, що веде до значного відставання України по основних
сільськогосподарським показниках, що стосуються тваринницької продукції, як в
кількісному, так і в якісному вираженні. Основна частина незбалансованих кормів в
Україні припадає традиційно на корми для великої рогатої худоби (ВРХ), свиней та
других сільськогосподарських тварин. З цим пов’язаний негативний стан даних
секторів тваринництва в України, порівняно з країнами з розвиненим сільським
господарством.
Важливий білковий компонент комбікормів є м’ясо-кісткове борошно. М’ясо-
кісткове борошно в основному виробляється на м’ясокомбінатах, у технологічних
цехах.
Метою МКР є дослідження технології і лінії виробництва м’ясо-кісткового
борошна. Актуальність дослідження полягає в тому, що м’ясо-кісткове борошно має
велику харчову цінність та використовуються як в натуральному вигляді, так і в якості
преміксів для виготовлення комбікормів і є додатковим ресурсом, перш за все
білкового харчування. М’ясо-кісткове борошно є найбільш доступною сировиною
тваринного походження при виробництві комбікормів.
При використанні м’ясо-кісткового борошна доброї якості (першого і другого
ґатунку) досягається баланс незамінних амінокислот у комбікормі, крім метіоніну і
12
цистину. При правильномй виготовленні комбікормів засвоєння білка становить від
85 % до 90 %.
М’ясо кісткове борошно є гарним джерелом макроелементів: кальцію містить
від 6,5 % до 11,6 %; фосфору від 3,3 % до 5,9 %; натрію від 1,5 % до 1,6 %. При цьому
в середньому доступного фосфору міститься 4,2 % (в рибному борошні до 2,5 %).
Також м’ясо-кісткове борошно має ряд корисних біологічно активних речовин і
неідентифікованих факторів.
М’ясо-кісткове борошно також є гарним джерелом вітаміну ��1 особливо
рибофлавіну, нікотинової кислоти та холіну.
Рибофлавін (вітамін ��2) – необхідний для енергетичного обміну та
функціонування клітин;
Холін – важливий для цілісності клітинних мембран, метаболізму жирів та
функціонування нервової системи. Його часто вважають частиною комплексу
вітамінів групи ��;
Нікотинова кислота (ніацин, вітамін ��3) – бере участь у багатьох
ферментативних реакціях, важливий для метаболізму поживних речовин та репарації
ДНК (Дезоксирибонуклеїнова кислота). ДНК – це молекула-інструкція, яка є носієм
генетичної інформації в усіх живих організмах. Вона містить «рецепт» для побудови
та функціонування організму.
У м’ясо-кісткове борошно разом з м’язовою тканиною переходять деякі
сполуки, які відіграють важливу роль в обміні речовин. Це: аденозинтрифосфорна
кислота (АТФ); глутамін; глутамінова кислота та креатин.
Щоденне додавання в корм м’ясо-кісткового борошна при годівлі дозволить:
- збільшити продуктивність;
- збагатити протеїнами, амінокислотами, вітамінами, мінералами кормів і
збільшити їх поживну цінність;
- нормалізацію обміну речовин;
- скоротити витрати корму.
13
М’ясо-кісткове борошно (МКБ) поділяють на три ґатунки (класи), і ця
класифікація відбувається залежно від вмісту в ньому основних поживних речовин:
білка, жиру та мінеральних солей (зокрема, золи, яка містить кальцій та фосфор).
У різних нормативних документах (зокрема ДСТУ) або стандартах виробників,
сорти МКБ розрізняють переважно за вмістом сирого протеїну (білка) та жиру.
Розподіл на ґатунки (класи), виглядає наступним чином, представленим таблиці
1.1.
Таблиця 1.1 – Розподіл на ґатунки (класи), м’ясо-кісткового борошна
Ґатунок (клас) Вміст сирого протеїну (білка), не менше Вміст жиру, не більше
І (Вищий) Найвищий вміст (від 50 % до 60 %) Найнижчий вміст
ІІ (Перший) Середній вміст (від 40 % до 50 %) Середній вміст
ІІІ (Другий) Найнижчий вміст (від 30 % до 40 %) Найвищий вміст
Основні показники для визначення ґатунку:
1. Сирий протеїн (білок): це найважливіший показник. Чим вищий ґатунок, тим
більше білка і, відповідно, вища харчова цінність добавки;
2 Жир: надлишок жиру може спричинити його окислення (прогіркання) під час
зберігання. Тому вища якість (вищий сорт) зазвичай передбачає менший вміст жиру.
3 Зола (мінеральні солі): цей показник опосередковано відображає вміст
кісткової тканини (кальцію та фосфору). Чим вищий вміст м’язової тканини (і,
відповідно, білка), тим менший вміст золи у вищих сортах.
Таким чином, вищий сорт МКБ має найбільшу концентрацію білка.
1.2 Опис лінії переробки м’ясо-кісткової сировини
1.2.1 Переробка нехарчових відходів м’ясокомбінатів
Законом України «Про відходи» основним завданням є збільшення збору та
переробки сировинних вторинних ресурсів з метою виробництва різноманітних видів
продукції та зниження забруднення навколишнього середовища. Це досягається
удосконаленням технології переробки нехарчових відходів, отриманих при первинній
переробці тварин.
14
Все це може бути використано в корм тваринам після відповідної підготовки.
Крім того, м’ясо-кісткове борошно готують з трупів тварин на ветсанзаводах.
М’ясо-кісткове борошно являється промисловим кормом, що виробляється з
відходів. При забої сільськогосподарської птиці і тварин залишається обріз і кров та
окремі органи такі як сичуг, стравохід, канига (вміст передшлунків), міздря (відходи
після зачистки шкури), шкварки (після витоплення жиру), кістки та ін. Сировину
(відходи забою) спочатку варять, потім сушать, подрібнюють та стерилізують за
підвищеного тиску і температури (наприклад, використовується метод відповідно до
Правил № 1069/2009 європейського союзу (ЄС), тобто температура не менше 133° C,
тиск не менше 3 бар (100 МПа) протягом не менше 20 хв, високі вимоги до тиску і
температури мають забезпечити денатурацію всіх білків, включаючи пріони (заразні
білкові частинки, інфекційні білкові патогени, що не містять нуклеїнових кислот та
можуть спричинити тяжкі захворювання в людей та деяких вищих тварин
центральної нервової системи, так звані пріонові хвороби, що, в свою чергу, входять
до групи повільних інфекцій), що викликають губчастоподібну енцефалопатію
(відома як трансмісивна спонгіформна енцефалопатія (ТСЕ) або пріонна хвороба, –
це група рідкісних, прогресуючих, невиліковних і завжди смертельних
нейродегенеративних захворювань, які вражають як тварин, так і людей.) під час
обробки [1]. Складові частини м’ясо-кісткового борошна змінюються, залежно від
компонентів сировини (кісток і жиру) та частки м’язової тканини у вихідному
матеріалі. Поживні речовини їжі містить переважно легко засвоюваний білок високої
якості (від 48 % до 62 %). У складі м’ясо-кісткового борошна 1 ґатунку міститься
мінімум 54 % білка. Однак при термічній обробці деякі амінокислоти розкладаються,
переважно це лізин. М’ясо-кісткове борошно зазвичай містить від 8 % до 18 % жиру.
Чим менше буде жиру в борошні, тим корм має довший термін зберігання. Основна
причина пов’язана з хімічним процесом окислення (прогірклого запаху):
- Ненасичені жирні кислоти: жири та олії, особливо ті, що містять велику
кількість ненасичених жирних кислот (наприклад, риб’ячий жир, деякі рослинні олії),
є дуже чутливими до кисню, світла та високої температури.
15
- Окислення: під впливом цих факторів жири окислюються, що призводить до
їхнього прогорання (згіркнення).
- Втрата якості: прогірклий жир не тільки має неприємний смак і запах, але й
руйнує важливі поживні речовини (наприклад, жиророзчинні вітаміни), а також може
утворювати токсичні сполуки.
- Наслідок: оскільки жири є найбільш нестабільним компонентом корму, їх
високий вміст значно обмежує термін зберігання кінцевого продукту.
Саме тому виробники кормів часто додають антиоксиданти (наприклад,
токофероли або етоксихін) до жировмісних сумішей, щоб уповільнити процес
окислення та продовжити термін придатності корму.
Перетравлення поживної речовини та цінність протеїну буде нижча, ніж у
м’ясного борошна. Обумовлено це дією вищих температур при обробці сировини та
високим вмістом сполучної тканини, що є малоцінною в кормовому відношенні.
В країнах Північної Америки працює близько 300 підприємств, які
обслуговують галузь тваринництва для переробки забійних відходів переробки
тварин. Тільки в США виробляється, забивається і переробляється приблизно 35
мільйонів голів ВРХ, 100 мільйонів голів свиней та вісім мільярдів птиці на рік.
Загалом відходи цих процесів сягають біля половини обсягу, виробленого
тваринництвом при виробництві м’яса, молока та яєць для споживання людиною.
До половини живої маси кожної тварини, виробленої для споживання м’яса,
яєць, молока та клітковини, не вживається людьми. Близько 49 % маси живої ВРХ, 44
% маси живої свиней, 37 % маси живої бройлерів та 57 % маси живої риб – це
матеріали, що людиною не споживаються.
Основне завдання знайти найбільш ефективні способи переробки кісток. Це
обумовлено значною кількістю даної сировини, одержуваної в результаті розбирання
і обвалювання туш тварин, що забиваються на підприємстві. Вихід кісток (відсоток
їхньої маси від загальної маси м’яса) знаходиться в межах від 10 % до 30 % і залежить
від вгодованості та віку тварини чи птиці. Чим краща вгодованість тварини (вищий
клас, категорія), тим більша частка м’язової (м’якуш) і жирової тканин у туші.
16
Кісткова маса зростає повільніше, ніж м’язова та жирова. Таким чином, частка
кісток у загальній масі знижується. У яловичини I категорії кістки можуть становити
близько 25,4 %, тоді як у II категорії – близько 28,5 % (за деякими даними).
Молоді тварини та птиця мають відносно більшу частку кісток, оскільки їхній
скелет ще активно формується, а м’язова маса не досягла максимального розвитку.
Дорослі тварини в міру старіння тварини вихід м’язів та жиру зростає, а
відсоток кісток від загальної маси туші, як правило, зменшується ввід 1,5 раз до 2 раз.
Технологічна схема переробки нехарчової сировини показана на рис. 1.1.
Рисунок 1.1 – Технологічна схема переробки нехарчової сировини
(відходів виробництва)
17
Існуючі недосконалі технології переробки мають такі недоліки:
- підвищена собівартість готової продукції;
- знижена рентабельність;
- Додаткові навантаження на виробників, що пов’язані збором,
транспортуванням та зберіганням кісток;
- приводить до високого вмісту жиру та солей кальцію і фосфору в кістках;
- висока вологість, що є наявністю на кістках залишків м’яких тканин,
приводить до забруднення навколишнього середовища.
Хімічний склад кісток залежить від виду тварин і птиці, яку забивають.
Кістки використовують як сировину, що містить жир, для отримання харчового
жиру, тваринного та кормового жиру. Найпростішим методом знежирювання кісток
є їх виварювання у воді від 5 год до 6 год.
Категорії кісток (залежно від ступеня попередньої обробки та від виду
руйнування на які впливають зовнішні умови) поділяють на:
- кістка ковбасна – невиварена, свіжа з великим вмістом вологи, жиру та
м’якушевих тканин;
- кістка столова – попередньо виварена для витоплювання жиру або при
кулінарній обробці, що містить менше жиру, вологи та м’якушевих тканин;
- кістка збірна – столова кістка з різними забрудненнями;
- кістка польова – піддавалася тривалий час глибоким змінам під впливом
різноманітних зовнішніх умов (опадів, сонячних променів, вивітрювання); вона суха,
майже не містить жир та містить не багато речовин, що утворюють клей.
Склад води і жиру та вихід клею показано в табл. 1.2.
Таблиця 1.2 – Склад води і жиру в кістках та вихід клею
Вміст Вихід клею до сухої
Категорії
води жиру знежиреної речовини
Кістка ковбасна від 30 % до 40 % від 12 % до 14 % від 27 % до 29 %
Кістка столова від 25 % до 40 % від 6 % до 8 % від 26 % до 27 %
Кістка збірна від 15 % до 20 % від 5 % до 6 % від 21 % до 27 %
Кістка польова від 8 % до 15 % від 1 % до 3 % від 19 % до 20 %
18
Крім кормового борошна (ДСТУ 7469:2013), харчова промисловість випускає
харчовий тваринний жир, тваринний кормовий жир та жир тваринний технічний по
ДСТУ 44555:2005:
- жир кормовий тваринний широко використовується, як харчова добавка для
виготовлення комбікормів птиці та свиней;
- жир технічний тваринний широко використовується при виробництві свічок,
мастильних матеріалів, засобів для миття, пластика, шин, лакофарбових виробів,
біопалива та інших виробів.
Жир тваринний кормовий 1 і 2 сорту виробляється відповідно до вимог
стандарту згідно діючих технологічних вимог та з дотриманням ветеринально-
санітарних правил, що затверджені в установленому порядку, що діють на території
України.
Для запобігання окислення його обробляють антиокислювачами.
Вимоги до органолептичних та фізико-хімічних показників тваринного
кормового жиру приведені в табл. 1.3.
Таблиця 1.3 – Фізико-хімічні та органолептичні показники тваринного
кормового жиру
Найменування показників 1 ґатунок 2 ґатунок
Від жовтого Від світло-
Колір при температурі
о о до світло- коричневого до
від 10 С до 20 С
коричневого коричневого
Запах Не гнилий, специфічний
Вміст води в матеріалі не більше, % 0,5 0,5
Вміст неомилених речовин не більше, % 1,0 1,5
Вміст речовин, що не розчиняються в ефірі не
0,5 1,0
більше, %
Кислотне число не більше, мг 10 20
Перекисне число йоду не більше, % 0,03 0,1
Температура розплавлення жиру небільше, о С 42 –
Масова частка сторонніх речовин Не допускається
Вимоги до органолептичних та фізико-хімічних показників тваринного
технічного жиру приведені в табл. 1.4.
19
Таблиця 1.4 – органолептичніх та фізико-хімічні показники тваринного
кормового жиру
Найменування показників 1 ґатунок 2 ґатунок 3 ґатунок Спеціальний
Колір при температурі Від Від матово- Від матово- Від матово-
від 10о С до 20о С матово- білого до білого до білого до
білого до світло- темно- темно-
жовтого коричневого коричневого коричневого
Вміст води в матеріалі не
0,5 0,5 1,5 1,5
більше, %
Масова частка
Не
неомилених речовин не 0,75 1,0 1,25
нормовано
більше, %
Масова частка речовин,
Не
нерозчинних в ефірі не 0,5 1,0 2,0
нормовано
більше, %
Кислотне число не більше, Не
10,0 25,0 15,0
мг нормовано
Йодне число не менше, г Не Не Не
65,0
на 100 г жиру нормовано нормовано нормовано
Температура застигання
Не
жирних кислот не нижче, 38,0 35,0 32,0
о нормовано
С
Застигання жиру при Не Не Не
14,0
температурі не вище, оС нормовано нормовано нормовано
Розшарування не менше, Не Не Не
1,0
% нормовано нормовано нормовано
1.2.2 Лінія переробки м’ясо-кісткової сировини
Приватне підприємство виробничо-комерційна фірма (ПП ВКФ) «Техно-Т»
розробляє та виготовляє надійне і якісне обладнання для промислової переробки,
зокрема обладнання для переробки м’ясо-кісткових, м’ясних і курячих та інших
відходів тваринного походження на кормове борошно, харчовий тваринний жир,
тваринний кормовий жир та жир тваринний технічний. Якість продукції, що
випускається на підприємстві відповідає вимогам міжнародного стандарту ISO 9001-
2001, що підтверджується сертифікатом на системою управління якістю.
Машинно-апаратурна схема лінії переробки м’ясо-кісткової сировини показана
на рис. 1.2 та на плакаті графічної частини: ЧДТУ. 133024.003. МКР.
20
1 – подрібнювач; 2 – бункер з шнековим дозатором;
3 – агрегат: 3.1 – варильний апарат; 3.2 – прес; 3.3 – сушарка або котли Лапса;
3.4 – магнітний уловлювач; 4 – млин молотковий; 5 – збірник борошна;
6.1 – насос; 6.2 – насос; 6.3 – насос; 7 – центрифуга ОГШ-321-К;
8 – сепаратор Ф1-СЦП-1/0,5
Рисунок 1.2 – Машинно-апаратурна схема лінії переробки м’ясо-кісткової
сировини
Комплекс обладнання складається: з подрібнювача; бункера з шнековим
дозатором; агрегату (складається з варильного апарату, пресу, сушарки або котлів
Лапса, магнітного уловлювача); дробарки валкової; збірника борошна; трьох насосів;
центрифуги ОГШ-321-К; сепаратора Ф1-СЦП-1/0,5.
Лінія працює в такій послідовності наступним чином. Сировина (відходи
забою) подаються в подрібнювач 1, де попередньо піддаються дробінню до розмірів
від 40 мм до 100 мм і подаються в бункер з шнековим дозатором. Потім подрібнена
сировина подається шнековим дозатором в агрегат для розділення 3, в якому
піддається варінню в варильному апараті 3.1, при цьому жир нагрівається до
21
температури від 130° С до 150° С парою. Суміш гарячого жиру і нагрітого матеріалу
із останнього відсіку варильного апарату видаляється і направляється в дренажний
пристрій. Останній являє собою корито з отворами діаметром 2 мм, через які жир
стікає в приймальний бак. Далі кістки ідуть на прес 3.2, де остаточно віджимається
жир. Віджаті кістки потрапляють для висушування в сушарку 3.3 де піддається
сушінню від 40 хв до 45 хв, і через магнітний уловлювач 3.4 потрапляють у валкову
дробарку 4. Отримане борошно розміром від 0,5 мм до 1 мм надходить у вібросито
для відділення не розмелених частинок. Просіяне борошно направляється в збірник
борошна (бункер) 5 і направляється на фасування в тару за допомогою шнека, що
розташований в нижній частині бункера. Жир зі збірки-накопичувача насосом 6.1
перекачується у центрифугу ОГШ-321-К та після очищення подається насосом 6.2 в
сепаратор Ф1-СЦП-1/0,5. Потім насосом 6.3 подається в ємкість для зберігання. Тверді
частинки з центрифуги подаються на валковий подрібнювач.
Технічна характеристика лінії переробки м’ясо-кісткової сировини ПП ВКФ
«Техно-Т» приведена в таблиці 1.5.
Таблиця 1.5 – Технічна характеристика лінії переробки м’ясо-кісткової
сировини
№ Параметри Значення
1 Технічна продуктивність за сировиною, т/добу 80
2 Принцип роботи безперервної дії
3 Розмір сировини: шматки масою не більше, кг 10
4 Вихід борошна, % від маси сировини від 16 до 22
5 Робочий тиск пари, Па (кгс/см2) 100
6 Витрати пари без випарної установки, не більше кг/год 1676
Кількість морської води або розсолу для охолодження
7 1000
борошна, не більше кг/год
8 Витрати прісної води на сепаратор, не більше кг/год 50
9 Встановлена потужність електродвигунів, не більше кВт 118
борошно кормове,
10 Отримуваний продукт
жир технічний
11 Габаритні розміри, не більше мм 8270х6900х4400
12 Вага, не більше кг 31900
22
1.3 Опис конструкції валкових дробарок
1.3.1 Загальні відомості
Валкові дробарки (або валкові млини) є типом дробильного обладнання, яке
призначене для подрібнення (дроблення) крихких матеріалів різної міцності та
твердості.
Дроблення відбувається за рахунок стискання матеріалу між двома або одним
обертовим валком (або між валком і нерухомою плитою). Матеріал, потрапляючи в
робочу зону, захоплюється валками та руйнується переважно стисненням та
розчавлюванням.
Валкові дробарки особливо ефективні для:
- Дрібного та середнього дроблення: вони використовуються на останніх
стадіях подрібнення, де потрібен продукт із максимально рівномірним
гранулометричним складом (менше пилу);
- Крихких матеріалів: чудово подрібнюють мінерали, будівельні матеріали,
вугілля, руди, а також кістки та інші компоненти для виробництва кормового
борошна (як у випадку з м’ясо-кістковим борошном).
Переваги:
- Висока продуктивність при тонкому помелі;
- Мінімальне утворення дрібної фракції (пилу) порівняно з деякими іншими
типами дробарок;
- Просте регулювання відстані між валками для контролю розміру кінцевого
продукту.
Валкові дробарки використовують у багатьох виробництвах (млинарському,
олійному, виробництві харчових концентратів, броварському, виноробному,
кондитерському, комбікормовому, тощо) задля одержання кінцевих часток розміром
від крупних гранул до порошків.
Основне явище, що призводить до подрібнення у просторі між валками –
роздушування, але його супроводить також явище стирання чи фікції, особливо у
тому випадку, коли колові швидкості валків неоднакові.
23
Діапазон колових швидкостей, що характерні для харчових валків, знаходиться
у межах від 0,5 м/с до 14 м/с. Кількість валків може коливається від двох валків до
восьми валків.
Продукт у валкових машинах може рухатися згори до низу, знизу догори та за
комбінованою схемою. Якщо рух відбувається знизу догори, дрібніші частки завжди
знаходяться над крупними, тому такий напрям переміщення продукту вважається
раціональнішим.
Розглянемо кілька конкретних випадків використання валкових машин.
Валкова машина для подрібнення – це обладнання для дроблення, яке
складається з вальців (циліндричних валів), що обертаються і перемелюють
сировину. Такі машини існують у різних конфігураціях, від простих двовалкових та
чотиривалкових для домашнього або малого виробництва до складних
шестивалкових для великих промислових підприємств.
Основні принципи роботи:
- Попереднє дроблення: верхня пара вальців забезпечує первинне дроблення,
розбиваючи сировину на менші частини;
- Відділення подрібнення: на наступних етапах (залежно від кількості вальців)
можуть використовуватися сита для відділення грубого подрібнення, яке вже не
підлягає подрібненню;
- Вторинне дроблення: на нижніх вальцях відбувається подрібнення великих
частинок, які пройшли попередні етапи, до потрібного розміру;
- Сортування фракцій: після подрібнення за допомогою сит (зазвичай
вібраційних) подрібнений продукт поділяється на різні фракції: крупку, борошно, що
дозволяє оптимізувати подальший процес варіння пива.
Типи валкових машин:
- Дво- та чотиривальцьові: найпростіші моделі, які підходять для домашніх або
невеликих виробництв, де не потрібне складне сортування фракцій;
- Шестивальцьові: використовуються на великих заводах, мають три пари
вальців та систему сит, що дозволяє отримати три фракції помелу: грубий, середній
та дрібний (борошно).
24
Переваги шестивальцьових дробарок:
- Контроль над процесом: дозволяє регулювати ступінь подрібнення, що
важливо для досягнення оптимальних результатів у виробництві;
- Ефективність: забезпечує високу точність дроблення, що дозволяє отримати
різні фракції залежно від потреб;
- Надійність: застосування високоякісних матеріалів, таких як загартована
нержавіюча сталь, гарантує довгий термін служби.
Подрібнення солоду є технологічною операцією, спрямованою на максимальне
екстрагування розчинних речовин.
Основна мета дроблення полягає у збереженні структури сировини, яка,
незважаючи на потенційний вплив на смакові характеристики, є незамінним
фільтруючим матеріалом під час фільтрації затору.
З огляду на це, процес здійснюється шляхом розчавлювання, а не повного
розмелювання сировини. Це забезпечує мінімальне руйнування та дозволяє отримати
з оптимальний гранулометричний склад (велика чи дрібна крупка, борошно). Вигляд
подрібненого кісткового борошна зображений на рис. 1.3.
Рисунок 1.3 – Вигляд кісткового борошна
25
Кісткове борошно (кістяне борошно, кістне борошно) – продукт переробки
кісток тварин чи риби, використовують як фосфорне добриво, що містить від 29 % до
34 % Р2О5.
Кісткове борошно також може використовуватися як багата кальцієм кормова
добавка для сільськогосподарських і домашніх тварин.
Кісткове борошно має вигляд дрібного порошку, сіруватого або жовтувато-
білого кольору, із запахом, властивим переробленим кісткам, і використовується як
органічне фосфорно-кальцієве добриво для рослин, що покращує кореневу систему
та загальний ріст.
Для досягнення необхідного гранулометричного складу в промислових умовах
зазвичай застосовуються чотирьохвалкові та шестивалкові дробарки для сухого
помелу, а для технології мокрого помелу використовуються спеціалізовані установки
для мокрого подрібнення.
Чотиривалкова дробарка призначена для двоетапного дроблення сировини з
контрольованим збереженням гнулометричного складу.
На рис.1.4 представлений загальний вигляд чотиривалкової дробарки типу
TMS. На рис. 1.5 – представлена функціональна схема чотиривалкової дробарки типу
TMS.
Рисунок 1.4 – Загальний вигляд чотиривалкової дробарки типу TMS
26
1 – пристрій, що подає; 2 – верхня пара вальців; 3 – сита;
4 – привод до сит; 5 – нижня пара вальців
Рисунок 1.5 – Функціональна схема чотиривалкової дробарки типу TMS
До основних конструктивних елементів дробарки належать:
- пристрій, що подає 1 (приймальний бункер з заслінкою) – призначений для
завантаження сировини, а заслінка регулює об’ємний потік сировини, що надходить
у робочу зону;
- верхня пара вальців 2 здійснює первинне дроблення, а зазор між вальцями є
регульованим для контролю тонкості помелу;
- сита 3 використовуються для розділення продуктів первинного дроблення на
фракції;
- привод 4 приводять в дію сита;
- нижня пара вальців 5 здійснює вторинне дроблення.
Також до складу дробарки входять: станина, ексцентриковий вал та
огородження для несучих та приводних механізмів.
27
Принцип роботи дробарки:
- подача сировини із приймального бункера подається на рифлений валик, який
направляє його в зазор верхньої пари вальців;
- первинне дроблення – верхня пара вальців виконує основне дроблення
сировини;
- сортування (після верхніх вальців) – продукт дроблення надходить на сита;
- просіювання – дрібна крупка та борошно проходять крізь сита і направляються
безпосередньо у збірний бункер;
- схід – велика крупка (що потребують додаткового подрібнення) зі сходом
надходять на нижню пару вальців;
- вторинне дроблення – нижня пара вальців завершує процес подрібнення
сходової фракції, після чого матеріал також направляється у збірний бункер.
Шестивалкові дробарки використовуються на великомасштабних
комбікормових виробництвах і забезпечують триступеневе дроблення з більш точною
сепарацією фракцій.
На рис.1.6 представлена функціональна схема шестивалкової дробарки Міаг.
Етапи дроблення шестивалкової дробарки:
- верхня пара вальців забезпечує попереднє дроблення солоду.
- середня пара вальців здійснює додатковий вплив на лушпиння для
ефективнішого виділення із нього залишкових борошнистих частин.
- нижня пара вальців (фінальне дроблення) – рифлені вальці цієї пари
проводять фінальне подрібнення великих недроблених часток.
Сепарація та контроль фракцій відбувається наступним чином:
- вібросита використовуються для відокремлення дрібної крупки після першої
та другої пар вальців, щоб запобігти її надмірному подрібненню на наступних етапах.
- відділення великої фракції – сита також відділяють велику фракцію після
другої пари вальців, направляючи його безпосередньо у бункер, оминаючи третю
пару вальців, що є ключовим для його збереження.
Конструкція дозволяє отримувати як крупний, так і дрібний помел відповідно
до технологічних вимог.
28
1 – вихід дрібної крупки; 2 – вихід оболонки; 3 – вихід крупки;
4 – вихід борошна та дрібної крупки; аа, сс, ее – три пари дробильних вальців,
що безпосередньо подрібнюють солод; b, d – хитні сита, які відокремлюють
подрібнений матеріал за розміром (крупністю); b1, b2, d1, d2 –сита, що коливаються,
складові частини системи просіювання, що забезпечують точніше розділення
фракцій; b3, d3, d4 – площини, що коливаються, додаткові елементи системи
сепарації (розділення); f, f1, f2 – частини пристрою, що використовуються для
контролю якості подрібнення (відбір проб).
Рисунок 1.6 – Функціональна схема чотиривалкової дробарки типу Міаг
29
Продуктивність однієї пари вальців дробарки розраховується за формулою,
кг/год:
П = 3,6 · 10−6�� · �� · �� · ��пр · �� (1.1)
де �� – зазор (відстань) між вальцями, мм;
�� – довжина вальців, мм;
�� – об’ємна маса подрібненого борошна (щільність), кг/м3;
��пр – швидкість проходження матеріалу, що подрібнюється, через вальці, м/с;
�� – коефіцієнт, що враховує інші параметри
На рис. 1.7 зображено конструкцію валків.
а)
б)
а) – суцільні валки; б) – порожнисті валки
Рисунок 1.7 – Конструкція валків
Валки можуть бути цільними (рис. 1.7, а) або порожнистими (рис. 1.7, б),
залежно від їх навантаження та потрібної жорсткості. Подеколи порожнину
використовують для розташування у ній системи охолодження або підігріву (залежно
від технології відповідного виробництва). У більшості випадків матеріалом для валків
є спеціальний чавун який відбілено на глибину від 20 мм до 25 мм.
На рис.1.8 зображено три варіанти приводу валкових дробарок, які найбільше
використовується.
Привід валків може бути забезпечений різними способами (рис. 1.8).
30
1, 2, 5 – шестерні; 3, 4 – валки; 6 – редуктор
Рисунок 1.8 – Варіанти приводу валкових дробарок
Найпростіший варіант (рис. 1.8, а): пара валків 3 і 4 зв’язана зубчатою
передачею 2. Але водночас цей варіант має великий недолік пов’язаний з тим, що
будь-яка зміна зазору негативно впливає на якість зчеплення шестерень і їх
довговічності.
Варіант (рис. 1.8, б) приводу через окремі шківи цього недоліку позбавлений.
Подекуди на великих машинах йдуть навіть далі, встановлюючи для приводу кожного
валка окремий мотор-редуктор.
На рис. 1.8, в показано поліпшений порівняно з варіантом а привід через
зубчасту передачу. У цьому випадку вона виконана у вигляді окремого редуктора 6,
вихідні вали якого пов’язані з валками шарнірами Гука, і це дозволяє зміщувати валки
у просторі, не впливаючи на зчеплення між зубами шестерень.
1.3.2 Опис конструкції дробарки валкової ДВГ 200х125
Загальний вид дробарки валкової ДВГ 200х125 показаний в графічній частині
МКР на кресленнях ЧДТУ. 133025. 004. МКР та ЧДТУ. 133025. 005. МКР.
Основні параметри і розміри дробарки приведені в табл. 1.6.
Основними складовими частинами виробу є: зварна рама 1, валки 3,
регулювальні гвинти 12, завантажувальний бункер 17 і електродвигуни 4. На рамі
закріплені захисні екрани з перфорованого аркуша. Робочими органами дробарки
є два взаємозамінних валка 3, що обертаються назустріч один одному з різною
31
швидкістю. Валки фіксуються на валах 8 за допомогою шпонок 23. Вали
встановлені в корпусах 9, 10 на підшипниках.
Відстань між валками регулюється переміщенням двох корпусів 9 з валком
за допомогою регулювальних гвинтів 12. Корпуси 9 переміщуються по двох парах
напрямних: нижніх і верхніх. Фіксація корпусів 9 в обраному положенні
здійснюється при допомоги двох ручок-фіксаторів і двох гвинтів, розташованих на
верхніх напрямних.
Таблиця 1.6 – Основні параметри і розміри дробарки валкової ДВГ 200х125
№ п/п Назва основних параметрів і розмірів Значення параметрів
1 Діаметр валків, мм 200
2 Довжина валків, мм 125
3 Частота обертання валків, хв−1 650 і 670
4 Ступінь подрібнення 12
5 Продуктивність, кг/год 1200
6 Установча потужність, кВт 2,2
7 Розмір шматків, що завантажуються, мм 4
8 Розмір готового продукту, мм 0,25
9 Матеріал дроблення Середньої густини
10 Довжина, мм 750
11 Ширина, мм 365
12 Висота, мм 370
13 Маса дробарки, кг 130
14 Тип електродвигуна АИР80А4УЗ
15 Потужність електродвигунів, кВт 1,1
16 Частота обертання електродвигуна, хв−1 1500
17 Кількість електродвигунів, шт 2
Пружини 5 з регульованим ступенем стиснення служать для зміни зусилля,
що розвивається при піджиманні валка і запобігання поломки дробарки при
попаданні недробленого тіла між валками в процесі дроблення. Регулювання
ступеня стиснення пружин 5 проводиться за допомогою гвинтів. На графіку рис.
1.9 показана залежність сумарного зусилля стиснення пружин від довжини
піджимних пружин L.
32
Довжина пружини �� ��0
Рисунок 1.9 – Графік залежності сумарного зусилля стиснення пружин
від довжини пружин ��
На виступаючих з корпусів 9 кінцях валів 8 закріплені ведені шківи 7,
з’єднані з провідними шківами електродвигунів 4 клиновидними ременями.
Клинопасова передача і шківи закриті кожухом.
Діаметри провідних шківів різні що забезпечує більш ефективне дроблення
матеріалу.
33
Електродвигуни змонтовані на плитах 5, що кріпляться на вертикальних
напрямних рами дробарки. Наявні в направляючих пази дозволяють регулювати
натяг приводних ременів зміщенням плит з електродвигунами щодо болтів
кріплення за допомогою болтів натяжки. Горизонтальні пази в плитах
забезпечують регулювання положення шківів в осьовому напрямку.
Діаметри привідних шківів різні, за рахунок чого швидкість обертання валка 3
(670 хв−1) більше швидкості обертання валка 2 (650 хв−1), що забезпечує більш
ефективне дроблення матеріалу.
Завантажувальний бункер 17 служить для подачі матеріалу в зону дроблення.
Для запобігання викиду пилу з дробарки воронка бункера забезпечена кришкою.
Інтенсивність подачі матеріалу регулюється шиберною заслінкою. Відбійники
обмежують з торців зону дроблення і запобігають викид з неї подрібненого
матеріалу. Мікровимикач служить для відключення електроживлення при піднятті
завантажувального бункера під час роботи.
Збір готового продукту здійснюється в приймальний бак.
Рама дробарки встановлена на чотирьох гумових амортизаторах. Рим-болти
призначені для стропування при проведенні вантажно-розвантажувальних робіт.
Підключення дробарки до мережі живлення і управління дробаркою
здійснюється через пульт управління. Пристрій пульта управління і правила його
експлуатації викладені в інструкції з експлуатації пульта керування.
Рама дробарки встановлена на чотирьох гумових амортизаторах 28. Рем-болти
29 призначені для стропування при проведенні вантажно-розвантажувальних робіт.
У дробарці застосовуються підшипники № 310 ДСТУ 8338:2008 (4 шт.), клинові
ремені А-1400 ДСТУ ГОСТ 1284: 2008 (5 шт.).
Підключення дробарки до мережі живлення і управління дробаркою
здійснюється через пульт управління.
На рис. 1.10 приведена принципова електрична схема дробарки.
У табл. 1.7 вказані позначення і найменування елементів електроустаткування
дробарки валкової ДВГ 200х125.
34
Рисунок 1.10 – Принципова електрична схема дробарки
Таблиця 1.7 – Позначення і найменування елементів електроустаткування
Позначення Найменування
М1 і М2 Електродвигун АИР80А4УЗ, �� = 1,1 кВт, �� = 1500 хв−1
QS Кінцевий вимикач
Х2 Колодка клемна
Підключення дробарки проводиться відповідно до електричної схеми пульта
керування. Захист обслуговуючого персоналу від ураження електричним струмом
забезпечується захисним заземленням.
35
1.3.3 Принцип роботи дробарки валкової ДВГ 200х125
Принцип дії валкової дробарки заснований на стиранні (одночасному стисненні
і зрушенні) матеріалу між обертовими валками, що обертаються з різною швидкістю
назустріч один одному.
У ході роботи подрібнюється матеріал подається у воронку загрузочного
бункера 17, звідки надходить на гладкі валки, що обертаються назустріч один одному
3. Шматки матеріалу подрібнюються між валками. Подрібнений продукт надходить
в приймальний бак.
Різна швидкість обертання валків дозволяє підвищити ефективність захоплення
частинок подрібнювального матеріалу і продуктивність дробарки. Зміна крупності
кінцевого продукту відбувається регулюванням величини зазору між валками.
При попаданні між валками тіла занадто високої твердості воно віджимає валок
3 на пружинах 5 (Креслення 4) і проходить в приймальний бак, чим запобігає поломці
дробарки. В окремих випадках може відбутися заклинювання валків.
Ступінь стиснення пружин 5 (Креслення 4) безпосередньо впливає на
продуктивність дробарки: при низькому ступені стиснення тверді матеріали можуть,
не подрібнившись, проходити між валками, віджимаючи при цьому валок 3.
Необхідна ступінь стиснення пружин визначається дослідним шляхом.
Відмінною особливістю валкової дробарки є можливість досягнення розміру
продукту вузької фракції і мінімальна ступінь подрібнення. Максимальний розмір
шматків матеріалу, що подрібнюється обмежується, насамперед, властивостями
матеріалу і зазором між валками.
1.4 Монтаж дробарки валкової ДВГ 200х125
1.4.1 Підготовка дробарки валкової до монтажу
Дробарка встановлюється в сухому опалювальному і вентильованому
приміщенні.
Підключення дробарки до мережі живлення і управління дробаркою
здійснюється через пульт управління і проводиться відповідно до електричної схеми
36
пульта керування. Захист обслуговуючого персоналу від ураження електричним
струмом забезпечується захисним заземленням.
Перед монтажними роботами необхідно провести огляд зовнішнього виду
дробарки валкової:
- на корпусі та інших металевих частинах не повинно бути слідів ударів, іржі,
відколів, бруду, тріщин та задирів;
- клеми захисного заземлення повинні бути справними і чистими;
- в лійці завантажувального бункера не повинно бути сторонніх предметів.
Для монтажу дробарки валкової необхідно виконати наступні дії:
- встановити дробарку валкову на постійне місце експлуатації, забезпечивши
перед цим горизонтальність площадки. Валкова дробарка повинна стояти на підлозі
та перебувати в зоні дії вентиляційної системи;
- з’єднати шину заземлення з затискачем заземлення голим мідним проводом
перетином не менше 1,5 мм2 в відповідності з «Правилами улаштування
електроустановок» (ПУЕ). ПУЕ – нормативний документ, що роз’яснює
улаштування, принципи побудови, вимоги до окремих систем, їх елементів та вузлів
електроустановок;
- пульт управління необхідно закріпити в місці, яке зручне для управління
роботою валкової дробарки, здійснюють підключення валкової дробарки до
електромережі відповідно до електричної схеми, наведеної в інструкції з експлуатації
пульта управління;
1.4.2 Порядок монтажу дробарки валкової
- Встановити валкову дробарку на місце експлуатації, забезпечивши
горизонтальність площадки. Валкова дробарка повинна стояти стало і перебувати
в зоні дії вентиляції;
- З’єднайти шину заземлення із затискачем заземлення голим мідним
проводом перетином не менше чим 1,5 мм2 в відповідності з «Правилами
влаштування електроустановок»;
37
- Закріпити пульт управління в місці, зручному для управління роботою
дробарки, здійсните підключення дробарки до мережі відповідно до електричної
схеми, наведеної в інструкції з експлуатації пульта управління;
УВАГА! Перед включенням валкової дробарки потрібно забезпечити зазор
між валками.
Регулювання зазору може проводиться двома способами:
- При знятому бункері для завантаження розведенням валків і подальшим їх
зведенням регулювання зазору вимірюють по щупу;
- Розведенням валків і подальшим їх зведенням з виміром по шкалі лінійки.
Для регулювання зазору необхідно:
- відпустити ручки-фіксатори і гвинти;
- обертаючи маховик, відрегулювати зазор;
-.затиснути ручки-фіксатори і гвинти;
- натисканням кнопки ПУСК на пульті управління видати короткочасно
електроживлення на привід дробарки для перевірки правильності напрямку
обертання електродвигунів. При погляді з боку шківів правий електродвигун
повинен обертатися проти годинникової стрілки, лівий електродвигун – за
годинниковою стрілкою.
- перевірте роботу блокування, для цього піднімають воронку для
завантаження коли не спрацює кінцевий мікровимикач. Подати електроживлення
на дробарку. Двигуни не повинні обертатися. Встановити на місце
завантажувальну воронку.
1.4.3 Порядок включення дробарки валкової
При включенні валкової дробарки необхідно забезпечити гарантований зазор
між валками.
Регулювання зазору може проводиться двома способами:
- при знятому завантажувальному бункері розведенням валків і подальшим їх
зведенням з виміром по щупу;
38
- розведенням валків дробарки та подальшим їх зведенням з виміром за шкалою
лінійки.
Для регулювання зазору необхідно:
- відпустити ручки-фіксатори і гвинти;
- обертаючи маховик, відрегулювати зазор;
- затиснути ручки-фіксатори і гвинти.
- Натискаючи кнопку ПУСК на пульті управління подати короткочасно
електроживлення на дробарку валкову для перевірки правильності напрямку
обертання електродвигунів. При погляді з боку шківів правий електродвигун повинен
обертатися проти годинникової стрілки, лівий електродвигун – за годинниковою
стрілкою.
- Перевірте роботу системи блокування, для цьогоо піднімають
завантажувальну воронку до спрацьовування кінцевого мікровимикача. Подайте
електроживлення на дробарку. Двигуни не повинні обертатися. Встановіть на місце
завантажувальну воронку.
1.4.4 Експлуатація дробарки валкової
Перед початком роботи необхідно:
- впевнитися у відсутності сторонніх предметів в завантажувальної воронці;
- встановити необхідний зазор між валками, синхронно обертаючи маховик;
- зафіксувати корпуси валка в наступній послідовності: спочатку затягніть
гвинти при відпущених ручках-фіксаторах, потім затягніть ручки-фіксатори;
- перевірити натягнення ременів, при необхідності відрегулювати. Натяг
ременів здійснюється при зміні зазору між валками;
- відрегулювати зусилля стиснення пружин залежно від твердості
подрібнювального матеріалу;
- поворотом передніх гвинтів на 180 градусів забезпечте притискання
приймального бака до камери дроблення;
Завантажувати подрібнюваний матеріал допускається тільки в працюючу
дробарку. При подрібненні вологого або пластичного матеріалу відбувається його
39
налипання на валки, що призводить до зниження продуктивності і припиненню
подрібнення. Перед подрібненням такий матеріал необхідно висушити.
Під час роботи необхідно:
- включити дробарку натисканням кнопки ПУСК на пульті управління;
- подавати матеріал в завантажувальну воронку. Інтенсивність подачі
визначається дослідним шляхом;
- періодично спорожняйте бак від подрібненого продукту або замінюйте його
на новий.
Після закінчення роботи необхідно:
- виключити дробарку натисканням кнопки СТОП на пульті управління;
- виконати очистку завантажувальної воронки, валків і приймального бункера
від подрібнюваної сировини та продуктів подрібнення;
- відключити дробарку валкову від електромережі.
1.5 Технічне обслуговування дробарки валкової
1.5.1 Можливі несправності та методи ремонту
При ремонті пульта управління:
- Безпека перш за все: завжди повністю відключайте живлення перед
відкриттям пульта управління або проведенням будь-яких робіт.
- Діагностика: використовуйте мультиметр для перевірки напруги, цілісності
проводки та спрацювання контактів та реле.
- Волога: забезпечте, щоб пульт управління відповідав класу захисту IP,
необхідному для місця встановлення, щоб уникнути потрапляння вологи.
- Чистота: пилові умови роботи солодової дробарки можуть призвести до
накопичення пилу в пульті, що спричиняє перегрів та поганий контакт. Регулярно
прочищайте пульт стисненим повітрям.
Всі операції з усунення неполадок валкової дробарки необхідно проводити при
відсутності електроживлення.
Можливі неполадки дробарки валкової і методи усунення наведені в табл. 1.8.
40
Таблиця 1.8 – Перелік можливих неполадок дробарки і методи їх усунення
№ Зовнішній прояв
Ймовірна причина Метод усунення
п/п несправності
Електродвигун не 1.1 Електродвигун Перевірити наявність фаз
1 запускається і підключений до двох фаз живлення
гудить 1.2 Електродвигун згорів Замініть електродвигун
Перевірте напрям оберту
Припинення 2.1 Неправильний двигунів, в випадку
2
процесу дроблення напрям оберту двигунів невідповідності –
переключить фази
3.1 Ослаблення натягу
Натягнути ремні
приводних ременів
3.2 Обрив ременя. Замінити ремінь
3.3 Налипання на валки
Очистити валки, висушити
дробарки вологого або
Зниження матеріал перед дробленням
3 пластичного матеріалу
продуктивності
3.4 Неправильний
Перевірити напрям оберту
напрям обертання
електродвигунів
одного з електродвигунів
3.5 Вихід з ладу одного з
Замінити електродвигун
електродвигунів
Перевірити затягнення
Збільшення шуму, 4.1 Ослаблення
болтів кріплення, при
в тому числі на кріплення дробарки
4 необхідності підтягнути
холостому ходу
4.2 Підшипники вийшли
дробарки Замінити підшипники
з ладу
1.5.2 Обслуговування дробарки валкової
Технічне обслуговування дробарки валкової полягає в своєчасному виконанні
певного комплексу робіт по догляду за нею з метою попередження неполадок і
підтримання її в постійній готовності до роботи.
Виконання операцій технічного обслуговування являється обов’язковою
умовою довгочасної і надійної експлуатації дробарки.
Довготривала і безвідмовна робота дробарки валкової забезпечується при
правильному технічному обслуговуванні і виконанні всіх вказівок по експлуатації.
Експлуатувати дробарку можна тільки після виконання всіх робіт по огляду,
розконсервації і монтажу дробарки.
41
Періодичність проведення робіт при правильному технічному обслуговуванні
дробарки валкової і їх перелік приведені в табл. 1.9.
Таблиця 1.9 – Періодичність проведення робіт при правильному технічному
обслуговуванні дробарки валкової і їх перелік
№ п/п Період проведення Перелік робіт
1 Перед зміною Проводятьи зовнішній огляд
Перевірити натяг ременів, при необхідності
2 Один раз в тиждень натягнути ремені. Натяг ременів відбувається
шляхом зміни положення плити електродвигунів
3.1 Змастити підшипникові вузли дробарки.
Через кожні 100 годин Змазування виконувати мастилом Литол-24
3
роботи 3.2 Перевірити натяг болтів кріплення, при
необхідності підтягти кріплення
Змастити підшипники електродвигуна мастилом
4 Один раз на 6 місяців
Литол-24
5.1 Відшліфувати валки, для чого їх знімають,
шліфують та встановлюють
5 У міру зношування
5.2 Замінити валки
5.3 Замінити підшипники
1.5.3 Шліфування валків дробарки
У процесі експлуатації відбувається нерівномірний знос валків, діаметр
середньої частини валка зменшується більше, ніж діаметр периферійної частини, так
як в середню зону валків потрапляє більше сировини. Різниця діаметрів не повинна
перевищувати 2 мм. У разі перевищення цієї величини необхідно валки демонтувати
і шліфувати на верстаті до вирівнювання діаметрів.
Після шліфування потрібно зробити поверхневе загартування ТВЧ (Твердість
поверхні валків повинна становити від 53 HRC до 60 HRC) і повторно відшліфувати
для зняття окалини.
Далі проводиться регулювання положення валка за допомогою тяг.
Для заміни валків необхідно провести наступні операції:
- зняти завантажувальний бункер;
- зняти кожух;
- зняти верхні напрямні;
42
- послабити натяг приводних ременів;
- зняти ремені;
- демонтувати валок в зборі з валом і корпусами;
- зняти з валу корпус, розташований з боку, протилежному шківу;
- послабити гвинт над стопорною розрізною гайкою, відкрутити гайку;
- зняти валок з валу;
- відшліфувати валок;
- загартувати валок;
- відшліфувати від окалини;
- установку валка проводити в зворотному порядку.
1.5.4 Заміна підшипників
- зняти завантажувальний бункер;
- зняти кожух;
- зняти верхні напрямні;
- послабити натяг приводних ременів та зняти ремені;
- демонтувати валок в зборі з валом і корпусами;
- зняти ведений шків;
- викрутити болти кріплення кришки корпусу;
- зняти з валу корпус разом з підшипником;
- заповнити корпус мастилом «літол-24»;
- установку підшипника проводити в зворотному порядку.
1.5.5 Регулювання натягу клинопасових ременів
- зніміть кожух;
- звільніть чотири болта кріплення моторної плити одного електродвигуна;
- перемістіть електродвигун по регулювальним пазам моторної плити за
допомогою регулювальних болтів.
- аналогічним чином відрегулюйте зусилля натягу ременів другої клинопасової
передачі;
43
- затягніть чотири болта кріплення моторної плити;
- встановіть кожух на місце.
1.5.6 Утилізація валкової дробарки
Утилізація дробарки валкової проводиться методом її повного розбирання і
здачі складових частин на металобрухт.
Запчастини, які можливо використовувати для ремонту аналогічного
обладнання (електродвигуни, пускова апаратура, пульт управління, шківи,
підшипники та їх корпуси, приймальний бак та інші деталі годні для подальшого
використання) здаються на склад.
У складі виробу міститься кольоровий метал (мідь), з якого виготовлені
обмотки електродвигуна і пускача. Кольоровий метал відділяється розбиранням
електродвигуна і пускача.
Складових частин, що становлять небезпеку для життя і здоров’я людей та
навколишнього середовища дробарка валкова після амортизації не містить та
утилізується як металолом.
Висновок до розділу 1
В конструкторському розділі розглянуто: загальний огляд; опис лінії переробки
м’ясо-кісткової сировини; опис конструкції валкової дробарки; монтаж дробарки
валкової ДВГ 200х125; технічне обслуговування дробарки валкової.
44
РОЗДІЛ 2
ТЕХНОЛОГІЧНИЙ РОЗРАХУНОК ДРОБАРКИ ВАЛКОВОЇ
2.1 Схеми основних типів вальцьових дробарок
В переробній та харчовій промисловості дробарки вальцьові використовують
для подрібнення і розмелювання солоду, зерна, макухи, плодів тощо. Також ці
дробарки використовуються для подрібнення м’ясо-кісткової сировини (переробки
субпродуктів, мороженої риби, голів та суглобів). Це обладнання застосовується в
цехах для переробки м’яса, тваринницьких фермах, підприємствах для виготовлення
кормів. Вони можуть мати конічні (їх також називають конусними дробарками) або
циліндричні робочі органи.
Схеми основних типів приводів вальцьових дробарок показано на рис. 2.1.
а) б) в)
а – з пружним вальцем: 1 – пасова передача; 2 – ведучий валець; З – шестерня
приводу пружного вальця; 4 – шестерня приводу ведучого вальця;
б – із шарнірними вальцями; в – з вальцями, що мають незалежні приводи
Рисунок 2.1 – Схеми основних типів приводів вальцьових дробарок
2.2 Розрахунки параметрів дробарок валкових
На валкових пристроях виконують дроблення, розмелювання та перетирання
матеріалів, що потрібно подрібнити.
45
Технологічна схема роботи валкової дробарки показана на рис. 2.2.
1 – станина; 2 – пружини; 3 – рухомий валок; 4 – бункер; 5 – нерухомий валок
Рисунок 2.2 – Технологічна схема роботи валкової дробарки
Серед основних параметрів, які характеризують роботу машини такого типу,
можна відмітити: кут захоплення �� (рис. 2.3), швидкість обертання вальців, їх
діаметр, продуктивність та витрату енергії при експлуатації машини.
Рисунок 2.3 – Схема сил, які діють на валки та сировину
Для захоплювання кусків матеріалу і подрібнення його гладкими вальцями
потрібно, щоб кут �� був менший від подвоєного кута тертя матеріалу об вальці ��,
тобто �� ≤ 2�� = 2������ ������ ��.
Кут тертя визначається з виразу:
�� = ������ ������ �� = ������ ������ 0,2 = 11,5о (2.1)
де �� – коефіцієнт тертя частки об поверхню валка, �� = 0,2.
46
Кут захоплення:
�� ≤ 2�� = 2 · 11,5о = 23о. (2.2)
Мінімальний діаметр валка, м:
�� · cos �� − �� 3 · 10−3 · cos 11,5о − 0,25 · 10−3
�������� = = = 0,134 м, (2.3)
1 − cos �� 1 − cos 11,5о
де �� – діаметр шматків, що подрібнюються, �� = 3 · 10−3;
�� – кут тертя об поверхню валків часток, �� град;
Приймаємо розрахунковий діаметр валків ��р = 0,2 м = 200 мм, що відповідає
паспортним даним валкової дробарки.
Граничну кількість обертів вальців визначають з рівняння:
�� 0,2
�� = 10,3√ = 10,3√ = 6,82 с−1 = 409 хв−1
������ . (2.4)
��р · �� · �� 0,2 · 4 · 10−3 · 760
Приймаємо частоту обертання першого валка 300 хв−1 і другого – 350 хв−1, що
відповідає паспортним даним валкової дробарки.
Необхідний зазор між валками, мм:
�� 3
�� = = = 0,25 мм, (2.5)
�� 12
де �� – ступінь подрібнення, у залежності від матеріалу, �� = 3 ÷ 12.
Необхідний зазор між валками відповідає розміру готового продукту.
Робоча довжина валків, м:
��р = (0,8 ÷ 1,3)�������� = 0,9 · 134 = 121 мм (2.6)
47
Приймаємо робочу довжину валків ��р = 125 мм, що відповідає паспортним
даним валкової дробарки.
Теоретична продуктивність валкової дробарки, при безперервній роботі, кг/хв:
���� = 60 · �� · ��р · ��р · �� · �� · �� · �� =
= 60 · 3,14 · 0,2 · 0,125 · 0,25 · 10−3 · 325 · 760 · 0,2 =
= 58 кг/хв ≈ 3500 кг/год, (2.7)
де ��р – робочий діаметр валка, ��р = 0,2 м;
��р – робоча довжина валків, ��р = 0,125 м;
�� – зазор між валками, �� = 0,25 · 10−3 м;
�� – середня частота обертання обох валків, �� = 325 хв−1;
�� – щільність подрібнюваного матеріалу, �� = 760 кг/м3;
�� – поправочний коефіцієнт, що враховує властивості матеріалу та
нерівномірність його подачі, �� = 0,2 ÷ 0,3 при подрібненні твердого матеріалу.
Теоретична продуктивність при безперервній роботі більша за продуктивність
згідно паспортним даним валкової дробарки 1200 кг/год при порційному
завантаженні.
По результатах розрахунку слід побудувати розрахункову схему сил, які діють
на валки та матеріал (рис. 2.3) і перевірити виконання умови:
tan �� ≥ tan �� ; �� ≤ ��, (2.8)
де �� – кут захоплення подрібнюваного матеріалу валками.
Схема сил, які діють на валки та сировину показана на рис. 1.15.
tan 23о = 0,424 ≥ tan 11,5о = 0,203; �� ≤ ��, (2.9)
Умова 2.9 виконується, тому розрахунки проведені правильно.
48
Потужність на валу дробарки наближено визначають за формулою, кВт:
�� 2
р
�� = 720 · ��р · ��р · �� (�� + ) =
120
0,22
= 720 · 0,2 · 0,125 · 6,82 (3 · 10−3 + ) = 0,8 кВт. (2.10)
120
Потужність електродвигуна валкової дробарки розраховується з урахуванням
втрати потужності у передачах приводу двох валків:
�� 0,8
���� = = = 0,86 кВт, (2.11)
��з · ��к.п · ��п 0,975 · 0,965 · 0,99
де ��з – коефіцієнт корисної дії зубчастої передачі, ��з = 0,97 ÷ 0,98;
��к.п – коефіцієнт корисної дії клинопасової передачі, ��к.п = 0,95 ÷ 0,98;
��п – коефіцієнт корисної дії підшипників, ��п = 0,99.
Цю формулу можна застосовувати тільки для визначення потужності валкових
дробарок, які працюють при одній і тій самій відстані між валками, тобто при сталому
ступені подрібнення. Розрахункова потужність електродвигунів менша потужності
електродвигунів АІР80А4У3 згідно паспортних даних: ���� = 1,1 кВт, ���� = 1400 хв−1.
Згідно з розрахованою потужністю вибирається електродвигун і визначається
загальне передаточне відношення привода валків. Валкова дробарка має два валки,
які обертаються з різними швидкостями: ��1 = 300 хв−1 і ��2 = 350 хв−1.
Для конструкцій валкових дробарок, які передбачають різну частоту обертання
валків, застосовують привод з додатковими передачами або індивідуальні приводи на
кожний валок. В нашому випадку використовуємо на кожен валок індивідуальний
привід. Передаточне відношення привода першого валка:
���� 1400
��1 = = = 4,67. (2.12)
��1 300
49
Передаточне відношення привода другого валка:
���� 1400
��2 = = = 4. (2.13)
��1 350
2.3 Кінематичний розрахунок клинопасової передачі
Для проектування клинопасової передачі необхідні такі дані: розрахункова
потужність та число обертів електродвигуна (і відповідно частоту обертання ведучих
шківів): ���� = 1,1 кВт, ���� = 1400 хв−1, умови експлуатації, передаточне відношення
��. В нашому випадку обидва валки приводяться від різних приводів, з однаковими
електродвигунами, але з різними частотами обертання.
Діаметр менших шківів клинопасових передач валків визначають по емпіричній
формулі, мм:
��1 = ��2 = (3 ÷ 4)3
√��1, (2.14)
де ��1 – обертовий момент, Н·м.
Момент обертання визначається з виразу, Н·м:
30���� 300 · 1100
��1 = = = 4500 Н · м, (2.15)
�� · ���� 3,14 · 23,33
де ���� – потужність приводу, ���� = 1100 Вт;
���� – частота обертання електродвигуна, �� −1
�� = 23,33 с .
Діаметр ведучих шківів клинопасових передач для обох валків буде однаковим,
так як для приводу використовують однакові електродвигуни:
3
�� = �� 3
1 2 = (3 ÷ 4)√��1 = 4 √4500 = 66,1 мм (2.16)
50
Отриманий результат округляємо до стандартного за ДСТУ 17383-73: 40, 45,
50, 56, 63, 71 ,80, 90, 100, 112, 125, 140, 160, 180, 200, 224, 250, 280, 315, 355, 400, 450,
500, 560, 630, 710, 800, 900, 1000, 1120, 1250, 1400, 1600, 1800, 2000.
Обираємо найменше значення ��1 = ��2 = 71 мм.
Діаметр веденого шківа першого валка визначаємо за виразом, мм:
��21 = ��1 · ��1(1 − ��) = 71 · 4,67(1 − 0,01) = 328 мм; (2.17)
де ��1 – діаметр ведучого шківа, мм;
�� – відносне проковзування ременя, �� = 0,01;
��1 – передаточне відношення привода першого валка, ��1 = 4,67.
Округлюючи згідно ДСТУ 17383-73 отримуємо ��21 = 315 мм.
Діаметр веденого шківа другого валка визначаємо за виразом, мм:
��22 = ��1 · ��2(1 − ��) = 71 · 4(1 − 0,01) = 281,2 мм, (2.18)
де ��2 – передаточне відношення привода другого валка, ��2 = 4.
Округлюючи згідно ДСТУ 17383-73 отримуємо ��22 = 280 мм.
Уточнюємо передаточні відношення приводів.
Передаточне відношення привода першого валка:
��21 328
��1 = = = 4,62. (2.19)
��1 71
Передаточне відношення привода другого валка:
��22 280
��2 = = = 3,94. (2.20)
��1 71
51
Міжосьову відстань для клинопасової передачі першого валка визначаємо в
інтервалі:
��1������ = 0,55(��1 + ��21) + ��0 = 0,55(71 + 315) + 8 = 220 мм, (2.21)
де ��0 – висота перерізу ременя, для ременя А, ��0 = 8.
��1������ = ��1 + ��21 = 71 + 315 = 386 мм. (2.22)
Міжосьову відстань для клинопасової передачі другого валка визначаємо в
таких інтервалах:
��2������ = 0,55(��1 + ��22) + ��0 = 0,55(71 + 280) + 8 = 201 мм, (2.23)
��2������ = ��1 + ��22 = 71 + 280 = 251 мм. (2.24)
Попередньо приймаємо міжосьову відстань для клинопасових ременів
першого валка ��1 = 300 мм, а для другого валка значення ��2 = 230 мм.
Довжина ременя клинопасової передачі для першого валка дробарки
визначається за формулою:
(��1 + �� 2
21)
��1 = 2�� + 0,5��(��1 + ��21) + =
4��
(71 + 315)2
= 2 · 300 + 0,5 · 3,14(71 + 315) + = 1330 мм. (2.25)
4 · 300
Довжина ременя клинопасової передачі для другого валка дробарки
визначається за формулою:
(��1 + �� 2
22)
��2 = 2�� + 0,5��(��1 + ��21) + =
4��
(71 + 280)2
= 2 · 280 + 0,5 · 3,14(71 + 280) + = 1221 мм. (2.26)
4 · 230
52
Отримані значення слід округлити до стандартних. Вони вибираються із
стандартного ряду довжин: 400; 450; 500; 560; 630; 710; 800; 900; 1000; 1120; 1400;
1600; 1800; 2000; 2240; 2500; 2800; 3150; 3550; 4000; 4500; 5000; 5600; 6300; 7100;
8000; 9000; 10000; 11200; 12500; 14000; 16000.
Вибираємо для обох приводів валків довжину ременя клинопасової передачі
�� = 1400 мм. Потім слід уточнити дійсну міжосьову відстань шківів:
�� = 0,25 [(�� − ��) + √(�� − ��)2 − 2��], (2.27)
де �� – стандартна довжина ременя, мм;
�� – уточнюючий коефіцієнт;
�� – уточнюючий коефіцієнт.
Величини коефіцієнтів ��:
��1 = 0,5��(��1 + ��21) = 0,5 · 3,14(71 + 315) = 606; (2.28)
��2 = 0,5��(��1 + ��22) = 0,5 · 3,14(71 + 280) = 551. (2.29)
Величини коефіцієнтів ��:
��1 = (�� − �� )2 = (315 − 71)2
21 1 = 59536; (2.30)
��2 = (�� 2 2
21 − ��1) = (280 − 71) = 43681; (2.31)
Міжосьову відстань для клинопасової передачі (відстань між валами, на яких
знаходяться шківи) першого валка розраховуємо по формулі:
��1 = 0,25 [(�� − ��1) + √(�� − ��1)2 − 2��1] =
= 0,25 [(1400 − 606) + √(1400 − 606)2 − 2 · 59596] ≈ 377 мм; (2.32)
53
Міжосьову відстань для клинопасової передачі (відстань між валами, на яких
знаходяться шківи) другого валка розраховуємо по формулі:
��2 = 0,25 [(�� − �� ) + √(�� − �� )2
2 2 − 2��2] =
= 0,25 [(1400 − 551) + √(1400 − 551)2 − 2 · 43681] ≈ 411 мм; (2.33)
Величина регулювання міжцентрової відстані клинопасової передачі в сторону
зменшення та збільшення для першого валка приймається рівною:
��1− = 0,015�� = 377 · 0,015 ≈ 6 мм. (2.34)
��1+ = 0,05�� = 377 · 0,05 ≈ 19 мм. (2.35)
Величина регулювання міжцентрової відстані клинопасової передачі в сторону
зменшення та збільшення для другого валка приймається рівною:
��2− = 0,015�� = 411 · 0,015 ≈ 6 мм. (2.36)
��2+ = 0,05�� = 377 · 0,05 ≈ 21 мм. (2.37)
Таким чином, міжосьові відстані знаходяться для першого валка в межах від
371 мм до 398 мм, а для другого валка знаходяться в межах від 405 мм до 432 мм.
Кут обхвату меншого шківа, град:
��2 − ��1
��1 = 1800 − 57 . (2.38)
��
Кут обхвату меншого шківа першого валка, град:
��21 − ��1 315 − 71
��1 = 1800 − 57 = 1800 − 57 = 1490 > [1200]; (2.39)
��1 377
54
Значення кута обхвату шківа другого валка, град:
��22 − ��1 280 − 71
�� 0
1 = 180 − 57 = 1800 − 57 = 1510 > [1200], (2.40)
��2 411
тобто кут обхвату обох пасових передач відповідає вимогам до їх проектування.
Число ременів, яке необхідне для передачі заданої потужності:
�� · ���� �� · ���� 1,1 · 1,1
�� = = = = 0,6, (2.41)
[��] ���� · ���� · ���� · ���� 3,15 · 0,79 · 0,92 · 0,95
де ���� – потужність, що допускається для передачі одним ременем, визначається
по номограмі для вибору перерізу клинового ременя, ���� = 3,15 кВт;
���� – коефіцієнт, що враховує вплив довжини ременя, ���� = 0,79;
���� – коефіцієнт для середнього режиму роботи, ���� = 1,1;
���� – коефіцієнт кута обхвату, при �� = 1500 ���� = 0,92;
���� – коефіцієнт, що враховує число ременів в передачі (при �� = 2 ÷ 3 ���� = 0,95;
�� – потужність електродвигуна, �� = 1,1 кВт.
Номограма для вибору перерізу клинового ременя показана на рис. 2.4.
0 3,15 5 8 12,5 20 31,5 50 80 125 200 ��, кВт
Рисунок 2.4 – Номограма для вибору перерізу клинового ременя
55
Приймаємо число ременів �� = 5 для обох клинопасових передач.
Для зручності монтажу та експлуатації передачі кількість клинових ременів
рекомендується �� ≤ 8, якщо за розрахунком �� > 8, то слід збільшити діаметр ��1 і
відповідно діаметр ��2 або необхідно вибрати більший переріз ременя.
Натягнення гілок клинових ременів для обох клинопасових передач:
850�� · ���� · ����
���� = + �� · ��2 =
�� · �� · ����
850 · 1100 · 1,1 · 0,79
= + 0,1 · 52,72 = 17036 Н (2.42)
1 · 52,7 · 0,92
де �� – потужність електродвигуна, �� = 1100 Вт;
���� – коефіцієнт, що враховує вплив довжини ременя, ���� = 0,79;
���� – коефіцієнт для середнього режиму роботи, ���� = 1,1;
���� – коефіцієнт кута обхвату, при �� = 1500 ���� = 0,92;
�� – число ременів, �� = 1;
�� – швидкість;
�� – коефіцієнт, враховує відцентрову силу, (Н·с2) /м2 (при перерізі А �� = 0,1).
Швидкість:
�� · �� · �� 3,14 · 1400 · 0,36
�� = = = 52,7м/с. (2.43)
30 30
Сила, що діє на вали:
��1
��в = 2���� · �� · sin = 2 · 17036 · 1 · sin 75о = 32914 Н. (2.44)
2
Ресурс ременів:
�� 8
�� ��−1
��0 = ��0ц ( ) �� · �� =
60�� · ��1 · ��1 �� �� ��
������
1,4 7 8
= 4,6 · 106 ( ) 1,5 · 2 = 5948 год, (2.45)
60 · 3,14 · 0,071 · 10
56
де ��0ц – базове число циклів (для перерізів О і А ��0ц ≥ 4,6 · 106);
���� – розрахункова довжина ременя, ���� = 1,4 м;
��1 – діаметр шківа меншого, ��1 = 0,071 м;
��1 – швидкість обертання, ��1 = 1400 хв−1;
��−1 – межа витривалості (для клинових ременів ��−1 = 7 МПа;
�������� – максимальна напруга в перерізі ременя, �������� = 10 МПа;
���� – коефіцієнт, що враховує вплив передаточного відношення, ���� = 1,5;
���� – коефіцієнт, що враховує режим роботи передачі (���� = 1 при постійному
навантаженні; ���� = 2 при періодичній зміні навантаження від нуля до максимального
значення).
Робочий ресурс ременів має бути не менше 5000 годин при легкому режимі
роботи, 2000 годин – при середньому і 1000 годин – при важкому режимі роботи.
Діаметр отвору меншого шківа визначають згідно діаметру валу електродвигуна,
який обрано за розрахованою потужністю та визначеною частотою обертання.
Шківи діаметром до 300 мм виконують зазвичай без спиць.
Шківи клинопасових передач виконують з чавуну СЧ15 або СЧ18 згідно
стандарту ДСТУ 8833:2019, а при швидкості більше 30 м/с – із сталі Ст3
(конструкційна вуглецева сталь звичайної якості), що відповідає вимогам стандарту
ДСТУ 2651:2005.
Висновок до розділу 2
В аналітичному розділі розглянуто: техніко-економічне обґрунтування
проекту; опис лінії переробки м’ясо-кісткової сировини; опис конструкції валкових
дробарок; монтаж дробарки валкової ДВГ 200х125; технічне обслуговування
дробарки валкової; технологічний розрахунок дробарки валкової; кінематичний
розрахунок клинопасової передачі.
57
РОЗДІЛ 3
НАУКОВО-ДОСЛІДНИЙ РОЗДІЛ
3.1 Автоматизація валкової дробарки
3.1.1 Схеми автоматизації валкової дробарки
Автоматизація валкової дробарки спрямована на забезпечення її ефективної,
безпечної та стабільної роботи, мінімізацію перевантажень, оптимізацію розміру
кінцевого продукту та зниження експлуатаційних витрат. Хоча конкретні схеми
можуть відрізнятися залежно від виробника, моделі дробарки та комплексу, в якому
вона працює, можна виділити основні елементи та принципи.
1. Базові схеми та елементи
Типова система автоматизації включає наступні основні контури та
компоненти.
Керування завантаженням (подачею):
- Мета: підтримувати оптимальне завантаження дробарки, працюючи близько
до номінальної потужності, але запобігаючи перевантаженню;
- Сенсори: датчики рівня матеріалу у завантажувальному бункері та/або
датчики струму (потужності) приводного електродвигуна дробарки.
- Виконавчі механізми: регульований живильник (конвеєр, вібраційний
живильник), який подає матеріал у дробарку;
- Принцип: якщо потужність двигуна наближається до критичної межі
(перевантаження) або рівень матеріалу в робочій зоні надто високий, система
автоматично знижує швидкість подачі матеріалу. Навпаки, при недовантаженні –
збільшує швидкість подачі.
Керування розміром продукту (регулювання зазору):
- Мета: підтримувати необхідний вихідний розмір подрібненого матеріалу.
- Механізм: у валкових дробарках часто використовується клиновий або
гідравлічний пристрій для регулювання зазору між валками. У деяких конструкціях
58
один валок є рухомим і утримується пружинами або гідросистемою (для захисту від
предметів, що не дробляться).
- Керування: система автоматично контролює положення рухомого валка, щоб
забезпечити заданий вихідний розмір.
Захист від перевантаження та сторонніх предметів:
- Мета: запобігти пошкодженню валків і приводу.
- Сенсори: датчики сили (тиску) або струму двигуна.
- Дія: якщо предмет, що не дробляться потрапляє між валками, тиск або струм
різко зростає. У дробарках з гідравлічною або пружинною системою захисту рухомий
валок автоматично відходить, дозволяючи предмету пройти, а потім повертається у
вихідне положення.
Моніторинг технічного стану:
- Сенсори: датчики температури підшипників, вібрації, обертання валків.
- Дія: система контролює параметри і у разі виходу за допустимі межі видає
попереджувальний сигнал або автоматично зупиняє дробарку.
Схеми автоматизації процесу дроблення кісток за споживаною потужністю та
за питомими витратами енергії показано на рис. 3.1. На ньому показано: бункер 1;
пластинчастий живильник 2; грохот 3; валкова дробарка 4; конвеєр 5.
3.1.2 Структура автоматизованої системи
Схема автоматизованої системи керування технологічним процесом (АСКТП)
валкової дробарки може мати наступну структуру.
1. Польовий рівень (датчики та виконавчі механізми):
- Датчики струму/потужності двигуна;
- Датчики положення валків (зазору);
- Датчики температури та вібрації;
- Привід дробарки (електродвигун);
- Привід живильника (з частотним перетворювачем регулювання швидкості);
- Гідравлічна система регулювання/захисту.
59
2. Рівень керування (контролер):
- Датчики температури та вібрації;
- Привід дробарки (електродвигун);
- Привід живильника (з частотним перетворювачем регулювання швидкості);
- Гідравлічна система регулювання/захисту.
3. Рівень керування (контролер):
- Програмований логічний контролер (ПЛК / PLC): центральний елемент, який
збирає дані з датчиків, виконує алгоритми керування (наприклад, алгоритм
регулювання подачі) та формує команди для виконавчих механізмів;
- Операторський рівень (інтерфейс);
- Автоматизоване робоче місце (АРМ) або панель оператора (HMI): графічний
інтерфейс для відображення технологічних параметрів (струм, зазор, температура),
стану обладнання (працює/зупинка, аварія) та введення оператором уставок.
4. Алгоритм пуску та роботи (спрощена схема):
- Перевірка блокування: система перевіряє готовність усього обладнання
(наприклад, чи працює конвеєр, що приймає подрібнений матеріал);
- Пуск дробарки: подається команда на запуск двигуна дробарки.
- Пуск живильника: після виходу дробарки на робочий режим (контроль за
швидкістю/струмом) вмикається живильник.
5. Регулювання подачі: ПЛК безперервно контролює струм двигуна дробарки:
- Якщо струм менше струму оптимального завантаження, швидкість
живильника ЗБІЛЬШУЄТЬСЯ;
- Якщо струм більше струму максимально допустимого навантаження,
швидкість живильника ЗМЕНШУЄТЬСЯ.
6. Аварійна зупинка: у разі критичного перевищення струму, критичної
вібрації, або спрацьовування захисту (відхід рухомого валка), система зупиняє
живильник, а потім зупиняє дробарку.
Для отримання детальних електричних принципових та монтажних схем, як
правило, потрібно звертатися до документації конкретного виробника обладнання
(наприклад, Metso, FLSmidth, Sandvik).
60
3.2 Вдосконалення регулювання зазору між віджимними валками
При дробленні кісток на валкових дробарках велике значення має зазор між
робочими валками. Великий зазор може привести до утворення великої фракції
кісткового борошна, а занадто мале значення зазору може привести до занадто малої
фракції, що не відповідає технічним вимогам на виготовлення кісткового борошна.
Також потрібно не допускати перекіс валків при їх регулюванні. В валковій
дробарці вирішено зробити шкалу на регулювальних ручках. Один оберт ручки
залежить від кроку різьби гвинта. Один оберт регулювальної ручки дорівнює 2 мм.
Таким чином якщо ручки встановлювати на однакові поділки з обох сторін і зроблена
однакова кількість обертів маховичка то ми виключимо можливість перекосу валків.
Робота вузла: при обертанні ручки 1 через передачу гвинт-гайка обертовий рух
перетворюється в поступальний рух і змушує рухатися валок 11 вгору або вниз в
залежності від напрямку обертання ручки. Щоб запобігти самовільній зміні зазору під
час роботи, встановлена фіксуюча ручка 2. Для регулювання відстані між центрами
зірочок валків при зміні зазору встановлений натяжний пристрій.
1 2
6 3 4
5
1 – маховичок регулювання зазору між валками; 2 – ручка фіксації, при
затиснені якої виключається можливість зміни зазору між валками при роботі;
3 – верхній регулювальний віджимний валок; 4 – станина машини; 5 – нижній,
не рухомий у вертикальному напрямку віджимний валок; 6 – приводна зірочка
Рисунок 3.1 – Схема розташування валків
61
1 – шкала регулювання; 2 – маховичок; 3 – підшипник; 4 – фіксуюча рукоятка;
5 – кришка підшипника; 6 – станина; 7 – гвинт регулювання
Рисунок 3.2 – Схема розташування шкали для виставлення зазору
Висновок до розділу 3
В науково-дослідному розділі розглянута автоматизація валкової дробарки та
технічна пропозиція.
В автоматизації валкової дробарки приведена схема автоматизації валкової
дробарки та структура автоматизованої системи.
При дробленні кісток на валкових дробарках велике значення має зазор між
робочими валками. Таким чином при вдосконаленні вузла регулювання зазору між
валками ми домоглися збільшення точності регулювання зазору, зменшення перекосу
валків під час роботи, що дає змогу бути впевненим в надійності даного вузла.
62
РОЗДІЛ 4
ТЕХНОЛОГІЧНИЙ РОЗДІЛ
4.1 Формулювання службового призначення
Шківи призначені для передавання крутного моменту з одного валу до
паралельно розміщеного іншого валу, зі зміною чи без зміни частоти їх обертів, за
допомогою клинопасових ременів, які встановлюються в пази шківів.
Деталь «шків» – це фрикційне колесо з канавками по колу, яке передає рух
приводним пасам з валу електродвигунів на валки дробарки. Шків використовується
як одна з основних частин пасової передачі. Шківи є швидкозношувані деталі, тому
розробка технологічного виготовлення деталі є актуальною, так як її виготовлення
потрібно виконувати в механічно ремонтних цехах (РМЦ) переробних заводів по
виготовленню продуктів харчування.
4.2 Вибір та обґрунтування матеріалу деталі
Так як швидкість шківів більше 30 м/с, виготовляємо їх сталі Ст3
(конструкційна вуглецева сталь звичайної якості), що відповідає вимогам стандарту
ДСТУ 2651:2005.
Як матеріал для заміни обираємо конструкційну вуглецева сталь звичайної
якості Ст3сп, що відповідає вимогам стандарту ДСТУ 2651:2005, яка має дещо кращі
механічні властивості.
Хімічний склад конструкційної вуглецевої сталі звичайної якості Ст3 і
матеріалу замінника Ст3сп наводимо в таблиці 4.1.
Таблиця 4.1 – Хімічний склад матеріалу деталі і матеріалу-замінника
Не більше
Марга-
Мате- Вуглець Кремній Мідь Нікель Сірка Фосфор Хром
нець
ріал (С), % (Si), % (Сu), (Ni), (S), (P), % (Cr),
(Mn), %
% % % %
Ст3 0,14-22 0,05-17 0,4-0,65 0,3 0,3 0,05 0,04 0,3
Ст3сп 0,14-22 0,15-30 0,4-0,65 0,3 0,3 0,05 0,04 0,3
63
Механічний склад сталей Ст3 і Ст3сп наводимо в таблиці 4.2 і 4.3.
Таблиця 4.2 – Механічні властивості матеріалу Ст3 при Т = 20 оС
Термообробка, стан поставки ��в ��т ���� �� ������ Термообробка
Прокат гарячекатаний до 20 мм 370-480 245 26 – – Стан поставки
Поковки до 100 мм 310-420 235 25 – – Стан поставки
Таблиця 4.3 – Механічні властивості матеріалу ВСт3сп при Т = 20 оС
Термообробка, стан поставки ��в ��т ���� �� ������ Термообробка
Прокат гарячекатаний до 20
370-480 245 26 – – Стан поставки
мм
Поковки до 100 мм 353 175 28 55 640 Нормалізація
Поковки від 100 до 300 мм 353 175 24 50 590 Нормалізація
Технологічні властивості сталей Ст3 і Ст3сп наводимо в таблиці 4.4.
Таблиця 4.4 – Технологічні властивості матеріалу деталі і матеріалу-замінника
Матеріал Зварюваність Флокеночутливість
Зварюваність відбувається без підігріву і без
Ст3 Не чутлива
послідуючої термообробки
Зварюваність відбувається без підігріву і без
Ст3сп Не чутлива
послідуючої термообробки
Умовні позначення в таблицях:
��в і ��т – границя короткочасної міцності і границя пропорційності, МПа;
���� – відносне видовження при розриві, %;
�� – відносне звуження, %;
������ – ударна в’язкість, кДж/м2.
2.3 Аналіз технологічності конструкції деталі
Визначимо кількість поверхонь, які відповідають певному квалітету та
занесемо в таблицю 4.5.
64
Таблиця 4.5 – Визначення кількості поверхонь даного квалітету
Квалітет 7 9 11 12 13 14 15 16
Кількість розмірів 1 2 1 2 1 3 1 1
До основних параметрів технологічності належать: коефіцієнт точності;
коефіцієнт шорсткості; коефіцієнт використання матеріалу.
Коефіцієнт точності, який визначається за формулою:
1 1
���� = 1 − = 1 − = 0,918, (4.1)
��ср 12,17
де ��ср – середній квалітет точності поверхонь деталей.
Середній квалітет точності поверхонь деталей визначається за формулою:
∑��
��=1(���� · ��) 7 · 1 + 9 · 2 + 11 · 1 + 12 · 2 + 13 · 1 + 14 · 3 + 15 · 1 + 16 · 1
��ср = = =
�� 12
146
= = 12,17. (4.2)
12
Шорсткість і кількість поверхонь показана в табл. 4.6.
Таблиця 4.6 – Визначення кількості поверхонь даної шорсткості
Шорсткість Ra1,6 Ra6,3 Ra12,5 Rа25
Кількість поверхонь 11 3 1 8
Коефіцієнт шорсткості, який визначається за формулою:
1 1
��ш = = = 0,092, (4.3)
��ср 10,83
де Бср – середнє значення шорсткості поверхонь даної деталі.
Середнє значення шорсткості поверхонь даної деталі визначається за
формулою:
65
∑��
��=1(���� · ��) 1,6 · 11 + 6,3 · 3 + 12,5 · 1 + 25 · 8 146
Бср = = = = 10,83. (4.4)
�� 23 12
Коефіцієнт використання матеріалу:
��д 21
��вм = = = 0,86, (4.5)
��3 24,4
де ��д – маса деталі, ��д = 21 кг;
��3 – маса заготовки, ��3 = 24,4 кг.
Виходячи з значень ��ср = 12,17; Бср = 10,83; ��вм = 0,86 – деталь
технологічна.
4.4 Вибір методів і кількості ступенів обробки поверхонь (МОП)
Ескіз деталі з номерами поверхонь показаний на рис. 4.1
Розробляєм маршрутну схему поетапної механічної обробки поверхонь деталі.
Результати представляємо у вигляді таблиці 4.7.
Рисунок 4.1 – Ескіз деталі з номерами поверхонь
66
Таблиця 4.7 Маршрутна схема поетапної механічної обробки поверхонь
Номери поверхонь Квалітети
Етапи обробки
1 2 3 4 5 6 7 8 9
X X X X X X X X X 17
X X X X X X X X X 16
Заготівельний етап
X X X X X X X X X 15
X X X X X X X X X 14
X X X X X X X X X 13
Чорнова обробка X X X X X X X X X 12
X X X 11
X X X 10
Напівчистова обробка
X X X 9
X 8
Чистова обробка
X 7
Визначення числа ступенів обробки на основі розрахунків загального уточнення:
��
��з ��з ��1 ����−1
�� = = · · … · = ��1 · ��2 · … · ���� = ∑ ���� , (4.6)
��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.
Для першого ступеня чистової обробки величина уточнення �� > 6; для
проміжних ступенів напівчистової обробки �� = 3 ÷ 6; для ступенів чорнової обробки
з допусками точності IT5 ÷ IT7 �� < 3.
Поверхня 1: розмір Ø50Н7+(0,025), допуск на розмір заготовки ��з = 0,62 мм.
Визначимо розрахункове уточнення за формулою:
67
��з 0,62
��р = = = 24,8, (4.7)
��д 0,025
де ��з – допуски заготовки, ��з = 0,62 мм;
��д – допуски деталі, ��д = 0,025 мм.
Число ступенів обробки розраховую за формулою:
log �� log 24,8
�� = = ≈ 3. (4.8)
0,46 0,46
Варіанти МОП:
- Розточити поверхню начорно (IT12) ��1 = 0,25 мм;
- Розточити поверхню напівчисто (IT9) ��2 = 0,062 мм;
- Розточити поверхню начисто (IT7) ��3 = 0,025 мм.
��з 0,62
��1 = = = 2,48 (4.9)
��1 0,25
��1 0,25
��2 = = = 4,04 (4.10)
��2 0,062
��2 0,062
��3 = = = 2,48 (4.11)
��3 0,025
Уточнення для всього процесу:
��1 · ��2 · ��3 = 2,48 · 4,04 · 2,48 = 24,85 > ��р = 24,8. (4.12)
Умова уточнення для всього процесу згідно формули 4.13 виконується.
Поверхня 2: розмір Ø206,6h9(-0,115), допуск на розмір заготовки ��з = 1,15 мм.
Визначимо розрахункове уточнення за формулою:
68
��з 1,15
��р = = = 10, (4.13)
��д 0,115
де ��з – допуски заготовки, ��з = 1,15 мм;
��д – допуски деталі, ��д = 0,115 мм.
Число ступенів обробки розраховую за формулою:
log �� log 10
�� = = ≈ 2. (4.14)
0,46 0,46
Варіанти МОП:
- Розточити поверхню начорно (IT12) ��1 = 0,29 мм;
- Розточити поверхню напівчисто (IT9) ��2 = 0,115 мм;
��з 1,15
��1 = = = 3,97 (4.15)
��1 0,29
��1 0,29
��2 = = = 2,52 (4.16)
��2 0,115
Уточнення процесу:
��1 · ��2 = 3,97 · 2,52 = 10 ≥ ��р = 10. (4.17)
Умова уточнення для всього процесу згідно формули 4.17 виконується.
Поверхня 3: розмір 14Js9(±0,021), допуск на розмір заготовки ��з = 0,43 мм.
Визначимо розрахункове уточнення за формулою:
��з 0,43
��р = = = 10,2, (4.18)
��д 0,042
де ��з – допуски заготовки, ��з = 0,43 мм;
��д – допуски деталі, ��д = 0,042 мм.
69
Число ступенів обробки розраховую за формулою:
log �� log 10,2
�� = = ≈ 2. (4.19)
0,46 0,46
Варіанти МОП:
- Протяжка пазу начорно (IT11) ��1 = 0,11 мм;
- Протяжка пазу напівчисто (IT9) ��2 = 0,043 мм.
��з 0,43
��1 = = = 3,92 (4.20)
��1 0,11
��1 0,11
��2 = = = 2,56 (4.21)
��2 0,043
Уточнення для всього процесу:
��1 · ��2 = 3,92 · 2,56 = 10,03 ≥ ��р = 10. (4.22)
Умова уточнення для всього процесу згідно формули 4.22 повністю
виконується.
Поверхні 4 і 5: розмір 80(±0,25), допуск на розмір заготовки ��з = 1 мм.
Визначимо розрахункове уточнення за формулою:
��з 1
��р = = = 2, (4.23)
��д 0,5
де ��з – допуски заготовки, ��з = 1 мм;
��д – допуски деталі, ��д = 0,5 мм.
Число ступенів обробки розраховую за формулою:
log �� log 2
�� = = ≈ 1. (4.24)
0,46 0,46
70
Варіанти МОП:
- Підрізати торець начорно (IT12) ��1 = 0,4 мм.
��з 1
��1 = = = 2,5 (4.25)
��1 0,4
Уточнення для всього процесу:
��1 = 2,5 ≥ ��р = 2. (4.26)
Умова уточнення для всього процесу згідно формули повністю 2.26
виконується.
Поверхня 6: розмір 13,1(+0,2), допуск на розмір заготовки ��з = 0,43 мм.
Визначимо розрахункове уточнення за формулою:
��з 0,43
��р = = = 2,15, (4.27)
��д 0,2
де ��з – допуски заготовки, ��з = 0,43 мм;
��д – допуски деталі, ��д = 0,2 мм.
Число ступенів обробки розраховую за формулою:
log �� log 2,15
�� = = ≈ 1. (4.28)
0,46 0,46
Варіанти МОП:
- Точити поверхню начорно (IT12) ��1 = 0,18 мм;
��з 0,43
��1 = = = 2,38 (4.29)
��1 0,18
де ��з – допуски заготовки, ��з = 0,43 мм;
��д – допуски деталі, ��д = 0,18 мм.
71
Уточнення для всього процесу:
��1 = 2,38 ≥ ��р = 2,15. (4.30)
Умова уточнення для всього процесу згідно формули 2.30 виконується.
Поверхня 7: розмір Ø80(+0,5), допуск на розмір заготовки ��з = 0,87 мм.
Визначимо розрахункове уточнення за формулою:
��з 0,81
��р = = = 1,74, (4.31)
��д 0,5
Число ступенів обробки розраховую за формулою:
log �� log 1,74
�� = = ≈ 1. (4.32)
0,46 0,46
Варіанти МОП:
- Розточити поверхню начорно (IT12) ��1 = 0,35 мм;
��з 0,87
��1 = = = 2,49 (4.33)
��1 0,35
де ��з – допуски заготовки, ��з = 0,87 мм;
��д – допуски деталі, ��д = 0,35 мм.
Уточнення для всього процесу:
��1 = 2,49 ≥ ��р = 1,74. (4.34)
Умова уточнення для всього процесу згідно формули 4.34 виконується.
Поверхні 8: розмір 85(+0,33) допуск на розмір заготовки ��з = 0,52 мм.
72
Визначимо розрахункове уточнення за формулою:
��з 0,52
��р = = = 1,58, (4.35)
��д 0,33
Число ступенів обробки розраховую за формулою:
log �� log 1,58
�� = = ≈ 1. (4.36)
0,46 0,46
Варіанти МОП:
- Точити поверхню начорно (IT12) ��1 = 0,21 мм;
��з 0,52
��1 = = = 2,5 (4.37)
��1 0,21
де ��з – допуски заготовки, ��з = 0,52 мм;
��д – допуски деталі, ��д = 0,21 мм.
Уточнення для всього процесу:
��1 = 2,5 ≥ ��р = 1,58. (4.38)
Умова уточнення для всього процесу згідно формули 4.38 виконується.
Поверхня 9: розмір Ø 20(±0,1) допуск на розмір заготовки ��з = 0,52 мм.
Визначимо розрахункове уточнення за формулою:
��з 0,52
��р = = = 2,6, (4.39)
��д 0,2
Число ступенів обробки поверхні:
log �� log 2,6
�� = = ≈ 1. (4.40)
0,46 0,46
Всі вище розраховані дані заносимо до таблиці 4.8.
73
Таблиця 4.8 – Методи обробки поверхонь
№ Розмір
Допуск Допуск
поверхні,
заготовки, деталі, Методи обробки поверхонь
квалітет
ТЗ ,мм ТД ,мм
точності
Розточити поверхню начорно 2,48
+0,025 Розточити поверхню
1 Ø50Н7( ) 0,62 0,025
напівчисто 4,04
Розточити поверхню начисто 2,48
(-0,115) Точити поверхню начорно 3,97
2 Ø206,6Н9 1,15 0,115
Точити поверхню напівчисто 2,52
Протягнути паз начорно 3,92
3 14Js9(±0,021) 0,43 0,042
Протягнули паз напівчисто 2,56
4,5 80(±0,25) 1 0,5 Підрізати торець начорно 2,5
6 13,1(+0,2) 0,43 0,2 Точити поверхню начорно 2,38
7 Ø80(+0,5) 0,87 0,5 Розточити поверхню начорно 2,49
8 85(+0,33) 0,52 0,33 Точити поверхню начорно 2,5
9 Ø20(±0,1) 0,52 0,2 Свердлити отвір –
4.5 Вибір маршрутів обробки деталі
Таблиця 4.9 – Маршрути обробки деталі
74
Продовження таблиці 4.9
4.6 Розробка етапів технологічного процесу виготовлення деталі
Значення режимів різання поверхонь показано в табл. 4.10.
Нормування в машинобудуванні – це встановлення технічно обґрунтованих
норм часу нормування технологічних процесів здійснюють для кожної операції.
Норма часу, незалежно від типу верстата і методу обробки, визначається за
формулою:
��шт = ��о + ��д + ��тех + ��орг + ��п, (4.41)
де ��шт – штучний час на виконання, однієї операції, хв;
��о – основний (технологічний) 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.
Час технічного обслуговування робочого місця розраховується за формулою:
75
Таблиця 4.10 – Значення режимів різання поверхонь, які оброблюються
S0, V, n, N,
№ і назва операцій № переходу Розмір поверхні t, мм i, шт
мм/об м/хв хв-1 кВт
05 Відрізна 119 1,7 1 0,83 110 200 8
1
Установ А
1 117 2 1 0,83 110 200 8
100
2 Ø46 1,5 1 0,45 140 5,8
0
100
3 Ø48,6 1,3 1 0,27 160 4,5
0
15 Токарно- 160
4 Ø50Н7(+0,025) 0,7 1 0,14 280 3,1
гвинторізна 0
Установ Б
5 115(±0,25) 2 1 0,83 110 200 8
6 Ø90+0,5 1,5 13 0,45 140 500 8
7 Ø164-0,63 2 6 0,83 110 250 8
8 Ø193 2 1 0,83 110 200 8
9 Ø189h9-0,115 1 1 0,22 160 400 4,5
20 Горизонтально- 1 10 10 1 0,5 15 --- ---
протяжна 2 14 4 1 0,2 30 --- ---
25 Вертикально-
1 Ø19,8 Ø9,9 1 0,4 18,4 300 2,15
сверлильна
��тех = 0,06(��о + ��д). (4.42)
Час організаційного обслуговування робочого місця:
��орг = 0,08(��о + ��д). (4.43)
Час перерв у роботі розраховується за формулою:
��тех = 0,025(��о + ��д). (4.44)
Також при нормуванні операції визначають норму калькуляційного часу для
однієї деталі:
��п.з
��шт.к = ��шт + , (4.45)
��
де ��п.з – підготовчо-заключний час, що встановлюється за нормами;
�� – кількість деталей в партії.
76
Основний (технологічний) час розраховуємо за формулою:
��
��о = , (4.46)
���� · ��
де �� – довжина обробки, м;
�� – частота обертання, об/хв;
���� – подача, мм/об.
Результати розрахунків заносимо в табл. 4.11.
Таблиця 4.11 – Нормування операцій
№ і назва № пере- ТО, ТД, ТТЕХ, ТОРГ, ТП, ТШТ, ТПЗ, ТШТ.К,
операцій ходу хв хв хв хв хв хв хв хв
05 Відрізна 1 1,19 - - - - - - -
ΣТ, хв 1,19 2,20 0,203 0,27 0,08 3,95 20 5,95
Установ
А 1,19 - - - - - - -
1
2 0,10 - - - - - - -
3 0,18 - - - - - - -
20 4 0,22 - - - - - - -
Токарно- Установ
гвинторізна Б 1,19 - - - - - - -
5
6 0,4 - - - - - - -
7 0,79 - - - - - - -
8 1,16 - - - - - - -
9 2,15 - - - - - - -
ΣТ, хв 7,38 13,6 1,262 1,68 0,52 24,5 24 26,9
20 0,03
1 - - - - - - -
Горизонтально- 4
протяжна 2 0,04 - - - - - - -
ΣТ, хв 0,07 0,13 0,013 0,017 0,05 0,246 10 1,246
25 1 0,16 - - - - - - -
Вертикально-
2 0,02 - - - - - - -
сверлильна
ΣТ, хв 0,19 0,35 0,033 0,044 0,01 0,633 15 2,133
ΣТшт.к., хв - - - - - - - 36,23
77
4.7 Логічна оцінка варіантів МОД і вибір найбільш прийнятного
Критеріями вибору варіанта технологічного процесу є:
1. Оцінка доцільності прийнятого метода виготовлення заготовки;
2. Забезпечення заданої точності по всім розмірам, а також заданих параметрів
шорсткості;
3. Можливість використання стандартного різального, вимірювального
інструменту і пристроїв;
4. Число, складність технологічного обладнання, пристроїв, різальних і
вимірювальних інструментів;
5. Оцінка можливості автоматизації операцій і процесу в цілому.
За другим маршрутом обробки деталі забезпечення точності розмірів по
лінійним розмірам більша за рахунок меншої кількості установок та переустановок.
Параметри шорсткості в обох маршрутах однакові.
Як в першому так і в другому маршрутах можна використовувати стандартний
різальний та вимірювальний інструмент.
Скорочення трудомісткості виготовлення деталі забезпечується за рахунок
скорочення допоміжного часу, часу на переналадку верстатів за рахунок
використання зменшення кількості використаних верстатів, а також за рахунок
зменшення кількості спеціальних верстатних пристроїв.
Зваживши на все, приходимо до висновку, що вибраний варіант МОД є більш
раціональним, тому приймаю його за базовий для подальшої розробки.
4.8. Вибір інструменту
4.8.1 Вибір пристроїв
При дрібносерійному типі виробництва доцільно застосовувати як універсальні
так і спеціальні верстатні пристрої, тобто при неможливості або ускладненості
застосування універсального обладнання можливе використання спеціального. Для
обробки даної деталі на токарно-гвинторізній операції з ЧПК її конструкція дозволяє
застосувати універсальні патрони. На інших операціях, а саме вертикально-фрезерна
78
та вертикально-свердлильна можна використати різні лещата, притискачі, підкладки,
пластини і т.д.
В залежності від розмірів оброблюваної заготовки, виду і точності обробки,
типу виробництва вибираємо різальний і допоміжний інструмент.
Патрон 7100-0009 – це трикулачковий токарний патрон, що сам центрується
діаметром 250 мм, призначений для точної фіксації заготовок на токарних верстатах,
що відповідає вимогам ДСТУ 2675-80 (для самого патрона), має різні класи точності
(Н, П, В) та комплектується прямими чи зворотними кулачками.
Основні характеристики та відповідність ДСТУ:
- Тип: 3-х кулачковий, що сам центрується;
- Діаметр: 250 мм;
- Призначення: точна фіксація циліндричних, шестигранних заготовок;
- Посадка: на планшайбу за стандартом;
- Клас точності: може бути Н (нормальний), П (підвищений) або В (високий);
- Стандарт: відповідає вимогам ДСТУ (ГОСТ) 2675-80;
- Кулачки: цільні (калені) з можливістю використання прямих і зворотних.
Для закріплення деталі на токарній операції з ЧПК вибираємо патрон
зображений на рисунку 4.2.
Рисунок 4.2 – Патрон 7100-0009 ДСТУ 2675-80
79
4.8.2 Різці
Різці призначені для обточки зовнішніх поверхонь обертання, тобто
циліндричних валиків, конічних поверхонь великої довжини і подібних до них
деталей. Для виготовлення шківів доцільно використовувати прохідні різці.
Прохідні різці бувають прямі і відігнуті. Відігнуті різці отримали широке
застосування із-за їх універсальності, більшій жорсткості, можливості вести обробку
в менш доступних місцях.
Відігнутими різцями можна працювати при подовжній і поперечній подачах і
вести обточування зверху, підрізування торців, зняття фасок.
Прохідні різці можуть бути чорнові і чистові. Чистові різці мають більший
радіус закруглення, що забезпечує чистіше отримання обробленої поверхні. Для
виготовлення шківів обираємо два різця: для чорнового та чистового точіння.
Відігнуті різці зображені на рисунку 4.3.
Рисунок 4.3 – Відігнуті різці
4.9 Вибір верстатів
Попередньо обладнання вибираємо паралельно з розробкою МОД відповідно
до типу виробництва. Згідно з класифікацією верстатів, верстатне обладнання
поділяється на такі види: верстати широкого або загального призначення
80
(універсальні); верстати високої продуктивності; верстати спеціалізовані та
спеціальні.
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 верстати:
- токарно-гвинторізний верстат моделі 16К20;
- горизонтально-протяжний.
Використання цих верстатів дасть змогу виготовити деталь повністю.
4.9.1 Токарно-гвинторізний верстат моделі мод. 16К20
Токарно-гвинторізний верстат моделі мод. 16К20 показаний на рис. 4.4.
Рисунок 4.4 – Токарно-гвинторізний верстат моделі мод. 16К20
Універсальний токарно-гвинторізний верстат моделі мод. 16К20 виконує такі
види робіт:
- обробку деталей в вигляді циліндричної і конічної форми;
81
- рихтування торців;
- нарізання різьби різного виду;
- Операції по свердлінню і відрізанню.
Технічна характеристика токарно-гвинторізного
верстату моделі 16К20
Найбільший діаметр оброблюваної заготовки:
над станиною …………………………………..……………..…….….....250
над супортом……………………………………....…………………..….145
Найбільша довжина оброблюваної заготовки……………………...................500
Крок 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
4.9.2 Горизонтально-протяжний верстат СПГ-12
Горизонтально-протяжний верстат – це металорізальний верстат для точної
обробки внутрішніх (іноді зовнішніх) поверхонь деталей методом протягування, де
інструмент (протяжка) рухається горизонтально, протягуючи отвори різної форми
(круглі, шліцеві, шпоночні пази) з високою швидкістю і точністю, що робить його
ідеальним для масового виробництва, хоча може використовуватися і в серійному.
Призначення та застосування:
- Обробка отворів: створення внутрішніх поверхонь різного профілю (круглі,
шліцеві, шестигранні) та шпоночних пазів;
82
- Виробництво: використовується в масовому, крупносерійному,
дрібносерійному та одиничному виробництві;
- Універсальність: при оснащенні спеціальними пристосуваннями може
обробляти й зовнішні поверхні.
Основні характеристики:
- Горизонтальна конструкція: інструмент і деталь розташовані горизонтально,
що зручно для обробки довгих заготовок;
- Механізм протягування: часто використовує черв'ячні редуктори та шарико-
гвинтові пари (ШГП) для точного та потужного руху;
- Висока точність: забезпечує високі вимоги до якості обробки завдяки
стабільному тяговому зусиллю;
- Швидкість: оптимальні режими різання для різних матеріалів.
Приклади моделей:
- СПГ-12: компактний верстат для обробки невеликих заготовок та шпоночних
пазів;
- 7А534, 7Б56: класичні моделі для внутрішнього протягування, що здатні до
автоматизації.
На рис. 4.5 показаний верстат СПГ-12.
Основні переваги верстата СПГ-12:
- простота експлуатації;
- мобільність та компактність конструкції;
- ефективна швидкість протягування;
- якісні кульково-гвинтові пари HIWIN;
- загартовані та шліфовані напружуючі вали;
- надійний черв’ячний привід виробництва ЄС.
Технічна характеристика моделі СПГ-12:
- Ширина канавки макс. – 12 мм.
- Тяга - 30kH = 3т.
- Швидкість протягування – 1250 мм/хв.
- Швидкість повернення – 2500 мм/хв.
83
- Потужність приводу – 3,0 квт.
- Діаметр заготівлі макс. – 310 мм.
- Довжина протяжки макс. – 1105 мм.
- Габарити – 2510х660х1550 мм.
- Вага – 180 кг.
Рисунок 4.5 – Горизонтально-протяжний верстат моделі СПГ-12
4.10 Технологічний процес ремонту деталі
Зварювання металів – це процес, в результаті якого утворюється нероз’ємне
з’єднання шляхом встановлення міжатомних зв’язків між зварюваними частинами
при їх місцевому або загальному нагріванні, пластичній деформації або при
спільному впливі того й іншого. Сучасні технології дозволяють робити зварку
практично в будь-яких умовах: як у спеціально обладнаному цеху, так і на відкритому
повітрі, під водою і навіть у космосі. Для виконання зварних з’єднань необхідне
джерело енергії, ним може бути: електрична дуга, газ, що горить, електронний
промінь, лазерне випромінювання, ультразвук, тертя.
84
За основними фізичними ознаками виділяють три класи зварних з’єднань, в
залежності від використовуваної форми енергії: термічний клас – використовується
теплова енергія, термомеханічний клас – теплова енергія і тиск, механічний клас –
механічна енергія і тиск.
До термічного класу відносять такі види зварювання: електродугове,
газополум’яне, плазмове, лазерне, електронно-променеве, електрошлакове. Самий
перший в історії вид зварювання металів – ковальський, відноситься до
термомеханічної класу, також до цього класу відносять: контактний, дифузійний,
зварку високочастотними струмами і зварювання тертям. Механічний клас включає
зварку вибухом, ультразвукове і холодне зварювання.
Зварювання використовують для усунення тріщин, пробоїн, відламів та інших
механічних пошкоджень деталей. До переваг зварювання можна віднести швидкість
виконання операцій, відносно нескладне технологічне обладнання та економічність
процесів. Проте зварювання має і ряд недоліків: змінювання структури основного
металу в зоні термічного впливу і поява місцевих напружень, що призводить до
жолоблення деталей, зниження втомленої міцності і навіть появи тріщин.
Самим широко поширеним способом зварювання металів є електродугове
зварювання. Електричне дугове зварювання – це процес з’єднання металевих
заготовок шляхом розплавлення їх кромок теплом електричної дуги з наступною
сумісною кристалізацією розплавленого металу. Для дугового зварювання
застосовують як постійний, так і змінний струм. Джерелами постійного струму
служать зварювальні генератори постійного струму і зварювальні випрямлячі. При
зварюванні змінним струмом використовують переважно зварювальні
трансформатори. Оскільки режим дугового зварювання характеризується частими
короткими замиканнями, то для обмеження струму короткого замикання джерела
струму у більшості випадків мають так звану спадну зовнішню характеристику.
Зовнішньою характеристикою – називається залежність між напругою �� на
затискувачах джерела струму і струмом навантаження ��. Спадною ж
характеристикою називається такий характер цієї залежності, коли зі збільшенням
струму навантаження напруга на клемах джерела струму зменшується.
85
Для ручного дугового зварювання використовують електроди, що
розплавляються, і електроди, що не розплавляються. Найчастіше зварювання
проводять електродами, що розплавляються. Їх виготовляють із сталевого
зварювального дроту у вигляді стержнів діаметром від 1 до 12 мм (у більшості
випадків до 6 мм) і довжиною від 150 до 450 мм, на які нанесені покриття. Електроди
класифікують за такими ознаками: матеріалом, з якого вони виготовлені;
призначенням для зварювання відповідних сталей; товщиною покриття, нанесеного
на стержень; видом покриття; характером шлаку, який утворюється при розплавленні
покриття; технічними властивостями металу шва; просторовими положеннями
зварювання, родом та полярністю зварювального струму.
Ручна дугова зварка зручна при виконанні коротких і криволінійних швів,
наприклад, при виготовленні закладних деталей, і при роботі у важко доступних
місцях, наприклад, при виготовленні металоконструкцій на замовлення і їх монтажі.
Автоматичне зварювання під флюсом застосовують у серійному і масовому
виробництвах при необхідності влаштування довгих прямолінійних або кільцевих
швів, наприклад, при виготовленні підкранових балок.
Підготовка деталей до зварювання.
У більшості випадків деталі, що надходять у ремонт, бувають дуже забруднені,
замастилені, покриті іржею чи фарбою, тому вони мають бути попередньо очищені.
Тріщини (якщо дозволяє характер подальшої роботи деталі) заварюються перед
наплавлювальними роботами. Потім це місце ретельно зачищається і обробляється.
Перед зварюванням тріщини (з’єднань у стик тощо) необхідно точно
встановити розташування тріщини (стика), а потім виконати скіс кромок.
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.
86
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, потрібно
ізолювати 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.
Тому кратери і непровари необхідно виводити з межі робочої поверхні, що
наплавляється, використовуючи для цього приставні тимчасові планки, кільця,
втулки тощо. Виготовлення цих планок і кілець для виводу початку і кінця валика,
що наплавляється, також входить в роботу з підготовки деталей до наплавлення.
Висновки до розділу 4
В розділі розроблений технологічний процес виготовлення деталі та приведено
технологічні розрахунки.
Для розробки технологічний процес виготовлення шестерні: сформульовано
службове призначення; вибрано матеріал деталі та матеріал-замінник; вибрано
принципову схему маршруту обробки деталі; Вибрано і обґрунтовано технологічні
бази; вибрано методи і кількість ступенів обробки поверхонь (МОП); вибрано
варіанти маршрутів обробки деталі (МОД); дана логічна оцінка варіантів МОД і вибір
найбільш прийнятного; вибір інструменту; вибір верстатів; Технологічний процес
ремонту деталі.
87
ЗАГАЛЬНИЙ ВИСНОВОК
Важливе значення в м’ясопереробній промисловості є переробка відходів.
Дробарки для подрібнення м’ясо-кісткової сировини використовуються для
переробки субпродуктів, мороженої риби, голів та суглобів. Це обладнання
застосовується в м’ясопереробних цехах, тваринницьких фермах, підприємствах для
виготовлення кормів. Кісткове борошно, один з продуктів переробки дробильного
обладнання, це необхідний компонент у виробництві кормів для тварин. Кісткове
борошно містить важливі для росту і розвитку тварини протеїни і білки.
Основними науковими та практичними результатами досліджень є:
1. Вирішення комплексу науково-практичних завдань, спрямованих на
обґрунтування технологічного процесу виробництва кісткового борошна та жиру.
2. Для покращення роботи валкової дробарки була запропоновані дві схеми
автоматизації та вдосконалення регулювання зазору між валками. Таким чином
значно покращується технологічний процес виробництва кісткового борошна та
жиру.
3. В розрахунковому розділі проведено розрахунок пара-метрів валкової
дробарки: кут захоплення, швидкість обертання вальців, їх діаметр, продуктивність
та витрату енергії при експлуатації машини. Проведено розрахунок клинопасової
передачі: діаметр шківів клинопасової передачі; визначення міжосьової відстані для
клинопасової передачі; довжини ременя клинопасової передачі; число ременів, яке
необхідне для передачі заданої потужності.
4. В розділі розробка технологічного процесу виготовлення деталі розроблено
технологічний процес виготовлення шківа.
5. Результати роботи рекомендовані до впровадження на підприємствах
м’ясопереробної промисловості.
88
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ
1. Рвачов В.В., Гуртовий М.В. Технологічне обладнання харчових виробництв.
Механічне обладнання. Навчальний посібник для студентів вищих навчальних
закладів. - О.: Астропринт, 2005. – 348 с.
2 Боровик А.І. Монтаж, діагностика, ремонт технологічного обладнання,
навчальний посібник: - Черкаси: ЧДТУ. - 2006 р. – 311 с.
3 П.С. Берник, З.А. Стоцько, І.П. Паламарчук, В.В. Яськов, І.А. Зозуляк.
Механічні процеси і обладнання переробного та харчового виробництва. - Львівська
політехніка, 2004р.
4 Малежик І.Ф. Процеси та апарати харчових виробництв . - К.: НУХТ, 2003. –
400 с.
5 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.
6 Ванін В.В., Бліок А.В., Гнітецька Г.О. Оформлення конструктторської
документації: Навч. посіб., 3-є вид. – К.: Каравела, 2004. – 160 с.
7. Практикум з годівлі сільськогосподарських тварин / І.І. Ібатуллін, Ю.О.
Панасенко, В.К. Кононенко – К.; Вища освіта, 2003. – 432 с. ISBN 966-8081-06-4
8 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.
9 Закалов О.В., Закалов І.О, Технологічне обладнання харчових виробництв. –
Тернопіль, 2000. – 406 с.
10 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.
11 Методичні рекомендації до практичних занять з дисципліни: «Технологічне
обладнання харчових та торгівельних підприємств» для здобувачів освітнього
89
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.
12 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.