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/6786| Title: | Підвищення довговічності олійного пресу |
| Authors: | Батраченко, Олександр Вікторович Яценко, Сергій Анатолійович |
| Keywords: | олійний прес;довговічність;спостереження;вдосконалення;сферичний радіально-упорний підшипник |
| Issue Date: | 2025 |
| Abstract: | Обсяг роботи. Кваліфікаційна робота магістра складається із вступу, 5 розділів, висновків, списку використаних джерел, що включає 7 найменувань, додатків. Роботу викладено на 83 аркушах, вона містить 15 рисунків, 14 таблиць. Мета роботи – розробити заходи із підвищення довговічності підшипникового вузла олійного преса. Об'єкт дослідження: довговічність олійного преса. Предмет дослідження: вплив конструктивного виконання підшипникового вузла на довговічність олійного преса. Для досягнення зазначеної мети були поставлені такі завдання: − провести аналіз відомих підходів до забезпечення високої довговічності олійних пресів; − розробити методику експериментального дослідження довговічності олійного пресу; − розробити вдосконалену конструкцію відповідального вузла, яка б забезпечувала підвищену довговічність олійного пресу; − розробити маршрут виготовлення відповідальної деталі олійного пресу. Методи дослідження: в кваліфікаційній роботі магістра використовувались експериментальні методи дослідження. Наукова новизна представленої роботи є наступною. Встановлено вплив конструкції підшипникового вузла на тривалість роботи олійного пресу. Практична цінність представлених в статті результатів досліджень є наступною. Розроблено конструкцію підшипникового вузла олійного пресу, який дозволяє підвищити довговічність машини у 3 рази. |
| URI: | https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/6786 |
| Appears in Collections: | 133 Галузеве машинобудування (Обладнання переробних і харчових виробництв) |
Files in This Item:
| File | Description | Size | Format | |
|---|---|---|---|---|
| КРМ Яценко.pdf Restricted Access | 1.9 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 кваліфікаційної роботи магістра
на тему:
«Підвищення довговічності олійного пресу»
Другий (магістерський)
(освітньо-кваліфікаційний рівень)
мПВ43.133025.000 ПЗ
Виконав: здобувач вищої освіти
2 курсу, групи мПВ-43
спеціальності 133 Галузеве машинобудування
(шифр і назва спеціальності)
Обладнання переробних і харчових виробництв
(освітня програма)
Сергій ЯЦЕНКО
(ім’я та прізвище)
Керівник Олександр БАТРАЧЕНКО
(ім’я та прізвище)
Рецензент Євген ДРОБОТУН _____
(ім’я та прізвище)
Черкаси 2025
2
3
РЕФЕРАТ
Обсяг роботи. Кваліфікаційна робота магістра складається із вступу, 5
розділів, висновків, списку використаних джерел, що включає 7
найменувань, додатків. Роботу викладено на 83 аркушах, вона містить 15
рисунків, 14 таблиць.
Мета роботи – розробити заходи із підвищення довговічності
підшипникового вузла олійного преса.
Об'єкт дослідження: довговічність олійного преса.
Предмет дослідження: вплив конструктивного виконання
підшипникового вузла на довговічність олійного преса.
Для досягнення зазначеної мети були поставлені такі завдання:
− провести аналіз відомих підходів до забезпечення високої
довговічності олійних пресів;
− розробити методику експериментального дослідження довговічності
олійного пресу;
− розробити вдосконалену конструкцію відповідального вузла, яка б
забезпечувала підвищену довговічність олійного пресу;
− розробити маршрут виготовлення відповідальної деталі олійного пресу.
Методи дослідження: в кваліфікаційній роботі магістра
використовувались експериментальні методи дослідження.
Наукова новизна представленої роботи є наступною. Встановлено вплив
конструкції підшипникового вузла на тривалість роботи олійного пресу.
Практична цінність представлених в статті результатів досліджень є
наступною. Розроблено конструкцію підшипникового вузла олійного пресу,
який дозволяє підвищити довговічність машини у 3 рази.
Ключові слова: олійний прес, довговічність, спостереження,
вдосконалення, сферичний радіально-упорний підшипник.
4
ABSTRACT
The master's qualification thesis consists of an introduction, 3 chapters,
conclusions, a list of references containing 13 sources, and appendices. The
work is presented on 83 pages and includes 19 figures and 8 tables.
The aim of the thesis is to develop measures to increase the durability of
the bearing assembly of an oil press.
Object of research: durability of the oil press.
Subject of research: the influence of the structural design of the bearing
assembly on the durability of the oil press.
To achieve the stated aim, the following tasks were set:
− to analyse known approaches to ensuring high durability of oil presses;
− to develop a methodology for experimental research on the durability of
the oil press;
− to develop an improved design of the critical assembly that would
ensure increased durability of the oil press;
− to develop a manufacturing route for the critical part of the oil press.
Research methods: experimental research methods were used in the
master's qualification work.
Scientific novelty of the presented work is as follows: a relationship has
been established between the durability of the oil press and the duration of its
operation.
Practical significance of the research results is the following: a design of
the bearing assembly of the oil press has been developed, which makes it
possible to increase the machine’s durability by a factor of three.
Keywords: oil press, durability, monitoring, improvement, spherical
angular-contact bearing.
5
ЗМІСТ
ВСТУП ..................................................................................................................... 7
РОЗДІЛ 1. ПОРІВНЯЛЬНИЙ АНАЛІЗ ІСНУЮЧИХ КОНСТРУКЦІЙ І
ПОСТАНОВКА ЗАДАЧІ ВДОСКОНАЛЕННЯ ОЛІЙНОГО ПРЕСА .............. 9
РОЗДІЛ 2. ОПИС ПРОПОЗИЦІЇ. КОНСТРУКЦІЯ І ПРИНЦИП ДІЇ
МАШИНИ .............................................................................................................. 13
РОЗДІЛ 3.РОЗРАХУНКОВА ЧАСТИНА ........................................................... 22
3.1 Технологічні розрахунки олійного преса .................................................... 22
3.2 Кінематичний розрахунок приводу олійного преса ................................... 23
3.2.1 Розрахунок клинопасової передачі ............................................................ 23
3.2.2 Розрахунок зубчастої передачі ................................................................... 27
3.3. Енергетичні розрахунки олійного преса ...................................................... 36
3.4. Розрахунок підшипників на довговічність .................................................. 38
3.5. Технологічний процес виготовлення деталі ................................................ 43
РОЗДІЛ 4. НАУКОВО-ДОСЛІДНИЙ РОЗДІЛ ................................................... 71
РОЗДІЛ 5. МОНТАЖ, ЕКСПЛУАТАЦІЯ ТА ТЕХНІЧНЕ
ОБСЛУГОВУВАННЯ ПРЕСА ............................................................................. 74
ВИСНОВКИ 82
СПИСОК ЛІТЕРАТУРНИХ ДЖЕРЕЛ ................................................................ 83
6
ВСТУП
Матеріальною основою технічного переозброєння народного
господарства є машинобудування, яке забезпечує всі галузі
високоефективними машинами та обладнанням.
Розвиток машинобудування залежить від багатьох чинників. Для
забезпечення конкурентоспроможності продукції цієї галузі на світовому
ринку та отримання реального прибутку необхідно приділяти значну увагу
високій економічності виготовлення виробів та якості продукції. Для цього
вже на етапі проектування необхідно вибирати максимально підходящі
методи отримання заготовок, враховуючи, що для різних типів виробництва
критерії оптимальності різні. Важливу роль відіграє правильний вибір
різального та допоміжного інструменту, вимірювальних та контрольних
пристроїв. Не менш важливим є вибір технологічного обладнання та
верстатних пристосувань. Необхідно розробляти ефективні технологічні
процеси на основі останніх досягнень науки і техніки, застосовувати
комплексну автоматизацію проектування, використовувати сучасні верстати
та технологічну оснастку. Ефективність виробництва, технічний прогрес і
якість продукції тісно залежать від впровадження сучасного обладнання та
засобів управління всіма етапами виробничого процесу. У нинішніх умовах
України варто акцентувати увагу не на створенні нових підприємств, а на
реконструкції та модернізації вже існуючих виробничих потужностей. Це
обґрунтовано тим, що вкладені ресурси окупаються приблизно втричі
швидше порівняно з витратами на будівництво підприємств аналогічної
потужності.
Сучасні вимоги до розвитку олійно-жирової промисловості диктують
необхідність забезпечення високої надійності технологічного обладнання,
його енергоефективності та стабільної роботи навіть у випадку тривалих
безперервних навантажень. Промислові олійні преси є ключовою ланкою
технологічного процесу механічного вилучення олії з насіння олійних
7
культур, а їх технічний стан безпосередньо впливає на якість продукції, вихід
олії, собівартість переробки та продуктивність підприємства. У зв’язку з цим
питання підвищення довговічності таких машин набуває особливої
актуальності, оскільки більшість відмов відбувається через зношування
робочих органів, перевантаження вузлів та недостатню адаптацію
конструкції до реальних виробничих умов.
Аналіз експлуатаційних даних вітчизняних і зарубіжних підприємств
свідчить, що основними причинами зниження ресурсу роботи олійних пресів
є абразивне та контактне зношування шнекових секцій, підвищені осьові та
радіальні навантаження на підшипникові вузли, перегрівання робочих камер,
а також нерівномірний розподіл тиску в зоні стискання. У комплексі ці
фактори призводять до збільшення кількості простоїв, зниження показника
OEE (Overall Equipment Effectiveness) та зростання витрат на технічне
обслуговування.
Підвищення довговічності промислового олійного преса можливе
шляхом оптимізації конструктивних параметрів робочих органів,
удосконалення умов мастилопостачання, використання зносостійких
матеріалів, застосування математичного моделювання напружено-
деформованого стану вузлів та впровадження адаптивних режимів
експлуатації. Раціональний вибір цих заходів потребує системного підходу,
який враховує складність реального навантаження обладнання, характер
сировини, технологічні умови та сучасні вимоги до надійності машин
харчової промисловості.
У цьому контексті в магістерській роботі розв’язується актуальна
науково-практична задача — підвищення довговічності промислового
олійного преса шляхом удосконалення його конструкції, що сприятиме
підвищенню ресурсу роботи та зростанню ефективності переробки олійної
сировини.
8
РОЗДІЛ 1. ПОРІВНЯЛЬНИЙ АНАЛІЗ ІСНУЮЧИХ
КОНСТРУКЦІЙ І ПОСТАНОВКА ЗАДАЧІ ВДОСКОНАЛЕННЯ
ОЛІЙНОГО ПРЕСА
Промислові олійні преси становлять ключовий елемент технологічного
процесу механічної екстракції рослинної олії. Вони забезпечують первинне
або завершальне віджимання олійної сировини, формують необхідний рівень
тиску в камері стискання, визначають ступінь дегідратації макухи та
впливають на кінцевий вихід і якість олії. У технологічних лініях переробки
насіння соняшнику, сої, ріпаку, льону, гарбуза та виноградних кісточок
пресове обладнання часто працює у цілодобовому циклі, що пред’являє
підвищені вимоги до його довговічності та надійності.
Зростання конкуренції в галузі та висока вартість простоїв зумовлюють
необхідність удосконалення конструкцій пресів та оптимізації їх
експлуатаційних характеристик, зокрема ресурсу вузлів, зносостійкості
матеріалів та енергоефективності.
За принципом роботи та технологічним призначенням олійні преси
класифікують на такі основні групи.
Шнекові (гвинтові) преси - найпоширеніший тип у промисловості.
Основним робочим органом є шнек, який транспортує сировину вздовж
камери та створює підвищений тиск у зоні стискання. Переваги: простота й
надійність конструкції; можливість роботи в безперервному режимі;
широкий діапазон сировини. Недоліки: високі осьові навантаження;
інтенсивне абразивне зношування шнекових секцій.
Гідравлічні преси - використовуються переважно для малих
виробництв і отримання високоякісної олії. Переваги: низьке
температуральне навантаження; високий вихід олії. Недоліки: перервний
режим роботи; низька продуктивність; складність у забезпеченні
довговічності гідросистем.
9
Вальцьові преси - застосовуються рідко, мають низьку продуктивність і
обмежену сферу використання.
Шнекові маслопреси призначені для безперервного механічного
видобування рослинної олії з подрібненого олійного насіння, такого як
соняшник, ріпак, макуха, сою та інші культури. Основний продукт
пресування рослинна олія, а вторинне макуха, яка залишається у вигляді
оболонки із залишковою олійністю.
Гвинтовий прес (рис. 1.1) складається зі збірної звареної рами, обшитої
для закриття внутрішніх елементів. У конструкції розташовані підшипникові
опори шнекового валу, а також вузли для кріплення завантажувального
корпусу, пресувальної клітини, ванни для збору олії та каналу для виходу
макухи. Переміщення моменту від двигуна забезпечується клинопасовою
передачею, а від редуктора до шнекового валу спеціальною кулачковою
муфтою.
Під час роботи маслопресу підготовлене сировинне насіння через
живильник та завантажувальний корпус потрапляє в пресувальну клітину, де
здійснюється процес віджимання масла. Видавлене масло через спеціальні
пази пресувальних планок направляється у ванну для збору, звідки надходить
на подальшу переробку. Макуха, що залишилась після віджимання,
виводиться через кільцевий зазор між гільзою і конусом шнекового валу.
Маслопреси функціонують у безперервному режимі при
максимальному механічному навантаженні, тому важливо забезпечити
високу міцність усіх компонентів, які контактують із сировиною, таких як
шнеки, пресувальні сепаратори та планки. Щоб гарантувати максимальну
зносостійкість, наша компанія застосовує термічну обробку цих елементів.
Це суттєво продовжує термін їх експлуатації та скорочує витрати клієнтів на
заміну запчастин.
10
Рисунок 1.1 – Олійний прес марки ТАН
У комплект кожного преса входять редуктори європейського
виробництва та частотні перетворювачі, які дозволяють регулювати
швидкість обертання електродвигуна відповідно до специфічних вимог
виробництва.
Практичний та компактний прес Spremioliva 30 - ідеальне рішення для
виробників та фермерів, яким потрібен якісний інструмент для легкого
отримання олії в домашніх умовах (рис. 1.2).
Рисунок 1.2 - Прес Spremioliva 30
11
Mini Crusher 30 підходить для малого бізнесу та домашнього
виробництва та дозволяє переробляти оливки відразу після збирання врожаю.
Продуктивність машини становить 30–40 кг оливок на годину, а її
продуктивність становить близько 200–300 кг на добу за 8 годин роботи.
Його можна комбінувати з мийною машиною-дефоліатором та збірним
лотком з картонним фільтром 20×20.
Характеристики:
продуктивність 30-40 кг на годину
ножова дробарка
горизонтальний малаксер
двофазний декантер останнього покоління
Напруга: однофазна 220 В 2,5 кВт 50 Гц
Аксесуари: Спеціальна напруга
Розміри: см 200x117x141h
Вага: 330 кг
12
РОЗДІЛ 2. ОПИС ПРОПОЗИЦІЇ. КОНСТРУКЦІЯ І ПРИНЦИП
ДІЇ МАШИНИ
Олійний прес призначений для холодного віджиму олії з культур, які
містять масло, в тому числі з екструдованої повножирної сої. Сировиною для
даного преса можуть бути: соняшник, ріпак, льон, соя та інші маслянисті
культури.
Переваги даного преса у порівнянні з аналогами наступні:
подовжена зеєрная камера - покращений віджим, як наслідок;
регулювання подачі сировини;
низьке енергоспоживання;
призначений для безперервної (24-годинної) роботи;
простота очищення зеєрной камери;
збільшений термін служби зеєрних планок.
Завдяки "розкривній" конструкції зеєрної камери значно зменшується
трудомісткість технічного обслуговування і поліпшуються умови
експлуатації преса. Використання гвинтового шнека під зеєрними камерами
забезпечує постійне автоматичне очищення піддону преса.
У пресі використовуються тільки високоякісні комплектуючі
(редуктора, підшипники) європейського виробництва, що гарантує безшумну
та безаварійну роботу в умовах безперервного пресування.
Переваги холодного віджиму олії у порівнянні з гарячим пресуванням:
масло має більшу кількість вітамінів і мінеральних речовин , ніж після
гарячого пресування масел;
кращі смакові якості масла;
низький вміст фосфору в олії - до 35 частин на мільйон.
Параметри олійних культур повинні відповідати наступним вимогам:
мінімальна температура насіння повинна становити 15°С;
вологість не більше 5-7%;
домішки складати не більше 2%;
13
пошкоджене насіння: максимум до 2%.
Основні технічні параметри машини наведено у таблиці 2.1.
Таблиця 2.1 Технічні параметри машини
Параметр машини Одиниця виміру Значення
Продуктивність за кількістю матеріалу,
кг/год 1000
що переробляється, до
Засміченість вихідної сировини, не
більше % 1
Наявність металевих домішок не допускається
Вологість вихідної сировини, не більше % 6…7
Залишкова масляничність макухи, не
більше % 8
Осип з преса, не більше % 3
Встановлена потужність кВт 23
трифазна
чотирипровідна
Рід струму живильної мережі -
мережа змінного
струму
Частота Гц 50±1
Напруга у мережі В 380±38
Маса (без електрошафи), не більше
Габаритні розміри (без електрошафи), не
більше: кг 3500
довжина мм 3850
ширина мм 1100
висота мм 2110
14
кг 30
Маса електрошафи, не більше
Габаритні розміри електрошафи, не
більше:
довжина
мм 380
ширина
мм 250
висота
мм 660
1 - Рама 6 - Шнек розвантажувальний
2 - Привід 7 - Муфта
3 - Вал гвинтовий 8 - Втулка конічна
4 - Камера зеерная 9 - Ніж
5 - Огорожа 10 - Вузол підшипниковий
25 - Підшипник 2208К СХ 27 - Ремінь клиновий
Рисунок 2.1 – Загальний вид олійного преса
15
Олійний прес (рис. 2.1) зконструйований з рами 1, приводу 2, вала
гвинтового 3, зеєрної камери 4, огорожі 5, розвантажувального шнека 6.
Рама 1 являє собою зварену конструкцію, призначену для кріплення всіх
інших вузлів маслопресса.
Привід 2 складається з електродвигуна, клинопасової передачі і
редуктора, тихохідний вал якого через муфту 7 з'єднаний з гвинтовим валом
3. Вал гвинтовий 3 призначений для транспортування і одночасного
стиснення сировини, що переробляється, і являє собою вал з набраними на
ньому в певній послідовності гвинтами. На кінці валу, з боку виходу макухи,
встановлені конусна втулка 8 і ніж 9, виконаний у вигляді кільця з ребрами і
призначений для дроблення макухи.
8 - Втулка конусна 21 - Втулка регулювальна
9 - Ніж 22 - Болт регулювальний
Рисунок 2.2 – Вузол вихідний
З протилежного боку на валу гвинтовому розміщений підшипниковий
вузол 10 (рис. 2.3), у складі якого однорядний сферично-роликовий
підшипник типу 29424 EJ ZKL і двохрядний упорний з бочкоподібними
роликами типу 23124W33M ZKL відповідно (виробництво – Чехія).
16
23 – Підшипник 29424 EJ ZKL
24 – Підшипник 23124W33M ZKL
26 – Манжета 2-120х145-1(ГОСТ 8752-70)
Рисунок 2.3 – Вузол підшипниковий
Зеєрна камера 4 (рис. 2.4) складається з двох симетричних зеєрних
коробок 11 і 12, скріплених за допомогою болтів 13.
Кожна з зеєрних коробок, в свою чергу, складається з окремих корпусів,
стягнутих шпильками 14 паралельно осі маслопреса, які при з'єднанні
зеєрних коробок охоплюють гвинтовий вал 3 разом з підшипниковий вузлом
10.
Внутрішня поверхня зведених зеєрних коробок, що охоплює гвинтовий
вал в районі розташування гвинтів, утворює зеєрную камеру, що складається
з наборів зеєрних планок 15 і спеціальних ножів 16 (рис. 2.5). Набір зеєрних
планок виконаний таким чином, що внутрішня поверхня зеєрної камери
являє собою зубчасту поверхню, зубці якої спрямовані в бік напрямку
обертання гвинтів. Зазори між суміжними зеєрними планками змінюються по
ходу руху сировини і встановлюються залежно від сировини, що
17
переробляється. Ножі встановлені в площині роз'єму зеєрних коробок і
спільно з зубчастою поверхнею зеєрної камери призначені для гальмування
обертального руху сировини, що пресується.
11 - Коробка зеєрна 14 - Шпилька
12 - Коробка зеєрна 17 - Опора
13 - Болт 20 – Воронка
Рисунок 2.4 – Коробка зеєрна
18
14 - Шпилька 17 - Планка зеерная 18 - Ніж
Рисунок 2.5 – Камера зеєрна
Кожна з зеєрних коробок встановлена на двох опорах 17 (рис. 1.4) з
можливістю повороту на осях 18. Опори фіксуються затягуванням болтів 19
(рис. 2.6).
Для подачі сировини в зеєрну камеру служить воронка 20. На виході
зеерної камери встановлена регулювальна втулка 21 (рис. 2.2) з внутрішнім
конусом. Регулюючи за допомогою гвинтів 22 положення втулки 21,
змінюють зазор утворений конічними поверхнями втулок 8 та 21 і тим самим
регулюють товщину макухи на виході з преса, і відповідно регулюють тиск,
який створюється в пресі.
Розвантажувальний шнек 6 (рис. 2.1) транспортує віджате масло і осип з
преса у напрямку до маслоотводящему патрубку, розташованому в середині
19
піддону. Огорожа 5 являє собою збірну металоконструкцію з швидко
знімними бічними стінками.
18 – Вісь 19 – Болт
Рисунок 2.6 – Вузол поворотний
Система управління олійним пресом розміщена в електрошафі.
Електрошафа являє собою зварену металоконструкцію з дверцями, на
якій розміщені органи управління олійного преса і візуального контролю за
його роботою.
Призначення органів управління та візуального контролю наступні:
• Перемикач "НАПРУГА" - для подачі напруги в електрошафі.
• Кнопка "ПУСК" - для подачі напруги на перемикачі.
• Кнопки "Прес ПУСК / СТОП" - для включення / відключення
електродвигуна приводу.
• Кнопки "Шнек ПУСК / СТОП" - для включення / відключення
шнека розвантажувального.
• Амперметр "ТОК ПРИВОДУ" - для контролю за навантаженням
електродвигуна приводу.
• Арматура сигнальна "НАПРУГА" - для контролю наявності
напруги.
20
Підключення системи управління до електромережі здійснюється
вступним автоматичним вимикачем QF1, який також захищає від струмів
короткого замикання.
Захист основного двигуна М здійснюється тепловим реле КК1 (від
перевантаження по струму) і реле контролю температури обмотки КК3.
Контроль параметрів електромережі (min і max напруги, перекіс між вазами і
правильне чергування фаз) здійснюється реле контролю KV1. Включення та
аварійне відключення здійснюється кнопковими вимикачами SB2 і SB1 через
контакт реле K1. Запуск основного електродвигуна виробляється реле пуску
К2, на якому виставляється час запуску (8-10 с) На «зірці» і перемикання для
роботи на «трикутнику», щоб зменшити пускові струми. Елементи
управління пуском і зупинкою двигуна - кнопки SB3.1 і SB3.2.
Запуск двигуна шнека М2 здійснюється реле КМ4. Включення і
виключення шнека здійснюється кнопками SB4.1 і SB4.2. Захист від струмів
короткого замикання електродвигуна М2 і ланцюгів управління здійснюють
автоматичні вимикачі QF2 і QF3. Візуальний контроль струму
електродвигуна М1 проводиться за допомогою амперметра А1. Запуск
основного двигуна приводу виконується за схемою «зірка-трикутник».
Принцип дії олійного преса є наступним.
Електродвигун через клиноременну передачу і редуктор передає
обертання гвинтовому валу з встановленими на ньому окремими гвинтами.
По ходу руху сировини гвинти мають діаметр тіла гвинта, що збільшується, і
зменшуваний крок. Вихідна сировина подається через прийомну лійку в
зеєрну камеру. Завдяки зменшенню обсягу, сировина, що знаходиться в
зеєрній камері, піддається стиску, який зростає в міру просування сировини
до виходу. Під впливом виникаючого тиску масло, віджате із сировини,
проходить через щілини зеєрної камери і збирається в піддон. Макуха
гвинтовим валом виштовхується із зеєрної камери, де при виході дробиться
за допомогою ножа.
21
РОЗДІЛ 3 .РОЗРАХУНКОВА ЧАСТИНА
3.1 Технологічні розрахунки олійного преса
Під технологічним розрахунком об’єкта, що проектується, розуміють
комплекс обчислень, які безпосередньо пов’язані з параметрами, типом та
особливостями технологічного процесу, що здійснюється цим об’єктом.
Головна мета таких розрахунків полягає у визначенні вихідних
параметрів, необхідних для виконання графічної конструкторської розробки
проектованого об’єкта. Крім того, вони слугують основою для проведення
подальших спеціальних розрахунків окремих його елементів, наприклад,
кінематичних або на міцність.
Завдання технологічного розрахунку зазвичай зводяться до визначення
ключових технологічних, конструктивних, силових, кінематичних та
енергетичних показників. Ці фактори є необхідними на початкових етапах
проектування і виступають базою для подальших конструкторських і
розрахункових робіт зі створення агрегатів, машин чи пристроїв конкретного
технологічного призначення.
Продуктивність олійного преса
Головною властивістю функціонування потокової лінії, агрегату,
машини або пристрою є їхня продуктивність. Під цим поняттям мається на
увазі кількість продукції (масової, об'ємної або штучної), що виробляється за
одиницю часу.
Масова продуктивність шнекового преса ( , кг/год) розраховується за
наступною формулою:
де об’ємна маса мезги, кг/ ;
22
n = 22 об/хв частота обертання шнекового вала, об/хв;
діаметр шнека, м;
коефіцієнт заповнення.
Довжина витка шнека (L, м) розраховується у свою чергу так:
де .
3.2 Кінематичний розрахунок приводу олійного преса
3.2.1 Розрахунок клинопасової передачі
Для проектування клинопасової передачі необхідно врахувати такі
дані: розрахункову передавану потужність N, умови експлуатації, частоту
обертання ведучого шківа та передаточне відношення і= nш /nдв.
Діаметр меншого шківа визначають по емпіричній формулі, мм:
де T1— обертовий момент, Н ∙мм.
Обертовий момент визначається за виразом, Н · м:
30N 30 22000
T1 145Н м
nдв 3,14 1450
де N - потужність приводу, Вт;
nдв - частота обертання електродвигуна, хв.-1.
Отриманий результат необхідно округлити до найближчого
стандартного значення з наступного ряду: 40, 45, 50, 56, 63, 71, 80, 90, 100,
110, 125, 140, 160, 180, 200, 224, 250, 280, 315, 355, 400, 450, 500, 560, 630,
23
710, 800, 900, 1000, 1120, 1250, 1400, 1600, або 1800. При цьому необхідно
забезпечити, щоб округлене значення не було меншим за встановлений
мінімум d1. Приймаємо d1=215 мм.
Діаметр веденого шківа d2 визначають за наступною формулою, мм:
d2 d1 i 1 215 1,33 (10,01) 283мм
де d1 – діаметр ведучого шківа, мм;
ε – відносне проковзування ременя (ε=0,01).
Приймаємо d1=285 мм.
Отриманий діаметр веденого шківа необхідно округлити до
стандартного значення, після чого внести уточнення щодо передаточного
відношення i. Міжосьову відстань слід вибирати в межах заданого інтервалу:
аmin= 0,55(d1+d2) + T0 =0,55· (215 + 285) +13,5 = 288,5 мм
amax= d1 + d2 = 215 + 285 = 500 мм
де T0 = 13,5 — висота перерізу ременя.
Довжина ременя визначається за формулою:
2
d2 d1
L 2a 0,5 d1 d2
4a
2
285 215
L 2 456,15 0,5 3,14215 285 1700мм
4 456,15
Отримане значення слід округлити до стандартного. Приймаємо
L=1700 мм.
Потім слід уточнити міжосьову відстань шківів:
де Lp — розрахункова довжина ременя;
w = 0,5 · π (d1 + d2) = 0,5·3,14·(215 + 285) = 785
у = (d 2
2 - d1) = (285 - 215) 2 = 4900
24
Кут обхвату меншого шківа, град:
Приймаємо
Для вибору ременя по його перерізу служить номограма, зображена на
рис. 3.1.
Рисунок 3.1 - Номограма для вибору перерізу клинового ременя
Число ременів, яке необхідне для передачі заданої потужності N,
визначається таким чином:
де P0=8,05—потужність, кВт, що допускається для передачі одним ременем
(таблиця А.2 Додатку А);
СL=1,01 — коефіцієнт, що враховує вплив довжини ременя;
Ср =1,3 — коефіцієнт режиму роботи;
Сα =1,0- коефіцієнт кута обхвату при α=180˚
Сz=0,9 - коефіцієнт, що враховує число ременів в передачі (при z=4÷63 Сz=
0,90).
25
Для зручності монтажу і експлуатації передачі кількість ременів
рекомендується обмежувати z≤ 8; якщо ж за розрахунком виходить z> 8, то
слід збільшити d1 і відповідно d2 або перейти до більшого перерізу ременя.
Попереднє натягнення гілок клинового ременя, Н:
де v — швидкість паса, м/с;
θ — коефіцієнт, що враховує відцентрову силу,(Н·с2) /м2 (при перерізі O
θ=0,06; при перерізі А θ=0,1; при перерізі Б θ=0,18; при перерізі В θ=0,3; при
перерізі Г θ=0,6; при перерізі Д θ=0,9); значення інших параметрів, як і у
формулі (98).
Сила, що діє на вали, Н:
Отже, вибираємо стандартне позначення обраного клинового пасу
С(В)-1700, де «В» - тип пасу, а 1700 - його довжина по нейтральній лінії в
мм.
Робочий ресурс ременів розраховується за наступною формулою
( :
26
де N0ц —базове число циклів (для перерізів О і А N0ц ≥4,6∙ 106 ; для перерізів
Б, В і Г N0ц ≥4,7∙106; для перерізів Д і Е N0ц ≥2,5 ∙106);
Lр— розрахункова довжина ременя, м;
d1—діаметр меншого шківа, м;
n1 — частота обертання, хв.-1;
σ-1— межа витривалості (для клинових ременів σ-1= 7 МПа);
σmax— максимальна напруга в перерізі ременя, МПа;
- коефіцієнт, що враховує вплив передаточного відношення і=1,33;
Ci 1,53 i 0,5 1,53 1,33 0,5 1,15
Сн — коефіцієнт, що враховує режим роботи передачі (Сн=1,0 при
постійному навантаженні; Сн=2 при періодичній зміні навантаження від нуля
до максимального значення).
Робочий ресурс ременів становить 1000 годин, що є задовільним при
заданому важкому режимі роботи олійного преса ОР-1000-30.
3.2.2 Розрахунок зубчастої передачі
Головними параметрами циліндричної зубчастої передачі є міжосьова
відстань a, передаточне відношення u, коефіцієнт ширини a , модуль і
кут нахилу лінії зуба β.
Передаточне відношення u визначають при розбивці загального
передаточного відношення редуктора по ступеням.
Розрахунок на контактну міцність
Розрахунок швидкохідної зубчатої передачі редуктора на контактну
міцність виконується за наступною формулою:
2 '
K Tp
a U 1 3
H U
a
де a - міжосьова відстань;
27
U =11;
K 270 - для косозубих передач;
K 315 - для прямозубих передач;
H - допустиме контактне напруження;
T '
p - розрахунковий момент, H мм;
T '
p THE T
'
H T K '
max HД KH
Tm ax - найбільший момент технологічного процесу;
KHД - коефіцієнт довговічності;
K '
H - коефіцієнт навантаження;
a - коефіцієнт ширини, a =0.25;
N
K K 3
HД HE 1
NHB
KHE - коефіцієнт еквівалентності;
t 3
T t
K 3 i i 3
HE 13 0,3 0,73 0,65 0,8
n0 T T
База контактних напружень:
Вибираємо матеріал Сталь 40Х поліпшена
HB 180350 МПа, HBср 265 МПа
Приймаємо N HG 16 10 6 .
Коефіцієнт довговічності по контактній міцності:
для шестерні:
N1 1034,54 106
K 3
HД KHE 0,8 3 3,21, приймаємо KHД =1,0.
NHG 16 106
для колеса:
N 94 106
KHД KHE
2
3 0,8 3 1,44 , приймаємо K
6 HД =1,0.
NHG 16 10
Коефіцієнт навантаження:
KH KH KH KHV 1,08 1,42 1,085 1,6
28
де KH - коефіцієнт нерівномірності навантаження між зубами;
K H - коефіцієнт нерівномірності навантаження по довжині зуба;
K HV - коефіцієнт динамічних навантажень;
Попереднє значення колової швидкості:
n T 1458 779
V 1 2 max
3 3 2,87 м / с
103 C U 2
a 103 15 112 0,25
Приймаємо 8 ступінь точності зубчатої передачі, тоді KH 1,08 .
При розрахунку циліндричних передач на контактну витривалість при
твердості колеса HB 350 .
KH K0
H (1 x) x 1,05
Коефіцієнт режиму
T N
x i i 10,35 0,7 0,7 0,79
Tmax N
Для типових графіків навантаження значення коефіцієнтів режиму x
приведені, x 1
K H 3 ,
b U 1 111
При
шв 0,25 1,5 на 3 схемі передачі береться лінійною
a 2 2
інтерполяцією:
KH 3 (1 0,79) 0,79 1,42 .
Знаходимо коефіцієнт K HV при 8 ступені точності та V 2,87 м / с
KHV 1,085 .
Розрахунковий момент розраховується за формулою:
T '
p Tmax KHД KH 779 1,0 1,6 1246Н м ;
Допустимі контактні напруження:
0
Н lim 600
545МПа , де
Н Н lim 2НBсер 70 2 265 70 600МПа ;
S 1,1
SH - коефіцієнт запасу міцності по контактних напруженнях, SH 1,1 .
Міжосьова відстань швидкохідного ступеня:
29
2
T 2
K p 270 1246 103
aшв Uшв 1 3 111 3 259,47 мм
U
a 545 11 0,25
Із стандартного ряду приймаємо aшв 250 мм .
Перевірка фактичних напружень:
Uшв 1 Uшв 1 111 111
3
H K Tp 270 1246 10 544МПа
aшв Uшв b2 250 11 63
H 544 МПа 545 МПа , де ширина колеса
b2 a aшв 0,25 250 62,5 мм
Із стандартного ряду приймаємо b2 63 мм ;
Ширина шестерні b1 1,12 b2 1,12 63 70,56 мм
Із стандартного ряду приймаємо b1 71 мм ;
H 544 545
Перевищення 100% 100% 0.2% 5% , що в межах
545
допустимого.
Розрахунок зубців на згин
Колова сила на швидкохідному валу:
2 T Tпром U 3
2 шв 1 779 (111) 10
Ft 3399Н
d2 aшв Uшв 250 11
Модуль швидкохідної зубчастої передачі:
K Ft KFД KF 3,5 3399 11,3
mn 0,893 мм
b2 F 63 275
де K 3,5 - для косозубих передач;
K FД - коефіцієнт довговічності по згину.
По іншим рекомендаціям:
m 0,01...0,02 aшв 0,01...0,02 250 2,5...3
Приймаємо стандартне значення mn 2,5 мм
N
K FД K FЕ m 1, де N FG 4 10 6 , m 6 при нормалізації
N FG
30
T 2
T t
K m i i
FД 1
i0 T t
Так, як N 10,34 108
1 108 , то KFД 1,0 .
K F - коефіцієнт навантаження по згину:
KF KF KF KF 0,911,26 1,2 1,3
KF 0,91 .
Коефіцієнт концентрації при згині:
KF K0
F (1 x) x 2,28 10,790,79 1,26 ,
де K0
2,28 початковий коефіцієнт концентрації.
F
Коефіцієнт динамічності:
KF 1,2 .
Допустиме навантаження згину:
0
F lim 1,8HB 1,8265
F 275МПа
SF SF 1,75
SF 1,75 ,
0
F lim 1.8 HB 1,8 265 477 МПа
Сумарна кількість зубців:
2a
z z z шв 2 250
зубців
2 1 cos 0,99 198
mn 2,5
Приймаємо z 198 зубців.
3,5 m 3,5 2,5
arcsin n arcsin 7,98 , кут підйому лінії зуба, тобто
b2 63
попадає в рекомендований інтервал 7 18 .
Кількість зубців шестерні:
z 198
z1 16,5 зуба, приймаємо z1 17 зубів.
Uшв 1 111
Кількість зубців колеса:
z2 z z1 198 17 181 зубів
Фактичне передаточне число:
31
z2 181
U 10,64
z1 17
Відхилення фактичного передаточного числа від заданого:
U U 10,64 11
100% 100% 3,27% 4% .
U 11
Фактичні згинні напруження в зубцях шестерні:
YF Y 4,07 0,943
F Ft KFД KF 3399 1,0 1,3 95,54МПа F 275МПа ,
b1 mn 712,5
де YF - коефіцієнт форми зуба, приймаємо 4,07;
8
Y - коефіцієнт нахилу зуба, YF 1 1 0,943
140 140
Кількість приведених зубців шестерні:
z1 17
zV1 17,52 18 зубців
cos3 0,97
Фактичні згинні напруження в зубцях колеса:
YF 2 Y 3,62 0,943
F 2 Ft KFД KF 3399 1,0 1,3 84,98МПа F 275МПа
b2 mn 63 2,5
, де YF - коефіцієнт форми зуба, приймаємо 3,62.
Кількість приведених зубців колеса:
z2 181
zV 2 186,59 187 зубців
cos3 0,97
Геометричний розрахунок швидкохідної передачі
Відносне зміщення:
17 z1 17 17
x 0 0,6 , x1 x2 .
17 17
Ділильні діаметри:
Шестерні:
mn z1 2,5 17
d1 42,93 мм
cos 0,99
Колеса:
mn z2 2,5 181
d2 457,07 мм
cos 0,99
32
Перевіряємо умову:
d1 d2 42,93 457,07 500 мм 2 aшв .
Діаметр шестерні розраховують за формулою:
da1 d1 2 mn 1 x 42,93 2 2,5 10 47,93мм
Діаметр колеса розраховують наступним чином:
da2 d2 2 mn 1 x 457,07 2 2,5 1 0 462,07 мм
Діаметри западин:
Шестерні: d f 1 d1 2 mn 1,25 x 42,93 2 2,5 1,250 36,68 мм ;
Колеса: d f 2 d2 2 mn 1 x 457,072 2,5 1,250 450,82 мм .
Розрахунок тихохідної зубчастої передачі редуктора на контактну міцність
Міжосьова віддаль тихохідної ступені визначається за формулою:
2
aT UT 1 U
K шв
3
aшв U шв 1 UT
при K НД 1 - коефіцієнт довговічності
2
aT 4,17 1 11
0,85 3 1,12 ,
aшв 111 4,17
де UT - передаточне число тихохідного ступеня:
iзуб. ред.
UT Umax
Uшв
44,41
UT 4,17 6,3
10,64
K - коефіцієнт, який враховує навантаження ступенів,
K 0.85 - для прямозубих передач;
aT 1,12 , тобто aT 1,12 aшв 1,12 250 280мм .
aшв
Приймаємо із стандартного ряду aT 280 мм .
Розрахунок зубців тихохідного ступеня на згин
33
Колова сила на тихохідному валу:
2 T TT UT 1 4232 4,17 1 103
Ft
2 15114H ;
d2 aT UT 280 4,17
Модуль тихохідної зубчастої передачі :
K Ft KFД KF 5 35809,23 1,0 1,3
m 6,04 мм ,
n
b1 F 140 275
де K 5 - для прямозубих передач;
За іншою рекомендацією:
m 0,01...0,02 a 0,01...0,02 315 3,15...6,3 .
T
Приймаємо m 5 мм ;
KFД 1,0 , K F 1,3 з розрахунку швидкохідної передачі.
Ширина шестерні:
b1 1,12 b2 1,12 112 126 мм із стандартного ряду b1 140 мм , де
b2 t aT 0,4 280 112 мм , де t - коефіцієнт ширини зуба,
t 0,4 . Приймаємо b2 125 мм .
Сумарна кількість зубців:
2a
z z T 2 280
2 z1 112 зубців,
mn 5
Приймаємо z 112 зубців;
Кількість зубців шестерні:
z 112
z1 21,7 зубів
UT 1 4,17 1
Приймаємо z1 22 зубів.
Кількість зубців колеса:
z2 z z1 112 22 90 зубів.
Фактичне передаточне число:
z2 90
U 4,1
z1 22
34
Відхилення фактичного передаточного числа від заданого:
U U 4,1 4,17
100% 100% 1,7% 4% , що в межах допустимого.
U 4,17
Фактичні згинні напруження в зубцях шестерні:
YF Y 4,07 0,95
F Ft KFД KF 35809 1,0 1,3 257,12МПа F 275МПа
b1 mn 140 5
де KFД 1,0 , K F 1,3 з розрахунку швидкохідної передачі.
YF - коефіцієнт форми зуба, приймаємо 4,07;
7,18
Y - коефіцієнт нахилу зуба, YF 1 1 0,9487 , де
140 140
3,5 mn 3,5 5
arcsin arcsin 7,18
b1 140
Фактичні напруження згину в зубцях колеса розраховуються за наступною
формулою:
YF 2 Y 3,6 1,0
F 2 Ft KFД KF 35809 1,0 1,3 274МПа F 275МПа , де
b2 mn 120 5
YF 3,6;Y 1,0 , KFД 1,0 , K F 1,3 з розрахунку швидкохідної передачі.
Геометричний розрахунок тихохідної передачі
Ділильні діаметри:
Шестерні: d1 mn z1 5 22 110мм ;
Колеса: d2 mn z2 5 90 450мм .
Перевіряємо, чи виконується умова:
d1 d2 2aT
110 450 2 280
560 560
Діаметри вершин зубців:
Шестерні: da1 d1 2 mn 110 2 5 120 мм ;
Колеса: da2 d2 2 mn 450 2 5 460 мм ;
Діаметри западин:
Шестерні: d f 1 d1 2 1,25 mn 110 2 1,25 5 97,5 мм ;
35
Колеса: d f 2 d2 2 1,25 mn 450 2 1,25 5 437,5мм .
3.3. Енергетичні розрахунки олійного преса
Потужність, необхідна для функціонування шнекового преса,
витрачається на такі процеси:
• стиснення мезги від початкового до кінцевого об’єму;
• подолання сил тертя, що виникають між мезгою та обертовим
шнековим валом у процесі стиснення;
• подолання сил тертя між рухомою мезгою та внутрішньою поверхнею
зеєра;
• подолання тертя в підшипниках;
• руйнування вторинних структур і часткове дроблення мезги;
• подолання сил тертя в редукторі.
1. Потужність , необхідна для стиснення мезги в пресі,
визначається наступним чином:
де Q кількість мезги, що надходить у прес за 1 оберт вала, кг;
n частота обертання шнекового вала, об/хв;
b коефіцієнт, який залежить від температури мезги та її вологості;
вологість мезги, %;
практичний ступінь стиснення мезги у пресі.
2. Потужність , потрібна для обертання витка:
36
де S сила, прикладена на деякій відстані від осі шнекового вала, яка
створює крутний момент, Н·м;
середній радіус витка, який розраховується за формулою:
3. Потужність , необхідна для подолання сил тертя між мезгою,
що рухається, і внутрішньою поверхнею циліндра:
де Т сила тертя мезги об поверхню зеєра, Н;
швидкість мезги, що піддається пресуванню та переміщається витком:
де n частота обертання шнекового вала, об/хв;
крок нитки, м.
4. Потужність , потрібна для подолання сил тертя у кулькових
упорних підшипниках, які сприймають осьове зусилля, визначають за такою
формулою:
навантаження на підшипник, Н;
умовний коефіцієнт тертя. При значних навантаження
; при малих навантаження 30;
діаметр кола, по якому розташовані кульки у підшипнику, м;
37
n частота обертання шнекового вала, об/хв.
5. Потужність, необхідна для руйнування вторинних структур мезги та її
часткового подрібнення під час проходження через ножі й нитку, визначає
енергетичні витрати цього процесу.
При переході з одного витка на інший мезга частково руйнується об
ножі, що виступають над установочними кільцями. Додатково, під час
переміщення до виходу частина мезги проходить через нитку, що спричиняє
її незначне подрібнення. Крім того, за рахунок похилого положення
прикладених зусиль усередині мезги спостерігається зміщення окремих
частинок одна відносно одної.
Усі ці процеси супроводжуються витратами енергії. Однак наразі немає
можливості теоретично обчислити всі зазначені енергетичні витрати.
Потужність, потрібну для цих операцій, можна визначити як різницю між
фактично виміряною потужністю та розрахованою величиною, що враховує
коефіцієнт перемішування .
6. Загальна потужність, необхідна для шнекового вала розраховується
так:
де коефіцієнт перемішування визначається так:
де робоча ширина вихідної щілини преса, мм.
3.4. Розрахунок підшипників на довговічність
Тихохідний вал привода машини через кулачкову муфту 7 з'єднаний з
гвинтовим валом 3 (рис. 2.1), на якому розміщений підшипниковий вузол, до
складу якого попередньо були вибрані однорядний сферично-роликовий
38
підшипник типу 29424 EJ ZKL і двохрядний упорний з бочкоподібними
роликами типу 23124W33M ZKL відповідно.
На шнеку розвантажувальному, який забезпечує постійне автоматичне
очищення піддону преса, по обидва кінці встановлено двохрядні кулькові
радіально-сферичні підшипники типу 2208К СХ.
Підшипник 23124W33M ZKL, який сприймає тільки осьове
навантаження, яке діє на вал гвинтовий, показаний на рис. 3.2.
Рисунок 3.2 – Підшипник 23124W33M ZKL
Виконаємо розрахунок даного підшипника на довговічність. Основні
технічні характеристики підшипника зазначено у таблиці 3.1.
Таблиця 3.1 Параметри підшипника 23124W33M ZKL
Граничне
Розміри підшипника Обмеження
Основне навантаження навантаження
23124W33M ZKL швидкості
на втому
Динамічне Статистичне
d D B rs(min) a b Pu мастило нафта
(Cr) (Cor)
мм кН кН об/хв
120 200 62 2 4,5 8,3 575 798 85 1800 2400
Вихідні дані для розрахунку:
39
Навантаження на підшипник: радіальна сила = =1810,7Н
Частота обертання вала =1458 об/хв.
Р – еквівалентне навантаження розраховується за наступною формулою:
P Fr V K KT 1810,7 1,0 1,4 1,0 2534,98Н
де V – коефіцієнт обертання.
V=1,0 під час обертання внутрішнього кільця підшипника.
–температурний коефіцієнт, при t<100, =1,0.
=1,4 – коефіцієнт безпеки.
Розрахункова довговічність вибраного підшипника :
6 p
10 C
Lh
60 n P
де С – динамічна вантажопідйомність підшипника за каталогом,
р – показник степеня. Для шарикових підшипників р=3, а для роликового -
р=3,3 відповідно.
6 3
10 31,9
Lh 22914,042 год t 11826 год
60 1458 2,53
З цього витікає, що підшипник 23124W33M ZKL забезпечує потрібну
довговічність.
Підшипник однорядний сферично-роликовий 29424 EJ ZKL зображено
на рисунку. Даний підшипник сприймає осьове і радільне навантаження, яке
діє на вал гвинтовий у процесі роботи олійного преса.
Рисунок 3.3 – Підшипник 29424 EJ ZKL
40
Основні технічні характеристики підшипника приведено у таблиці 3.2,
яка зображена нижче.
Таблиця 3.2 – Параметри підшипника марки 29424 EJ ZKL
Граничне
Розміри підшипника Обмеження
Основне навантаження навантаження
29424 EJ ZKL швидкості
на втому
Динамічне Статистичне
d D H d1 D1 B1 h A rs Pu нафта
(Cr) (Cor)
мм кН кН об/хв
120 250 78 226,8 173 29 37 74 4 1215 3590 360 1300
Вихідні дані до розрахунку:
Навантаження на підшипник: радіальна сила = = 20470,43 Н
Частота обертання =132,7 об/хв.
Р – еквівалентне навантаження розраховуємо наступним чином:
P Fr V K KT 20470,43 1,0 1,0 1,0 20470,43Н
де V – коефіцієнт обертання. V=1,0 при обертанні внутрішнього кільця
підшипника.
–температурний коефіцієнт, при t<100, =1,0.
= 1,0 – коефіцієнт безпеки.
Розрахункова довговічність вибраного підшипника :
p
106
C
Lh
60 n P
де С – динамічна вантажопідйомність підшипника за каталогом,
р – показник степеня, для шарикових підшипників р=3, для роликового р=3,3
106 3
52
Lh 7509,99 год t 11826 год
60 132,7 28,7
41
значно менше t 11826 , тому вибираємо підшипник однорядний
сферично-роликовий типу 29424 EJ ZKL. Розрахункова довговічність
вибраного підшипника розраховуэться за формулою :
3
106
108
Lh 18364,855 год t 11826 год
60 132,7 20,5
З цього витікає, що даний підшипник забезпечує потрібну довговічність.
Самоустановлювальний підшипник типу 2208К СХ з втулкою H308
сприймає радіальне і осьове навантаження, які діють на шнек
розвантажувальний. Дані для розрахунку підшипника на довговічність
беремо з таблиці 3.3.
Рисунок 3.4 – Підшипник радіально-упорний марки 2208К СХ
Таблиця 3.3 Основні технічні характеристики 2208К СХ
Розміри підшипника
Вантажопідйомність
2208К СХ Маса
d D B Динамічна (C) Статистична (Co)
мм Н кг
35 80 23 22400 10000 0,68
42
Вихідні дані для розрахунку:
Навантаження на підшипник: радіальна сила = =19075,44 Н
Частота обертання розвантажувального шнека n 23,66 об / хв;
Р – еквівалентне навантаження.
Визначаємо еквівалентне навантаження:
P Fr V K KT 19075,44 1,0 1,4 1,0 26705 Н
де V – коефіцієнт обертання.
V=1,0 при обертанні внутрішнього кільця підшипника.
–температурний коефіцієнт, при t<100, =1,0.
=1,4 – коефіцієнт безпеки.
Розрахункова довговічність вибраного підшипника :
6 p
10 C
L
h
60 n P
де С – динамічна вантажопідйомність підшипника за каталогом,
р – показник степеня, для шарикових підшипників р=3, для роликового р=3,
106 3
185
Lh 23432,3 год t 11826 год
60 23,66 26,7
З цього витікає, що розрахований підшипник марки 2208К СХ
забезпечує потрібну довговічність.
3.5. Технологічний процес виготовлення деталі
Деталь «Корпус» призначена для встановлення в ній однорядного
радіально-сферичного роликового підшипника марки 23124EW33M та
двохрядного упорного з бочкоподібними роликами типу 29424EJ підвищеної
вантажопідйомності (виробництво – Чехія), разом з якими вона виконує роль
опори робочого шнеку маслопреса.
43
Корпус об’єднує деталі у вузол, забезпечуючи правильне розташування
їх один відносно одного. Відповідно з цим відповідальні поверхні виконані з
підвищеною точністю (квалітет Н7) та шорсткістю .
Для «Корпуса» характерним є наявність базових поверхонь, основних
отворів і отворів для кріплення.
Вимоги до деталі наступні.
Конфігурація деталі підчиняється вимогам конструкції виробу та
вимогам технологічності з точки зору механічної обробки. Розміри
обробляючих поверхонь визначаються функціональним призначенням вузла і
його конструктивною розробкою. Деталь має важкодоступні для обробки
місця, зокрема внутрішню циліндричну поверхню – отвір, місце для
установки підшипників.
Креслення деталі отримано з креслення складальної одиниці (вузол
підшипниковий) і виконано у відповідності з загальними правилами
виконання креслень згідно стандартів.
Деталь підлягає термообробці до твердості 28…32 за шкалою Роквелла з
метою забезпечення достатньої твердості, а відповідно і зносостійкості
посадкових місць підшипників.
Аналіз параметрів і норм точності деталі
Виходячи з службового призначення вузла, до якого входить деталь
"Корпус", та службового призначення деталі, аналізую норми точності та
технічні умови деталі.
До основних отворів ставляться вимоги: точність отворів, шорсткість
поверхні. Поверхні, що не підлягають механічній обробці, виконано за 14
квалітетом.
Технічні вимоги та норми точності, розроблені конструктором,
достатні для виконання деталлю службового призначення.
Таким чином, всі конструктивні елементи корпуса вирішують
функціональні завдання, які висуваються до виробу в цілому.
44
Шпонковий паз призначений для встановлення шпонки задля
попередження провертання деталі в корпусі маслопреса. Задля підвищення
зручності монтажу в шпонковому пазі виконано 2 різьбових отвори M12-7H,
які слугують для закріплення шпонки гвинтами.
З лівого торцю корпусу (розріз В-В) виконано 2 різьбових отвори М12-
7H для закріплення кришки самоустановлювального радіально-сферичного
роликового підшипника марки 23124EW33M.
З правого торцю виконується 8 отворів М12-7H для закріплення кришки
упорного підшипника з бочкоподібними роликами типу 29424EJ підвищеної
вантажопідйомності.
Осьовий отвір корпусу виконано ступінчастим з посадковими
діаметрами Ø200Н7 та Ø250Н7 для встановлення заданих підшипників
відповідно.
На циліндричній поверхні Ø296 виконано наскрізний радіальний
різьбовий отвір М10х1-7Н (вид Г-Г), який слугує для періодичної подачі
масла під час експлуатації машини з метою змащування підшипників. Отвір
закривається різьбовою пробкою.
Вибір матеріалу деталі.
Деталь «Корпус» в олійному пресі повинна виконувати свою основну
функцію – здійснювати роль опори робочого шнеку та відповідати
наступним вимогам:
бути міцною,
мати гарну зносостійкість посадкових місць підшипників,
бути невеликої металоємності.
Деталь не контактує сировиною та агресивним середовищем; не підлягає
дії значних статичних і ударних механічних, теплових навантажень, а також
перепадів температур. Корпус не працює в умовах абразивного зношування
та не складає пару тертя з іншими деталями.
Виходячи з програми серійності випуску деталі (середньо-серійне
виробництво), приходимо до висновку, що для отримання даної заготовки
45
економічно доцільно застосовувати лиття, а, отже, необхідно забезпечити
гарні ливарні властивості заготовки. Виходячи із вище сказаного обираємо
матеріал деталі СЧ 20, а заготовку – відливка у кокіль.
Характеристика обраного матеріалу.
Чавун марки СЧ20 є відносно недорогим конструкційним матеріалом,
який широко використовується майже у всіх сферах машинобудування
завдяки своїм ливарним і технологічним характеристикам.
Механічні властивості сірих чавунів залежать як від характеристик
металевої основи, так і в основному від кількості, форми й розмірів
графітних включень. Перлитна структура СЧ20 забезпечує підвищені
показники міцності та зносостійкості, що робить його особливо
затребуваним.
Близько 80% усіх чавунних виливків виготовляються із сірого чавуну з
пластинчастим графітом. Матеріал СЧ20 має перевагу завдяки своїм високим
ливарним властивостям, серед яких низька температура кристалізації,
хороша плинність у рідкому стані та мінімальна усадка. Ці властивості
роблять його основним матеріалом для лиття. Найчастіше він
використовується в машинобудуванні для виготовлення станин верстатів,
механізмів, поршнів і циліндрів.
У певних випадках чавун марки СЧ25 може виступати замінником
СЧ20. Детальна інформація про хімічний склад та фізичні властивості цих
матеріалів представлена в таблицях 3.4 та 3.5.
Таблиця 3.4 Хімічний склад СЧ20 та СЧ 25
Хімічний склад у %
Матеріал
С Mn Si P S
СЧ 20 3,3…3,5 1,4…2,4
0,7…1,0 до 0,2 до 0,15
СЧ 25
3,2…3,4 1,4…2,2
(замінник)
46
Таблиця 3.5 Фізичні властивості матеріалів СЧ20 та СЧ 25
E
α , λ, ρ, C,
Сплав T , град ,
1/град Вт/(м·град) кг/ Дж/(кг·град)
МПа
20 1,0 54 7100
СЧ 20
100 9,5 480
20 1,0 50 7200
СЧ 25
100 10 500
Умовні позначення:
T — температура, за якої отримані дані властивості;
E — модуль пружності першого роду;
λ — коефіцієнт теплопровідності (теплоємність матеріалу);
ρ — щільність матеріалу;
C — питома теплоємність матеріалу.
Таблиця 3.6 Механічні властивості при T = 20 ˚C матеріалів СЧ 20 і СЧ 25
Матеріал Сортамент , мПа HB , мПа
Відливки
СЧ 20 200 143…255
СЧ 25 Відливки
250 156…260
(замінник)
Умовні позначення:
- межа короткочасної міцності;
HB - твердість по Бринеллю.
Механічні можливості замінника матеріалу СЧ25 мало відрізняються від
властивостей СЧ20. Вони не призведуть до зміни експлуатаційних
можливостей корпуса олійного преса.
47
Таблиця 3.7 Литтєво-технологічні властивості матеріалів СЧ 20 і СЧ 25
Матеріал СЧ 20 СЧ 25
Лінійна усадка, % 1,2
З таблиць видно, що запропонований матеріал та матеріал замінник
мають добрі механічні та технологічні властивості, що дозволяє їх
використовувати для виготовлення даної деталі.
Вибір виду заготовки
Вибір методу отримання заготовок залежить від типу виробництва,
матеріалу, конфігурації та технічних вимог. У серійному виробництві
зазвичай застосовують заготовки, які максимально наближені до форми та
розмірів готової деталі, причому припуски відповідають нормативним
показникам, що відрізняє їх від одиничного виробництва.
Типи заготовок включають:
- поковки та штамповки для виготовлення ступінчастих валів, шестерень;
- різні методи лиття, такі як відцентрове лиття, лиття в металеві форми
(кокілі), оболонкові форми, з використанням виплавлюваних моделей, а
також технології порошкової металургії (спікання).
На вибір методу отримання заготовки впливають такі фактори: марка
матеріалу, його хімічно-механічні характеристики, виробнича програма, тип
виробництва, можливості заготовчих цехів підприємства, а також
конструктивна форма і розміри деталі.
Одна з ключових тенденцій у технології виробництва заготовок полягає
у максимально можливому наближенні геометричних форм і розмірів
заготовки до параметрів готової деталі. При цьому обраний метод має
забезпечувати найнижчу собівартість деталі. Особливе значення надається
економії металу, який використовується в процесі механічної обробки. Однак
варто враховувати, що підвищення точності заготовок при невеликій
виробничій програмі може бути економічно недоцільним, оскільки затрати
48
на модернізацію заготівельних процесів можуть перевищити заощадження на
обробці та використанні металу.
На машинобудівних виробництвах, де переважно застосовується
середньо-серійний тип виробничого процесу, основними заготовками є
відливки, поковки та зварні конструкції.
У базовому технологічному процесі деталь «Корпус» виготовляється з
сірого чавуну марки СЧ20 методом лиття в разових піщано-глиняних
формах. Такий спосіб виробництва є найбільш поширеним у
машинобудуванні, охоплюючи до 75–80% всіх відливок. Хоча процес лиття в
разових піщаних формах є тривалим і трудомістким, самі виливки
характеризуються значними припусками для механічної обробки, високими
параметрами шорсткості поверхні та невисокою точністю геометричних
форм і розмірів. При цьому їх виготовлення має найнижчі витрати на
виробництво, але відзначається високим споживанням матеріалу.
У проектному технологічному процесі пропонується перейти до лиття
в кокіль, що передбачає використання багаторазових чавунних або сталевих
форм. Це рішення дозволить підвищити точність розмірів виливків,
зменшити шорсткість поверхні та скоротити припуски на механічну обробку.
Крім того, метод забезпечує економію формових матеріалів та усуває
трудомісткі операції, пов’язані з формуванням, складанням і видаленням
разових форм. Застосування кокілю також відкриває можливість механізації
та автоматизації технологічного процесу, що сприяє значному підвищенню
продуктивності праці та суттєвому зменшенню трудомісткості. Даний метод
найефективніший для виготовлення виливків з невеликою масою та простою
конфігурацією. Хоча витрати на виготовлення кокільної форми є високими,
вони компенсуються тривалою її експлуатацією. В результаті собівартість
виливків у кокілі знижується на 30% порівняно з литтям у піщано-глиняних
формах. Для визначення оптимального способу отримання заготовки в
проектованому технологічному процесі порівняємо два методи її
виготовлення - литтям у пісочні форми та литтям у кокіль.
49
Отже, для остаточного вибору способу отримання заготовки потрібно
провести більш поглиблений аналіз цих методів.
Таблиця 3.7 – Порівняльна характеристика способів одержання заготовки
Спосіб
Тип Маса Точність Шорсткість Відносна
виготов- Матеріал Технологічні Область
вироб- відливок, розмірів, поверхні, собівартість,
лення відливок особливості застосування
ництва кг квалітет Rz, мкм грн./т
заготовки
Лиття в
піщано- Можливість
Сталь, Фланці,
глинисті виготовлення
чавун, вали,
форми з О, С 10…1000 11…17 320…80 125…170 відливок
кольорові диски,
машин- будь-якої
метали корпуса
ною фор- конфігурації
мовкою
Виготовлення
Муфти,
Сталь, товстостінних
втулки,
Литво в чавун, відливок
С 0,1…50 12…15 80…20 150…200 стакани,
кокіль кольорові простої та
маховики,
метали середньої
корпуса
складності
Для визначення оптимального способу отримання заготовки в
проектованому технологічному процесі порівняємо вибрані два методи
одержання заготовки.
Таблиця 3.8 Дані для обчислення вартості заготовок за різними варіантами
Найменування показників Варіант 1 Варіант 2
Вид заготовки лиття в піщані форми лиття в кокіль
Клас точності 6 5
Група складності 3 3
Маса заготовки, кг 1,16 0,98
50
Вартість 1т заготовки, грн. 16827 17527
Вартість 1т стружки, грн. 8000 8000
Вихідні дані для розрахунку вартості заготовки:
Матеріал деталі – сірий чавун
Маса деталі - g = 0,69 кг
Річна програма випуску - Дв = 2000 шт.
Тип виробництва – середньо-серійне.
Вартість заготовки визначаємо за формулою, грн:
С S
S 1
заг Q кТ кс кв км кп Q q відх
1000 1000
де С1 — вартість однієї тонни матеріалу заготовки, грн.,
Q — вага заготовки, кг,
q — вага готового виробу, кг,
Sвід — ціна за одну тонну відходів,
кт — коефіцієнт, що визначається класом точності поковки,
кс — коефіцієнт, що залежить від рівня складності,
км — коефіцієнт, що враховує марку матеріалу,
кв — коефіцієнт, який змінюється залежно від ваги штамповки,
кп — коефіцієнт, що враховує обсяги виробництва заготовок.
Вартість заготовки "Корпус", отриманою литвом в піщано-глинисті
форми буде дорівнювати:
Аналогічно визначаємо вартість заготовки, отриманою литвом в кокіль:
Економічний ефект виготовлення заготовки методом литва в кокіль в
порівнянні з методом литва в піщано-глинисті форми з машинною
формовкою:
Е = (Sзаг.кокіль – Sзаг.піщ.) · Nзап.
51
де Nзап – програма запуску виробів, шт.
Е = (90,38 - 73,14) · 2000 = 34480 грн
Механічна обробка обох заготовок до готової деталі проводиться за
однаковим технологічним процесом.
Порівнюючи технологічну собівартість виготовлення заготовки обома
методами литва, зробимо висновок, що більш економічно вигідним варіантом
являється заготовка, одержана литтям у кокіль.
Переваги лиття в кокіль можна виділити наступним чином:
1. Значне підвищення продуктивності праці, яке досягається шляхом
виключення трудомістких етапів, таких як приготування сумішей,
формування і очищення виливків від пригару. За даними різних підприємств,
використання цієї технології дозволяє збільшити продуктивність у
ливарному цеху в 2–3 рази. Також знижуються капітальні витрати при
будівництві нових або реконструкції існуючих цехів завдяки зменшенню
необхідних виробничих площ, витрат на обладнання та очисні споруди.
2. Підвищення якості виливків завдяки застосуванню металевої форми. Це
забезпечує стабільність таких показників як механічні властивості,
структура, щільність, шорсткість і точні розміри готових виробів.
3. Поліпшення умов праці за рахунок зменшення або повного усунення
шкідливих операцій, таких як вибивання форм, очищення виливків від
пригару та їх обрубка. Це сприяє оздоровленню робочого середовища,
створенню комфортніших умов праці і зменшенню негативного впливу на
екологію.
4. Висока механізація і автоматизація процесу завдяки багаторазовому
використанню кокілю (від 100 до 10 000 разів). Ця технологія дозволяє легше
налаштовувати та автоматично регулювати технологічні параметри для
досягнення необхідної якості виливків. Автоматизація не лише підвищує
ефективність виробництва і поліпшує якісні характеристики продукції, але й
змінює підхід до роботи ливарника-оператора, який керує цими
комплексами.
52
Недоліками лиття в кокіль є:
Висока ціна кокіля, його складність і трудомісткість виготовлення
виступають головними недоліками даного процесу. Обмежена стійкість
кокіля, яка визначається кількістю придатних виливків, що можна отримати з
нього, також є суттєвим фактором. Ця характеристика безпосередньо впливає
на економічну ефективність технології, адже чим довговічніший кокіль, тим
вигідніше його застосування.
Недоліки використання кокіля можуть виявлятися у вигляді напруг чи
навіть тріщин у виливках. Через це технологія лиття в кокіль найбільш
поширена у серійних або масових виробництвах. Економічна ефективність
даного способу порівнюється зі звичайним литтям у піщано-глиняні форми.
Переваги базуються на усуненні формувальної суміші, підвищенні якості та
точності виливків, зменшенні припусків на механічну обробку, зниженні
трудомісткості очищення та обдування деталей. Впровадження механізації та
автоматизації основних процесів забезпечує підвищення продуктивності та
покращення умов праці.
Лиття в кокіль належить до економічних, малоопераційних,
маловідходних технологічних процесів. Воно сприяє збереженню ресурсів,
поліпшенню умов роботи у ливарних цехах та зменшенню впливу на
навколишнє середовище.
Принципова схема маршруту обробки деталі являє собою спрощений
план операцій, що визначає послідовність дій при виготовленні. Ця схема
охоплює групи операцій механічного різання, а також порядок проведення
термічних, гальванічних, слюсарних і контрольних процесів.
За основу береться узагальнений тип маршруту, що відображає
оптимальну послідовність обробки заготовки. Спочатку виконують обробку
технологічних баз, а потім – інших поверхонь. Це поступове вдосконалення
поверхонь за принципом сходження від початкової точності заготовки до
необхідної точності деталі. Таким чином маршрут обробки впливає на
53
порядок операцій та визначає ефективність досягнення потрібних
характеристик виконавчих поверхонь виробу.
Оцінка варіантів МОД і вибір найбільш прийнятного.
Точність розмірів за варіантами забезпечується за рахунок принципів
сполучення і єдності баз. При цьому розмірні зв’язки забезпечуються без
розрахунку розмірних ланцюгів.
Критеріями вибору варіанта технологічного процесу є:
1. Оцінка доцільності прийнятого метода виготовлення заготовки;
2. Забезпечення заданої точності по всім лінійним і кутовим розмірам, а
також заданих параметрів шорсткості;
3. Можливість використання стандартного різального, вимірювального
інструменту і пристроїв;
4. Число, складність і орієнтовна вартість технологічного обладнання,
пристроїв, різальних і вимірювальних інструментів і ін.;
5. Оцінка можливості автоматизації операцій і процесу в цілому;
6. Не технологічний отвір для перевірки мастила.
Розроблений технологічний маршрут послідовності операцій і їх
проектний зміст показаний в таблиці 3.9.
Вибір інструменту.
Технологічне оснащення – це основний інструмент будь-якого
верстатного або іншого обробного обладнання, у функції якого входять
закріплення та утримання заготовки в обладнанні і, найчастіше, власне її
обробка. Технологічне оснащення не завжди є одиничним виробом.
Найчастіше воно являє собою складний механізм, що складається з великої
кількості деталей і декількох блоків. Технологічне оснащення
металорізального обладнання складається з наступних елементів: ріжучого
інструменту, верстатного пристосування і допоміжного інструменту. Воно є
змінною деталлю верстатного устаткування, тому застосування з одним і тим
же верстатом різної технологічної оснастки дозволяє підвищити
універсальність застосування наявного технологічного обладнання,
54
скоротити витрати на закупівлю нових верстатів і підвищити універсальність
всієї технологічної лінії підприємства в цілому.
Таблиця 3.9 Запропонований варіант маршруту механічної обробки
деталі «Корпус»
№ Обладнання, яке
Назва операції Зміст операції
опер. використовується
Отримання заготовки з металевої
005 Лиття в кокіль Кокіль металевий
форми
010 Контрольна Стіл контрольний Контроль якості відливки
Транспортування відливки в
015 Транспортна
термічний цех
020 Термічна Піч камерна Виконати 28…32
Транспортування відливки в
025 Транспортна
механічний цех
Установ «А»
1. Підрізати торець начисто
2. Розточити отвори
Ø199,5Н11;Ø249,5Н11
Верстат
3. Розточити канавку b=80 мм до
токарно-
Ø264
030 Токарна гвинторізний
Установ «Б»
універсальний
4. Підрізати торець в розмір
КА-163
5. Розточити Ø256 на l=22 мм.
Установ «В»
6. Обточити Ø
Зачистити за гусениці, усунути
035 Слюсарна Верстак
задирки
55
Стіл Контроль розмірів після операції
040 Контрольна
контрольний 030
Напівавтомат
внутрішньо-
Внутрішньо-
045 шліфовальний 1. Шліфувати Ø200H7;Ø250,1Н7
шліфувальна
універсальний
3K227В
Зачистити за гусениці, усунути
050 Слюсарна Верстак
задирки
Стіл Контроль розмірів після операції
055 Контрольна
контрольний 045
1. Ферезерувати паз b=
Оброблюючий 2. Свердлити отвори Ø10,5 під
Програмно-
060 центр Heckert М12-7Н
комбінована
С500/04 з ЧПУ 3. Нарізати різьби М12-7Н в усіх
отворах
Усунити задирки, притупити гострі
065 Слюсарна Верстак
кромки
Стіл Контроль розмірів після операції
070 Контрольна
контрольний 060
Верстат
1. Свердлити отвір Ø9 під М10х1-
радіально-
075 Свердлильна 7Н
свердлильний
2. Нарізати М10х1-7Н
2А554
Стіл
080 Контрольна Контролювати розміри і переходи
контрольний
085 Упакування Упакування деталей
Транспортування деталей на склад
090 Транспортна
готової продукції
56
Призначення технологічного оснащення:
1) забезпечити високу продуктивність праці;
2) забезпечення технологічних можливостей МРВ;
3) розширення технологічних можливостей МРВ;
4) полегшення умов праці і зниження кваліфікації робочих;
5) підвищення безпеки праці і зниження аварійності;
6) дає можливість позбавитися розмітки перед обробкою;
7)дає можливість механізувати і автоматизувати процес встановлення
закріплення і видалення заготовки і транспортування між операціями;
8) знижує собівартість продукції і зберігаючи якість.
Вибір технологічної оснастки для наявного в розпорядженні
підприємства або планованого до придбання обладнання - одна з
найважливіших завдань при підготовці виробництва до запуску або
реорганізації технологічної лінії з метою підвищення якості та швидкості
виробництва. При підборі та купівлі технологічної оснастки верстатного
обладнання необхідно враховувати кілька факторів, одним із найважливіших
з яких є особливості встановлення оброблюваної деталі на верстатному
устаткуванні. Від цього фактора залежить можливість використання даної
технологічної оснастки для вирішення поставлених перед устаткуванням
завдань. Саме тому підбір технологічного оснащення є важливим заходом від
результату, якого залежить і якість продукції, що випускається
підприємством.
Під час вибору інструменту враховуються загальні тенденції в
машинобудуванні: забезпечення високої якості виробів за допомогою
максимально продуктивного та економічного інструменту.
Вибір ріжучого інструменту, його конструктивних особливостей і
розмірів визначається типом технологічної операції, характеристиками
поверхні, що обробляється, властивостями матеріалу заготовки, вимогами до
точності обробки та рівнем шорсткості поверхні. Більшість ріжучих
57
інструментів мають стандартну або нормалізовану конструкцію, для вибору
якої існують численні довідники та каталоги.
Під час планування технологічного процесу рекомендується
використовувати стандартний та максимально економічний ріжучий
інструмент. Однак за потреби можна розробити спеціальний, нестандартний
або комбінований інструмент. Такий інструмент дає можливість одночасно
обробляти кілька поверхонь, що значно скорочує технологічний час і
доцільне передусім у серійному та масовому виробництві.
Конструкція та габарити інструмента для конкретної технологічної
операції залежать від типу обробки, розмірів оброблюваної поверхні,
властивостей матеріалу заготовки, а також від вимог до точності обробки і
параметрів шорсткості.
Ріжучі інструменти для обробки деталей на верстатах поділяються на
кілька категорій. Основні види (токарні різці, свердла, зенкери, розвертки,
мітчики, плашки, фрези, протяжки) класифікуються переважно за
призначенням і способом закріплення. Значна частина таких інструментів
має стандартизовану конструкцію.
Процес проєктування ріжучого інструмента охоплює не лише розробку
його конструкції, але й виконання розрахунків геометричних параметрів і
посадкових розмірів. Після завершення цих розрахунків складається
креслення, в якому зазначаються всі необхідні дані для виготовлення
інструмента.
Також слід виконувати розрахунки на міцність і ретельно обирати
матеріал інструмента залежно від його форми та розмірів, властивостей
матеріалу заготовки, прийнятого режиму різання та типу виробництва.
Металоріжучий інструмент підбирає не всі переходи операцій
механічної обробки. Вибір інструменту виконується по літературі з
урахуванням вимог до точності поверхні, яка обробляється, конструкції
деталі, типу обладнання, матеріалу який обробляється.
58
Дані про прийняті в технологічному процесі металоріжучих
інструментів представляємо в таблиці.
Вибір верстатів.
Вибір обладнання відіграє ключову роль у процесі проектування
технологічного процесу обробки металів різанням. Рішення щодо групи
обладнання приймається на основі методів обробки поверхонь, які
забезпечують дотримання технічних вимог до оброблюваних деталей,
враховуючи середньо-серійний характер виробництва.
На цьому етапі визначення оснащення технологічного процесу
виконуються наступні завдання:
- підбір остаточного технологічного обладнання;
- вибір пристроїв;
- визначення різального й допоміжного інструментарію;
- встановлення методів і засобів технічного контролю;
- підбір засобів механізації й автоматизації;
- вибір параметрів наладки та проектування схем інструментальної
організації;
- встановлення режимів обробки;
- нормування операцій.
Верстати класифікуються за їх застосуванням і призначенням:
універсальні (широкого або загального призначення), високопродуктивні,
спеціалізовані та спеціальні. Універсальні верстати переважно
використовуються для серійного або одиничного виробництва.
Відповідно до технічних характеристик, вибраний верстат має
відповідати таким вимогам:
1. робоча зона (наприклад, висота центрів, відстань між ними, розміри
стола) повинна відповідати габаритам деталі, що обробляється;
2. потужність, жорсткість та кінематичні властивості верстата мають
забезпечувати роботу в оптимальних режимах різання;
59
3. продуктивність обладнання повинна відповідати встановленому
обсягу виробництва.
Для оптимізації витрат на електроенергію та підвищення економічності
рекомендується механічну обробку деталей із невеликими розмірами та
трудомісткістю виконувати на верстатах з меншими габаритами та меншою
потужністю двигунів.
На токарній операції № 030 проводиться точіння основних кріпильних
отворів деталі під підшипники Ø199,5Н11, Ø249,5Н11 та розточка
проміжного отвору деталі Ø256 мм на довжину l=22 мм. Виконується
обробка канавки b=80 мм до Ø264 мм. Враховуючи габаритні розміри деталі,
вибираємо токарно-гвинторізний верстат моделі КА-163, у якого найбільший
діаметр заготовки:
над станиною – 630 мм;
над супортом – 350 мм;
найбільший діаметр оброблюваного прутка, що проходить через отвір
шпинделя, становить 80 мм.
На операції 045 виконується шліфування наскрізних отворів під
підшипники Ø200H7 та Ø250,1Н7 до необхідної точності та шорсткості
поверхонь ( . Обробка здійснюється на напівавтоматі внутрішньо-
шліфувальному моделі 3К227В високої точності.
На програмно–комбінованій операції №060 виконується фрезерування
пазу у розмір b= мм, свердління отворів Ø10,5 під М12-7Н, нарізаються
різьби М12-7Н в усіх отворах. Оброблювальні поверхні розміщуються в
різних площинах, тому для забезпечення максимальної концентрації
послідовно виконуючих технологічних переходів з використанням
автоматично змінюючого ріжучого інструмента цілеспрямованіше буде
вибрати для даної операції оброблюючий центр Heckert С500/04 з числовим
програмним управлінням та інструментальним магазином на 36
інструментальних блоків. Розміри стола 800х2000мм і габарити робочої зони
60
дозволяють встановити деталь, виконувати повороти на задані кути,
проводити обробку поверхонь в різних площинах. Інструментальний магазин
дозволяє розмістити весь комплект інструментів, необхідних при обробці
деталі на даній операції.
На свердлильній операції 075 здійснюється обробка отвору Ø9 під
М10х1-7Н, нарізується різьба М10х1-7Н. Для забезпечення якісної обробки
даного отвору вибираємо верстат радіально-свердлильний моделі 2А554.
Основні технічні характеристики вибраного обладнання описано нижче.
Оброблюючий центр Heckert С500/04 з ЧПУ
Технічні характеристики:
Розміри столу, мм – 800x2000
Кількість шпинделів – 6
Магазин інструментів – 36
Кількість палет – 2
Переміщення шпинделя по осях X, Y, Z, мм – 710/560/630
Система ЧПУ – CNC-600
Потужність, кВт – 17
Маса, кг – 11800
Верстат токарно-гвинторізний універсальний КА-163
Технічні характеристики:
Клас точності – Н
Відстань між центрами, мм – 2000
Найбільший діаметр заготовки, мм:
над станиною – 630
над супортом – 350
Найбільший діаметр оброблюваного прутка, що проходить через отвір
шпинделя, мм – 80
Межі кроків нарізаються:
різьбометричних, мм – 1…224
61
модульних, модуль – 0,25…56
дюймових, ниток/дюйм – 28…0,25
пітчевих, ниток/дюйм – 112…0,5
Межі частот обертання шпинделя, об/хв – 10…1250
Межі подач, мм/об:
поздовжніх – 0,03…1,0
поперечних – 0,024…0,37
верхньої каретки – 0,019…0,31
Найбільша маса встановлюваної заготівки з урахуванням маси закріплюють
елементів, кг:
в патронах – 300
в центрах – 1400
Потужність двигуна приводу головного руху, кВт – 15
Габаритні розміри верстата, мм:
довжина – 4150
висота – 1550
ширина – 1790
Маса верстата з виносним устаткуванням, кг – 5100
Модель ЧПУ – відсутня.
Верстат радіально-сверлильний 2А554
Технічні характеристики :
Діаметр свердління в Сталі 45, мм – 50
Діаметр свердління в чавуні СЧ, мм – 63
Умовний діаметр нарізати різьблення в Сталі 45– М52х5
Умовний діаметр нарізати різьблення в чавуні СЧ– М54х4
Відстань від осі шпинделя до направляючої колони (виліт), мм:
найбільша – 1600
найменша – 375
62
Найбільша маса інструменту , встановлюваного на верстаті, кг – 15
Діаметр гільзи шпинделя, мм – 90+0,02
Позначення кінця шпинделя – Морзе 5 АТ6
Відстань від торця шпинделя до робочої поверхні плити, мм:
найбільша – 1600
найменша – 450
Переміщення шпинделя, мм:
найбільше – 400
на один оборот лімба – 120
на одну поділку лімба – 1
Найбільше переміщення свердлильної головки по рукаву, мм – 1225
Найбільше вертикальне переміщення рукава по колоні, мм – 750
Найбільший кут повороту рукава навколо осі колони, град. – 360
Швидкість вертикального переміщення рукава, м/с (м/хв) – 0,023 (1,4)
Швидкість обертання відводу шпинделя, м/с (м/хв) – 0,06 (3,5)
Межі частоти обертання шпинделя, хв – 18…2000
Межі подачі шпинделя, мм/об – 0,045...5,0
Число ступенів обертання шпинделя – 24
Число ступенів робочих подач – 24
Найбільший крутний момент на шпинделі, Н·м – 7100
Найбільше зусилля подачі, Н – 20000
Сумарна потужність встановлених на верстаті електродвигунів, кВт – 8,925:
головного руху – 5,5
переміщення рукава – 2,2
гідрозажіма колони – 0,55
насоса охолодження – 0,125
прискореного відводу шпинделя – 0,55
Клас точності по ГОСТ 8-82 – Н
Габаритні розміри, мм:
63
довжина –2850
ширина –1030
висота – 3430
Маса верстата без знімних пристосувань, кг – 4700.
Напівавтомат внутрішньо-шліфувальний універсальний 3К227В
Технічні характеристики обладнання:
Клас точності: В
Діапазон допустимих діаметрів шліфованих отворів, мм: від 20 до 100
Максимальна довжина шліфування (довжина встановленого деталі) при
максимальному діаметрі отвору, мм: 125
Найбільший базовий діаметр деталі для встановлення в люнетах, мм: 400
Максимальний діаметр деталі для встановлення в кожуху, мм: 250
Відстань між поверхнею столу та віссю шпинделя деталі, мм: 275
Відстань від осі шпинделя деталі до основи станини, мм: 1200
Максимальний кут повороту бабки деталі для шліфування конусних отворів,
градусів: 500
Діапазон частоти обертання шпинделя, обертів за хвилину: від 180 до 1200
Потужність двигуна, кВт: 9
Габаритні розміри обладнання, мм:довжина – 2815
ширина – 1900
висота – 1750
Маса, кг – 3600.
Розрахунок режимів різання
Розробка технологічного процесу механічної обробки заготовки
зазвичай завершується визначенням технологічних норм часу для кожної з
операцій.
64
Досягнення оптимальних норм часу для операцій вимагає максимально
ефективного використання ріжучих властивостей інструмента та
виробничого потенціалу технологічного обладнання.
Під час вибору режимів обробки важливо дотримуватись певного
алгоритму. При визначенні та розрахунку параметрів обробки враховуються
тип і розміри ріжучого інструмента, матеріал його ріжучої частини,
властивості та стан заготовки, особливості обладнання та його технічний
стан.
Складові режимів різання перебувають у функціональній залежності
одна від одної, яка описується емпіричними формулами.
Розрахунок режимів різання по метричним залежностям зроблений для
двох переходів:
1. розточування отвору Ǿ199,5Н11 – операція токарна №030,
2. свердління отвору Ø10,5 під М12-7Н – програмно-комбінована №060.
Розраховуємо аналітичним методом режими різання на токарну
операцію.
Розточування основного кріпильного отвору деталі Ø199,5Н11 під
підшипники виконується на токарно-гвинторізному верстаті моделі КА-163.
Потужність електродвигуна верстата N=15 кВт.
Заготовка – відливка із СЧ20 з = 200МПа та НB = 190
Операція: чорнове розточування.
Вибираємо ріжучий інструмент: різець розточний, матеріал ріжучої частини
– швидкоріжуча сталь Р6М5.
Геометричні параметри різця:
Передній кут γ=25°
Задній кут ά=10°
Головний кут в плані φ=90°
Допоміжний кут в плані φ1=10°
Кут нахилу ріжучої кромки λ=0°
65
r =2мм
Визначаємо режими різання:
Глибина різання:
Подача:
S0 = 0,08 мм/об
Швидкість різання визначаємо за формулою:
де:
Сv=485 – коефіцієнт; x=0,12; y=0,25; m=0,28
Т=60 хв. – стійкість інструмента,
– загальний поправочний коефіцієнт на
швидкість різання;
– коефіцієнт на оброблюваний матеріал;
– коефіцієнт, що враховує стан поверхні заготівлі на швидкість
різання;
– коефіцієнт на інструментальний матеріал;
– коефіцієнт, що враховує вплив параметрів
різця на швидкість різання;
– коефіцієнт, що коректує швидкість різання для внутрішньої
обробки;
Частота обертання шпинделя:
Корекційна швидкість різання:
66
Сила різання:
де:
Ср=40; x=1,0; y=0,75; n=0
- поправочний коефіцієнт
- rоефіцієнт, що враховує вплив якості матеріалу на силові
залежності.
Кφр = 1,08 – враховує вплив геометричних характеристик ріжучої частини
інструмента на компоненти сили різання.
КλР = 1,0 – відображає вплив геометричних параметрів ріжучої частини
інструмента на складові сили різання.
КγР = 1,0 – використовується для врахування впливу геометричних
характеристик ріжучого елементу інструмента на силу різання.
КrP = 1,0 – враховує вплив геометрії ріжучої частини пристрою на розподіл
сил різання.
Потужність різання:
Обробка деталі на даному верстаті з даними режимами різання можлива і
виконується за 1 прохід.
Основний час:
67
де:
L – довжина переміщення різця у напрямку подачі
l – довжина поверхні деталі, яка обробляється за напрямком подачі;
l1 – величина врізання інструмента;
l2 – перебіг різця;
Свердління отвору Ø10,5 під М12-7Н виконується на оброблюючому
центрі Heckert С500/04 з числовим програмним управлінням.
Потужність електродвигуна верстата N=17 кВт.
Ріжучий інструмент – свердло діаметром D=10,5 мм
Матеріал ріжучої частини – швидкоріжуча сталь Р6М5
Призначаємо режими різання.
При свердлінні глибина різання:
t = 0,5·D = 0,5·10,5 = 5,25 мм
Призначаємо подачу:
= 0,18 мм/об
Значення подачі уточнюємо по формулі:
Sо = Sот · Кsн = 0,18·0,8 = 0,15мм/об
Визначаємо швидкість головного руху різання за формулою:
C q
V D 36,3 5,50,25
V 101,2ì / õâ
T M S Y 350,125 0,150,55
Визначаємо частоту обертання шпинделя:
1000 V 1000 101,2
n 5859об/хв
D 3,14 5.5
Даної частоти обертання в паспортному діапазоні частот верстата немає,
тому необхідно скорегувати значення швидкості різання, для чого приймаємо
68
частоту обертання n=4500 хв-1, яка входить в паспортний діапазон частот
верстата. Тоді швидкість різання дорівнює
D n 3,14 5,5 4500
V 77,7ì / õâ
1000 1000
Крутний момент і осьова сила при свердлінні визначається по
формулам:
Mkp 10Cn Dq S Kp 10 0,005 5,52 0,150.8 1,0 0,33H м
P0 10CP D
q S Kp 10 9,8 5,51 0,150.7 1,0 142,8 Н
Визначаємо потужність різання:
Mkp n 0,33 4500
N 0,15кВт
9750 9750
N різ Nшп
Виконуємо перевірку, чи достатня потужність верстату для роботи з
вказаними режимами різання. Обробка можлива при умові, якщо Nріз≤Nшп.
Потужність на шпинделі верстата визначаємо по формулі:
Nшп Nдв 7,2 0,75 5,4кВт
2,8кВт 5,4кВт
де Nд – потужність електродвигуна верстата,
η – коефіцієнт корисної дії верстата
Умова виконується. Отже, обробка можлива.
Технологічний процес ремонту обладнання
Олійний прес, як і будь-яке обладнаня, потребує періодичного ремонту.
Таблиця 3.10 Можливі несправності олійного преса та методи їх усунення
Несправність Імовірна причина Спосіб усунення
Забивання зеєрної Знижена вологість Довести вологість
камери сировини сировини до норми
69
Несправність Імовірна причина Спосіб усунення
Зменшити зазори,
Великі зазори між
замінивши зеєрні
зеєрними пластинами
пластини
Перетиснено конус Відпустити конус
Підвищена вологість Довести вологість
сировини сировини до норми
Олійний прес не приймає
Збільшити зазори,
сировину Малі зазори між
замінивши зеєрні
зеєрними пластинами
пластини
Вологість сировини не Довести вологість
відповідає нормі сировини до норми
Низький стік масла Збільшити зазори,
Малі зазори між
замінивши зеєрні
зеєрними пластинами
пластини
Підвищена вологість Довести вологість
сировини сировини до норми
Велика кількість осипи
між зеєрними Перетиснено конус Відпустити конус
пластинами
Провести заміну зеєрних
Зношені зеєрні пластини
пластин
Ослаблення затягування Підтягнути болтові
Утворення зазору по болтів з'єднання
роз'єму зеєрної камери Підвищений тиск в
Відпустити конус
зеєрній камері
70
РОЗДІЛ 4. НАУКОВО-ДОСЛІДНИЙ РОЗДІЛ
Надійність технологічного обладнання є однією з ключових
характеристик, що визначають ефективність сучасних олійно-жирових
виробництв. Для підприємств, що здійснюють первинну переробку олійної
сировини, стабільність та безперервність роботи пресового устаткування
мають вирішальне значення, оскільки саме від рівномірності подачі й
пресування насіння залежить вихід олії, енерговитрати, якість макухи та
ритмічність роботи наступних технологічних операцій. Будь-які відмови
преса — навіть короткочасні — здатні спричинити накопичення сировини,
нерівномірність завантаження лінії та загальне зниження фактичної
продуктивності за рік.
Олійний прес шнекового типу є центральним елементом технологічної
лінії віджаття олії. Основним навантаженим вузлом преса виступає
підшипниковий вузол шнека, який сприймає значні радіальні та осьові
навантаження, особливо при роботі з насінням із підвищеною вологістю або
механічними домішками. Втрата працездатності цього вузла є одним із
найпоширеніших видів відмов, що призводять до вимушених простоїв
обладнання, демонтажу шнека, заміни підшипників та промивання пресового
корпусу.
У модернізованій конструкції олійного пресу встановлено більш
надійний підшипниковий вузол, що включає підшипники з більшим
ресурсом. В результаті таких конструктивних удосконалень спостерігається
суттєве зниження частоти відмов і, відповідно, зменшення кількості
вимушених зупинок протягом року. Це прямо впливає на показник
доступності обладнання та фактичну річну переробну здатність пресу.
Особливе значення має те, що відмова підшипникового вузла належить
до технологічно критичних, оскільки навіть короткочасна втрата
працездатності роботи шнека викликає зміну тиску у пресовій камері,
нестабільність виходу олії та погіршення якості макухи. Таким чином,
71
дослідження надійності цього вузла є необхідною умовою для оптимізації
експлуатаційних регламентів і планування профілактичних ремонтів.
У реальних умовах експлуатації найбільш характерними відмовами
підшипникового вузла шнека є:
підвищений шум та вібрація в зоні опори шнека;
підклинювання шнека через руйнування сепаратора або елементів
підшипника;
перегрів вузла та спрацювання аварійного захисту;
витік мастила через порушення герметизації;
необхідність аварійної зупинки та ручного втручання для демонтажу.
Такі відмови, як правило, не призводять до пошкодження корпусу
преса, проте спричиняють суттєві втрати часу і зниження доступності
обладнання на 3–10% у базових конструкціях.
Дослідження проводились з метою визначення змін у частоті
експлуатаційних відмов підшипникового вузла до встановлення
удосконаленої конструкції.
Порівняння виконується на основі виробничих журналів за період
експлуатації (не менше 12 місяців), при цьому контролюються незмінні
параметри:
тип і вологість насіння,
продуктивність подачі сировини,
умови мащенння,
режим роботи преса (оберти шнека),
кваліфікація персоналу,
інтервали профілактичного обслуговування.
Відмова реєструється у випадках:
аварійної зупинки преса через спрацювання захисту;
вимушеного глушіння преса оператором через вібрацію/шум;
перевищення температури підшипникового вузла;
72
необхідності додаткового мащення поза регламентом;
розбирання вузла з подальшою заміною підшипників.
У змінному журналі зазначається:
дата та час події;
тривалість простою;
характер виявленої несправності;
виконані дії з відновлення працездатності.
Дослідження виконувались за даними не менше ніж 12 місяців
експлуатації преса.
Встановлено, що середньорічна кількість простоювань олійного преса
через вихід із ладу підшипникового вузла дорівнює 4. Середня тривалість
усвунення відмови (тривалість проведення ремонтних робіт) склала 16-24
години, тобто, в межах однієї доби.
Виконання підшипникового вузла таким, як запропоновано в
магістерській роботі, дозволяє усунути випадки відмов даного типу. Цим
самим помітно підвищується фактична продуктивність олійного пресу за рік
та за рахунок цього отримується економічний ефект.
73
РОЗДІЛ 5. МОНТАЖ, ЕКСПЛУАТАЦІЯ ТА ТЕХНІЧНЕ
ОБСЛУГОВУВАННЯ ПРЕСА
Монтаж обладнання.
У даному пункті наведено порядок монтажу обладнання, налагодження
та запуску його в роботу.
Основні вимоги до монтажу машини наступні:
Підготовка до монтажу, монтаж, наладка та експлуатація обладнання
повинні відповідати вимогам паспорту олійного преса.
Вимоги до електропостачання:
мережа трифазного струму з глухо заземленою нейтраллю;
напруга 380 ± 38 В;
частота 50 ± 1).
Олійний прес повинен бути встановлений на рівній горизонтальній
площадці на підлозі або бетонному фундаменті з ухилом не більше 5 мм
на 1м. З боку виходу макухи має бути вільний простір не менше 1000 мм.
Правила стропування:
Олійний прес можна піднімати краном з використанням спеціальної
траверси, що поставляється разом з олійним пресом за погодженням із
замовником, або за допомогою навантажувача. Для цього в рамі
передбачені спеціальні вікна (рис. 5.1).
Висота розміщення олійного преса над нульовою позначкою може бути
різною залежно від розташування систем подачі вихідної суміші і
відведення масла і макухи.
До олійного преса повинні бути приєднані системи, що подають вихідний
продукт, приймачі олії та макухи. У місцях завантаження вихідного
продукту і вивантаження макухи встановлюється місцева витяжна
вентиляція, виходячи з того, що в даних місцях під час роботи маслопреса
виділяється до 20 кг пари на годину.
74
Приміщення, в якому встановлюється олійний прес, повинно бути
обладнане припливно-витяжною вентиляцією та системою
пожежогасіння.
Олійний прес повинен бути заземлений.
Рисунок 5.1 – Схема стропування
Транспортування та зберігання обладнання
Олійний прес поставляється як в упаковці, так і без неї, і може
транспортуватися залізничним, автомобільним, річковим і морським
видами транспорту за умови дотримання правил і вимог, що діють на
даних видах транспорту.
Транспортування олійного преса в частині впливу кліматичних факторів
на суші і при морських перевезеннях при температурі від -25°С до +50°С,
не допускаючи обмерзання.
Зберігання при температурах від -25° С до +40°С, з вологістю до 98 %
при температурі повітря 25 %.
Консервація повинна забезпечити збереження олійного преса не менше
18 місяців з дня відвантаження споживачеві. При зберіганні
олійногопреса понад зазначеного терміну, споживач повинен виконати
переконсервацію своїми силами.
75
При порушенні споживачем правил перевезення, зберігання та термінів
переконсервації машини, підприємство-виробник відповідальності за
олійний прес не несе.
.
При утилізації олійного преса спочатку зливається і утилізується масло з
редукторів. Потім прес і електрошафа розбираються за матеріалами:
кольорові метали;
чорні метали;
пластмаси.
Демонтовані відходи утилізуються через впорядковану систему
утилізації. При виконанні цих робіт повинні дотримуватися національні
нормативи з утилізації.
Робоче місце оператора.
Робоче місце оператора розташовано з боку передньої панелі шафи
управління , на якій розташовані всі елементи управління і контролю роботи
масло преса.
Розташування шафи управління олійного преса визначається за місцем,
залежно від умов експлуатації.
У свою чергу, шафа управління повинна бути розташована таким чином,
щоб оператор міг контролювати весь хід технологічного процесу, а саме:
подачу сировини в маслопрес;
передачу макухи в транспортні засоби;
схід масла;
загальний технічний стан маслопреса.
Підготовка до роботи і порядок роботи олійного преса.
Підготовка до роботи.
Перед пуском олійного преса необхідно провести огляд устаткування
на відсутність сторонніх предметів.
Перевірити наявність мастила в підшипниковому вузлі.
76
Перевірити напрямок обертання гвинтового валу (електродвигуна) при
знятих клинових ременях. Правильний напрямок обертання гвинтового
валу – за годинниковою стрілкою з боку приводу.
Перевірити установку кришок та огорож.
Відвести конусну втулку в крайнє (відкрите) становище.
Перевірити установку магнітного захисту (встановлюється на системі
подачі сировини і в конструкцію преса не входить).
Запуск олійного преса.
Провести короткочасний пуск (не більше 0,5 хв.) олійного преса на
холостому ходу.
Переконавшись у нормальній роботі олійного преса на холостому ходу
(прес працює плавно, без сторонніх звуків), починають подачу сировини
у воронку.
Для поступового і рівномірного прогріву гвинтового валу і зеєрної
камери подачу сировини збільшують поступово. Після того як гвинтовий
вал і зеєрна камера прогріються, відбувається інтенсивний схід масла.
Коли температура фланця регулювальної втулки досягає 60-65˚С,
починають збільшувати подачу сировини з системи подачі вихідної
сировини. Температуру фланця регулювальної втулки вимірюють будь-
яким приладом для вимірювання температури, який використовує
безконтактний метод.
Після виходу олійного преса на номінальну продуктивність приступають
до поступового затиснення конуса. Гвинти 22 (рисунок 2.1) затягуються
по черзі на 0,5-1 оборот. Першу підтяжку конуса роблять після
досягнення температури 80-90 ˚С на фланці вихідний втулки.
Робота на режимі.
При завантаженні олійного преса необхідно уважно стежити за
показаннями амперметра (не більше 42А). У разі перевищення
навантаження слід негайно зменшити подачу сировини або гвинтами 22
77
(рисунок 5.1) відвести конус. Якщо ці заходи не дадуть результату,
олійний прес повинен бути зупинений і зеєрну камеру слід розібрати для
усунення дефекту. Розбирання проводити після охолодження олійного
преса до температури безпечного торкання.
Під час роботи олійного преса контролюють навантаження
електродвигуна приводу.
При непередбаченій зупинці преса на час до 10 хвилин необхідно:
перекрити подачу сировини;
повністю відвести конусну втулку в крайнє відкрите положення;
після усунення причин зупинки обережно короткочасними
включеннями провернути вал олійного преса.
Якщо при обертанні вала навантаження не досягає гранично допустимої
позначки (42А), олійний прес включають, звільняють від пресованої
сировини і починають подачу вихідної сировини. Якщо зупинка буде
перевищувати 10 хв, категорично забороняється черговий пуск олійного
преса без розбирання і очищення зеєрної камери і гвинтового валу від
пресованого сировини.
Зупинка олійного преса.
Для зупинки олійного преса необхідно:
змішати 8-10 кг насіння з 2-3 л води;
припинити подачу сировини і почекати поки олійний прес не
визволиться повністю від макухи;
відвести конусну втулку в крайнє відкрите положення;
поступово всипати підготовлену масу в приймальну воронку;
після припинення виходу маси відключити олійний прес.
Застереження обслуговуючого персоналу при роботі за обладнанням.
При неправильному запуску можливо «забивання» гвинтової частини
олійного преса, яке характеризується наступним: сировина надходить до
приймальної воронки, але з гвинтовою частини не виходить, в результаті
78
чого спочатку зростає навантаження електродвигуна приводу по струму,
а потім різко падає і починає засипатися приймальня воронка.
При обкатці олійного преса необхідно при кожній зупинці на тривалий
час, розкривати зеєрну камеру, перевіряти стан гвинтової частини і
проводити очищення зеєрних планок від залишків спресованої макухи.
Перед проведенням робіт з технічного обслуговування олійного преса
необхідно відімкнути електроживлення.
4. Роботи з обслуговування електрообладнання повинні проводитися
тільки кваліфікованим персоналом.
Олійний прес повинен охолонути до температури безпечного торкання.
Чітке виконання правил і вказівок з технічного обслуговування
забезпечує постійну справність олійного преса.
Технічне обслуговування.
Для олійного преса передбачаються наступні види технічного
обслуговування: щоденне (ЕО), один раз на десять днів (Т01), один раз на три
місяці (Т02), один раз на шість місяців (Т03).
Щоденне технічне обслуговування (ЕО).
При щоденному технічному обслуговуванні перед початком зміни
необхідно виконати наступні роботи:
перевірити відсутність предметів на поверхні магнітоуловлювача;
зробити змащення підшипникового вузла (50 г мастила LGEV 2
"SKF" (замінники Molub-Alloy 777-2 "CASTROL", BR2 PLUS
"MOLYKOTE");
зробити змащення муфти (змащення LCMT 2 "SKF" або аналогічної
марки інших виробників);
перевірити наявність і справність інструменту;
перевірити заземлення олійного преса.
Щотижневе технічне обслуговування (ТO1).
Один раз на тиждень:
очистити поверхні деталей олійного преса від налиплого масла;
79
перевірити натяг ременів, стріла прогину повинна бути 10+1 мм при
навантаженні 40Н (4 кг/с);
перевірити стан гвинтової частини і зеєрної камери на наявність
сколів, забоїн, зносу.
При наявності зносу більше 1,5 мм на сторону, замінити зношені
деталі. Якщо щілини в зеєрних планках забиті сировиною, провести
очищення зеєрних планок. Щоб перевірити стан гвинтової частини і
зеєрної камери необхідно "розкрити" зеєрну камеру. Для цього спочатку
на раму олійного преса встановлюють підставки 31 і 32, ложементи яких
поводятся відповідно під напівмуфту і шийку гвинтового валу, на якій
кріпився ніж 9 (ніж попередньо демонтується). Завдяки цьому, гвинтовий
вал фіксується в ложементах підставок. Після цього, демонтуються болти
13 і за допомогою двох гвинтових домкратів 28 зеєрні коробки
відводяться в крайній неробочий стан. Попередньо послаблюється затяжка
болтів 19. Потім за допомогою пристосування 29, яке встановлюється як
показано на рисунку 5.2, зеєрні коробки по черзі переводяться в
горизонтальне положення.
Зборка проводиться в зворотному порядку.
перевірити стан електрообладнання;
виконати роботи з ЄВ.
28 - Домкрат гвинтовий 29 - Пристосування
Рисунок 5.2 – Схема розкриття зеєрної камери
80
Технічне обслуговування, проведене раз на три місяці (ТО2)
Один раз на три місяці:
перевірити надійність кріплення шківів;
перевірити розміщення шківів відносно один одного - торці повинні
розміщуватися в одній площині (зміщення не більше 2мм);
перевірити затягування всіх болтових з'єднань;
виконати роботи з Т01.
Технічне обслуговування, проведене раз на шість місяців (ТО3)
Один раз на шість місяців (Т03):
здійснити розбирання підшипникового вузла, видалити
відпрацьоване мастило з підшипників і заповнити їх мастилом
марки LGEV 2 "SKF" (замінники Molub -Alloy 777-2 "CASTROL",
BR2 PLUS "MOLYKOTE")
виконати роботи з ТО2.
Рисунок 5.3 – Приладдя для перевірки гвинтової частини і зеєрної
камери
Технічне обслуговування електродвигуна, редуктора і мотор-редуктора
необхідно проводити згідно експлуатаційної документації на ці вироби.
81
ВИСНОВКИ
Під час виконання кваліфікаційної роботи магістра мною було
систематизовано, закріплено і розширено фундаментальні теоретичні та
практичні знання зі спеціальності та продемонстровано навички: виконувати
проектувальні та перевірочні розрахунки обладнання харчових виробництв
та його конструктивних елементів; розробляти основні види
конструкторської документації на конструкцію обладнання, його складових
вузлів та деталей; розробляти, планувати і організовувати заходи з
технічного обслуговування та ремонту обладнання, вишукувати напрямки
підвищення якості продукції, що випускається, та надійності роботи
обладнання; володіти раціональними методами пошуку і використання
науково-технічної інформації, обробляти та аналізувати отримані результати;
використовувати автоматизовані системи проектування та сучасну
обчислювальну техніку; самостійно приймати рішення, розробляти та вести
технічну документацію.
Розроблено заходи із підвищення довговічності підшипникового вузла
олійного преса. Проведено аналіз відомих підходів до забезпечення високої
довговічності олійних пресів. Розроблено методику експериментального
дослідження довговічності олійного пресу. Розроблено вдосконалену
конструкцію відповідального вузла, яка б забезпечувала підвищену
довговічність олійного пресу. Розроблено маршрут виготовлення
відповідальної деталі олійного пресу. Встановлено закономірність
довговічності олійного пресу від тривалості його роботи.
82
СПИСОК ЛІТЕРАТУРНИХ ДЖЕРЕЛ
1. Кутковецька, Т. О., Дідур, В. В. Обгрунтування конструктивних
параметрів зеєрної камери шнекового пресу // Machinery & Energetics. Journal
of Rural Production Research. Kyiv. Ukraine. 2021, Vol. 12, No 1, 103-108.
2. Корендій, В. М., & Гавран, В. Б. (2024). Аналіз процесу
витискання олії та визначення перспектив автоматизації роботи шнекового
преса. Scientific Bulletin of UNFU, 34(1), 85-90.
https://doi.org/10.36930/40340112.
3. Kachur, Oleksandr & Korendiy, Vitaliy & Havran, Volodymyr.
(2023). DESIGNING AND SIMULATION OF AN ENHANCED SCREW-TYPE
PRESS FOR VEGETABLE OIL PRODUCTION. Computer Design Systems.
Theory and Practice. 5. 128-136. 10.23939/cds2023.01.128.
4. Korendiy, Vitaliy & Kachur, Oleksandr & Havran, Volodymyr.
(2024). Designing and strength analysis of a screw-type press for sunflower oil
production.
5. Hudzenko, M., Vasyliv, V., Zheplinska, M., Sarana, V., & Gorenkov,
D. (2023). Study of the effectiveness of the design of the oil removal channels of
screw presses for squeezing out oil. Animal Science and Food Technology, 14(4),
58-73. https://doi.org/10.31548/animal.4.2023.58.
6. Stepan Kovalyshyn, Vasyl Tomyuk. Research on power consumption
of screw press for pressing of oil from rape seed // BIO Web Conf., 10 (2018)
02011 DOI: https://doi.org/10.1051/bioconf/20181002011.
7. Didur, V.V., Didur, V.A., Chebanov, A.B. & Aseev, A.A. (2018).
Optimization of the parameters of water heat treatment of the mark when
separating oil from castor seeds // Scientific bulletin ɌDȺɌU.
83