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/8304| Title: | Машина для подрібнення м’яса лінії виробництв ковбас |
| Authors: | Філімонова, Надія Вікторівна Чорний, Вадім Олександрович |
| Keywords: | технологічні параметри машини для подрібнення м’ясної сировини;технологічний розрахунок |
| Issue Date: | 11-Jun-2025 |
| Abstract: | Мета: вивчення процесу подрібнення м’яса в машині лінії виробництва ковбас. Об’єкт дослідження: процес подрібнення м’ясної сировини. Предмет дослідження: конструктивні характеристики машини для подрібнення м’ясної сировини. У кваліфікаційній роботі бакалавра на тему «Машина для подрібнення м’яса лінії виробництв ковбас» виконано аналіз розвитку машин для подрібнення м’яса, аналіз конструкції ріжучого комплекту машин для подрібнення м’яса, техніко-економічне обґрунтування проекту, технологічний розрахунок, оцінювання показників різального інструменту, розрахунок коефіцієнта продуктивності, кінематичний розрахунок приводу, розрахунок клинопасової передачі приводу робочого шнеку, виконано розробку маршруту обробки деталі. Розроблено заходи з охорони праці. Розроблено відповідні креслення та оформлено плакати. Практичне значення отриманих результатів. Рекомендовано впровадити результати у виробництво на машинобудівному підприємстві. |
| URI: | https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/8304 |
| Appears in Collections: | 133 Галузеве машинобудування (Обладнання харчових, торгівельних і машинобудівних підприємств) |
Files in This Item:
| File | Description | Size | Format | |
|---|---|---|---|---|
| КРБ Чорний.pdf Restricted Access | Обсяг роботи. Кваліфікаційна робота бакалавра складається із вступу, 3 розділів, висновку, списку використаних джерел, що включає 10 найменувань. Роботу викладено на 51 сторінці, містить 16 рисунків, 18 таблиць, кількість плакатів - 8. | 1.66 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 технологій та обладнання машинобудівних виробництв
(повна назва кафедри)
ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА
до кваліфікаційної роботи бакалавра
на тему: «Машина для подрібнення м’яса лінії виробництв ковбас»
Перший (бакалаврський)
(освітньо-кваліфікаційний рівень)
ГМ12.133025.000 ПЗ
Виконав: здобувач вищої освіти
4 курсу, групи ГМ-12
спеціальності 133 – Галузеве машинобудування
(шифр і назва спеціальності)
Обладнання харчових, торгівельних і
машинобудівних підприємств
(освітня програма)
Вадим ЧОРНИЙ
(ім’я та прізвище)
Керівник Надія ФІЛІМОНОВА
(ім’я та прізвище)
Рецензент Олександр КАРМАЗИН
(ім’я та прізвище)
Черкаси 2025
2
ЧЕРКАСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНОЛОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
Факультет електронних технологій, автотранспорту та машинобудування
(повна назва факультету)
Кафедра проектування харчових виробництв та верстатів нового покоління
(повна назва кафедри)
Освітньо-кваліфікаційний рівень бакалавр
Спеціальність 133 «Галузеве машинобудування»
Освітня програма«Обладнання харчових, торгівельних і машинобудівних
підприємств»_______________________________________________________
(шифр і назва напряму підготовки, спеціальності)
ЗАТВЕРДЖУЮ:
Завідувач кафедри ПХВВНП
(підпис) (ім’я та прізвище)
« » 20___року
ЗАВДАННЯ
на кваліфікаційну роботу бакалавра здобувача вищої освіти
Чорний Вадім Олександрович
__________________________________________________________________________________
(прізвище, ім’я, по батькові)
Тема кваліфікаційної роботи бакалавра «Машина для подрібнення м’яса лінії
виробництв ковбас»
Керівник кваліфікаційної роботи бакалавра Філімонова Н. В.к.т.н, доцент____
(прізвище, ім’я, по батькові, науковий ступінь, вчене звання)
Затверджені наказом Черкаського державного технологічного університету від
«05»03.2025 року №63/03-03
2.Строк подання здобувачем вищої освіти кваліфікаційної роботи бакалавра
31.05.2025
3. Вихідні дані до кваліфікаційної роботи бакалавра: Технічний опис та інструкція
з експлуатації ______________________________________________
4. Зміст розрахунково-пояснювальної записки (перелік питань, які потрібно
розробити) вступ, аналіз розвитку машин для подрібнення м’яса, аналіз конструкції
ріжучого комплекту машин для подрібнення м’яса, техніко-економічне
обґрунтування проекту, технологічний розрахунок, оцінювання показників
різального інструменту, розрахунок коефіцієнта продуктивності, кінематичний
розрахунок приводу, розрахунок клинопасової передачі приводу робочого шнеку,
розробку маршруту обробки деталі, охорона праці, висновок.
3
5. Перелік графічного матеріалу (з точним зазначенням обов’язкових креслень)
Креслення загального виду машини, складальні креслення вузлів, робочі креслення
деталей, які входять до означених вузлів, кінематична схема вовчка, маршрут
обробки деталі, заходи з охорони праці.
6. Консультанти розділів кваліфікаційної роботи бакалавра
Підпис, дата
Ім’я та прізвище
Розділ завдання видав завдання
керівника або консультанта
прийняв
1 Філімонова Н.В.
2 Філімонова Н.В.
3 Філімонова Н.В.
Висновок Філімонова Н.В.
7. Дата видачі завдання_______________________________
КАЛЕНДАРНИЙ ПЛАН
№ Назва етапів кваліфікаційної роботи Строк Примітка
з/п бакалавра виконання етапів
кваліфікаційної
роботи
бакалавра
1 Конструкторський розділ
2 Технологічний розділ
3 Охорона праці
4 Висновок
Здобувач ступеня бакалавра __________ Вадим Чорний
(підпис) (ім’я та прізвище)
Керівник кваліфікаційної
роботи бакалавра __________ Надія Філімонова_
(підпис ) (ім’я та прізвище)
4
РЕФЕРАТ
Обсяг роботи. Кваліфікаційна робота бакалавра складається із вступу, 3
розділів, висновку, списку використаних джерел, що включає 10 найменувань.
Роботу викладено на 51 сторінці, містить 16 рисунків, 18 таблиць, кількість
плакатів - 8.
Мета: вивчення процесу подрібнення м’яса в машині лінії виробництва
ковбас.
Об’єкт дослідження: процес подрібнення м’ясної сировини.
Предмет дослідження: конструктивні характеристики машини для
подрібнення м’ясної сировини.
У кваліфікаційній роботі бакалавра на тему «Машина для подрібнення м’яса
лінії виробництв ковбас» виконано аналіз розвитку машин для подрібнення м’яса,
аналіз конструкції ріжучого комплекту машин для подрібнення м’яса, техніко-
економічне обґрунтування проекту, технологічний розрахунок, оцінювання
показників різального інструменту, розрахунок коефіцієнта продуктивності,
кінематичний розрахунок приводу, розрахунок клинопасової передачі приводу
робочого шнеку, виконано розробку маршруту обробки деталі. Розроблено заходи
з охорони праці. Розроблено відповідні креслення та оформлено плакати.
Практичне значення отриманих результатів. Рекомендовано впровадити
результати у виробництво на машинобудівному підприємстві.
Ключові слова:технологічні параметри машини для подрібнення м’ясної
сировини, технологічний розрахунок машини для подрібнення м’ясної сировини,
міцнісний розрахунок деталей машини для подрібнення м’ясної сировини.
5
ABSTRACT
Scope of work. The bachelor's qualification work consists of an introduction, 3
sections, a conclusion, a list of used sources, which includes 10 items. The work is
presented on 51 pages, contains 16 figures, 18 tables, the number of posters is 8.
Objective: study of the process of grinding meat in a sausage production line
machine.
Object of research: the process of grinding meat raw materials.
Subject of research: design and operational characteristics of a machine for
grinding meat raw materials.
In the bachelor's qualification work on the topic "Meat grinding machine for a
sausage production line", a feasibility study of the project was carried out, the principle
of operation and the design of the machine for grinding meat raw materials were
described. Technological, kinematic and strength calculations were performed.
Occupational safety measures were developed. Appropriate drawings were developed and
posters were designed.
Practical significance of the results obtained. It is recommended to implement the
results in production at a machine-building enterprise.
Keywords: technological parameters of a machine for grinding meat raw
materials, technological calculation of a machine for grinding meat raw materials,
strength calculation of parts of a machine for grinding meat raw materials.
6
ЗМІСТ
С
ВСТУП ....................................................................................................................7
РОЗДІЛ 1.КОНСТРУКТОРСЬКИЙ РОЗДІЛ……………………………………8
1.1 Аналіз розвитку машин для подрібнення м’яса..……………….………..8
1.2 Аналіз конструкції ріжучого комплекту машин
для подрібнення м’яса ………………………………………………………….15
1.3 Техніко-економічне обґрунтування проекту……………………………...17
1.4 Технологічний розрахунок ………………………………………………....19
1.4.1 Оцінювання показників різального інструменту…………………….….19
1.4.2 Розрахунок коефіцієнта продуктивності ………………………..…….…27
1.5 Кінематичний розрахунок приводу ……..…………………………………37
1.5.1 Розрахунок клинопасової передачі приводу робочого шнеку………..…37
РОЗДІЛ 2. ТЕХНОЛОГІЧНИЙ РОЗДІЛ…………………………………...……41
2.1 Розробка маршруту обробки деталі…………………………………………41
РОЗДІЛ 3.ОХОРОНА ПРАЦІ……………………………………………………44
3.1 Вимоги безпеки до конструкцій машин
для подрібнення м’яса…………………….. ……………………………………44
ВИСНОВКИ………………………………………………………………………49
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ…………………………………………50
7
ВСТУП
В сучасних умовах до діяльності виробничих підприємств висуваються
високі вимоги щодо раціонального використання матеріальних та трудових
ресурсів. Причому успішність роботи підприємства напряму залежить від повноти
таких вимог та їх жорсткості. Необхідність такого підходу обумовлюється
сучасними тенденціями розвитку виробництва – ресурсо- та енергозбереження.
Одним з найпоширеніших технологічних обладнань, що використовується в
м'ясопереробній промисловості, є м'ясопереробний вовчок [1-6]. Операції різання
сировини займають важливе місце в технологічному процесі виробництва м'ясних
продуктів [7-9]. Подрібнювачі характеризуються відносною простотою
конструкції, надійністю та зручністю в експлуатації [10-17]; В.М. Горбатов, А.І.
Пелєєв, Г.О. Прейс, Ю.Г. Сухенко, В.К. Кукшин, та інші працювали над вивченням
та удосконаленням вовчків та їх складальних одиниць.
Широке використання вовчків, висока їх вартість та значення для кількості
та якості виготовленої продукції обумовлює необхідність подальшого пошуку
шляхів підвищення економічної ефективності їх використання. Найбільш
раціональним може бути такий підхід, при якому беруться до уваги усі наявні
чинники понесення матеріальних та інших витрат при експлуатації цих машин.
8
РОЗДІЛ 1.КОНСТРУКТОРСЬКИЙ РОЗДІЛ
1.1 Аналіз розвитку машин для подрібнення м’яса
Способи вдосконалення вовчків
Машини для подрібнення м’яса або вовчки (м'ясорубкипромислові) - тип
обладнання, яке становить основну частину ліній з виробництва ковбас і консервів.
М’ясорізальні вовчки підходять задля подрібнення розмороженого та
замороженого м'яса та інших харчових інгредієнтів (наприклад, сиру, овочів).
Незважаючи на відносно просту конструкцію м’ясорізальних вовчків, щодо
ефективності роботи висуваються жорсткі параметри, оскільки якість подрібнення
сировини на вовчку (тобто без пошкодження волоконбілкових) переважно
визначає якість кінцевого продукту. З цієї причини необхідно ретельно підходити
до вибору конструктивних рішень при створенні нових моделей цього типу машин.
Будову вовчка можна проілюструвати на прикладі вовчка що зображений на
рисунку 1.1 [1].
Опис роботи вовчка: приймальний бункер 1 кріпиться до приймального
циліндра 2, який в свою чергу кріпиться до робочого циліндра 3. Робочий циліндр
має знімну втулку 4 і відкидну втулку 5. При виході з гільзи міститься ріжучий
комплект 6, що містить ніж і набір решіток. Ріжучий механізм фіксується маховими
гайками 7. Привід робочого шнека здійснюється від головного електродвигуна 8
через клинопасову передачу 9 і редуктор 10. Робочий шнек приводиться в рух
двома подавальними шнеками 14 (один правосторонній, інший лівосторонній).
Живильні шнеки приводяться в дію електродвигуном 11 при участі черв'ячного
редуктора 12 та зубчастої передачі 13.
Основним параметром, який характеризує продуктивність промислової
м'ясорубки, є зовнішній діаметр решітки. Залежно від стану сировини та діаметра
вихідного отвору решітки швидкість робочого шнека млина коливається від 100 до
400 хв-1 [1].
9
Рисунок 1.1 - Схема вовчка
Сучасні моделі м'ясорубок [10, 18] відрізняються типом системи
переміщення і приводу, а також конструкцією окремих вузлів.
М’ясорізальний вовчок призначений для подрібнення замороженого м'яса у
вигляді блоків. Подрібнені напівфабрикати далі подрібнюються у вовчках,
змішувачах, кутерах і емульгаторах або змішуються в фаршемішалках, в
залежності від використовуваного технічного методу.
Однак всі типи подрібнювачів мають спільні риси, такі як ріжучі механізми,
включаючи ножі і круглі решітки, та пристрої (механізми) для подачі сировини. На
рисунку 1.2 наведено класифікацію [1] м’ясорізальних вовчків за конструкцією
механізмів подачі, різання та приводу.
На практиці основним способом підвищення продуктивності є використання
більших діаметрів. Це може значно збільшити загальну площу отвору, через який
проходить сировина.
Конструкції вузлів подачі сировини в різальний вузол вовчка.
Найбільш поширеним пристроєм [1] для подачі сировини до різального вузла
вовчка є одногвинтовий насос. Сировина подається за допомогою пари шнека і
10
циліндра, а ребра в циліндрі служать для кругової фіксації сировини і направляють
її до ріжучого вузла м’ясорізального вовчка.
Вовчки
Швидкість
Призначення Подача сировини Розташування обертання Конструкція
на робочий шнек робочого циліндру робочого шнеку робочого шнеку
і ножа
Кількість
Конструкція Нагнітаючий Привод швидкостей
різального орган Режим роботи
обертання
механізму
робочого шнеку
Рисунок 1.2 - Класифікаційна схема конструкцій вовчків[1]
Конструкція шнека визначає ефективність процесу, за допомогою якого
сировина подається до ротора і проходить через нього.
Залежно від виду і стану сировини, розміру її фрагментів і призначення
шнека спіраль шнека може мати постійний крок між витками крок, який незначно
змінюється (зменшується) вздовж руху продукту, або крок, який швидко
ппллаассккіі ррооббооччіі ооррггааннии ууннііввееррссааллььнніі
ккооннііччнніі ррооббооччіі ооррггааннии
ссппееццііааллііззоовваанніі
ццииллііннддррииччнніі ррооббооччіі ооррггааннии
шшннееккооввиийй ааббоо ссппііррааллььнниийй ппррииммууссоовваа
ппеерреемміішшууююччиийй
ггррааввііттааццііййннаа
зз ппааллььццееввииммии шшттооввххааччааммии
ззааггааллььнниийй ддлляя ууссііхх ггооррииззооннттааллььннее
ррооббооччиихх ооррггаанніівв
ррооззддііллььнниийй ппррииввоодд ппіідд ккууттоомм
ооддннаа шшввииддккііссттьь
ооддннааккоовваа
ддввоошшввииддккіісснниийй ппррииввоодд
ппррииввоодд іізз
ччаассттооттнниимм ккеерруувваанннняямм ррііззннаа
ррууччннее ккеерруувваанннняя ццииллііннддррииччнниийй
ааввттооммааттииззооввааннее
ккеерруувваанннняя ккооннііччнниийй
11
зменшується на початку шнека і поступово в кінці. Крім того, використовуються
гвинти з подвійним входом, де додаткова спіраль починається в середині або в кінці
гвинта.
Важливою умовою правильної роботи гвинтових ППС є те, що обертання
гвинта відповідає геометрії ребер в робочому циліндрі. Під час обертання шнека
вовчка тиск на сировину передається по напрямку, перпендикулярному до
площини обертання шнека. Якщо ребра 3 циліндра мають лінійну форму і
розташовані вздовж вісі циліндра, то лише невелика частина загального тиску Ркор
(а на рис. 1.3) [2] корисно діє на переміщення сировини вздовж осі шнека 1 і
канавки циліндра 2. Інша частина тиску Ршк працює на шкоду, подрібнюючи
сировину, вичавлюючи м’ясний сік і збільшуючи витрати енергії на переміщення
сировини.
а) б)
Рисунок 1.3 - Зв'язок між геометричними параметрами шнека і циліндра: а) -
ребра робочого циліндра з лінійною геометрією; б) - ребра робочого циліндра з
криволінійною геометрією [1]
Ребро 3 робочого циліндра м’ясорізального вовчка повинно бути вигнуте так,
щоб нормаль поверхні обертання шнека 1 проходила по пазу 2 і ребру 3 робочого
циліндра (рис. 1.3, б). У цьому випадку не відбувається шкідливих втрат енергії і
весь тиск Рзаг використовується для подачі матеріалу через ріжучий комплект.
Знос ребер циліндра і периферії шнека знижує продуктивність
м’ясорізального вовчка і збільшує енергоспоживання.
12
Найбільші світові виробники використовують як однозахідні, так і двозахідні
шнеки [11-19]. Випадки, коли застосовуються шнеки різних конструкцій, наступні.
Якщо м'ясорубка призначена для подрібнення тільки парного та охолодженого
м'яса, слід використовувати робочий шнек зі значно зменшеним кроком витків в
осьовому напрямку (рис. 1.4). Більший крок витків в зоні бункера забезпечує
підхоплення шматків сировини і передачу їх в робочий циліндр м’ясорізального
вовчка.
Менший крок в зоні ріжучого набору буде стискати сировину, збільшувати
швидкість заповнення простору між витками шнека і забезпечувати високий тиск
подачі.
При використанні шнеків для переробки замороженого матеріалу можна
спроектувати робочий шнек з дещо меншим кроком між обертами, оскільки
зв'язний стан матеріалу виключає необхідність попереднього ущільнення (рис. 1.4,
б). Недоліки таких шнеків аналогічні недолікам попередніх.
Автори роботи [4] запропонували незначну модифікацію конструкції
двозахідного шнека. Пропонується використання спеціальних виступів (напливів)
на кінцях обох спіралей (d на рис. 1.4).
Це покращує продуктивність шнека. Однак недоліком таких шнеків є їхня
погана робота в решітках з малими отворами [4], яка не містить кількісних даних,
що дозволили б оцінити взаємозв'язок між конструкцією шнека та його робочими
характеристиками.
Шнек складається зі сталевого вала та полімерної шнекової секції, що
кріпиться до нього за допомогою штифта (рис. 1.4, д).
13
Рисунок 1.4 -Основні види конструкцій шнеків [1]
На рисунку 1.4, е показано шнек подачі м'ясорубки Karl Schnell
Automatenwolf V250 [1]. Захват м'ясних блоків має паз у витку, а також оснащений
вставним ріжучим елементом.
У конструкції CFS Maxigrind [1] передбачено лише один робочий шнек, який
виконує як функцію подрібнення замороженого м'ясного блоку, так і власне
робочий шнек (рис. 1.4). Захоплююча частина шнека робить один оберт з великим
14
кроком, а його кромки загострені. Захватна частина виконує функцію захоплення і
попереднього подрібнення м'ясного блоку. Подаюча частина шнека робить шість
обертів з постійним кроком і виконує функцію транспортування шматків м'яса в
робочому циліндрі та подачі сировини через ріжучий комплект м’ясорізального
вовчка. Така система спрощує конструкцію та зменшує вартість і габарити машини.
Шнек дробарки (рис. 1.4, ж) [1] пропонує можливість використання решітки
з дуже дрібними отворами в ріжучому вузлі.
Поряд зі шнековими дробарками на сучасних вольфрамових дробарках
застосовуються й інші типи дробарок, використання яких має багато переваг.
Наприклад, у міксерних подрібнювачах (марки CFS ComboGrind і MaDo MMG239),
де сировиною є фарш, а не кускове м'ясо, використовується двовісний шнековий
насос [3, 4] (рис. 1.5, а). Шнек має великий діапазон обертання і обертається у
зворотному напрямку. Як наслідок, цей метод підвищує продуктивність машини,
зменшує споживання енергії та контролює нагрівання сировини [1].
У різальному вузлі вовчка – мішалки CFS UniGrind розташований
лопатевий насос 1] (рис. 1.5, б). Насос встановлений між першою та другою
парою ножових решіток. Ротор насоса встановлений на носку робочого колеса.
Після попереднього подрібнення на першій ножовій решітці матеріал під
підвищеним тиском лопатевим насосом подається на вихідну решітку для
остаточного подрібнення.
Рисунок 1.5 - Види ППС вовчків: а) –двогвинтовий насос;
б)– ексцентриково-лопатевий насос[1]
15
Аналіз відомих типів подавальних пристроїв сировини м’ясорізальних
вовчків дозволяє виділити наступні основні вимоги до їх конструкції:
1) висока питома продуктивність;
2) здатність створювати високі тиски нагнітання;
3) надійне захоплення сировини в зоні бункера;
4) низьке енергоспоживання за рахунок тертя з сировиною;
4) низьке енергоспоживання за рахунок тертя з сировиною;
5) можливість участі в процесі попереднього подрібнення сировини, в тому
числі замороженої сировини;
6) висока зносостійкість.
Отже, незважаючи на широке розмаїття конструкцій м’ясорізальних вовчків,
в даний час відсутні кількісні дані для порівняння м’ясорізальних вовчків за такими
показниками, як питома продуктивність і вибору найбільш раціонального типу.
Відомі конструкції м’ясорізальних вовчків мають широкий діапазон показників
питомої продуктивності в усьому діапазоні технологічних режимів і для м'яса в
різному стані. Існує ряд недоліків, серед яких недостатня питома продуктивність
при переробці сировини.
1.2 Аналіз конструкції ріжучого комплекту машин для подрібнення м’яса
При проектуванні м'ясорубок особлива увага приділяється конструкції ножів
і решіток. Це пов'язано з тим, що навіть невеликі зміни в їх конструкції можуть
призвести до зміни продуктивності та енергоспоживання машини [2].
Ріжучі набори м’ясорізальних вовчків складаються з ножів і решіток, які
встановлюються по черзі. Найбільш поширеною є схема, показана на рис. 1.6, яка
складається з вхідної, проміжної та вихідної решіток і двох чотирилопатевих ножів,
розташованих між ними [6].
Відомі конструкції ножів [18] мають декілька лопатей, зазвичай від чотирьох
до восьми (рис. 1.7). Ножі можуть бути розташовані радіально або ексцентрично
16
відносно центру решітки. Ножі з вигнутою формою гостріші і мають менший
динамічний кут різання, що покращує якість різання сировини. Деякі ножі мають
змінні леза (рис. 1.7, б). Такі конструкції ножів дозволяють економити кошти на
придбання ріжучого інструменту.
Збільшення кількості лез ножа (рис. 1.7, г, д) підвищує ефективність
подрібнення, але в той же час при збільшенні площі лобової проекції ножа
призводить до зниження продуктивності вовчка [1, 6, 18]. Для забезпечення високої
пропускної здатності різального вузла (високої продуктивності м’ясорізальних
вовчків) і одночасно високої пропускної здатності ножа, ніж оснащений силовим
кільцем, що охоплює обидва кінці леза (рис. 1.7, в, е, є, ж, з). Ці кільця підвищують
жорсткість і міцність леза і дозволяють виготовляти багатолезові ножі.
Рисунок 1.6 - Схема різального комплекту вовчка [1]
Особливістю, спільною для більшості відомих конструкцій ножів, є
рівномірне розташування лез ножів по колу, що означає рівномірну подачу
сировини в ПП м’ясорізального вовчка по робочій поверхні решітки. Однак, як
зазначалося вище, спостереження за роботою м’ясорізального вовчка показали, що
сировина подається шнеком тільки в межах певного сектора робочої зони решітки,
причому цей умовний сектор обертається разом зі шнеком. Це ставить під сумнів
раціональність відомої конструкції ножів, тобто зручність розміщення ножів
рівномірно по колу.
Значне зменшення вартості ножів є ефективним способом зниження
собівартості різального інструменту, разом з вибором марки матеріалу ножів і типу
зміцнюючої обробки. На думку автора, цього можна досягти конструктивним
17
шляхом за рахунок раціонального вибору кількості ножів та їх окружного
розташування. При цьому зменшення кількості ножових лез зменшує як нагрів
матеріалу за рахунок тертя ножів об решітку, так і витрати енергії на привід ножів.
Рисунок 1.7 - Види конструкцій ножів вовчка[1]
В цілому можна зробити висновок, що розробка та обґрунтування
конструкцій ножів, які підвищують продуктивність м’ясорізальних вовчків,
відповідний ступінь подрібнення сировини та зниження собівартості ножів,
залишаються актуальними.
1.3 Техніко-економічне обґрунтування проекту
Вовчок – це машина для середньогоподрібнення м'ясної сировини. Вовчок
вважається однією з найбільш відповідальних машин у технологічній лінії по
виготовленню ковбасних виробів. Це пояснюється визначальним впливом роботи
вовчка на якість готового продукту; можливістю ефективного вакуумування
сировини; вартістю самої машини, що значно перевищує вартість інших видів
технологічного обладнання лінії.
18
З огляду на це значна увага приділяється забезпеченню ефективної роботи
вовчків, довговічності вузлів та зручності в експлуатації, зменшенню витрат
матеріальних ресурсів.
Основним вузлом, параметри роботи якого здійснюють визначальний вплив
на роботу всієї машини, визнано різальний механізм. Від параметрів різального
механізму залежать: продуктивність машини; вологовміст, нагрів та ступінь
подрібнення готового продукту; величина споживаної енергії.
В процесі експлуатації машини значна частина матеріальних витрат іде на
наступне: оплату праці оператору та обслуговуючому персоналу, оплату праці на
виконання ремонтних операцій, придбання швидкозношувальних деталей
(зокрема, ножів та решіток різального комплекту). Також слід вказати, що величина
витрат на придбання тієї чи іншої моделі вовчка включає в себе не тільки вартість
самої машини, але і вартість допоміжного устаткування та оснащення.
Таким чином при підвищенні економічної ефективності використання
вовчків необхідно вирішувати всі зазначені проблемні задачі. Зважаючи на
результати відомих досліджень вовчків та процесів, що супроводжують їх роботу,
можна зробити висновок, що часто вирішення вказаних різних задач вступає у
суперечність один з одним. Це робить неефективним впровадження розроблених
засобів.
Доцільно проводити пошук ефективних рішень системно, одночасно
узгоджуючи різні аспекти роботи вовчків, починаючи з першого етапу роботи і
охоплюючи усі можливі напрямки знаходження джерел підвищення економічної
ефективності їх використання.
Вітчизняні моделі вовчків випускаються тривалий час та зарекомендували
себе як ефективні та надійні машини, що відрізняється простотою експлуатації,
невеликою вартістю та експлуатаційними витратами. Випуск цих машин було
налагоджено на Полтавському машинобудівному заводі (ВАТ «Полтавамаш»). В
Черкасах ці моделі відновлює та модернізує ПП «Алнат».
19
Задля підвищення конкурентно-спроможності вітчизняних моделей вовчків
та збільшення економічної ефективності їх використання актуальною є розробка
конструкції вузла жилування. Це дасть можливість підвищити фактичну
продуктивність технологічної лінії без завищених капітальних вкладень.
1.4 Технологічний розрахунок
1.4.1 Оцінювання показників різального інструменту
Критерій оцінки Кр.в. розраховується наступним чином:
де К1, К2, К3– коефіцієнтипродуктивності різального вузла, подрібнювальної дії,
однорідності подрібнення.
Спочатку визначимо критерій оцінки для ножа звичайної будови, який має
чотири леза.
aл
II
I
О
ел
bл
Рисунок 1.8 - Лезо чотирилезового ножа
rр. отв. р. hл
20
н н
Rр. отв. р.
А lmax
r В
р. отв. р.
lmin
С
О
Рисунок 1.9 - Параметри різального вузла
Коефіцієнт продуктивності РВ:
16733,1 53581962,5 16733,1 7320,5
К 0,54
16733,1 16733,1
де σ – відносний „живий” переріз РВ;
zл = 4
Sл= 1339,5 мм2
rр.отв. р.=25 мм
Rр.отв. р. = 73 мм
Коефіцієнт подрібнювальної дії РВ:
К2 = 1 − Кβ = 1 − 0,11 = 0,89
�� 40
де К н
β = = = 0,11- коефіцієнт;
2�� 360
2 360
í () 1()2 () 10956 40
z 4
hл
21
Коефіцієнт однорідності подрібнення:
lmin rmin min 180 r
K3 min min
lmax 180 rmax max rmax max
Площа леза визначиться за виразом:
Рівняння кривої І:
eë 16
1() arccos 180 arccos 18070,7 109
48,5
Рівняння прямої ІІ в полярній системі координат:
2 360
í max 1()2 () 102.9 64.3 51.4 ,
z 4
2 360
í min 1()2 () 57.9 32.1 64.2 ,
z 4
22
Тоді значення коефіцієнту однорідності подрібнення буде:
rmin min 25 51.4 25 35.2
K3 0.29 .
rmax max 72 62.2 72 22.4
Критерій оцінки конструкції чотирилезового ножа матиме наступний вигляд:
К=0,54:0,98:0,29
Далі визначимо значення критерію оцінки для ножа іншої конструкції.
aл
II
I
О
ел
bл
Рисунок 1.10 - Лезо ножа прямокутної будови: І – пряма; ІІ – пряма
Коефіцієнт продуктивності РВ:
3,14 · 732 − (4 · 1175 + 3,14 · 252)
К1 = = 0,6
3,14 · 732
де σ– відносний „живий” переріз РВ;
rр. отв .р. hл
23
zл= 4
S 2
л= 1175 мм
rр.отв. р.=25 мм
Rр.отв. р.= 73 мм
Коефіцієнт подрібнювальної дії РВ:
К2 = 1 − Кβ = 1 − 0,022 = 0,98
��
де К = і 9
β = = 0,02 - коефіцієнт, що враховує відношення вільної площі решітки
2�� 360
поміж лезами ножа до усієї площі решітки;
2 360
í () 1()2 () 10958 9
z 6
Коефіцієнт однорідності подрібнення:
lmin rmin min 180 rmin K min
3
lmax 180 rmax max rmax max
де lmax - довжина дуги із радіусом rmax, що обмежена кутом βmax;
lmin - довжина дуги із радіусом rmin, що обмежена кутом βmin;
βл. max– максимальне значення „вільного” кута поміж двома лезами;
βл.min– мінімальне значення „вільного” кута поміж двома лезами;
rmax– максимальне значення радіусу ножа (в даному випадку rmax=rр.отв. р.+hл);
rmax– мінімальне значення радіусу ножа (в даному випадку rmin=rр.отв. р.).
Площа леза визначиться за виразом:
24
��л = 25 · 47 = 1175 мм2
Задля визначення коефіцієнту К2 , для ножів такого типу, складемо рівняння
кривих, що утворюють різальну кромку та задній контур леза.
Рівняння кривої І:
e 16
1() arccos ë
180 arccos 18070,7 109 ,
48,5
де
ℎ 50 47
�� = �� + = + = 48,5 мм
2 2 2
Рівняння прямої ІІ в полярній системі координат:
47
(1216)50 47
47
arcsin 1912
arctg
2
47 1912
48,5 1
1912
123,8
arcsin arctg 6 2280 58 .
329,2
16
1max () 180 arccos 18077,1102.9
72
16
1min () 180 arccos 18050.2 57.9
25
25
47
(1216)50 47
47
2max () arcsin 1912
arctg
2 1912
47
72 1
1912
123,8
arcsin arctg 6 14.780 65.3
488.8
47
(1216) 50 47
47
2min () arcsin 1912
arctg
2
47 1912
25 1
1912
123,8
arcsin arctg 6 46.980 33.1
169.5
2 360
í max 1()2 () 102.9 65.3 22.4
z 6
2 360
í min 1()2 () 57.9 33.1 35.2
z 6
Значення коефіцієнту однорідності подрібнення матиме вигляд:
rmin min 25 22.4 25 35.2
K 0.56 .
3
rmax max 72 35.2 72 22.4
Тоді критерій оцінки конструкції ножа з прямокутними лезами прийме значення:
Кножа = 0,6: 0,98: 0,56
Обираємо чотирилезовий ніж із прямокутними лезами, як такий, що здатен
забезпечити вищу продуктивність вовчка, більший ступень подрібнення сировини
та кращу однорідність її подрібнення.
26
Визначимо гідравлічний опір вихідної решітки.
Fтр
P P+dP
q
x dx
Рисунок 1.11 - Схема сил, що діють на елементарний шар сировини в каналі
Дія осьового тиску Р передається від сировини на стінки отвору боковим
тиском qб. Для пластично-пружних матеріалів величина бокового тиску
розраховується за виразом:
де Р– осьовий тиск;µб.р. - коефіцієнт бокового розпору (µб.р =0,75÷0,80);
q0– величина залишкового бокового тиску (q0 =0,04÷0,015)Р.
Осьовий тиск визначається наступним чином :
де fтр.– коефіцієнт тертя сировини по стінкам отвору решітки;
Lотв.– довжина отвору решітки; dотв.– діаметр отвору;
q0– залишковий боковий тиск;µб.р. - коефіцієнт бокового тиску (µб.р.=0,75÷0,8).
ddооттвв..
27
На рисунку1.12 представлено результати розрахунку опору отвору
діаметром 3 мм при наступних параметрах: Р=0,3; 0,4; 0,5 МПа; q0 =0,04Р;
µб.р.=0,75; f=0,13 – динамічний коефіцієнт тертя яловичини по сталі при швидкості
руху 0,050 м/с.
Виконаємо вибір конструкції приймальної решітки.
Призначення приймальної решітки полягає в розділенні початкових шматів
м’яса на більш мілкі перед їх потраплянням на проміжну решітку.
0,4
0,35
0,3
0,25
0,3 МПа
0,2 0,4 МПа
0,5 МПа
0,15
0,1
0,05
0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22
Довжина каналу, мм
Рисунок 1.12 - Залежність величини тиску опору від довжини отвору
1.4.2 Розрахунок коефіцієнта продуктивності
Значення коефіцієнта продуктивності для м’ясорізальних вовчків можна
визначити, враховуючи всі основні фактори, які суттєво знижують теоретично
можливу продуктивність [3]. Тому форма шнека і опір ріжучого вузла є важливими
факторами. Іншим важливим фактором є структура ріжучого вузла, тобто ножів у
поєднанні з решіткою (як обговорювалося в розділі 1.5, збільшення кількості лез
ножів та їх фронтальної проекції значно зменшує площу, по якій м'ясо може вільно
проходити через решітку).
Тиск опору, МПа
28
Виходячи з вищесказаного, пропонується визначати коефіцієнт
продуктивності м'ясорубки КQ, з урахуванням як параметрів шнека, так і параметрів
ріжучого вузла за методикою описаноу в джерелі [1].
Параметри шнека враховуються за допомогою коефіцієнта використання
шнека Кв.ш.
Цей коефіцієнт є відношенням площі поперечного перерізу робочого циліндра
(сектор AOB в b на рис. 1.15, який представляє собою контур області, де шнек подає
матеріал в ріжучий вузол, до загальної площі поперечного перерізу робочого
циліндра, який відповідає за подачу матеріалу в ріжучий вузол шнеком.
Якщо ці значення площі виразити через відповідні значення кута, то рівняння
для визначення коефіцієнта використання шнека Кв.ш має вигляд (рис. 1.15):
К max
в.ш. ,
360
де βmax – максимальне значення кута подачі сировини шнеком, град.
Значення βmaxвизначаємо, додавши рівняння рівноваги сил, які діють на шарі
сировини, що останнім витком шнека буде подаватися у різальний вузол
м’ясорізального вовчка.
Для подолаання сировиною силу опору різального вузла Fр.в., Н необхідно
створити відповідну силу стискання Fст:
F F
ст р.в.
Ці сили визначаємо:
Сила стискування, Н:
F S
ст ст ст ,
29
Сила гідравлічного опору різального вузла, Н:
m
F F k k ,
р.в. оп.і пром
і1
Fоп.і Fпен Fзр Fотв ,
деFпен – зусилля пенетрації м’ясноі сировини під час обтікання перемичок між
отворами решітки, Н;
Fзр – зусилля зрізу сировини при вдавлюванні в отвори решітки, Н;
Fотв – зусилля опору рухові м’ясної сировини всередині отворів решітки, Н.
Визначимо зусилля пенетрації, Н:
Fпен пен Sпен ,
деθпен – напруження пенетрації, Па;
Sпен – площа перемичок між отворами, м2.
Визначимо зусилля зрізу, Н:
F ,
зр зр Sзр
деθзр – напруження зрізу, Па;
Sзр – площа отвору, м2.
Звизначимо зусилля опору, Н:
Fотв Ротв Sотв ,
де Ротв – тиск опору рухові сировини всередині отворів, Па;
30
Sотв – площа отвору решітки, м2.
Визначимо тиск гідравлічного опору м’ясної сировини всередині отворів
решітки [1], Па:
4 f kб Bp
q
Р 0 d q
0 0
отв e
kб kб ,
а)
б)
Рисунок 1.13 - Розрахункова схема останнього витка шнека при визначенні
коефіцієнта використання шнека Кв.ш. вовчка
31
де f – коефіцієнт тертя м’ясної сировини о стінки каналу;
Вр–довжина каналу, м;
d0 – діаметр отвору решітки, м;
q0 – залишковий бічний тиск, Па;
kб – коефіцієнт бічного тиску (kб=0,6…0,8 [1]).
Ці значення площі записуються наступним чином (де площа поперечного
перерізу шару сировини, що пресується, дорівнює сумі площі одного отвору сітки
і відповідної частки перемички між отворами), м2:
d 2
S 0
отв ;
4
d 2
Sзр
0 ;
4
d 2 1
Sпен
0
;
4
d 2 1
Sст Sотв S 0
пен ;
4
де φ – коефіцієнт перфорації решітки.
Емпіричний коефіцієнт збільшення опору різального вузла:
b
a
k o
e ,
1
де υо – вісьова швидкість подачі м’ясної сировини, м/с;
32
υ1 – одинична швидкість подачі м’ясної сировини, коли немає підвищення
гідравлічного опору отворів решіток, м/с;
aυ, bυ – емпіричні коефіцієнти, величини яких залежать від довжини отворів
решітки та типу сировини.
Вісьова швидкість переміщення сировини, м/с:
sin
о n cos тр кол cos тр
cos тр
,
nш Dш h sin
cos тр
cos тр
де nш – власна частота обертання шнека, с-1.
Визначимо напруження, що виникають у слої сировини при його стисканні.
Знаємо, що напруження в сировині, Па прямо пропорційні відносній її деформації
ε та модулю пружності Е:
ст. Е ,
де ε – відносна деформація м’ясної сировини;
Е – при стисканні модуль пружності, Па.
Визначаємо значення кінцевої відносної деформації м’ясної сировини під
час її подачі останнім витком шнека м’ясорізального вовчка:
к o.к. k ,
де εо.к. –відносна деформація сировиникінцева, що відбулась в зоні останнього
витка шнека, її заміряли в секторі прилягання останнього витка шнека до
різального вузла вовчка;
kε – коефіцієнт деформації, що визначає ступінь попереднього деформування
м’ясної сировини при її знаходженні в зоні останнього витка шнека вовчка,
причому:
V
k зап ,
V
o
де Vзап.– об’єм простору міжвиткового шнека, де коефіцієнт його заповнення
м’ясною сировиною дорівнює 1;
33
Vo– міжвитковийоб’єм простору шнека вовчка , який є перед останнім витком
шнека.
Вираз набуде виглядудля часткового випадку конструкції шнека з
постійними параметрами Dш іdш:
H
k зап ,
H
o
де Нзап.– крок простору між виткамишнека, де коефіцієнт заповнення сировиною
дорівнює 1;
Но– крок простору шнекаміжвиткового в межах останнього витка.
Визначимо значення відносної деформації шару м’ясної сировини при русі в
зоні останнього витка шнека вовчка (рис. 1.14):
H l D tg L tg
o
о ш AB ,
Ho Dш tg
де l – відстань (l LAB tg ), м;
Dш– величина зовнішнього діаметра шнека, м;
α – величина кута нахилу гвинтової поверхні шнека;
LAB – величина довжини дуги АВ, м.
Рисунок 1.14 - Розрахункові схеми
34
Довжина дуги АВ, мпропорційна довжині кола діаметром Dш стільки,
скільки разів пропорційна величині кута β від 360°:
LAB Dш
360
Після певних алгебраічних перетворень находимо значення кута βmax, що
окреслює зону подачі м’ясної сировини шнеком вовчка у різальний вузол, град:
4 f kб В р
1 q d q
360 360 0
е
0 0
пен зр
k k
б б
;(3.48)
b
k Н
пром 0 a
n е D h sin
ш ш
сos
тр
Е Н
cos
зап 1 тр
На рисунках 1.15 наведено результати визначення кута подачі β за рівнянням
для м’ясорізального вовчка із зовнішнім діаметром Dр= 0,16 м в решітці різального
вузла.
Рисунок 1.15 - Залежність кута подачі сировини шнеком вовчка β
відкоефіцієнта перфорації вихідної решітки φ;; для сировини різного вида
35
Визначимо коефіцієнт продуктивності вовчка КQ. Його можна визначити як
відношення площі активної частини решітки S акт
р , через яку може подаватись
м’ясна сировина і ця частина обмежена кутом βmax, до площі решітки Sр:
S акт
р
K ;
Q
S р
Визначимо площу активної частини решітки, м2:
S акт
р S акт
сек Sн ,
де Sсек D2 d 2 max
р р – площа кільцевого сектора, обмеженого кутом β 2
max, м ;
4 360
S акт S акт
н л zакт – площа проекцій лез ножафронтальних що знаходяться в зоні
л
подачі м’ясної сировини, що окреслена кутом β 2
max, м ;
S р D2 d 2
р р – площа решітки, м2;
4
Dр – зовнішній діаметр решітки, м;
dр – діаметр центрального отвору решітки, м;
S акт
л – площа проекції фронтальної одного леза ножа, м2;
z акт
л – леза ножа, що знаходяться в зоні подачі м’ясної сировини, що окреслена
кутом βmax.
Отже, після елементарних перетворень, остаточний вираз по знаходженню
коефіцієнта продуктивності вовчка КQ має вигляд:
акт акт
K max 4S
л zл ;
Q
360 D2 d 2
р р
З урахуванням рівняння:
36
4 f k B
S акт zакт б p
1
K 1 л л q
0 d q
Q пен зр e
0 0
2 2
k
D d б k
б
р р
4 ;
b
k H
a
пром o nш e Dш hsin
cos тр
Е H
зап. 1 cosтр
Рівняння може бути використане для визначення коефіцієнта корисної дії
системи розмелювання для практичних цілей. Це рівняння враховує як зниження
продуктивності м'ясоріжучого вовчка через зменшення розвантажувальної
здатності шнека, так і зниження продуктивності через перекриття отворів решітки
лезом ножа. Це дає можливість врахувати структурно-механічні характеристики
м'яса та особливості конструкції елементів різального вузла м'ясоріжучого вовчка.
На рисунку 1.16наведено графічні залежності, отримані шляхом розрахунку
значень коефіцієнта корисної дії вовчка КQ за рівнянням.
Рисунок 1.16 - Залежність коефіцієнта продуктивності вовчка KQ від:кута
підйому витків шнека αдля сировини різного виду
37
Результати можна використати при проектуванні м’ясорізальних вовчків та
при обґрунтування високопродуктивних способів подачі сировини до їх різальних
вузлів.
1.5 Кінематичний розрахунок приводу
1.5.1 Розрахунок клинопасової передачі приводу робочого шнеку
Проведемо розрахунок клинопасової передачі приводу робочого шнеку
вовчка. При розрахунку будемо виходити з того, що на обертання ножового валу і
робочого шнеку витрачається однакова кількість енергії. З урахуванням цього - N=
15кВт.
Визначимо крутний момент на ведучому шківі:
30�� 30 · 15000
��1 = = = 191 Н · м
�� · ��1 �� · 750
де Т – крутний момент на валах;
N – потужність на валах, Вт;
n – частота обертання валу, об/хв;
D1 – діаметр швидкохідного шківа
D2 – діаметр тихохідного шківа
Діаметр ведучого шківа визначається так:
3
��1 = 33
√��1 = 3√191 · 103 = 146 мм
Підбираємо стандартне значення діаметру шківа – d1=150 мм. При даному
моменті та діаметрі шківа приймаємо перетин ременя «Б» з розмірами - bp = 14
мм, Т0 = 10,5 мм, bo = 17 мм, у0 = 4,0 мм, Fх = 1,38 см2.
Визначимо діаметр більшого шківа по формулі:
38
750
��2 = ��1 · �� · (1 − ��) = 150 · · (1 − 0,02) = 375 мм
318
Приймаємо d2 =400 мм.
Фактичне передавальне число по формулі:
d
u 2 400
p 2.72
d1 1 150 1 0.02
Міжосьова відстань:
amin 0.55d1 d2 T0
amax d1 d2
amin 0.55150 400 10.5
amax 150 400
amin 313
amax 550
де Т0 – висота перерізу ременя (10,5 мм).
З конструктивних міркувань приймемо а=450 мм.
Розрахункова довжина ременя по формулі:
2
d d
L 2 a d1 d2
2 1
2 4 a
.
2
3.14 400 150
2 450 150 400 1797 _ ì ì
2 4 450
Стандартна довжина ременя L =1800 мм.
Мінімальна міжосьова відстань для зручності монтажу і зняття ременів:
39
�������� = �� − 0,01�� = 403 − 0,01 · 1800 = 385 мм
Максимальна міжосьова відстань .зля створення натягнення і підтягання ременя
при витяжці:
�������� = �� + 0,025�� = 403 + 0,025 · 1800 = 448 мм
Кут обхвату ременем на меншому шківі по формулі:
0 d d 400 150
a1 180 600 2 1 1800 600 142 a1110
403 403
Швидкість ременя по формулі:
d1 n 3.14 150 750
v 5.9_ ì /ñ
60 1000 60 1000
Початкова довжина ременя - L0 = 2240 мм.
Відносна довжина: L/Lo=1800/2240=0.81мм
Коефіцієнт довжини - CL = 0,89.
Коефіцієнт кута обхвату - Сa=0.89.
Поправка до моменту, що крутить, на передавальне число - ΔTи = 3,5 Н /м.
Поправка до потужності:
����п = 0б0001 · ����п · ��Ти · ��б=0,0001·3,5·750=0,26 кВт
Коефіцієнт режиму роботи при вказаному навантаженні - Ср = 1.
40
Потужність, що допускається , на один ремінь:
N N0 C CL Nè Cp 6.68 0,89 0,89 0,26 1 5.2_ êÂò
Розрахункове число ременів по формулі:
N 15
z 2.73
N 5.2
Приймаємо число ременів z’=3.
Сила початкового натягнення одного клинового ременя:
780 N 780 15
S q v2
0.1 0,15.92 1020.5_ Í
v C '
Cp z 5.9 0,89 0,73 3
де q = 0,1 кг/м .
Зусилля, діюче на вали передачі по формулі:
' 0 168
Q 2 S0.1 z sin
1 2 1020.5 3 sin 6089_ H .
2 2
Робочий ресурс ременя, годин:
8 8
Lp
1 1800 7
H0 Noö Ci CH 4.7 106
1.23 1 25365.3
60 d1 n1 max 60 150 750 4.3
Умова Н0>5000 годин виконується.
41
РОЗДІЛ 2. ТЕХНОЛОГІЧНИЙ РОЗДІЛ
2.1 Розробка маршруту обробки деталі
Маршрут обробки деталі „Решітка жилувальна”.
Операція 005 - Відрізна
Обладнання - Пилка стрічкова
Сутність - Відрізання заготовки з прокату
Операція 010 - Токарно-гвинторізна
Обладнання - 16К20
Сутність - Підрізання торцю в розмір 14 начорно.
Обточування Ø160 начорно.
Операція 015 - Токарно-гвинторізна
Обладнання - 16К20
Сутність - Підрізання торцю в розмір 14 начорно.
Обточування Ø160 начорно.
Розточування Ø48 та Ø62 начорно.
Операція 020 - Токарно-гвинторізна
Обладнання - 16К20
Сутність - Підрізання торцю в розмір 14 начисто.
Обточування Ø160 начисто. Точіння фасок.
Операція 025 - Токарно-гвинторізна
Обладнання - 16К20
Сутність - Підрізання торцю в розмір 14 начисто.
Обточування Ø160 начисто. Точіння фаски.
Операція 030 – Контрольна
Обладнання - Стіл
Сутність - Контроль
Операція 035 - Горизонтально-фрезерна
42
Обладнання - 6Р80
Сутність - Фрезерувати шпонковий паз в два переходи – начорно і начисто.
Витримувати розміри 156d11 та 17±0,5
Операція 040 - Горизонтально-фрезерна
Обладнання - 6Р80
Сутність - Фрезерувати 6 пазів, витримуючи Ø146; ширину 10 мм та
глибину 7 мм.
Операція 045 - Слюсарна
Обладнання - Верстак
Сутність - Зняти задирки
Операція 050 - Довбальна
Обладнання - 7А412
Сутність - Довбати спіральні канавки, витримуючи ширину 12 мм.
Операція 055 - Слюсарна
Обладнання - Верстак
Зняти задирки
Операція 060 - Вертикально-свердлильна
Обладнання - 2Н106П
Сутність - Свердлити 870 отворів Ø3 мм наскрізно.
Операція 065 - Контрольна
Обладнання - Стіл
Сутність - Контроль
Операція 070 - Транспортна
Операція 075 - Термічна
Обладнання - Піч
Сутність - Загартування
Операція 080 - Транспортна
Операція 085 - Плоскошліфувальна
Обладнання - 3Е711В
43
Сутність - Шліфувати торець начорно і начисто.
Операція 090 - Плоскошліфувальна
Обладнання - 3Е711В
Сутність - Шліфувати торець начорно і начисто.
Операція 095 - Контрольна
Обладнання - Стіл
Сутність - Контроль
Операція 100 - Миття
Операція 105 - Транспортна
44
РОЗДІЛ 3.ОХОРОНА ПРАЦІ
3.1 Вимоги безпеки до конструкцій машин для подрібнення м’яса
Важливим аспектом використання машин для подрібнення м’яса і
подрібнювачів є необхідність повного і свідомого дотримання вимог гігієни та
промислової санітарії. Робота з м'ясною сировиною, яка не пройшла термічну
обробку, а також відхилення від правил очищення та дезінфекції обладнання є
небезпечними не тільки для життя і здоров'я працівників, а й для багатьох
споживачів м'ясної продукції, що виробляється на цих підприємствах.
EN 12331:2003 «Food processing machinery — Mincing machines — Safety and
hygiene requirements» (Устаткування для виробництва харчових продуктів —
Машини для подрібнення у фарш — Вимоги безпеки і гігієни — переказ авт.).
Стандарти EN вводяться в дію як національні стандарти держав — членів
Європейського комітету із стандартизації (скорочено CEN) і мають тому подвійне
позначення — BS EN у Великобританії, DIN EN в Германії, EVS EN в Естонії і так
далі Стандарти EN видаються на трьох офіційних мовах — англійському,
французькому і німецькому, а також на мовах країн-членів CEN. Стандарти EN
активно використовуються як у вітчизняній стандартизації, тому все частіше
зустрічаються стандарти ДСТУ EN і ГОСТ Р (EN), тобто національні стандарти,
гармонізовані з європейськими.
Автори стандарту склали детальний перелік зон (рис. 2), де життя і здоров'я
працівників, які обслуговують вольфрам, можуть бути під загрозою. Шнеки під
завантажувальним отвором (зона 1) і шнеки під завантажувальним бункером (зона
2) становлять ризик травмування рук і пальців працівників. Зона 3 створює
потенційну небезпеку травмування пальців, де фарш вивантажується з машини.
Травмами рук і ніг чреваті роботи в зоні 4, виконувані при установці і знятті
ріжучого комплекту і робочого шнека. Джерелом травм рук і пальців можуть бути
приводи робочого і подаючого шнеків, а також шнека-перетрушувача (зона 5). Такі
45
ж травми можна отримати в зоні 6 при випадковому або навмисному закриванні
кришки. Якщо вовчок забезпечений завантажувальним пристроєм, небезпечною є
зона 7 під вантажною ємкістю, де травми тіла можна отримати під час штатного
або аварійного її опускання.
Пальці і руки оператора можуть бути травмовані, якщо вони опиняться між
рухомими і нерухомими частинами підйомного механізму в зоні 8, при контакті з
приводними елементами зазначеного механізму (шківами, ланцюгами, тросами і
т.д.) в зоні 9, або при розвантаженні завантажених контейнерів в зоні 10. Механічні
травми можливі також у разі поломки або перекидання машини.
Рисунок 3.1 - Схема розташування зон механічної небезпеки
Критерії, введені в цьому стандарті, особливо деталізовані для зон механічної
небезпеки. Для зони 1 (шнеки без механічної подачі) відстань між верхньою
частиною завантажувального отвору і верхньою частиною спіралі робочого шнека
повинна бути не менше 100 мм при діаметрі шийки 46 мм і 120 мм при діаметрі
шийки 46-52 мм. Шнеки з діаметром шийки більше 52 мм вимагають використання
стопорної пластини. Лоток для сировини і стопорна пластина можуть бути
фіксованими або знімними.
Якщо ці деталі знімні, необхідно передбачити систему зупинки робочого
шнека протягом 2 секунд (на холостому ходу) при спробі їх зняття. На рисунках 3
46
і 4 показані проектні креслення завантажувального отвору із зазначенням відстаней
для забезпечення безпечної роботи операторів у зоні 1.
3 – передпліччя; 4 - кість руки; H = 40 мм; Н1<120 мм; L>230 мм; U>40
мм; D<52 мм; F<200 мм
Рисунок 3.2 - Безпечна конструкція завантажувальної горловини
Для забезпечення безпеки в зоні 2 (бункер сировини - рис. 5 і 6) стандарт
вимагає, щоб бункер був закритий або обладнаний кришкою. При спробі відкрити
кришку підняття краю кришки на 50 мм повинно сигналізувати про зупинку
робочого шнека (протягом 4 секунд для операцій без сировини). Якщо бункер
відкривається, а кришка не може бути передбачена через технічні особливості
(наприклад, безперервна робота), шнек повинен бути сконструйований таким
чином, щоб оператор не міг отримати доступ до бункера сировини під час роботи
механізму. Зокрема, шнек у бункері повинен припиняти обертання протягом
чотирьох секунд (на холостому ходу) після спрацьовування датчика, якщо оператор
намагається піднятися по драбині до бункера або стати на майданчик
обслуговування.
Зовнішні елементи конструкції віскі повинні бути гладкими, щоб
унеможливити потрапляння в небезпечну зону біля бункера. Конструкція вихрових
47
басейнів без кришки повинна включати захисні елементи, такі як штовхаючі
планки, затінюючі стінки і захисні решітки.
1 – механічна планка-блокувальник; 2 - щабель, що має блокування; H1 >1600
мм; Н2 >1100 мм; Н3 >500 мм із проміжним щаблем; Н1+D1+E >2250 мм;
Н1+H2+D1+E1 >40 мм
Рисунок 3.3 - Безпечна конструкція вовчка із відкритим сировинним
бункером, механічною планкою-блокувальником, світловим бар’єром та щаблем,
що має блокування
Для захисту тих, що працюють в зоні небезпеки 3 місце вивантаження фаршу
має бути забезпечене захисними гратами або захисним кожухом (рис. 7). Захисні
грати встановлюють після останніх грат ріжучого комплекту вовчка, причому їх
форма має бути такою, щоб ніякі інші грати не могли бути встановлена на їх місці.
Діаметр отворів захисних грат не повинен перевищувати 8 мм, а її товщина має бути
не менше 5 мм. Застосування захисного кожуха на вивантаженні обов'язково, якщо
діаметр отворів вихідних грат вовчка складає не менше 8 мм. Захисний кожух має
бути забезпечений блокуванням, що забезпечує зупинку робочого шнека протягом
2 з після зсуву захисного кожуха з позиції «закрито» на 50 мм.
Для забезпечення безпечного зняття та встановлення робочого шнека і
ріжучого комплекту (зона 4) вовчка з діаметром отворів більше 160 мм оснащені
48
спеціальним знімачем, а ріжучий комплект можна зняти з горловини вовчкарні
меншого діаметру за допомогою щипців.
Доступ до елементів приводу вовчка (зона 5) повинен бути обмежений
кришками або захисними кожухами. Якщо ці елементи знімні, повинна бути
передбачена система блокування приводу в разі спроби його відкриття.
49
ВИСНОВОК
У кваліфікаційній роботі бакалавра на тему «Машина для подрібнення м’яса
лінії виробництв ковбас» виконано аналіз розвитку машин для подрібнення м’яса,
аналіз конструкції ріжучого комплекту машин для подрібнення м’яса, техніко-
економічне обґрунтування проекту, технологічний розрахунок, оцінювання
показників різального інструменту, розрахунок коефіцієнта продуктивності,
кінематичний розрахунок приводу, розрахунок клинопасової передачі приводу
робочого шнеку, виконано розробку маршруту обробки деталі. Розроблено заходи
з охорони праці. Розроблено відповідні креслення та оформлено плакати.
Результати рекомендовано впровадити у виробництво на машинобудівному
підприємстві.
50
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ
1. Методика розрахунку продуктивності м’ясорізальних вовчків / О. І. Некоз, С.
Б. Вербицький, П. В. Іванов, О. В. Батраченко // Вісник ДонНУЕТ. – Донецьк, 2011.
– № 1. – С. 26–32.
2. Розрахунок величини тиску опору технологічних отворів решіток вовчка /
О. І. Некоз, В. В. Шевченко, С. Б. Вербицький, О. В. Батраченко // Вісник
Черкаського державного технологічного університету. – 2008. – № 3. – С. 156–161.
3. Батраченко О. В. Розрахунок основних технологічних параметрів
м’ясорізальних вовчків // Вісник Черкаського державного технологічного
університету. – 2007. – № 3–4. – С. 134–139.
4. Виробництво & Мехатронні Системи 2021: матеріали V-ої Міжнародної
конференції, Харків, 21-22 жовтня 2021 р.: тези доповідей / [редкол. І.Ш. Невлюдов
(відповідальний редактор)].-Харків: [електронний друк], 2021. – 180 с.
5. Рекламний буклет по м’ясопереробним машинам _Bruendler Ruehren 4 стор.
https://drive.google.com/file/d/1EQjHb6dMuM1pNQxx5C9_jQn7oH7l04CX/view?usp
=drive_link
6. Рекламний буклет по м’ясопереробним машинам
_EcoCut_175_B01.04.02EN_v4
https://drive.google.com/file/d/1OeZLUloxh25ddDGJiUNj5LCb-
xrm0XOb/view?usp=drive_link
7. Європатент ніж до нанокутера_CH698901A2_ фірма Ласка – 6 стор.
https://drive.google.com/file/d/1nTbfDo5EoW5EwIDNa9isFQDp0iwaDE2a/view?usp=
drive_link
8. Якимчук М.В. Функціонально модульне проектування машин для
виробництва ковбас: моногр. / О.М. Гавва, Л.О., Кривопляс-Володіна, М.В.
Якимчук [та ін.]. – К: Видавництво «Сталь», 2015. – 547 с.
9. Якимчук М.В. Ніж вовчка/ М.В. Якимчук, О.М. Гавва, А.П. Беспалько
//М’ясна індустрія. – 2010. – 4. – С. 37 – 42.
51
10. Пат. 31370 Україна МПК В02С18/26 Різальний механізм вовчка / Некоз О. І.,
Батраченко О.В. Заявл. 16.10.2007; Опубл. 10.04.2008, Бюл. 2008, № 7.