Підвищення питомої продуктивності кутера Л5-ФКБ-М

Шевченко, Олександр Ігорович
Please use this identifier to cite or link to this item: https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/6785
Title:	Підвищення питомої продуктивності кутера Л5-ФКБ-М
Authors:	Філімонова, Надія Вікторівна Шевченко, Олександр Ігорович
Keywords:	кутер;питома продуктивність;вдосконалення;подрібнення;нагрів м’яса;гідродинамічний підшипник
Issue Date:	2025
Abstract:	Обсяг роботи. Кваліфікаційна робота магістра складається із вступу, 5 розділів, висновків, списку використаних джерел, що включає 11 найменувань, додатків. Роботу викладено на 84 аркушах, вона містить 34 рисунків, 10 таблиць. Мета роботи – підвищення питомої продуктивності кутера шляхом покращення його подрібнювальної здатності при збільшеній кількості ножів в його ножовій головці та використанні підшипників ножового валу із підвищеною несучою здатністю. Об'єкт дослідження – процес подрібнення м’ясної сировини в кутері. Предмет дослідження – вплив кількості ножів в ножовій головці кутера на параметри процесу подрібнення м’ясної сировини. Для досягнення поставленої мети необхідно вирішити задачі: - проаналізувати технічний рівень сучасних кутерів та визначити перспективний шлях підвищення їх питомої продуктивності; - розробити вдосконалені конструкції системи ножового валу кутера та його ножової головки; - експериментально дослідити вплив кількості ножів в ножовій головці кутера на тривалість процесу подрібнення м’ясної сировини та на динаміку її нагріву під час подрібнення. Методи дослідження: в кваліфікаційній роботі магістра використовувалися експериментальні дослідження в лабораторних умовах. Результати роботи та їх новизна: - експериментально досліджено вплив кількості ножів в ножовій головці кутера на тривалість процесу подрібнення м’ясної сировини та на динаміку її нагріву під час подрібнення, встановлено, що збільшення ножів в ножовій головці у 2 рази сприяє підвищенню продуктивності кутера в 1,8 рази, нагрів сировини при цьому не перевищує допустимі норми. Практичне значення результатів: розроблено вдосконалені конструкції системи ножового валу кутера та його ножової головки.
URI:	https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/6785
Appears in Collections:	133 Галузеве машинобудування (Обладнання переробних і харчових виробництв)
Files in This Item:
File	Description	Size	Format
КРМ Шевченко.pdf Restricted Access		1.15 MB	Adobe PDF	View/Open Request a copy
Show full item record
Extracted text
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ 
ЧЕРКАСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНОЛОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ 
(повне найменування вищого навчального закладу)  
Факультет електронних технологій, автотранспорту та машинобудування 
(повна назва факультету) 
Кафедра проектування харчових виробництв та верстатів нового покоління 
(повна назва кафедри) 
 
 
 
 
ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА 
до кваліфікаційної роботи магістра 
 
 
 
 
на тему: «Підвищення питомої продуктивності кутера» 
 
Другий (магістерський) 
(освітньо-кваліфікаційний рівень) 
 
мПВ43.133025.000 ПЗ 
 
 
Виконав: здобувач вищої освіти 
 2 курсу, групи мПВ-43 
спеціальності G11 Машинобудування 
   (шифр і назва спеціальності) 
Обладнання переробних і харчових виробництв 
   (освітня програма) 
Олександр ШЕВЧЕНКО  
(ім’я та прізвище) 
Керівник Надія ФІЛІМОНОВА 
      (ім’я та прізвище) 
Рецензент ___________________ 
       (ім’я та прізвище) 
 
 
 
 
 
 
Черкаси 2025 
 
ЧЕРКАСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНОЛОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ 
Факультет електронних технологій, автотранспорту та машинобудування  
(повна назва факультету) 
Кафедра проектування харчових виробництв та верстатів нового покоління  
(повна назва кафедри) 
 
Другий (магістерський)    
(рівень вищої освіти) 
G 11 Машинобудування         
(шифр і назва спеціальності) 
Обладнання переробних і харчових виробництв 
  (назва освітньо-професійної програми) 
 
 
ЗАТВЕРДЖУЮ: 
завідувач кафедри ПХВ ВНП 
Василь ОСИПЕНКО   
     
«____»_____________2025 р.  
 
З  А  В  Д  А  Н  Н  Я 
НА КВАЛІФІКАЦІЙНУ РОБОТУ МАГІСТРА  
ЗДОБУВАЧУ ВИЩОЇ ОСВІТИ 
 
____________________Шевченку Олександру Ігоровичу________________________ 
 
(прізвище, ім’я,  по батькові)
1. Тема магістерської кваліфікаційної роботи: «Підвищення питомої 
продуктивності кутера» 
Керівник магістерської кваліфікаційної роботи:  
Філімонова Надія Вікторівна, к. т. н., доцент____________________ 
( прізвище, ім’я, по батькові, науковий ступінь, вчене звання) 
Затверджені наказом Черкаського державного технологічного університету від 
“___”____________2025      року №_____ 
2. Строк подання студентом магістерської роботи _____________ 2025 р.  
3.Вихідні дані до магістерської кваліфікаційної роботи: технічний опис кутера Л5-
ФКБ. 
4. Зміст розрахунково-пояснювальної записки (перелік питань, які потрібно 
розробити: анотація, вступ, порівняльний аналіз існуючих конструкцій і 
постановка задачі проектування машини, технологічні розрахунки машини, 
конструктивні, кінематичні,  гідравлічні, науково-дослідний розділ, висновки. 
5. Перелік графічного матеріалу (з точним зазначенням обов’язкових креслень): 
загальний вигляд машини, складальні креслення вузлів, креслення 
нестандартизованих деталей, результати проведених досліджень, маршрут  
обробки деталі, охорона праці.  
 
 
 
2 
 
6. Консультанти розділів магістерської кваліфікаційної роботи 
 
Прізвище, ініціали та посада  Підпис, дата 
Розділ 
консультанта завдання видав завдання прийняв 
1 Філімонова Н. В., доцент   
2 Філімонова Н. В., доцент   
3 Філімонова Н. В., доцент   
 
 
7. Дата видачі завдання_____________________________ 
 
КАЛЕНДАРНИЙ ПЛАН 
№ Назва етапів магістерської кваліфікаційної  Строк        
з/п роботи виконання етапів         Примітка 
проекту (роботи) 
1 Порівняльний аналіз існуючих конструкцій і   
постановка задачі проектування машини 
2 Технологічні розрахунки машини   
3 Конструктивні розрахунки машини   
4 Гідравлічні розрахунки машини   
5 Науково-дослідний розділ   
6 Оформлення креслень   
 
 
 
Здобувач вищої освіти:  __________________Олександр ШЕВЧЕНКО 
                                               ( підпис )                                            (прізвище та ініціали) 
 
Керівник кваліфікаційної роботи магістра:  ________________Надія ФІЛІМОНОВА 
                                                                                    ( підпис )                             (прізвище та ініціали) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3 
 
РЕФЕРАТ 
 
Обсяг роботи. Кваліфікаційна робота магістра складається із вступу, 3 
розділів, висновків, списку використаних джерел, що включає 8 найменувань, 
додатків. Роботу викладено на 43 аркушах, вона містить 14 рисунків, 5 таблиць.  
Мета роботи – підвищення питомої продуктивності кутера шляхом 
покращення його подрібнювальної здатності при збільшеній кількості ножів в 
його ножовій головці та використанні підшипників ножового валу із підвищеною 
несучою здатністю. 
Об'єкт дослідження – процес подрібнення м’ясної сировини в кутері. 
Предмет дослідження – вплив кількості ножів в ножовій головці кутера на 
параметри процесу подрібнення м’ясної сировини. 
Для досягнення поставленої мети необхідно вирішити задачі: 
- проаналізувати технічний рівень сучасних кутерів та визначити 
перспективний шлях підвищення їх питомої продуктивності; 
- розробити вдосконалені конструкції системи ножового валу кутера та 
його ножової головки; 
- експериментально дослідити вплив кількості ножів в ножовій головці 
кутера на тривалість процесу подрібнення м’ясної сировини та на динаміку її 
нагріву під час подрібнення; 
Методи дослідження: в кваліфікаційній роботі магістра використовувалися 
експериментальні дослідження в лабораторних умовах. 
Результати роботи та їх новизна: 
- експериментально досліджено вплив кількості ножів в ножовій 
головці кутера на тривалість процесу подрібнення м’ясної сировини та на 
динаміку її нагріву під час подрібнення, встановлено, що збільшення ножів в 
ножовій головці у 2 рази сприяє підвищенню продуктивності кутера в 1,8 рази, 
нагрів сировини при цьому не перевищує допустимі норми. 
Практичне значення результатів: розроблено вдосконалені конструкції 
системи ножового валу кутера та його ножової головки. 
4 
 
Ключові слова: кутер, питома продуктивність, вдосконалення, 
подрібнення, нагрів м’яса, кутерування, гідродинамічний підшипник . 
 
ABSTRACT 
 
Scope of work. The master’s qualification thesis consists of an introduction, 3 
chapters, conclusions, a list of references comprising 8 sources, and appendices. The 
thesis is presented on 43 pages and contains 14 figures and 5 tables. 
The aim of the work is to increase the specific productivity of the cutter by 
improving its chopping capacity through an increased number of knives in the knife 
head and the use of knife-shaft bearings with enhanced load-carrying capacity. 
Object of the study – the process of comminuting meat raw material in a cutter. 
Subject of the study – the influence of the number of knives in the cutter knife 
head on the parameters of the meat comminution process. 
To achieve the stated aim, the following tasks must be solved: 
 to analyse the technical level of modern cutters and determine a promising way to 
increase their specific productivity; 
 to develop improved designs of the cutter knife-shaft system and its knife head; 
 to experimentally investigate the effect of the number of knives in the cutter knife 
head on the duration of the meat comminution process and on the dynamics of its 
heating during comminution; 
Research methods: the master’s thesis employed experimental studies conducted 
under laboratory conditions. 
Results and novelty: 
the influence of the number of knives in the cutter knife head on the duration of 
the meat comminution process and on the dynamics of its heating during comminution 
was experimentally investigated; it was established that doubling the number of knives 
in the knife head increases the productivity of the cutter by 1.8 times, while the heating 
of the raw material remains within acceptable limits. 
5 
 
Practical significance of the results: improved designs of the cutter knife-shaft 
system and its knife head have been developed. 
Keywords: cutter, specific productivity, improvement, comminution, meat 
heating, cutter processing, hydrodynamic bearing. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
6 
 
Зміст 
 
ВСТУП ...................................................................................................................... 8 
1. ПОРІВНЯЛЬНИЙ АНАЛІЗ ІСНУЮЧИХ КОНСТРУКЦІЙ І 
ПОСТАНОВКА ЗАДАЧІ ВДОСКОНАЛЕННЯ КУТЕРА .................................. 9 
2.РОЗРАХУНКОВА ЧАСТИНА ........................................................................ 113 
2.1  Технологічні розрахунки кутера ............................................................. 113 
2.2 Кінематичні розрахунки кутера ............................................................. 1616 
2.2.1 Розрахунок зубчасто-ремінної передачі приводу ножового валу1616 
2.3 Розрахунок гідродинамічних підшипникових опор ножового  валу ..... 23 
2.4 Технологічні розрахунки виготовлення деталі .................................... 3030 
3. НАУКОВО-ДОСЛІДНИЙ РОЗДІЛ ............................................................. 3939 
ВИСНОВКИ ....................................................................................................... 4242 
СПИСОК ЛІТЕРАТУРНИХ ДЖЕРЕЛ ............................................................ 4343 
 
 
 
 
 
 
 
7 
 
ВСТУП 
 
У сучасних умовах до роботи виробничих підприємств висуваються 
підвищені вимоги щодо ефективного використання матеріальних і трудових 
ресурсів. Успішність діяльності підприємства безпосередньо залежить від рівня 
виконання цих вимог та ступеня їх суворості. Такий підхід зумовлений 
актуальними тенденціями розвитку виробництва, орієнтованого на економію 
ресурсів та енергії.  
Широке використання кутерів, висока їх вартість та значення для кількості 
та якості виготовленої продукції обумовлює необхідність подальшого пошуку  
шляхів підвищення економічної ефективності їх використання. Найбільш 
раціональним може бути такий підхід, при якому беруться до уваги усі наявні 
чинники понесення матеріальних та інших витрат при експлуатації цих машин.  
Для розвитку українського харчового машинобудування особливо 
актуальним є пошук шляхів вдосконалення кутерів вітчизняних марок Л5-ФКБ та 
Л5-ФКМ, зокрема, в частині підвищення їх питомої продуктивності.  Вирішення 
цих задач і висвітлено в даній роботі. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
8 
 
1. ПОРІВНЯЛЬНИЙ АНАЛІЗ ІСНУЮЧИХ КОНСТРУКЦІЙ І 
ПОСТАНОВКА ЗАДАЧІ ВДОСКОНАЛЕННЯ КУТЕРА 
 
Кутер – це машина для середнього, тонкого та надтонкого подрібнення 
м'ясної сировини. В сучасних умовах кутер вважається найбільш відповідальною 
машиною у технологічній лінії по виготовленню ковбасних виробів. Це 
пояснюється декількома причинами: можливістю технологічно замінити декілька 
видів технологічного обладнання (вовчок, фаршмішалку, емульситатор); 
визначальним впливом роботи кутера на якість готового продукту; можливістю 
ефективного вакуумування сировини; вартістю самої машини, що значно 
перевищує вартість інших видів технологічного обладнання лінії тощо. 
З огляду на це значна увага приділяється забезпеченню ефективної роботи 
кутерів, довговічності вузлів та зручності в експлуатації, зменшенню витрат 
матеріальних ресурсів.  
Основним вузлом,  параметри роботи якого здійснюють визначальний 
вплив на роботу всієї машини, визнано ножову головку кутера. Від її параметрів 
залежать: продуктивність кутера; вологовміст, нагрів та ступінь подрібнення 
готового продукту; величина споживаної енергії. 
Вітчизняні моделі кутерів Л5-ФКБ та Л5-ФКМ випускаються тривалий час 
та зарекомендували себе як ефективні та надійні машини, що відрізняється 
простотою експлуатації, невеликою вартістю та експлуатаційними витратами. 
Випуск цих машин було налагоджено на Черкаському машинобудівному заводі 
(ВАТ «Темп»), а потім на ПП «Алнат». Кутери Л5-ФКБ/М успішно 
експлуатуються багатьох на м'ясопереробних підприємствах України та 
ближнього зарубіжжя. 
Вітчизняні кутери представлені моделями Л5-ФКБ-М та Л5-ФКМ-М (рис. 
1.1). Кутери не вакуумні, із об’ємами чаші відповідно 250 л та 125 л. Частоту 
обертання ножового валу підвищено відповідно до 3600 об/хв. та 4200 об/хв. 
Ножова головка містить 6 ножів. Централізована система мащення 
9 
 
підшипникових опор відсутня. Гідравлічний привод вузлів та агрегатів – 
відсутній.  В опорах ножового валу використовуються  однорядні шарикові 
підшипники кочення. 
 
Рисунок 1.1 – Кутери  Л5-ФКБ-М та Л5-ФКМ-М   
 
Відома конструкція кутеру CutMaster фірми GEA. Кутер (рис. 1.2) може 
виконуватись у звичайному та вакуумному виконанні. Об’єм чаші кутера 330 л та 
500 л. Кутер має централізовану систему змащування підшипникових опор 
ножового валу та гідравлічну систему живлення приводів підйомника, 
вивантажувача, кришки чаші та кришки ножової головки.  
 
 
Рисунок 1.2 - Конструкція кутеру CutMaster компанії GEA 
 
10 
 
Відома конструкція кутеру Swopper фірми ALPINA. Кутер (рис. 1.3) може 
виконуватись у звичайному, вакуумному та варочному  виконанні.  
 
Рисунок 1.3 - Конструкція кутеру Swopper фірми ALPINA 
 
Об’єм чаші кутера  - від 120 л до 550 л. В кутері наявна гідравлічна система 
живлення приводів підйомника, вивантажувача, кришки чаші та кришки ножової 
головки. Керування роботою кутера здійснюється з виносного пульта із 
сенсорним екраном. Кутер виготовляється із нержавіючої сталі, обробки 
зовнішніх поверхонь кутеру сприяє кращій санітарній обробці. 
Відома конструкція кутеру, яка оснащена гідроприводом механізмів 
завантаження та вивантаження сировини та прямим приводом ножового валу. 
З метою зменшення шуму при роботі кутеру конструкція обладнана 
шумопголинаючим облицюванням (рис. 1.4). 
11 
 
 
Рисунок 1.4 – Конструкція кутеру із зниженим рівнем шуму   
 
З наведено огляду можна зробити наступні висновки.  
Відомо низку моделей кутерів та їх робочих вузлів. На даний час є 
невирішеним питання суттєвого підвищення кількості ножів в різальному 
комплекті кутера без надмірного ускладнення конструкції машини. Відомі моделі 
кутерів із двома ножовими головками мають занадто високу складність та 
вартість. 
В той же час сучасні західні моделі кутерів оснащуються гідравлічними 
системами приводів допоміжних вузлів та агрегатів та централізованими 
системами мащення підшипникових опор. Це сприяє зменшенню експлуатаційних 
витрат, підвищенню продуктивності роботи кутера та покращенню зручності його 
обслуговування. 
Актуальним є розробка заходів, що дозволять спростити конструкцію 
кутерів із подвійним різальним комплектом та забезпечити покращення інших 
вказаних показників машини. 
З цією метою слід розробити як загальне компонування вдосконаленої 
моделі кутера так і нові, адаптовані конструкції його вузлів.  
 
12 
 
2.РОЗРАХУНКОВА ЧАСТИНА 
2.1  Технологічні розрахунки кутера 
 
Для визначення експлуатаційних властивостей машини необхідно виконати 
технологічний розрахунок. Також, дані технологічного розрахунку можуть бути 
використані при кінематичному розрахунку. 
Продуктивність кутера  можна описати виразом: 
  
3600V   3600V  
Q    
Ц kз  З ПЕР Т В  2КР  З.ВАК.
 
де V – об’єм чаші кутера, заповнений сировиною, м3;  
ρ – густина оброблюваної сировини, кг/м3;  
τЦ – тривалість циклу обробки, с;  
τЗ – тривалість операції завантаження сировини, с;  
kз - кількість циклів завантаження;  
τТ – тривалість перемішування сировини, с;  
τТ – тривалість технологічної обробки (різання) сировини в кутері, с;  
τВ – тривалість вивантаження сировини, с;  
τКР – тривалість закривання або відкривання кришки чаші, с;  
τЗ.ВАК.- тривалість збросу вакууму, с. 
 
Ступінь подрібнення м’ясної сировини визначаємо як: 
l1
                                                          i  l ,                                           
2
де l1 – середнє значення найбільшого лінійного розмір частинки до 
подрібнення; l2 – середнє значення найбільшого лінійного розмір частинки після 
подрібнення. 
13 
 
A а
r R
     
Рисунок 2.1 -  Конструктивні параметри кутера 
 
Подрібнювальна здатність кутера F  визначається як: 
 
1 1 z nн
                       F  Kподр    ,(1/м)                           
l шм.  пов.н. 2 nч R
 
де τпов.н. – час між двома сусідніми різальними діями ножів, с; 
причому  пов.н. 1/ z nн , тут z – кількість ножів;  
nн – частота обертання ножів, с-1; 
υшм. – лінійна швидкість шматка сировини, м/с,  
причому шм.  R  2 nч R , тут ω – кутова швидкість чаші, рад/с;  
R – радіус чаші, на якому розташовано вказаний шматок сировини, м; 
nч – частота обертання чаші, с-1. 
 
За один прохід шматок сировини довжиною l1 буде  подрібнено на кількість 
шматків   l1 F . А згідно завдання кожен шматок сировини l1 має бути 
подрібнений на і шматочків - цикл  подрібнення слід повторити λ разів: 
i
  1
.  Тепер тривалість τТ може бути визначена як: Т Т   , де τ1  – 
l1  F
Т
тривалість 1 оберту чаші кутера, с. Тоді тривалість технологічної обробки 
сировини в кутері визначається як: 
14 
 
bb
 
1 1 i i 2 n R 2  i R
                 Т Т     ч                               
nч l1 F nч l1z nн l1z nн
 
Значення V визначається наступним чином. Об’єм тіла обертання - це  
V  2  R  Sсеч . Площа такого перерізу (рис. 2.1), як відомо, визначається за 
r 2
    b 
виразом Sсеч    sin  , де   2  arccos  . Тоді об’єм чаші кутера буде 
2  180   r 
дорівнювати: 
2
rн     b 
                         V  2  R    sin  , м3, де   2 arccos 
Ч  
2  180 
  r 
н 
 
Підставимо виведені залежності у (7) та отримаємо кінцевий вираз по 
визначенню продуктивності кутера стандартного виконання (стандартна чаша 
об’ємом 250 л та 6 ножів) : 
2
r    
3600 2  R  н
  sin 
3600V   2  180 
QТ   
 2  i R
Т
l1z nн
l1 2    
1800     rн  z nн   sin  1800 0.02 1050 
       i  180                 
 3.14 140 
650  sin140   2300 кг / год
 180 
 
Можна визначити неоднорідність подрібнення в кутері Δі: 
 
 l F
i  max  1 max Rmax 650
                                    12  .                                        
 min l1 Fmin Rmin 50
 
15 
 
Для кутера розробленої конструкції слід провести перерахунок 
продуктивності зважаючи на збільшення кількості ножів із 6 до 12:  
 
3600V   l 2   
QТ  1800  1    rн  z nн   sin  
Т i  180 
 3.14 140                 
1800 0.02 1050 12 50  sin140   4600 кг / год
 180 
 
При збільшенні діаметру центрального конусу чаші із 100 мм до 200 мм 
необхідно провести перерахунок  неоднорідності подрібнення в кутері Δі: 
 
 l F R 650
                                  i  max  1 max  max   6  . 
 min l1 Fmin Rmin 100
 
Таким чином, при переході до використання кутера розробленої конструкції 
відбувається збільшення продуктивності кутера до 4600 кг/год (у 2 рази) та 
покращення однорідності подрібнення сировини у 2 рази.  
Відтак, якщо при використанні кутера стандартної конструкції потрібна 
кількість машин на дільниці складала 2 шт., то при використанні вдосконаленого 
кутера достатнім є використання лише 1 машини.                                     
 
2.2 Кінематичні розрахунки кутера  
2.2.1 Розрахунок зубчасто-ремінної передачі приводу ножового валу 
 
При проектуванні передачі ножового валу слід визначити найбільш 
раціональний її тип з метою забезпечення мінімальних непродуктивних витрат 
енергії на обертання шківів та максимальної довговічності підшипникових опор 
та ножового валу. 
16 
 
Не дивлячись на те, що в деяких конструкціях кутерів пропонується 
застосовувати пряме з’єднання валу електродвигуна та ножового валу, в даному 
випадку слід використовувати передачу, що дасть можливість підвищити частоту 
обертання ножового валу по відношенню до валу електродвигуна. Таке 
підвищення частоти необхідне з умови забезпечення лінійної швидкості різання 
сировини порядку 100 м/с. Зважаючи на те, що максимальний радіус обертання 
ножів кутера Л5-ФКБ не перевищує 300 мм, необхідно підвищити частоту 
обертання ножової головки із 3000 об/хв до 3600 об/хв. Для цього слід 
використовувати пасову передачу від електродвигуна головного приводу до 
ножового валу. 
Ремінні передачі класифікують по наступних ознаках. 
 плоскоременні; 
 із круглими ременями; 
 клинописові; 
 із полі клиновими ременями; 
 зубчасто-ременні. 
Для порівняння габаритних розмірів ремінних передач наведено розраховані 
значення їх параметрів для забезпечення роботи одного і того ж приводу 
стрічкового конвеєра (таблиця 2.1). 
З таблиці видно, що передача плоским ременем характеризується найбільшою 
міжосьовою відстанню і великими діаметрами і шириною шківів. Найменшу 
міжосьову відстань мають передачі поликлиновим і зубчастим ременями.  
У передачі зубчастим ременем найменша ширина шківа і невелике 
навантаження на вали. 
Таким чином, для приводу ножового валу кутеру розробленої конструкції 
обираємо зубчасто-ремінну передачу, яка дозволяє забезпечити мінімальну 
довжину шківів, мінімальні навантаження на вали та найбільший передавальний 
крутний момент. 
 
17 
 
Таблиця 2.1 - Результати підбору ремінних передач 
Вид ремінної а, мм d1, мм d2, мм B, мм F0, H Fn, H 
передачі 
Плоский 1130 140 560 53 240 472 
гумовотканний 
Клиновий перетину А 378 100 400 50 395 729 
Клиновий перетину 264 71 280 53 493 910 
SP2 
Поліклиновий 218 80 315 42 459 789 
перетину К 
Зубчастий 218 80 320 30 122 474 
 
тут а – міжосьова відстань, мм; 
d1 – діаметр ведучого шківа, мм; 
d2 – діаметр веденого шківа, мм; 
В – ширина шківа, мм; 
F – зусилля, що діє на вал, Н. 
 
   
Далі представлено розрахунок параметрів зубчасто-ремінної передачі. 
Споживана потужність електродвигуна: 
 
P 82
Pспож    90  кВт 
1 2 0.92 0.99
 
де η1 =0,92 – коефіцієнт корисної дії передачі; 
η1 =0,99 – коефіцієнт корисної дії підшипникових опор. 
 
18 
 
Обираємо електродвигун 4АМУ250М2 потужністю 90 кВт та частотою обертання 
валу 3000 об/хв., діаметр валу електродвигуна 65 мм. 
Значення розрахункової потужності: 
 
PP  Pспож К р  90 1,2 108  кВт 
де Кр=1,2 – коефіцієнт режиму роботи. 
 
 
Модуль ременя із трапецеподібним профілем: 
 
103 Pp 1000 108
m  3.5  3  3.53 10.87  мм 
n 3600
 
де n=3600 - частота обертання ножового валу, об/хв. 
 
Приймаємо табличне значення модуля ременя m=10 мм. 
За даними таблиці приймаємо число зубців ведучого шківа при n=3600 та 
m=10 мм – z1=28 зубців. 
Розраховуємо передаточне число передачі: 
 
n2 3600
u   1.2  
n1 3000
 
де n2 = 3600 - частота обертання ножового валу, об/хв.; 
 n1 = 3000 - частота обертання валу електродвигуна, об/хв. 
 
Число зубців веденого шківа: 
z2  z1 u  28 1.2  34 . 
Діаметр ділильного кола ведучого шківа: 
19 
 
 
d1  z1 m  28 10  280  мм. 
 
Діаметр ділильного кола веденого шківа: 
 
d2  z2 m  34 10  340  мм. 
 
Мінімальне значення міжосьової відстані між шківами: 
 
d  d 280 340
amin 
1 2 3m  30  340  мм. 
2 2
 
Приймаємо значення а=850 мм, виходячи із конструктивних міркувань при 
компоновці вузлів кутера. 
Довжина ременя: 
 
/  d  d   2 2
d  d   340  280  340  280 
l  2a  2 1  2 1  2 850    2674 .4  м. 
2 4a 2 4 850
 
Число зубців ременя: 
 
l / 2675
z p    85.2  
 m 3.14 10
 
Приймаємо табличне значення zр=85 зубців. 
Дійсна довжина ременя буде: 
 
l  z p  m  85 3.14 10  2669  мм. 
 
Тоді уточнене значення міжосьової відстані буде, мм: 
20 
 
 

   2
d1  d2    d1  d  

a  0.25 l   l  2
  2 2
d 2d 
1 
 2  2  
 
  
2
  280 340    280 340  
  2 0.25 2669   2669    2 340  280   847
 2  2  
 
 
Кількість зубців ременя в межах кута обхвату із ведучим шківом: 
 
z1  57.3d2  d1 28  57.3340  280 
z0  180    180   13.7  
360  a  360  847 
 
Приймаємо значення z0=14 зубців. 
Колова швидкість ременя: 
 
 d1 n1  280 3000
v    43.2  м/с. 
60 1000 60 1000
 
Розрахункове колове зусилля: 
Pp 108
Ftp    2.5  кн.. 
v 43.2
Номінальне допустиме колове зусилля – w0=42 Н·мм. Коефіцієнт, що 
враховує передаточне число – Ku=1. Коефіцієнт, що враховує кількість зубців в 
межах дуги обхвату шківа – Kz=1. 
Розрахункове питоме колове зусилля: 
 
w  w0  Ku  K z  42 1 1 42  Н·мм 
 
Лінійна густина (маса) 1 м ременя товщиною 1 мм q=11·10-3 кг/м·мм. 
Розрахункова допустима питома колова сила: 
21 
 
 
[w]  w q v2  42 11103 43.22  21.47 Н·мм 
 
Розрахункова ширина ременя: 
 
F
/ tp 2.5 1000
b    116.4
w  мм. 
21.47
Фактична ширина ременя: 
 
b / 116.4
b    97  
Kш 1.2
 
Відстань від вісі метало тросу до западини між зубцями: δ=0,8 мм. 
Значення податливості – λ=16·10-4.  
Значення питомої податливості: 
 
 16 104
0   16 106
 мм/Н 
b 100
 
Поправка на діаметр вершин зубців ведучого шківа: 
 
k1  0.2Ft 0  z1  0.2 2.5 103 16 106 28  0.224 . 
 
Поправка на діаметр вершин зубців веденого шківа: 
 
k2  0.2Ft 0  z2  0.2 2.5 103 16 106 34  0.272 . 
 
Діаметр вершин зубців ведучого шківа: 
 
22 
 
da1  d1  2  k1  280 1.6 0.224  278.6  мм. 
 
Діаметр вершин зубців веденого шківа: 
da2  d2  2  k2  340 1.60.272  338.1  мм. 
Початковий натяг ременя: 
F0  0.1Ft  q v2 b  0.10.12.5 103 11 103 100 422  2190 .4   Н. 
 
Сила, що діє на вали: 
 
FB 1.5Ft 1.5 2.5 103  3.75 кН. 
 
Для зручності надягання і заміни ременів шківи передач мають бути 
встановлені консольно — на кінці валів і якомога ближче до опори (для 
зменшення моменту, що вигинає вал). 
Для створення попереднього натягнення ременя, компенсації його 
подовження при експлуатації в конструкції ремінної передачі має бути 
передбачене пристрій для натягнення ременя. Звичайний цей пристрій 
використовують і для вільної установки нового ременя в передачі. 
Рекомендують ведену гілку передачі розташовувати зверху для збільшення 
кута обхвату   при провисанні ременя. При установці натяжного ролика його 
слід розташовувати на веденій гілці усередині контура передачі. 
Щоб уникнути підвищеного зношування шорсткість робочої поверхні шківа 
не має бути більше 2,5 мкм. 
2.3 Розрахунок гідродинамічних підшипникових опор ножового  валу 
 
При належному проектуванні та використанні якісного мастила, 
підшипники ковзання здатні витримувати значні навантаження навіть за високої 
швидкості обертання. Вони відрізняються компактними радіальними розмірами 
та невеликою масою, а їх виготовлення не вимагає спеціалізованого обладнання. 
23 
 
Однією з ключових переваг підшипників ковзання є безшумна робота, а 
також висока здатність до демпфування циклічних і ударних навантажень. На 
відміну від підшипників кочення, довговічність підшипників ковзання не 
залежить від швидкості обертання: у випадку збільшення частоти останні не 
втрачають своєї ефективності. 
Втім, у підшипників ковзання є певний недолік — при низьких 
температурах пусковий момент може значно збільшуватися через загусання 
масла. Цей недолік особливо помітний у машинах, що мають ковзаючі головні 
опори та експлуатуються в умовах відкритого середовища при морозній погоді. 
Щоб підтримувати режим рідинного мастила та забезпечити охолодження 
при роботі під великими навантаженнями або на високих швидкостях обертання, 
таким підшипникам необхідне постійне підведення мастила під тиском. Це 
допомагає зменшити тертя та ефективно відводити надлишкове тепло. 
 
Рисунок 2.2 – Схема роботи підшипника ковзання 
 
При гідродинамічному мастилі вал, встановлений в підшипнику із зазором 
Δ (рис. 2.2, а), під дією постійного навантаження Р займає ексцентричне 
положення; по обидві сторони від точки найбільшого зближення валу і 
підшипника зазор набуває форми клиновидної щілини. Обертаючись, вал 
захоплює з собою масло. Перший шар масла, що змочує вал, захоплюється 
унаслідок адсорбції масла металевою поверхнею валу, подальші шари — 
24 
 
унаслідок внутрішньої в'язкості масла. Вал таким чином діє як насос, що нагнітає 
масло в клиновидну щілину. 
Коли масло потрапляє в зазор, який звужується у напрямку обертання валу, 
воно, будучи практично нестисливою рідиною (в умовах типового тиску в 
підшипниках), прагне розтікатися в окружному та осьовому напрямках до торців 
підшипника. Проте цьому процесу перешкоджають сили в'язкості, через що у 
масляному шарі утворюється тиск, який поступово зростає до точки найменшого 
зазору між валом і підшипником. Саме тут відтік масла стає ускладненим через 
малий розмір зазору (див. рис. 2.2, б). 
Частина масла витікає через торці підшипника, а інша частина рухається у 
напрямі, протилежному обертанню валу. Однак решта масла змушена проходити 
через найвужче місце зазору. Сили тиску, що виникають у масляному шарі, 
підтримують вал, одночасно зміщуючи його у бік напряму обертання. Рівновага 
досягається тоді, коли прохідний переріз у найвужчій частині зазору (hmin) стає 
достатнім для забезпечення руху масла, яке залишається після витоку через торці. 
Якщо підшипник переходить в цю область, то всякий чинник, сприяючий 
зниженню величини λ (зменшення в'язкості доїла, збільшення навантаження, 
викликає підвищення коефіцієнта тертя, як наслідок - збільшення температури 
підшипника, зниження ). н отже, нове збільшення коефіцієнта тертя. Процес 
завершується виникненням напівсухого тертя, якщо тільки не з'явиться який-
небудь сприятливий чинник (наприклад, у пластичних підшипникових матеріалів 
згладжування мікронерівностей під дією підвищених температур, що 
супроводжується зниженням hKp). 
Сприятливо позначається в області напіврідинного тертя підвищення 
частоти обертання. Із збільшенням λ коефіцієнт тертя різко падає і підшипник 
переходить в область рідинного тертя. Цим пояснюється порівняно безпечний 
перехід підшипників через область напіврідинного тертя в пускові періоди. 
Гідродинамічні підшипники ковзання розраховуються наступним чином. 
Значення λ , при ε=0,3, визначається, як: 
25 
 
 n  2
   8,2 102
, 
k l / d
де k=P/dl  - питоме навантаження, Па. 
 
 
Рисунок 2.3 – Залежність характеристики режиму від діаметру підшипника 
 
Виразивши значення k та значення ψ, можна отримати вираз по визначенню 
зусилля, яке може витримати підшипник ковзання: 
2
12.2  l 
P  d 3
   n
2 , 
m  d 
де η – в’язкість мастила, Па·с; 
n – частота обертання підшипника, об/хв; 
d – діаметр підшипника, внутрішній, мм; 
l – довжина підшипника, мм; 
m – коефіцієнт, що залежить від зазору в посадці підшипника. 
26 
 
Цей вираз показує, що при інших рівних умовах навантажувальна здатність 
гідроднамічного підшипника ковзання пропорційна кубу його діаметру. Значить, 
збільшення діаметру являє собою дуже ефективний засіб підвищення 
навантажувальної здатності підшипника. 
Збільшення діаметру не тільки підвищує навантажувальну здатність, але 
при даному значенні hкр знижує критичну характеристику режиму λкр та, 
відповідно, підвищує надійність роботи підшипника. 
На рис. 2.3 показано залежність λкр від діаметру підшипника d та відносного 
зазору ψ (при hкр=5 мкм). Як видно, значення λкр різко знижується із збільшенням 
діаметру та зменшенням відносного зазору. Застосовувати зазори ψ<0,001 не 
рекомендується, так як підшипник переходить при цьому в область ξ>0,3. 
При збільшенні діаметру також підвищується жорсткість валу, 
зменшуються його пружні деформації (які в значній мірі визначають критичну 
товщину масляного шару) та збільшується вібростійкість підшипника. 
Як видно з рисунку, значення λкр для підшипників малого діаметру (d=20-30 
мм) дуже значні. Значить, такі підшипники можуть надійно працювати лише при 
високих характеристиках режиму (великі частоти обертання, малі питомі 
навантаження). 
Діаметр гідродинамічного підшипника ковзання: 
P m2
d  0.44  3  
l / d 2  n
де Р – навантаження, яке діє на підшипник, Н; 
η – в’язкість мастила, Па·с; 
n – частота обертання підшипника, об/хв; 
d – діаметр підшипника, внутрішній, мм; 
l – довжина підшипника, мм; 
m – коефіцієнт, що залежить від зазору в посадці підшипника. 
 
27 
 
Стосовно розробленої конструкції системи ножового валу кутера із 
гідродинамічними підшипниками ковзання розрахунок їх параметрів буде вестись 
наступним чином. 
Для того, щоб визначити, які зусилля діють на підшипникові опори при 
класичній конструкції ножового валу, проведемо розрахунок, виходячи з 
характеристик підшипників кочення, що встановлюються в корпусі ножового 
валу. 
Так кутері Л5-ФКБ в корпусі ножового валу встановлюються по два 
однорядних шарикових радіальних підшипника кочення № 213 із внутрішнім 
діаметром 65мм. Вони мають стандартну каталожну вантажопідйомність 
С=44900Н.  
Як відомо, зв'язок між каталожною вантажопідйомністю та значенням 
зусилля, яке діє на підшипник при його роботі, виражається так: 
C
 k , 
P
де k – коефіцієнт, що визначається в залежності від робочої частоти 
обертання підшипника та заданої його довговічності. 
 
Для підшипників із робочою частотою 3200 об/хв та довговічністю 6300 
годин значення коефіцієнту k=10,6 (таблиця 21, стор. 128). 
Таким чином, значення зусилля, що діє на шариковий підшипники кочення 
дорівнює: 
C 44900
P    4119  Н. 
k 10.6
Враховуючи, що кожна опора ножового валу стандартної конструкції 
містить по 2 шарикові радіальні підшипники, можна визначити, що значення 
зусилля, яке діє на опору Р = 2·4119 = 8238 Н. 
Тоді можна визначити значення діаметру гідродинамічного підшипника 
ковзання: 
28 
 
P m2 8238 12 2
d  0.44  3  0.44  3 11,2  мм. 
 2
l / d   n 12 2 102 3600
де Р=8238 – навантаження, яке діє на підшипник, Н; 
η =2·10-2 – в’язкість мастила, Па·с; 
n=3600 – частота обертання підшипника, об/хв; 
d – діаметр підшипника, внутрішній, мм; 
l =d – довжина підшипника, мм; 
m =12– коефіцієнт, що залежить від зазору в посадці Н7/е8 підшипника. 
 
Таким чином, значення діаметру підшипника ковзання, при стандартному 
ножовому комплекті (3 ножові блоки) дорівнює 11,2 мм. 
Але слід зазначити, що діаметр підшипника ковзання слід збільшити з двох 
причин: через збільшення удвічі ваги ножового комплекту в модернізованій 
конструкції кутера (6 ножових блоків) та виходячи з умови міцності ножового 
валу на кручення. 
Так враховуючи, що діаметр ножового валу кутера модернізованої 
конструкції повинен бути d=40 мм, проведемо перевірочний розрахунок 
навантажувальної здатності гідродинамічного підшипника ковзання, виходячи із 
обраного значення його діаметру: 
2
12.2 3 l  12.2 2
P  d    n  403  1 2 102 3600  325333  Н, 
m2
 d  122
де d =40 – діаметр підшипника, внутрішній, мм; 
η =2·10-2 – в’язкість мастила, Па·с; 
n=3600 – частота обертання підшипника, об/хв; 
l =d – довжина підшипника, мм; 
m =12– коефіцієнт, що залежить від зазору в посадці Н7/е8 підшипника. 
 
29 
 
МЕТОДИ ОБРОБКИ ПОВРЕХОНЬ ДЕТАЛІ "ВАЛ"
ВРо змтіарктоамДуо пурсакзі пДоідпувсикщення навантажувальнВоаїр іазнтдиатмнетоосдтіві обгріодбркоидинамічних 
квалітет заготовки деталі
підшиптночиноксотвіиТхз , момпор Тду,  ммпорівнянні із  оп1орами стандартної кон2струкції із 
ш1,а1р6ико1в5Ни1м4  підш1,9ипника0м,74и ко2ч,5енн1я відТбочуінднеят: ь-счяор уно свет.ільки разів: 
Фрезерування: - чорнове.
2, 17 P
8Н14 1,6 0,9 гідр4о,д3ин.підш. 3253
P  1  Свердл3ін3ня 39,5  40  разСівве.р дління
Рстанд.підш. 8238
3 1х45 0,6 0,25 2,4 1 Точіння: - чорнове. Точіння: - чорнове.
Такого підвищення навантажувальної здатності достатньо для переходу на 
4, 18 22h14 1,6 0,9 4,3 1 Точіння: - чорнове. Точіння: - чорнове.
використання подвійного ножового комплекту, що складається із 6-ти ножових 
5, 19 20Н14 1,6 0,9 4,3 1 Фрезерування: - чорнове. Довбання: - чорнове.
блоків, який має подвійну вагу. Тобто значення Р =32533 значно менше за            
6, 20 28h14 1,8 1,01 4,5 1 Точіння: - чорнове. Точіння: - чорнове.
Р =8238·2 Н . 
7, 21 М28 1,8 1,01 4,5 1 Нарізання нарізки Нарізання нарізки
Умову надійної роботи гідртоодчиінняаммічних підшипплнаишкоівю ковзання при 
зб8,іл22ьшен22оhм14у різ1,а6льном0у, 9ком4п,3лект1 і виТкоочінннаян: о- .ч орнове. Точіння: - чорнове.
9, 23 37h7 1,2 0,036 215 3 Точіння: - чорнове; Точіння: - чорнове;
- чистове - чистове
Шліфування. Шліфування.
2.4 Технологічні розрахунки виготовлення деталі 
10, 24  31h7 1,4 0,036 198 3 Фрезерування: - чорнове; Фрезерування: - чорнове;
- чистове - чистове
При виборі методів обробки пШолівфеуврахнонян. ь необхідноШ лсіфкулваасннтяи.  перелік усіх 
м1о1,ж2л5ив1хи4х5 мето0д,6ів обр0,о25бки2, ,4а 1такоТжо чінрноя:з-рачхорунвовает.и кількТіосчтіньн я: с-тчуопрнеонвеів.  оброки 
в1і2д,п2о6від4н0оjs 6доп1у,2сків на0 ,0р16оз2м7і6р з4аготТоовчкіниня : т-ач оргноотвое;вої детаТлочі.ін нЗя: -цчіоєрюно вме;етою усі 
- напівчистове - напівчистове
оброблювані поверхні деталі нумеруються (р-ичсис. т2о.в4е). . - чистове.
Шліфування. Шліфування.
Складемо матрицю (таблиця 2.2), що відображуватиме складність та 
13, 27 38h14 1,85 0,8 2,1 1 Точіння: - чорнове. Точіння: - чорнове.
тривалість виготовлення деталі, позначимо поверхні, що оброблюються та 
вк1а4жемо4 2кhв14аліте1,т9 точно0с,9ті ро2з,2мірі1в поТвочеірннхяо: н- ьч огронотвоев. ої деталТіо.ч і ння: - чорнове.
 
3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 27 26 25 24 23 22 21 15
2
1
16
17
20 19 18
Рисунок 2.4 – Нумерація поверхонь деталі «Вал» 
 
 
30 
 
№
поверхні
Уточнення

Кількість
переходів
Таблиця 2.2 – Кількість етапів обробки 
Квалітет Номер поверхні Етап обробки 
 
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14  
16 Х Х Х Х Х Х Х Х Х Х Х Х Х Х Заготівельний  
15 Х Х Х Х Х Х Х Х Х Х Х Х Х Х 
14 Х Х Х Х Х Х Х Х Х Х Х Х Х Х Чорновий  
13         Х Х  Х   
12         Х Х  Х   
11         Х Х  Х   
10         Х Х  Х   Напівчистовий  
9         Х Х  Х   
8         Х Х  Х   Чистовий  
7         Х Х  Х   
6            Х   Фінішний  
Визначення числа ступенів обробки  на основі розрахунків загального 
уточнення : 
T Т Т Т n
  з  з  1  ... і1  1   
2  ... і  ... n   i
Tд Т1 Т Т i1
2 і
 де  n – число ступенів обробки; 
     Тз , Тд , Ті – допуск параметра, що розглядається відповідно до заготовки , 
деталі, і-ого ступення обробки; 
 
Для першого ступеня чорнової обробки досяжними є величина уточнення 
6; для проміжних ступенів напівчистової обробки = 3...4; для ступенів чистової 
обробки з допусками точності IT5…IT7 =2. 
Поверхня №1, розмір 55Н14, допуск на розмір заготовки  Тз=1,9 мм, допуск 
деталі Тд=0,74 мм. 
Визначимо розрахункове уточнення за формулою: 
Т 1.9
                                                        з
р   2.56                                                  
Тд 0,74
31 
 
 Число ступенів обробки розраховую за формулою: 
lg  p lg 2,56
                                             n   1                                                 
0,46 0,46
Поверхня 2, розмір 1х45, допуск на розмір заготовки  Тз=0,6 мм, допуск 
деталі Тд=0,25 мм. 
Визначимо розрахункове уточнення за формулою: 
 
Т з 0,6
 р    2,4  
Тд 0,25
 Число ступенів обробки розраховую за формулою: 
lg  p lg 2,4
n   1 
0,46 0,46
 
Поверхня 3, розмір 30n6, допуск на розмір заготовки  Тз=3,6 мм, допуск 
деталі Тд=0,013 мм. 
Визначимо розрахункове уточнення за формулою: 
Т
  з 3.6
р   276  
Тд 0,013
 Число ступенів обробки розраховую за формулою: 
lg p lg 276
n    4  
0,46 0,46
 
Поверхня 4; розмір 8Н14, допуск на розмір заготовки  Тз=3,6 мм, допуск 
деталі Тд=0,9 мм. 
Визначимо розрахункове уточнення за формулою: 
Т з 3.6
 р    4,3  
Тд 0,9
 Число ступенів обробки розраховую за формулою: 
lg  p lg 4,3
n   1 
0,46 0,46
 
32 
 
Поверхня 5; розмір 55Н14, допуск на розмір заготовки  Тз=1,9 мм, допуск 
деталі Тд=0,74 мм. 
Визначимо розрахункове уточнення за формулою: 
Т 1.9
                                                       з
р    2.56                                                  
Тд 0,74
 Число ступенів обробки розраховую за формулою: 
                                      
lg  p lg 2,56
n   1                                                 
0,46 0,46
 
Поверхня 6; розмір 35f9, допуск на розмір заготовки  Тз=1,6 мм, допуск 
деталі Тд=0,062 мм. 
Визначимо розрахункове уточнення за формулою: 
Т з 1.6
 р    25.8  
Тд 0,062
 Число ступенів обробки розраховую за формулою: 
lg  p lg 25.8
n    3 
0,46 0,46
 
Поверхня 7; розмір 30k6, допуск на розмір заготовки  Тз=1,6 мм, допуск 
деталі Тд=0,016 мм. 
Визначимо розрахункове уточнення за формулою: 
Т 1.6
 р 
з  100  
Тд 0,016
 Число ступенів обробки розраховую за формулою: 
lg  p lg100
n    4  
0,46 0,46
 
Поверхня 9; розмір 33h14, допуск на розмір заготовки  Тз=1,6 мм, допуск 
деталі Тд=0,62 мм. 
Визначимо розрахункове уточнення за формулою: 
33 
 
Т з 1.6
 р    2.6  
Тд 0.62
 Число ступенів обробки розраховую за формулою: 
lg  p lg 2.6
n   1 
0,46 0,46
Поверхня 10; розмір 42h14, допуск на розмір заготовки  Тз=1,6 мм, 
допуск деталі Тд=0,62 мм. 
 
Визначимо розрахункове уточнення за формулою: 
Т 1.6
 р 
з   2.6  
Тд 0.62
 Число ступенів обробки розраховую за формулою: 
lg  p lg 2.6
n   1 
0,46 0,46
 
Поверхня 11, розмір 36h14, допуск на розмір заготовки  Тз=1,6 мм, 
допуск деталі Тд=0,62 мм. 
Визначимо розрахункове уточнення за формулою: 
Т з 1.6
 р    2.6  
Тд 0.62
 Число ступенів обробки розраховую за формулою: 
lg  p lg 2.6
n   1 
0,46 0,46
 
Поверхня 12, розмір 36h14, допуск на розмір заготовки  Тз=1,6 мм, 
допуск деталі Тд=0,62 мм. 
Визначимо розрахункове уточнення за формулою: 
Т 1.6
 р 
з   2.6  
Тд 0.62
 Число ступенів обробки розраховую за формулою: 
34 
 
lg  p lg 2.6
n   1 
0,46 0,46
 
Поверхня 13, розмір 60h9, допуск на розмір заготовки  Тз=1,9 мм, допуск 
деталі Тд=0,074 мм. 
Визначимо розрахункове уточнення за формулою: 
Т з 1.9
 р    25.6  
Тд 0.074
 Число ступенів обробки розраховую за формулою: 
lg  p lg 25.6
n    3  
0,46 0,46
 
Поверхня 14,  допуск на розмір заготовки  Тз=3.6 мм, допуск деталі Тд=0.72 
мм. 
Визначимо розрахункове уточнення за формулою: 
Т з 3.6
 р    5.4  
Тд 0.72
 Число ступенів обробки розраховую за формулою: 
lg  p lg 5.4
n    2  
0,46 0,46
 
Поверхня 15, розмір 36h14, допуск на розмір заготовки  Тз=1,6 мм, 
допуск деталі Тд=0,62 мм. 
Визначимо розрахункове уточнення за формулою: 
Т 1.6
 р 
з   2.6  
Тд 0.62
 Число ступенів обробки розраховую за формулою: 
lg  p lg 2.6
n   1 
0,46 0,46
 
35 
 
Поверхня 16, розмір 42h14, допуск на розмір заготовки  Тз=1,6 мм, 
допуск деталі Тд=0,62 мм. 
Визначимо розрахункове уточнення за формулою: 
Т 1.6
 р 
з   2.6  
Тд 0.62
 Число ступенів обробки розраховую за формулою: 
lg  p lg 2.6
n   1 
0,46 0,46
 
Поверхня 17, розмір 336h14, допуск на розмір заготовки  Тз=1,6 мм, 
допуск деталі Тд=0,62 мм. 
Визначимо розрахункове уточнення за формулою: 
Т 1.6
 р 
з   2.6  
Тд 0.62
 Число ступенів обробки розраховую за формулою: 
lg  p lg 2.6
n   1 
0,46 0,46
 
Поверхня 19, розмір 35k6, допуск на розмір заготовки  Тз=1,6 мм, допуск 
деталі Тд=0,016 мм. 
Визначимо розрахункове уточнення за формулою: 
Т з 1.6
 р   100  
Тд 0,016
36 
 
МЕТОДИ ОБРОБКИ ПОВРЕХОНЬ ДЕТАЛІ "ВАЛ"
Розмір та Допуск Допуск Варіанти методів обробки
квалітет заготовки деталі
точності Тз, мм Тд, мм 1 2
1, 16 15Н14 1,9 0,74 2,5 1 Точіння: - чорнове. Фрезерування: - чорнове.
2, 17 8Н14 1,6 0,9 4,3 1 Свердління Свердління
3 1х45 0,6 0,25 2,4 1 Точіння: - чорнове. Точіння: - чорнове.
4, 18 22h14 1,6 0,9 4,3 1 Точіння: - чорнове. Точіння: - чорнове.
5, 19 20Н14 1,6 0,9 4,3 1 Фрезерування: - чорнове. Довбання: - чорнове.
6, 20 28h14 1,8 1,01 4,5 1 Точіння: - чорнове. Точіння: - чорнове.
7, 21 М28 1,8 1,01 4,5 1 Нарізання нарізки Нарізання нарізки
точінням плашкою
8, 22 22h14 1,6 0,9 4,3 1 Точіння: - чорнове. Точіння: - чорнове.
9, 23 37h7 1,2 0,036 215 3 Точіння: - чорнове; Точіння: - чорнове;
- чистове - чистове
Шліфування. Шліфування.
10, 24 31h7 1,4 0,036 198 3 Фрезерування: - чорнове; Фрезерування: - чорнове;
- чистове - чистове
Шліфування. Шліфування.
11, 25 1х45 0,6 0,25 2,4 1 Точіння: - чорнове. Точіння: - чорнове.
12, 26 40js6 1,2 0,016 276 4 Точіння: - чорнове; Точіння: - чорнове;
- напівчистове - напівчистове
- чистове. - чистове.
Шліфування. Шліфування.
13, 27 38h14 1,85 0,8 2,1 1 Точіння: - чорнове. Точіння: - чорнове.
14 42h14 1,9 0,9 2,2 1 Точіння: - чорнове. Точіння: - чорнове.
 
Число ступенів обробки розраховую за формулою: 
lg  lg100
3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 p
n   27  426 25 24 23 22 21 15
0,46 0,46
2
1  
16
17
20 19 18
37 
 
№
поверхні
Уточнення

Кількість
переходів
Поверхня 20, розмір 320h14, допуск на розмір заготовки  Тз=3,6 мм, допуск 
деталі Тд=1.4 мм. 
Визначимо розрахункове уточнення за формулою: 
Т з 3.6
 р    2.4 Число ступенів обробки розраховую за формулою: 
Тд 1.4
lg  p lg 2.4
n   1 
0,46 0,46
Всі вище розраховані дані зведено до таблиці. 
38 
 
3. НАУКОВО-ДОСЛІДНИЙ РОЗДІЛ 
 
Як наведено вище, було розроблено нову конструкцію системи ножового 
валу кутера та його ножової головки. Використання гідродинамічних підшипників 
ковзання дозволило розробити ножову головку із підвищеною вдвічі кількістю 
ножів. Відтак, актуальним є дослідження ефективності роботи нової конструкції 
кутера. 
Були проведені експериментальні дослідження ефективності процесу 
подрібнення м’яса в лабораторних умовах. З цією метою використовувався кутер  
HURACAN із чашею об’ємом 6 л зі змінною кількістю ножів (рис. 3.1, а). Частота 
обертання ножів в даному кутері може безступінчасто змінюватись в діапазоні від 
300 хв-1 до 2200 хв-1. 
Досліджувався процес подрібнення як фаршу варених ковбас (м’ясної 
емульсії), так і фаршу сиров’ялених ковбас. М'ясо перед подрібнюванням 
охолоджувалось до -1…-3 °С, а шпик – до -4…-6 °С з метою збереження 
структури білків, зменшення мікробіологічного ризику та втрати вологи та для 
забезпечення належної консистенції продукту без змазування жиру на розрізі 
ковбасного батону.  
Після подрібнення  інгредієнти змішувались у відповідних пропорціях за 
допомогою кухонної машини TEFAL MASTERCHEF ESSENTIAL QB15E838. 
При машинній обробці контролювалась температура фаршу за допомогою 
цифрового термометру DT-34 (рис. 3.1, б).  
Набивка ковбасних батонів на здійснювалась за допомогою ручного шприца 
STUFFER VERTICAL 3L із використанням штучних білкових (колагенових) 
оболонок.  
Контролювались органолептичні показники сирого фаршу та готових 
ковбасних виробів. 
Органолептичні показники готових ковбас визначались за методикою 
наведеною в  ДСТУ 4823.1:2007 "Продукти м'ясні. Органолептичне оцінювання 
показників якості. Частина 1. Терміни та визначення понять" та  ДСТУ 
39 
 
4823.2:2007 "Продукти м'ясні. Органолептичне оцінювання показників якості. 
Частина 2. Загальні вимоги". За результатами органолептичного аналізу були 
визначені середні бали для обраних показників (табл. 3.1). 
 
                    
                                               а)                                                                          б) 
Рисунок 3.1 - Кутер  HURACAN (а) та цифровий термометр DT-34 (б) 
 
Таблиця 3.1 - Результати органолептичного аналізу ковбас 
Ковбаси варені  
Кутер із двома Кутер із шістьма 
Назва показника ножами (контроль) ножами 
Аромат  4±0,35 4±0,20 
Вид і рисунок на розрізі  4±0,42 4±0,35 
Смак 5±0,28 5±0,30 
Соковитість 4±0,15 4±0,10 
Ніжність 5±0,50 5±0,25 
 
Залежність тривалості циклу обробки сировини в кутері від кількості його 
ножів на ведена на рис. 3.2. 
В результаті проведених досліджень встановлено, що збільшення кількості 
ножів в ножовій головці кутера призводить до пропорційного підвищення його 
40 
 
продуктивності при кутеруванні різних фаршів. Підвищення температури фаршу 
при цьому знаходиться в допустимих межах, не спричиняючи погіршення якості 
готового продукту. Підтвердженням  цього є результати органолептичного 
аналізу готового продукту. 
 
 
Рисунок 3.2 – Залежність тривалості циклу кутерування сировини в кутері від 
кількості його ножів 
 
Відтак, запропоновані в даній роботі зміни в конструкції кутера дозволяють 
досягти запланованого технічного результату  - підвищення продуктивності 
кутера. 
 
 
 
 
 
 
 
41 
 
ВИСНОВКИ 
 
В даній кваліфікаційній роботі магістра проаналізовано технічний рівень 
сучасних кутерів та визначено перспективний шлях підвищення їх питомої 
продуктивності – використання збільшеної кількості ножів у складі ножової 
головки, а також гідродинамічних підшипників ковзання в опорах ножового 
валу. 
Розроблено вдосконалені конструкції системи ножового валу кутера та його 
ножової головки. 
Експериментально досліджено вплив кількості ножів в ножовій головці 
кутера на тривалість процесу подрібнення м’ясної сировини та на динаміку її 
нагріву під час подрібнення. Встановлено, що збільшення кількості ножів з 6 до 
12 призводить до підвищення продуктивності кутера при подрібненні фаршів 
сухих ковбас в 1,8 рази. 
42 
 
СПИСОК ЛІТЕРАТУРНИХ ДЖЕРЕЛ 
 
1. Промисловий каталог фірми Knecht Maschinenbau GmbH 
[Електронний ресурс]. – Німеччина, 2025. – Режим доступу : <www.knecht-
gmbh.de>. 
2. Промисловий каталог фірми Maschinenfabrik Laska GmbH 
[Електронний ресурс]. – Австрія, 2025. – Режим доступу : <www.laska.at>. 
3. Hammer G. F., Stoyanov S. Kuttermesser - unterschiedliche anscliff- 
und gleitwinkel // Mittteilungsblatt fleischforschung Kulmbach. - 2010.  - 49. - pp. 
183-195.  
4. Hammer G., Stoyanov S. (2008). Uber das Kuttern von Bruhwurstbrat.  // 
Mitteilungsblatt der Fleischforschung Kulmbach, № 47, , рр. 243-251. 
5. Hammer, G. F.; Stoyanov, S. (2007). Kuttern mit zwei Messern und 
Kutterleistung. BundesforschungsanstaltfurErnahrungundLebensmittel, 
Jahresbericht, Karlsruhe, (01),  pp. 24-26. 
6. Schnackel W., Micklisch I., Krickmeier J., Schnackel D., 
Untersuchungen zur optimierung von kuttermessern. 3. Optierugen der 
kuttermessform zur herstellung von bruhwursten // Fleischwirtschaft. 2008. № 6.Р. 
96–102. 
7. Wolfram Schnackel, Ingo Micklisch, Janet Krickmeier, Dimitrinka 
Schnackel (2008). Optimisation of cutter knives for the production of cooked 
sausages. // Food scince, engineering and technologies,  Plovdiv, (24 - 25 October). – 
pp. 77-83. 
8. Методичний посібник щодо написання та захисту кваліфікаційної роботи 
магістра для здобувачів освітнього ступеню магістр спеціальності 133 «Галузеве 
машинобудування» освітня програма «Обладнання переробних і харчових 
виробництв» [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 
8. 
43
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
