Установка для очищення соляних розчинів в хлібопекарському виробництві

Ткаченко Євген Миколайович, Євген Миколайович
Please use this identifier to cite or link to this item: https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/8577
Full metadata record
DC Field	Value	Language
dc.contributor.advisor	Філімонова, Надія Вікторівна	-
dc.contributor.author	Ткаченко Євген Миколайович, Євген Миколайович	-
dc.date.accessioned	2026-03-15T14:59:14Z	-
dc.date.available	2026-03-15T14:59:14Z	-
dc.date.issued	2025-06-11	-
dc.identifier.uri	https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/8577	-
dc.description.abstract	Мета: вивчення процесу очищення соляних розчинів в хлібопекарському виробництві. Об’єкт дослідження: процес подрібнення очищення соляних розчинів в хлібопекарському виробництві. Предмет дослідження: конструктивні та експлуатаційні характеристики установки для очищення соляних розчинів в хлібопекарському виробництві. У кваліфікаційній роботі бакалавра на тему «Установка для очищення соляних розчинів в хлібопекарському виробництві» виконано техніко-економічне обґрунтування проекту, огляд літератури, опис будови та принцип дії установки, проектування та аналіз пневматичної схеми, вибір електродвигуна, кінематичний розрахунок привода, розрахунок клинопасової передачі, кінематичний розрахунок планетарного редуктора, розрахунок вузла приводного валу, розрахунок пристрою для зняття шнека, характеристика вибору, вибір заготовки та розрахунок припусків, розробка методів обробки поверхонь, розробка технологічного процесу виготовлення деталі і розрахунок режимів різання, охорона праці, висновок, список використаних джерел.	uk_UA
dc.language.iso	uk	uk_UA
dc.subject	установка для очищення соляних розчинів	uk_UA
dc.subject	технологічні параметри	uk_UA
dc.title	Установка для очищення соляних розчинів в хлібопекарському виробництві	uk_UA
dc.type	Bachelor Thesis	uk_UA
Appears in Collections:	133 Галузеве машинобудування (Обладнання харчових, торгівельних і машинобудівних підприємств)
Files in This Item:
File	Description	Size	Format
КРБ Ткаченко.pdf Restricted Access	Обсяг роботи. Кваліфікаційна робота бакалавра складається із вступу, 3 розділів, висновку, списку використаних джерел, що включає 11 найменувань. Роботу викладено на 77 сторінках, містить 18 рисунків, 9 таблиць, кількість плакатів - 8.	1.82 MB	Adobe PDF	View/Open Request a copy
Show simple item record
Extracted text
1 
 
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 бакалавра 
 
на тему: «Установка для очищення соляних розчинів в хлібопекарському 
виробництві» 
 
 
 
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) 
    Євген ТКАЧЕНКО 
(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 
 
Ткаченко Євген Миколайович 
______________________________________________________________________________ 
(прізвище, ім’я,  по батькові) 
Тема кваліфікаційної роботи бакалавра«УСТАНОВКА ДЛЯ ОЧИЩЕННЯ 
СОЛЯНИХ РОЗЧИНІВ В ХЛІБОПЕКАРСЬКОМУ ВИРОБНИЦТВІ» 
 
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 
2.Строк подання здобувачем вищої освіти випускної роботи _______________ 
3. Вихідні дані до випускної роботи Технічний опис та інструкція  з експлуатації 
________________________________________________________ 
4. Зміст розрахунково-пояснювальної записки (перелік питань, які потрібно 
розробити) техніко-економічне обґрунтування проекту, огляд літератури, опис 
будови та принцип дії установки, проектування та аналіз пневматичної схеми, 
вибір електродвигуна, кінематичний розрахунок привода, розрахунок клинопасової 
передачі, кінематичний розрахунок планетарного редуктора, розрахунок вузла 
приводного валу, розрахунок пристрою для зняття шнека, характеристика вибору, 
вибір заготовки та розрахунок припусків, розробка методів обробки поверхонь, 
3 
 
розробка технологічного процесу виготовлення деталі і розрахунок режимів 
різання, охорона праці, висновок, список використаних джерел. 
 
5. Перелік графічного матеріалу (з точним зазначенням обов’язкових креслень) 
креслення загального виду установки, креслення загального виду машини, 
складальне креслення вузлів, робочі креслення деталей, які входять до означених 
вузлів або які було вдосконалено при виконанні проекту, схема кінематична 
редуктора, методи обробки деталі, маршрут обробки деталі, заходи з охорони 
праці. 
6. Консультанти розділів кваліфікаційної роботи бакалавра 
 
Ім’я та прізвище Підпис, дата 
Розділ 
керівника або консультанта завдання видав завдання 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    
 
 
Здобувач ступеня бакалавра         __________          Євген Ткаченко 
                                                                                                                (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 11 найменувань. 
Роботу викладено на 79 сторінках, містить 18 рисунків, 9 таблиць, кількість 
плакатів - 8. 
Мета: вивчення процесу очищення соляних розчинів в хлібопекарському 
виробництві.   
Об’єкт дослідження: процес подрібнення очищення соляних розчинів в 
хлібопекарському виробництві. 
Предмет дослідження: конструктивні та експлуатаційні характеристики 
установки для очищення соляних розчинів в хлібопекарському виробництві. 
У кваліфікаційній роботі бакалавра на тему «Установка для очищення соляних 
розчинів в хлібопекарському виробництві» виконано техніко-економічне 
обґрунтування проекту, огляд літератури, опис будови та принцип дії установки, 
проектування та аналіз пневматичної схеми, вибір електродвигуна, кінематичний 
розрахунок привода, розрахунок клинопасової передачі, кінематичний розрахунок 
планетарного редуктора, розрахунок вузла приводного валу, розрахунок пристрою 
для зняття шнека, характеристика вибору, вибір заготовки та розрахунок 
припусків, розробка методів обробки поверхонь, розробка технологічного процесу 
виготовлення деталі і розрахунок режимів різання, охорона праці, висновок, список 
використаних джерел. 
 
Ключові слова: установка для очищення соляних розчинів в 
хлібопекарському виробництві, технологічні параметри установки для очищення 
соляних розчинів в хлібопекарському виробництві, розрахунок планетарного 
редуктора. 
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 11 items. The work is 
presented on 79 pages, contains 18 figures, 9 tables, the number of posters is 8. 
Purpose: to study the process of cleaning brine solutions in the bakery industry. 
Object of research: the process of grinding brine solutions in the bakery industry. 
Subject of research: design and operational characteristics of a plant for cleaning 
brine solutions in the bakery industry. 
In the bachelor's qualification work on the topic "Plant for cleaning brine solutions 
in the bakery industry", a feasibility study of the project, a literature review, a description 
of the structure and principle of operation of the plant, design and analysis of the 
pneumatic circuit, selection of an electric motor, kinematic calculation of the drive, 
calculation of a V-belt transmission, kinematic calculation of a planetary gearbox, 
calculation of the drive shaft assembly, calculation of a screw removal device, selection 
characteristics, selection of a workpiece and calculation of allowances, development of 
surface treatment methods, development of a technological process for manufacturing a 
part and calculation of cutting modes, labor protection, conclusion, list of sources used. 
Keywords: installation for cleaning salt solutions in bakery production, 
technological parameters of the installation for cleaning salt solutions in bakery 
production, calculation of the planetary gearbox. 
6 
 
ЗМІСТ 
                                                                                                                 .. С 
ВСТУП ........................................................................................................................7 
РОЗДІЛ 1. КОНСТРУКТОРСЬКИЙ РОЗДІЛ.........................................................8 
1.1 Техніко-економічне обґрунтування проекту……………………………….8 
1.2  Огляд літератури………………………………………………………...…..11 
1.3 Опис будови та принцип дії установки…………………………………….....14 
1.4 Проектування та аналіз пневматичної схеми………………………………...17 
1.5 Вибір електродвигуна, кінематичний розрахунок привода…………………19 
1.6 Розрахунок клинопасової передачі……………………………………………20 
1.7 Кінематичний розрахунок планетарного редуктора…………………………23 
1.8 Розрахунок вузла приводного валу. ………………………………………….41 
1.9 Розрахунок пристрою для зняття шнека……………………………………...46 
2. ТЕХНОЛОГІЧНИЙ РОЗДІЛ……………………………………………………49 
2.1 Характеристика вибору. ………………………………………………………49 
2.2 Вибір заготовки та розрахунок припусків. …………………………………..50 
2.3 Розробка методів обробки поверхонь………………………………….……..55 
2.3 Розробка технологічного процесу виготовлення деталі і 
 розрахунок режимів різання..……………………………………………………58 
РОЗДІЛ 3.  ОХОРОНА ПРАЦІ …….……………………….................................64 
ВИСНОВОК..............................................................................................................75 
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ………………………………................77 
 
7 
 
ВСТУП 
 
Рівень розвитку машинобудування – один із самих значних факторів 
технічного процесу, так як докорінні перетворення в будь-якій сфері виробництва 
можливі лише в результаті створення більш досконалих машин та розробки 
принципово нових технологій. Розвиток та вдосконалення технології виробництва 
сьогодні тісно пов’язані з автоматизацією, створення робототехнічних комплексів, 
широким використанням обчислювальної техніки, використанням обладнання з 
числовим програмним керуванням. Все це складає базу, на якій створюється 
автоматизовані виробництва, стає можливим оптимізація технічних процесів, 
створення гнучких автоматизованих комплексів. 
В теперішній час підвищуються вимоги до якості продукції машинобудування, 
її різноманітності. Інтенсивний розвиток технічних засобів викликав необхідність 
вдосконалення методики проектування та створення на її основі нових 
високоефективних засобів виробництва. 
Надзвичайно актуальне питання реконструкції та технічного переоснащення 
діючого парку обладнання, так як витрати, що виділяються  для цієї мети, 
окупаються в середньому в тричі швидше ніж при створенні аналогічних 
потужностей. 
Для цього потрібно знати сучасні методи проектування в машинобудуванні, 
що застосовані на останніх наукових та технічних даних, а також принципи 
побудови автоматизованих виробничих процесів, які забезпечують високу 
продуктивність та техніко-економічну ефективність. 
8 
 
РОЗДІЛ 1. КОНСТРУКТОРСЬКИЙ РОЗДІЛ 
 
1.1 Техніко-економічне обґрунтування проекту 
 
Найбільш розповсюдженою установкою для очищення соляних розчинів 
(суспензій) в хлібопекарському виробництві є центрифуги. Основна частина 
центрифуги – барабан (ротор) з суцільними або дірковими стінками, що 
обертається з великою швидкістю на вертикальному або горизонтальному валу. 
Розрізняють наступні процеси очищення соляних розчинів в 
хлібопекарському виробництві: 1)відцентрове фільтрування 2)відцентрове 
відстоювання 3)відцентрове освітлення. 
Відцентрове фільтрування зображує собою процеси розділення суспензії в 
центрофугах з дірковими барабанами (рис. 1.1а) Внутрішня поверхня такого 
барабана покрита фільтрованою тканиною. Суспензія відцентровою силою 
відкидається до стінок барабана, при цьому тверда фаза залишається на поверхні 
тканини, а рідина під дією відцентрової сили проходить через шар осаду і тканини 
видаляється назовні через отвори в барабані. 
Відцентрове фільтрування в загальному випадку складається з трьох 
послідовно протікаючи фізичних процесів: 1) фільтрування з утворенням осаду, 2) 
ущільнення осаду, 3) видалення з осаду рідини, що утримується молекулярними 
силами. 
При допомозі відцентрованого фільтрування може бути досягнута висока 
ступінь зневоднення осаду. 
Відцентрове відстоювання зображує собою процес розділення суспензії в 
центрифугах, які мають барабани з суцільними стінками (рис. 1.1б). Суспензія 
вводиться в нижню частину барабана і під дією відцентрової сили відкидається до 
стінок. Безпосередньо біля стінок утворюється шар осаду, а рідина утворює 
внутрішній шар осаду, а рідина утворює внутрішній шар і витискає з барабана, що 
надходить на розділення суспензій.  
9 
 
Підіймаючись догори, рідина переливається через закраїну барабана і 
видаляється назовні. При відцентровому відстоюванні відбувається два фізичних 
процеси  
1) осадження твердої фази 2) ущільнення осаду. 
  
а) б) 
Рисунок 1.1-Центрифуги: 
а – з дірковим барабаном; б – з суцільним барабаном 1-барабан; 2-кожух; 
 3-труба живлення 
Відцентрове освітлення також проводиться в суцільних барабанах і слугує 
для очистки рідини, що утримують незначну кількість твердої фази. Цей процес 
застосовується для очистки рідин, що утримують незначну кількість твердої фази, 
для розділення тонких суспензій і колоїдних розчинів. 
По фізичній сутності відцентрове освітлення зображує собою процес 
вільного осадження твердих частин в полі відцентрових сил. 
В барабанах з суцільними стінками виконується також розділення емульсії. 
Під дією відцентрової сили компоненти емульсії в відповідності з густиною 
розташовується у вигляді розділених шарів: зовнішнього шару рідини з більшою 
густиною та внутрішнього шару більш легкої рідини. Рідини виводяться з барабана 
окремо. 
Таким чином, центрифугування являє собою по суті процеси обстоювання і 
фільтрування в полі відцентрових сил. 
10 
 
Відцентрової сили при центрифугуванні чинять на розділяєму рідину 
систему більший вплив, ніж сили тяжіння та тиску. Тому центрифугування є більш 
ефективним засобом механічного розділення неоднорідних рідких систем, ніж 
відстоювання та фільтрування. 
Напруженість поля відцентрованих сил в центрифуги характеризується 
фактором розділення, який являє собою відношення відцентрованого прискорення 
до прискорення сили тяжіння: 
 2
         (1.1) 
g
де w – кутова швидкість обертання барабана, рад/сек.; 
V – радіус барабана, м; 
g – прискорення сили тяжіння, рівне 9,81 м/сек2. 
Чим більший фактор розділення, тим вища роздільна здатність центрофуги. 
Фактор розділення Ф може бути підвищений шляхом збільшення радіуса барабана і 
ще більшій степені – збільшенням числа обертів, оскільки величина Ф пропорційна 
 2  2n 2 
квадрату число обертів    . Однак збільшувати радіус і число обертів 
 900 
можливо тільки до відомих меж, визначених механічною міцністю барабана. 
Добуток фактора розділення Ф на поверхню F осадження твердої фази в 
барабані центрофуги, позначається Σ , називається індексом продуктивності 
центрофуги. 
  F , м2      (1.2) 
Індекс продуктивності являє собою поверхню осадження фільтра, в якому 
для даної суспензії досягається таж продуктивність, що і в центрофузі. Величина Σ 
відображає вплив усіх конструктивних факторів, що визначають здатність 
відстойних та фільтруючих центрофуг до розділення суспензій або емульсій. 
Центрифуги класифікуються по наступним ознакам 1) по величині фактора 
розділення; 2) по величині індексу продуктивності; 3) по режиму роботи 
11 
 
(періодичний або безперервний); 4) по способу вивантаження осаду; 5) за 
конструктивним признаками. 
Механічна вивантаження осаду – основна умова безперервної роботи 
центрифуг, тому спосіб вивантаження є важливим ознакою їх класифікації. 
Виходячи з конструктивних при знаків, центрофуги розрізняють головним 
чином по розташуванню і способу закріплення вала. За цією ознакою  центрифуги 
ділять на вертикальні, горизонтальні та похилі. Існують три вида вертикальних 
центрифуг: стоячі (з підпертим валом), підвищення на колонках та висячі (з 
верхнім підвищенням головного вала). Горизонтальні центрифуги з ножевим 
з'ємом осаду працюють періодичним способом, але оскільки в них можлива повна 
автоматизація всих операцій, вони називаються автоматичними центрифугами. 
По технологічному призначенню центрифуги поділяють на три типа: 
1) освітлюючи –для очищення рідин від твердих домішок, 2) розділюючи – для 
розділення суспензій шляхом відділення частини рідкої фази. 
 
1.2 Огляд літератури  
 
Центрифуга безперервної дії з вивантаження пульсуючим поршнем 
призначена для безперервного розділення суспензій, що утримують тверду фазу у 
вигляді крупно і середньо подроблених кристалів, швидко витрачуючи текучість з 
відношенням твердої та рідкої фаз т:р=1:0,8/1:1,5 
Центрифуги такого типу можуть бути використовуватися  для відділення 
кристалів сульфата атонія, повареної солі, мідного та залізного купороса, 
хлористого калія. В кожному конкретному випадку для суспензій 
використовуються різні типи сит. 
Горизонтальна фільтруюча центрифуга безперервної дії з шнековою 
вигрузкою осаду призначена для розділення суспензій на рідку та тверду фази 
шляхом фільтрації через спеціальне сито. 
12 
 
В центрифугі можуть оброблюватися суспензії, в яких вміст твердої фази 
складає 20:60% по вазі (Т:Р=1:4/1,5:1) і в яких значна частина твердої фази скла 
дається з частинок, розміром більш 0,15 мм, що обумовлено шириною щілин сита. 
При роботі центрифуги деяка кількість частинок твердої фази розміром менше 0,15 
мм проходить через щілини сита і виноситься фільтратом. Тому такі центрифуги 
щоб уникнути втрат твердої фази, доцільно використовувати в виробництвах де 
фільтрат повертається в цикл, або де передбачається додаткове обладнання для 
уловлення твердої фази, що виноситься фільтратом. 
В центрифузі можуть оброблюватися суспензії, що утримують як розчинну 
так і нерозчинну тверду фазу, а в окремих випадках і волокнисту тверду фазу. 
Центрифугу можна використовувати для обробки як неагресивних, так і 
сильно агресивних суспензій . 
Можуть оброблюватися суспензії утворюючі осад, який потрібно промивати 
в центрифузі з метою видалення з нього залишків домішок. 
В центрофугі не можуть оброблюватися суспензії з абразивною твердою 
фазою. 
При транспортуванні осаду шнеком в центрифузі відбувається деяке 
подрібнення його. 
Конструктивною особливістю центрифуг є консольне розташування ротора з 
пульсуючим штовхачем. 
Центрифуга являє собою фільтруючу машину безперервної дії з 
двокаскадним ротором. 
Ротор 2 складається з двох осей зварної конструкції з дном, в яких закріплені 
щілиноподібні колосникові сита. Усередині ротора закріплені приймальні та 
захисний конуса. Усередину ротора підведена труба живлення, закріплена на 
кожусі. На приймальному конусі встановлене зрівняльне кільце, для форматування 
шару осаду, на захисному з'ємне кільце, для переміщення осаду вздовж ротора. 
Ротор закріплений на валу, який встановлений на підшипниках в станині 1. 
Усередині порожнього вала в бронзових втулках переміщується шток штовхача. На 
13 
 
передній частині вала і штока встановлюється ротор, на задній частині вала і штока 
встановлюється ротор, на заданій – гідравлічний циліндр. 
На фланці станини закріплений кожух, що має штуцери для осаду, фугата. 
Зворотно – поступальний рух штовхача здійснюється від гідравлічного 
циліндра, поршень якого приводиться в рух шляхом підвода під тиском масла з 
масло системи. 
Суспензія по трубі живлення надходить в простір між приймальним та 
захисним конусами, розточується і відцентровою силою відкидається, рівномірно 
розподіляється на ситах І каскада. Рідка фаза суспензії проходить через сита в 
кожух 3, а тверда накоплюється на ситах 
При русі штовхача з ситом і каскада вправо, осад наштовхується на нерухоме 
з'ємне кільце і зупиняється на нерухоме з’ємне кільце і зупиняється, а відчищені 
сита відходять вправо. 
При русі штовхача вліво осад переміщується разом з ситами, а на відчищені 
сита надходить нова порція суспензії. 
За декілька ходів осад переміщується по ситу І каскаду і пересипається на 
осад на ІІ каскаду. 
При русі штовхача вліво прижимне кільце сит І каскада наштовхується на 
осад на ситах ІІ каскада і переміщує його вздовж ротора до вивантаженого бункера. 
При русі штовхача вправо осад пересипається з першого каскаду на другий. 
При переміщені осаду вздовж ротора спочатку відбувається основний віджим 
рідкої фази, потім просушка, у випадку необхідності промивка осаду і кінцева 
просушка осаду. 
Недоліками даної центрифуги є: 
- постійність розмірів в чарунках сита; 
- наявність окремої насосної станції 
- складність гідравлічного регулювання і керування процесом очистки 
- необхідність частої промивки сита. 
 
14 
 
1.3 Опис будови та принципу дії установки 
 
Горизонтальна фільтруюча, безперервної дії, з шнековою вигрузкою осаду, 
центрифуга може використовуватися для розділення суспензії на тверду та рідку 
фази шляхом фільтрації через спеціальне сито. 
В центрифузі можуть оброблюватися суспензії, в яких вміст твердої фази 
складає 20-60% по вазі фази складається (Т:Р=1:4/1,5:1), і в яких значна частина 
твердої фази складається з частинок, розміром більше 0,15 мм, що обумовлюється 
шириною щілини сита. При роботі центрифуги деяка кількість частинок твердої 
фази розміром менше 0,15 мм проходить через щілини і виноситься фільтратом. 
Тому таку центрифугу, запобігаючи втратам твердої фази, доцільно 
використовувати де фільтрат повертається в цикл, або де передбачається додаткове 
обладнання для уловлювання твердої фази, що виноситься фільтратом. 
В центрифугі можуть оброблятися суспензії, що містять як розчину так і 
нерозчинну тверду фазу, кристалічну і некристалічну тверду фазу, а в окремих 
випадках і волокнисту тверду фазу. 
Центрифугу можна використовувати для обробки як неагресивних так і 
сильно агресивних суспензій. 
Можуть використовуватися суспензії, утворюючі осад, який треба промити в 
центрофуги з метою видалення з нього залишків фільтру або небажаних домішків. 
В центрифузі не можуть оброблюватися суспензії з твердою фазою. 
Центрифуга складається з наступних основних вузлів (рисунок 2.1) : ротор, 
шнек, редуктор, приводний вал, вал шнека, кожух ротора, кожух з трубою 
живлення, станина, корінні опори, привод з відцентровою муфтою, механізм 
захисту редуктора, лоток перекидний, кронштейн, водозбірник, патрубок. 
Основним робочим органом центрофуги є конічний ротор 1, стінки якого 
оздоблені наскрізними профільованими щілинами, розташованими паралельно на 
його внутрішній поверхні викладено і закріплено тонколистове щільове сито 2. 
 
15 
 
По д  а  ч  а   с  у   с   п  е  н  з і ї         
54      
2 0     19        7 0     56      13        1    59      10        50      14        12        38      
4    
6 2     
5    
39      
4 0     
57      
30      
15        
3    
18        
4 1     
2 8     
35      
36      
37      
По д  а  ч  а   п  р  о  м  и   в  н  о  ї      
рі д  и   н  и      32      
2 2     
2 1     
Зл  и   в    с  т   о  к  і  в         
з  л а  б  і р  и   н  т   а       
9    
2 4     2    
34      31      
33      4 9     
6 1     
Зл  и   в    ф   іл  ь  т   р а  т   у     51      
та   п р  о  м  и   в  н  о  ї     р   і д  и  н  и      6 3     
6    
2 3     7    
1.  Ц  е  н   т    р  и ф   у  г а    в с  т   а  н  о   в  л  ю  є   т   ь с  я    і     
ви  в  і р   я  є   т  ь  с я   п  о   р  і в н  ю     п   о   з . 1   3   .      
2.  *  Р  о  з   м    і р   и   д  л  я   д  о  в    і д   о   к  .      
Ви  х   і  д        
ос  а    д  у       
4 8     
З60        
52      17        16        8    2 9     
Зл  и   в    п  р  о  м  и   в  н  о  ї    р  і д  и   н  и      
Рисунок 1.2 - Центрифуга 
Усередині ротора, співвісно з останнім, розташований шнек 3, призначення 
якого безперервно видаляти осад із ротора. Шнек обробляється з швидкістю 
декілька меншою швидкістю ротора. 
Різниця в швидкостях обертання ротора і шнека створюється планетарним 
редуктором 4, змонтованим на головному валу 5. Головний вал встановлений в 
корінних опорах 6,7. 
Ротор, шнек та редуктор закриті кожухами 8 та 9, закріпленими на станині 
10. 
Ротор з головним валом приводиться в обертання клинопасовою передачею. 
Для аварійного захисту редуктора при перенавантаженнях, які можуть 
викликати його поломку, використовуються спеціальні механізм захисту редуктора 
11. 
16 
 
Суспензія попадає в ротор за допомогою труби живлення 12, закріпленої на 
кожусі 13. Суспензія попадає в порознину шнека, звідти за допомогою відцентрової 
сили відкидається на внутрішню поверхню ротора. 
Тут рідка фаза суспензії майже миттєво відфільтровується, а тверда фаза 
залишається на ситі, утворюючи шар осаду. осад захватується витками шнека і 
транспортується ними по напрямку до широкої частини ротора. 
В зоні розташування укорочених витків шнека рух осаду різко 
уповільнюється і утворюється товстий шар (близько 15 мм.) 
Досягнувши кромки ротора, осад переходить на конусне кільце 14, 
привернути до ротора, звідки відцентровою силою відкидається в кожух 13. 
Рідка фаза, пройшовши дренажні щілини ротора, потрапляє в кожух ротора і 
по змив очній трубі 15 видаляється з машини. 
До труби живлення прикріплюються дві проливні труби для подачі 
промивної рідини на внутрішню поверхню ротора. 
Для запобігання потрапляння води в збірник для сухого осаду при обмивці 
ротора передбачений перекидний лоток 16 закріплений за допомогою кронштейна 
17 на ралі 18. 
В робочому положенні перекидний лоток стоїть вертикально, не заважаючи 
виходу сухого осаду з кожуха. При обливці ротора перекидний лоток переводиться 
в похиле положення, направляючи промивну воду в водозбірник 19 закріплений на 
ромі. З водозбірника вода видаляється за допомогою патрубка 20. 
Мінімальна вологість осаду залежить від наступних факторів: від 
інтенсивності відцентрованого поля центрифуги, від вмісту тонких фракцій в 
твердий фазі суспензії, від в’язкості рідкої фази суспензії і від концентрації 
суспензії. Тому оптимальні умови роботи центрифуги, забезпечуючи її найбільшу 
ефективність, можуть бути встановлені дослідним шляхом. 
Для забезпечення безперервної ефективності роботи центрифуги вкрай 
важлива постійність концентрації та обємної подачі суспензії. Різкі їх коливання 
можуть відбитися на вологості осаду, а різке їх зростаня може призводити до 
17 
 
забивання шнека осадом, спрацюванню механізму захисту редуктора, відключенню 
привода центрифуги до частих та тривалих її простоям. Для ефективної роботи 
центрофуги необхідно встановити оптимальний зазор між ротором і шнеком. Його 
величина залежна від величини твердої фази суспензії і її концентрації. 
Оптимальна величина зазора встановлюються дослідним шляхом. 
Перевагами даної центрифуги є: 
- величина продуктивності по твердій фазі 2,5/3,5 т/год. 
- безперервність процесу очистки ротора. 
- застосування механічного запобіжного елемента. 
- можливість зміни розмірів чарунок сита. 
 
1.4 Проектування та аналіз пневматичної схеми 
 
 Ц С 
 
 
КР ЕПК ПДУ Ф В К 
 
 
Б 
 
Рисунок 1.3 – Структурна пневматична схема 
 
Система автоматики центрифуги призначена для дистанційного управління 
клапаном завантаження. 
Схема забезпечує : 
- управління клапаном завантаження; 
- блокування електродвигуна та клапана завантаження при 
перенавантаженні редуктора; 
- побічний (по амперметру) контроль навантаження на редуктор; 
- звукову сигналізацію; 
18 
 
- запобігання включення від завантаження без запуска редактора. 
Пневматична система забезпечує живлення повітря клапана завантаження та 
звукової сирени. 
Тиск живлення в пневморежимі регулюється в межах 0,4/0,6 МПа. 
По  в    і т    р  я        
Т    
ЕП  К      
В    
Т    
СП  М        Т    
Ф    
Т    
Т    
ПД  У      
Т    
К Р       
В  р  о т   о  р        Су  с  п е  н  з   і я       
ц е н  т   р  и    ф   у  г    и       
Рисунок 1.4 – Принципова пневматична схема 
 
Пневматична схема складається з наступних елементів: вентиля занорного В, 
фільтра Ф, пристроя дистанційного управління ПДУ, електро пневматичного 
клапану ЕПК, сирени С, регулюючого діафрагмового клапану КР. 
Після пуску електродвигуна центрифуги і по досягненні номінальних обертів 
відбувається живлення реле, яке по ланцюгу становиться живлення, по іншому 
19 
 
ланцюгу відбувається живлення ЕПК (Електро-пневматичного клапану), який 
підготовлює ланцюг живлення повітрям клапана завантаження. 
Величина відкриття клапана регулюється за допомогою ПДУ (панелі 
дистанційного управління), а ступінь вивантаження ротора суспензією 
контролюють побічно по амперметру. 
В випадку перевивантаження редуктора кінцевий вимикач живить праву 
половину клапана ЕПК і реле. Реле своїм контактом в ланцюгу знеструмлює 
електродвигун, а клапан ЕПК перериває ланцюг живлення повітрям клапана 
завантаження (Клапан закривається) і вимикає звукову сирену можна відключити. 
 
1.5  Вибір електродвигуна, кінетичний розрахунок привода  
 
 Для вибора електродвигуна визначаємо попередньо кутову швидкість 
вихідного вала редуктора. 
n
  вих 3,14 44
ВИХ   4,6 рад/ с       (1.2) 
30 30
де nВИХ – частота обертання вихідного вала редуктора  
nВИХ = 44 хв-1 
 
Потрібна потужність двигуна 
 
TВИХВИХ 133 4,6
P    637,29Вт  0,637кВт     (1.3) 
 0,96
де ТВИХ – крутний момент на виходному валу редуктора  ТВИХ = 133 Н·м 
η = 0,96 – ККд редуктора [1, с. 172] 
У Зв’язку з умовами динамічного розгону двигуна приймаємо              
Рдв = 17кВт 
По літературі [1, с. 556, табл.. П4] вибираємо електродвигун А02-62-2 Р=17 
кВт n = 2900 хв-1 
 
20 
 
1.6  Розрахунок клинопасової передачі 
Вихідні дані : Р = 17; n = 2575 хв-1; U = 1 
Крутний момент на швидкохідному валу 
Р 17
Т Ш  9550  955.  63Н  м  
n 2575
При заданому моменті [1, с. 26, табл.2.12] приймаємо переріз ременя В з 
розмірами : вр=19,0 мм; h = 13,5 мм; во = 22 мм; у о =4,8 мм;          F1 = 2,30мм2. 
в0        
40  Е        
вр        
 
Рисунок 1.5 – Ескіз клинового ременя 
Діаметр меншого шківа в відповідності до рекомендацій [2, с.26, табл.2.12] 
dpmin=180 мм. 
Діаметр більшого шківа приймаємо dpmin=180 мм за  ГОСТ 17383 – 73 [2, с. 
30, табл.2. 21] 
Фактичне передатнє число 
d p max 180
U p   1.04        (1.4) 
d p min (1 ) 180()1 0.02
Швидкість реміння 
d n
V  p min 3.14 180 2575
  24м / с      
60 1000 60 1000
 (1.5) 
Частота обертання веденого вала 
d n(1 )
n  p min 180 2575(1 0.02)
  2523.5хв1
   
2
d 180
p max
 (2.6) 
у0        
h    
21 
 
Міжвісьова відстань згідно рекомендаціям [2, с. 27, табл. 2. 14] 
a  0.95 dpmax  0.95 180 171м7       (1.7) 
Розрахункова довжина реміня 
(d 2
 p max  d p min ) 3.14 (180 180)
L  2a  (d p min  d p max )   2 171 (180 180)   907.2мм
2 4a 2 4 171
 
Стандартна довжина реміння [2, с. 26]. L = 900 мм 
По стандартній довжині L уточнюємо дійсну міжвісьову відстань: 
2
2L  (d 2
p min  d p max )  2L  (d p min  d p max )  8(d p min  d p max )
a  
8  (1.9) 
2
2 900  3.14(180 180)  2 900  3.14(180 180)  8(180 180)2
  167.4мм
8
Мінімальна міжвісьова відстань для зручності монтажу і зняття ремінів. 
amin  a  0.01L  167.4  0.01 900  158.4мм      (1.10) 
Максимальна міжвісьова відстань для створення на тяжіння і підтягування 
реміння при витяжці 
amax  a  0.025L 167.4  0.025 900 189.9мм      (1.11) 
Кут обхвата на меншому шківі. 
d p max  d p min 180 180
  180 0  600  180 0  600  180 0  1  110   (1.12) 
a 167.4
Вихідна довжина реміння [2, с. 28, табл.. 2.15] 
L0 = 2240 мм. Відносна довжина LIL0 = 900/2240=0.4 
Коефіцієнт довжини [2, с. 29, табл.. 2.19] α=0,86 
Вихідна потужність при d pmin =180 мм та V = 24 м/с 
[2, с. 28, табл.. 2.15] N0 = 4.66 кВт. 
Коефіцієнт кута обхвату [2, с. 29, табл.. 2.18] Сα=1 
Поправка до крутного моменту на передатне число   [2, с.29, табл. 2.20] 
ΔТU=2.1 Н·м 
Поправка до потужності [2, с. 28] 
N 4  0.0001T4n  0.0001  2.1 2575  0.54кВт      (1.13) 
22 
 
Коефіцієнт режиму роботи при вказаній напрузі [2, с. 20, табл.. 2. 8] Ср=0,73 
Допустима потужність на один ремінь 
N (NoCCL N4 )Cp  (4.6 10.86  0.54) 0.73  4.11кВт   (1.14) 
Розрахунок число ременів 
P 17
z  дв   4.13 ,        (1.15) 
N  4.11
приймаємо z=4 
Коефіцієнт враховуючий коефіцієнт нагрузки [2, с. 29] Сz=0.9 
Дійсне число ременів в передачі 
z 4
z1    4.4         (1.16) 
Cz 0.9
Сила початкового на тяжіння одного клинового реміня 
 
780Pдв 2 780 17
S01   qV   0.1242  246.8H .   (1.17) 
VC C z1
 24 0.73 4
p
де q – погонна маса реміння [2, с. 26, табл.. 2.12], q = 0,1 кг/м 
Зусилля діюче діюче на вал передачі 
 
 0
1 1 180
Q  2S0.1z sin  2  246.8  4  sin  1974.4H     (1.18) 
2 2
Розміри обода шківів [2, с. 30 табл.. 2. 21],  
lр=19 мм; h = 14.3 мм; b = 5,7мм, c 25,5±0,5 мм 
ƒ=17,0 +3
-1 ; V=1 мм; hmin=10 мм; α1=340; αі=380. 
Зовнішній діаметр шківа 
 
de1  d p min  2b 180  2 5.7 191.4мм       (1.19) 
de2  d p min  2b 180 2 5.7 191.7       (1.20) 
 
Ширина обода шківа 
 
23 
 
M  (z1 1)e  2  (4 1)25.5 2 71  42.5мм      (1. 21) 
 
1.7  Кінематичний розрахунок планетарного редуктора 
 
 
 
Рисунок 1.6 – Кінетична схема планетарного редуктора 
 
Вихідні дані: 
- елементи АЩ2-62-2; 
- потужність Ng = 17 кВт; 
- частота обертання ng = 2575 хв-1 (w =270 рад/с) 
- частота обертання вихідного вала nв = 44 об/хв.; 
- строк служби Lh = 50000 год. 
Передатне відношення редуктора 
24 
 
ng 2575
i    58.5         (1.22) 
nB 44
Розбивка передатного відношення по ступеням 
Передатне відношення ί = 58,5 можна виконати, зєднав послідовно дві 
ступені вибраної схеми. Передатнє відношення першої ступені робимо більше, ніж 
другої, так як друга ступінь більш навантажена. попередньо приймаємо і1 = 8; 
iII  i / i1  58.5 / 8  7.3         (1.23) 
Кінетична схема планетарного редуктора приведена на рисунку 1.6:  
i  i (3) (6)
1 IH  8;iII  i
1 4H  7.3  
2
Число сателітів для кожної ступені приймаємо рівним 3 
2.5.3 Підбір чисел зубців колес. І ступінь. 
Приймаємо z1=12, тоді 
(H1)
z  z  i 12 7  84         (1.24) 
3 1 13
де (H )
i 1  - передатне число для підбору зубців колес 
13
i (H )
kh 1 i (n)
 18  7         (1.25) 
H
При z3 = 84 умова зборки виконується: 
z3  z1   ,        (1.26) 
u
де U – число сотелітів, U = 3; 
γ – ціле число 
84 12
 32 , 
3
але для збільшення передатного відношення між зубчастим колесом zi та 
зубчатим вінцем z3 = 96 і перевіряємо на умову зборки 
12  96
  36 , 
3
Умова зборки виконується 
Число зубців сателітів знаходимо з умови співвісності  
z3  z1 96 12
z2    42         (1.27) 
2 2
25 
 
Уточнюємо передаточне відношення при вибраних числах зубців коліс. 
(3) (H1)
i  i 1 i 1 (z / z ) 196 /12  9      (1.28) 
1 1H1 13 3 1
ІІ ступінь. Уточнюємо передатні відношення: 
i
iII   58.5 / 9  6.5         (1.29) 
iI
Приймаємо z4 = 12 (мінімальне число зубців з умови відсутності підрізання 
дорівнює 17, але при z = 12 підрізання не значне і корекцію можна не робити), тоді 
(H2 )
z z  i 12 5.5  66         (1.30) 
6 4 46
Перевіряємо умову зборки ступенів з трьома сателітами 
z4  z6 12  66
  26 (ціле число)      (1.31) 
u 3
Умова зборки виконується 
Число зубців сателітів знаходимо з умови співвісно 
z6  z4 66 12
z5    27         (1.32) 
2 2
Уточнюємо передаточне відношення при вибраних числах зубців коліс: 
(6) (H ) x
iII  i4H 2  1 i 2  1 ( 2
46 )  1 66 /12  6.5      (1.33) 
4
Передатне відношення редуктора 
i  iI  iII  9 6.5  58.5         (1.34) 
Відхилення від заданого складає Δі=58,5-58,5=0 
Перевіряємо умову сусідства 
І ступінь 

da2  2a12 sin
u
m1z2  2mI  2 m / 2(z1  z2 )sin / 3
z2  2  (z1  z2 )sin / 3       (1.35) 
42  2  (12  42) 0.865
44  46.7
ІІ ступінь 
26 
 
da5  2a45 sin / u
mII z5  2mII  2mII / 2(z4  z5 )sin / 3
      (1.36) 
z5  2  (12  27) 0.865
28  33.7
Визначення ККД редуктора 
ККД  І ступені: приймаємо  (H1)
 0.95 [1, с. 103], тоді 
13
i (3) 1 (H ) 9 1
 I 1 1H1 (1 1
13 ) 1 (1 0.95)  0.96     (1.37) 
i (3) 9
1H1
ККД ІІ ступені при  (H2 )
46  0.95  
i (6)
4H
 2  ()H 6.5 1
II  1 (1 2
46 )  1 (1 0.95)  0.97     (1.38) 
i (6) 6.5
4H2
ККД редуктора 
 IIInk  0.96 0.97 0.992  0.91      (1.39) 
де η=0,99 (враховуючи втрати в підшипниках на яких встановлене водило). 
Визначення модуля зачеплення 
Корончасті колеса 3 та 6 повинні розміщуватися по внутрішній розточці 
конуса (Ø220 мм). Виходячи з цього приймаємо діаметри дільних кіл однаковими і 
рівними 200мм. 
Тоді для І ступені 
d3 200
m1    2.08.        (1.40) 
z3 96
За літерою [1, с. 51] приймаємо mІ=2 
- для ІІ ступені 
d
m 6 200
II   3.03         (1.41) 
z6 66
За літературою [1, с. 51] приймаємо mІІ=3 
Получені значення модулів відповідають ГОСТ 9563 – 60 
Діаметри коліс 
d1  m1z1  2 12  24мм         (1.42) 
d3  m1z3  2 96 192мм         (1.43) 
27 
 
d4  m2z4  3 12  36мм         (1.44) 
d6  m2 z6  3 66 198мм         (1.45) 
 Діаметри сателітів 
d 2  m1z2  2  42  84мм         (1.46) 
d5  ь2 я5  3 27  81мм         (1.47) 
Ситовий розрахунок планетарного редуктора 
Підбір підшипників сателітів 
Підшипники сателітів підбираємо до міцністного розрахунку зачеплення, так 
як їх ширина звичайно визначає найменшу ширину зубчатих коліс (валів 
шестерень)  
І ступінь 
Радіальне вивантаження діюче на підшипник сателіта 2 
2M1 2 63 103
R2  P2H  2R2  2  2  4500H     (1.48) 
1 m z U 1 2 12  2.3
1 1
N 17000
M 1
1    63 H  м; m1  2мм z1  12      (1.49) 
1 270
U 1 U  0.7  3 0.7  2.3(Приведене число сателітів)   (1.50) 
Частота обертання зовнішнього кільця підшипника відносно водила. 
(H1 )
(H n z
1 ) 1 1 (H ) 12
n   n 1   2288.8  653.7хв 1
2      (1.51) 
(H1 ) 1
i z2 42
12
(H ) (3) (3) 2575
т 1
1  n1  nH  2575   2288.8хв 1      (1.52) 
1 9
Умови роботи підшипників: вимагається довговічність Т=50000 год; можуть 
бути короткочасні перегрузки; Робоча температура до 125С. 
Для установки сателітів вибираємо роликові радіальні підшипники серії 
4074106 [1, с. 548, табл. 5.7], так як їх строк служби значний. 
Приведене вивантаження діюча на підшипник 
Q2  R2  V KT  4500 1.2 1.2 1.05  7000H      (1.53) 
де V – коефіцієнт обертання V=1,2 [1, с. 359]; 
Кб – коефіцієнт, враховуючий умови роботи, Кб =1,2  
28 
 
[1, с. 362, табл. 12.27] 
КТ – температурний коефіцієнт КТ = 1,05 [1, с. 359] 
Довговічність 
(H )
L  60n 1 6 6
2 T 10  60 653.7 50000 10 1961млн.обер.    (1.54) 
C
L  ( )3         (1.55) 
Q2
Знаходимо динамічну вантажопідйомність підшипника 
C Q 3
2 L  70003 1961  8761.7H       (1.56) 
Вибираємо підшипники 4074106 радіальний роликовий підшипник С=10000 
Н, d=30 мм, D=50мм, В=26мм [1, с. 548, табл.. 5,7] 
ІІ ступінь 
Радіальна навантаження, діюча на підшипник сателіта 5 
2M 2 544 103
R5  P5H 2  2P45  2 4  2  2628.0H     (1.57) 
m z U 1 3 12  2.3
II 4
M 4  M (3)
H  M1i1H  I  63 9 0.96  544.32H  м  m II  3мм  я4 12   (1.58) 
1 1
U 1 U  0.7  3 0.7  2.3 
U1 – приведене число сателітів 
Частота обертання зовнішнього кільця підшипника 
(H
n 2 )
(H z
n 5 )
 4  4 (H ) 12
5 n 2 -1
4  242 107х0      (1.59) 
(H2 )
i z 27
45 5
(H )
n 2  n6 (6) 2575 2575
4 4  nH    286.1 44  242хв 1     (2.60) 
2 9 58.5
Приведена навантаження діюча на підшипник сателіта 5 
Q5  R5 V Kб КТ  2628,0 1,2 1,2 1,05  3973,5Н     (2.61) 
де V – коефіцієнт обертання, V=1,2 [1, с. 359]; 
Кб – коефіцієнт, враховуючий умови роботи,  Кб = 1,2  
[1, с. 362, табл. 12.27]; 
КТ – температурний коефіцієнт КТ = 1,05 [1, с. 359] 
Довговічність 
(H
L  60n 5 )
5 T 106  60 107 50000 106  321млн.об     (1.62) 
29 
 
Для знайденого значення довговічності по каталогу підшипників знаходимо 
величину співвідношення 
C 100000
  2.5         (1.63) 
Q5 3973.5
Необхідна динамічна грузопідйомність 
C  2.5Q5  2.5 3973.5 10000.0H         (1.64) 
Беремо 2 підшипника 40074106 за ГОСТ4657 – 82 
Максимальний діаметр зовнішнього кільця підшипника, який може бути 
встановлений в сателіті Dmax=50 мм (діаметр дільного кола сателіта ІІ ступені d5=81 
мм) Виходячи з цього встановлюємо в сателіт два підшипника 40074106 (d=30 мм, 
D=50мм, В=26мм) Сумарна динамічна вантажопідйомність підшипників 
С=2·10000,0=20000,0 Н. Відношення 
C 20000.0
   5                 (1.65) 
Q5 3973.5
Цьому відношенню відповідає довговічність 
L=73.4 млн. обертів, або: 
106 L 106 73.4
Lh   11433  год      (1.66) 
(H2 )
60n 60 107
5
Таким чином, при заданих габаритах редуктора підшипники сателітів ІІ 
ступені необхідно замінювати через кожні 11433 години роботи. 
 Розрахунок вісей сателітів 
При відносному русі вісь сателіта І ступені навантажена постійною силою 
Ph2 9000
Po    3913H         (1.67) 
U 1 2.3
де Ph2 – навантаження на вісь сателіта 
U1 – приведене число сателітів 
P2h  Ph2  2Pl12  2  4500  9000H       (1.68) 
Відносно між опором сателіта С1 = 38 мм. Вісь можливо розглядувати як 
балку на двох опорах з прольотом lо = 38 мм. 
30 
 
Вісь буде навантажена по всьому прольту рівномірно розподіленим 
навантаженням. 
q  P0 / lo  3913 / 38 103H / мм         (1.69) 
Згинаючий момент в небезпечному перерізі (в середині прольта) 
Po  lo 3913 38
    21033H  мм       (1.70) 
8 8
 
Рисунок 1.6 – Епюри навантажень, що діють на вісь сателіта І сателіти 
 
Приймемо для вісі сталь 45 покращену σТ = 440 Н/мм2. Враховуючі можливі 
поштовхи, приймаємо коефіцієнт запасу міцності [nТ]=2,5 
 n T /n  440 / 2.5 176H / мм2       (1.71) 
T
Вимагаємий діаметр вісі 
32M 32  21033
d  3
3  3
o  1217.89 10.7мм     (1.72) 
 U  3.14 176
Приймаємо do по діаметру внутрішнього кільця підшипника 30 мм. 
При відносному русі сателіта ІІ ступені навантажена постійною силою 
Ph2 60480
Po    26295.6H         (1.73) 
U 1 2.3
Відстань поміж опорами lо = 66 мм 
Вісь – балка на двох опорах з прольотом  l2 = 66 мм 
Вісь навантажена по всьому прольоту рівномірно розподіленим 
навантаженням 
31 
 
q  Po / lo  26295.6 / 66  398.4H / мм       (1.74) 
Згинаючий момент в небезпечному перерізі (в середині прольта) 
Po  lo 26295.6 66
M    216939 H  мм      (1.75) 
8 8
Матеріал вісі сталь 45 покращена σТ=440 Н/мм2, коефіцієнт запасу міцності 
[nτ]=2,5 
U T /n  440 / 2.5 176H / мм2       (1.76) 
Вимагає діаметр вісі 
32M 32  216939
d 3 3
3
o    12561.6  23.24мм     (1.77) 
 U  3.14 176
Приймаємо do = 30 мм – по діаметру внутрішнього кільця підшипника 
 
Рисунок 1.7 – Епюри навантажень, що діють на вісь сателіта ІІ ступені 
 
Розрахунок на міцність зачеплення зубчатих коліс 
Розрахунок достатньо виконати тільки для зовнішнього зачеплення сонячних 
валів – шестерень з сателітами, так як при рівних силах діючих в зачепленнях, 
контактні напруження при зовнішньому зачеплені будуть більше, ніж при 
внутрішньому (сателіт – корончасте колесо) 
Розрахунок на контактну міцність робочих поверхонь сонячних валів 
шестерень та сателітів 
І ступінь (колеса 1 та 2) 
(H )
340 M K (i 1 3 3
1 1 12 1) 340 63 10 1.3(3.5 1)3
 k1    1188H / мм2  (1.78) 
a 1
12 H b i (H ) a12 2.3  26 3.5
1 12 1
32 
 
Міжвісьова відстань 
d1  d2 mI 2
a12   (z1  z2 )  (12  42)  54мм      (1.79) 
2 2 2
в1– ширина сотеліта в1=26 мм 
U1 – приведене число сателітів 
U 1 U  0.7  3 0.7  2.3        (1.80) 
(H ) z2 42
i 1
12    3.5         (1.81) 
z1 12
к1 – коефіцієнт к1 =1,3 [1, с. 106] 
ІІ ступінь (колеса 4 та 5) 
M K (i (Hl2) 1)3
340 4 II 45 340 544.32 103 1.1(2.25 1)3
 KII   
a 1
45 U 58.5 2.3 52  2.25   (1.82) 
1605.6H / мм
Міжвісьва відстань 
d4  d
a 5 m 3
45   II (z4  z5 )  (12  27)  58.5      (1.83) 
2 2 2
bII  2BII  2  26  52мм         (1.84) 
В сателіт встановлено 2 підшипника, кожен шириною 26 мм. 
KlII 1.1 - коефіцієнт [1, с. 106] 
(H )
i 2
45  z5 / z4  27 /123  2.25        (1.85) 
Допустимі контактні напруження на робочих поверхнях зубців для 
запобігання втопленого викришування. 
Для всих валів – шестерень призначаємо сталь 38Х2Н10 зубці (після 
нарізання) азотовані до твердості HRC 60-65. 
Число циклів навантаження зубців сонячних валів – шестернь (вали – 
шестерні 1 та 4) 
Вал – шестерня 1: 
(H )
N44  60Un 2
4 T  60 3 2288.8 50000  2 1010      (1.86) 
Вал – шестерня 4: 
(H )
N 2
44  60Un4 T  60 3 242 50000  2 109      (1.87) 
33 
 
(для сателітів числа циклів навантаження будуть меншими). 
Числа циклів навантаження валів – шестерень 1 та 4 більше 25·107, тому 
k pk1  k ph  0.585  
k ,k  - коефіцієнт навантаження [1, с. 107]; 
pk1 ph
k  
pk1  k ph2 1
k ,k  - коефіцієнт напруження [1, с. 107] 
pk1 ph2
Для азотованих зубців допустимі контактні напруження: 
 k  cHRCk ph  27.5 65 0.585H / мм 2      (1.88) 
 kI   k  та  kII   k  
Розрахунок на втомлене руйнування від згину зубців сонячних валів – 
шестерень та сателітів. 
І ступінь (вал – шестерня 1 та сателіт 2) 
2M 1K1 2 63 103 1.3 163800
 H     146H / мм 2
1 y 1 2 2  (1.89) 
1119.4
1U m1 z1b1 0.39  2.3  2 12  26
2M1K1 2 63 103 1.3 163800
 H    146,4H / мм2   (1.90) 
2 y U 1m2
2 1 z1b1 0.49  2.3  22 12  26 1406,4
ІІ ступінь (вал – шестерня 4 та сателіт 6) 
2M 4K II 2 544.32 103 1.1 1197504
 H     215.6H / мм
4 1 2 2  (1.91) 
y5U mII z4bII 0.432.33 12 52 4
2M 4K II 2 544.32 103 1.1 1197504
 H     215.6H / мм   (1.92) 
5 y U 1m2
4 II z4bII 0.43 2.3 32 12 52 5554.2
Допустимі напруження згину при розрахунку на втомлену міцність (Для 
сонячних валів – шестерень 1 та 4) 
1.5 1 1.5 450
 o   kPH  1 255H / мм2     (1.93) 
H nk 2.2 1.2
де kσ – коефіцієнт концентрації при згині k = 1,2 [1, с. 163, табл. 7.4]; 
[n] – коефіцієнт запасу міцності [n] = 2,2 [1, с. 60] 
kРН – коефіцієнт режима нагрузки на згин kРН = 1 [1, с. 61] 
Для сателітів  (колеса 2 та 5) 
34 
 
 450
 o   1 k 2
H   PH  1170H / мм      (1.94) 
n k 2.2 1.2
З розрахунку виходить, що у всіх випадках 
 H   H  
Розрахунок вісей сателітів 
Конструкцію водня вибираємо з двома стінками, щоб вісі сателітів мали по 
дві опори. 
І ступінь 
Напруження згину в небезпечному перерізі вісі 
M 42.75 103
 H1
H1   15.8H / мм2       (1.95) 
WH1 2700
P 1
2H l1 4500 38 10
M 1
H1    42.75H / м      (1.96) 
4 4
де l1 – відстань між опорами водила І го ступеня 
 12
l1  b1  2 1  26  2  38мм ,         (1.97) 
2 2
де δ1 – площина стінки водила (приймаємо δ1 = 12 мм) 
WH1 – вістовий момент опору перерізу вісі І ступеня 
WH1  0.1d 3
1  0.1303  270мм3         (1.98) 
де d1 – діаметр внутрішнього кільця підшипника d1 = 30 мм 
ІІ ступень 
Напруження згину в небезпечному перерізі вісі 
M 130 103
 HII
HII    48.3H / мм2       (1.99) 
WHII 2700
P5H 5l  II 3024 0.018
HII   50H / мм2       (1.100) 
4 4
де lІІ – відстань між опорами водила ІІ – го ступеня 
 14
lII  bII  2 II  52  2  66мм         (1.101) 
2 2
де δІІ – товщина стінки водила (приймаємо δІІ = 12 мм) 
WНІІ – вісьовий момент опору перерізу вісі ІІ ступеня 
35 
 
W 3
HII  0.1d II  0.1303  2700мм3         (1.102) 
Допустиме напруження згину для вісей 
  0.3 0.3440 132H / мм2         (1.103) 
U T
σТ напруження згину σТ = 440 Н/мм2 
Розрахунок показав, що 
 u   u  
Сили, діючі на ланки планетарної передачі. 
І ступінь 
M1 63
P21    4500H         (1.104) 
R1 0.014
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _
P12  P21;   P32  P12;  PH 2  P12 P32  2P12;   P23  P32;   P2H  PH 2  
M H  M 3  M1  0     P2H1  4500H  
ІІ ступінь 
M
P  4 544.32
65   3024H         (1.105) 
R2 0.018
_ _ _ _ _ _ _ _ _
P 45  54;   P65  P 45;   P 45  P 45 P65  2 P 45;   P56  P65;   P5H  PH 5 ;  
M H M 6  M 4  0   PH 5  3024H
 
Рисунок 1.8 – визначення сил, діючих на ланки планетарної передачі 
36 
 
Попередній розрахунок валів 
І ступінь  
Зусилля в зачепленні 
2M 2 63
P  P  P  P  1
12 21 32 23   4500H      (1.106) 
d1 0.014
Радіальне зусилля в зачепленні 
Pr  P  tg200  4500 0.363 1637H       (1.107) 
Навантаження на вісь сателіта 
P2h  Ph2  2P12  2 4500  9000H       (1.108) 
Призначаємо попередні розміри окремих ділянок валів. 
При трьох сателітах сили діючі в зачепленні центральних сонячних коліс 
взаємно врівноважуються, так як центральний вал не обертається, то він повність 
розвантажений. Розміри його визначаються конструктивно виходячи із розмірів 
центрального сонячного колеса і умов зборки. 
Визначаємо діаметр консольного кінця вала за формулою 
d  3 100 M  3
4 100 544.32  37.89мм       (1.109) 
ІІ ступінь 
Зусилля в зачепленні 
2M 4 2 544.32
P65  P45  Pl54  P56    30240H     (1.110) 
d2 0.018
Радіальне зусилля в зачепленні 
Pr  Ptg  30240  tg20  30240 0.363 11006H     (1.111) 
Нагрузка на вісь сателіта 
P2h  2 P45  2 30240  60480H         (1.112) 
Попередні розміри окремих ділянок валів 
Визначаємо попередній діаметр вихідного вала. 
d  3 140M 3
ВИХ  140 133  26.5мм       (1.113) 
З урахуванням цього розміру підбираємо розмір шліцевого зєднання на 
виході з редуктора D8×42×48/ 
37 
 
 Визначаємо підбір підшипників кочення 
Центральний вал першої ступені повністю розвантажений. 
Тому підбираємо підшипник конструктивно легкої серії №204 ГОСТ8338 – 
75 з радіальною навантаження С1 = 12,7 Н 
Центральний вал ІІ ступені працює тільки на кручення, так як, сили діючи в 
зачеплені взаємно врівноважуються. 
Підшипник опори В підбираємо конструктивно. З метою компенсації 
переносу вала приймаємо роликовий радіальний сферичний двухрядний 
підшипник 1133.05 ГОСТ5721 – 75, підшипники ведучого вала (корпуса) також не 
навантажені і підбираються конструктивно №216 ГОСТ8338 – 75 
Перевірочний розрахунок валів редуктора 
І ступінь 
Ведений вал І – центральний вал ІІ ступені 
Матеріал вала сталь 38Х2МЮА 
Приймаємо 
σ-1=480 МПа – допустиме знакоперемінення напруження для вала  
[2, с. 46 табл. 5.3]; 
τ-1=264 МПа – межа витривалості при крученні [2, с. 57]; 
ψσ=0,1; ψ τ=0,05 – коефіцієнт чутливості матеріала до асиметрії цикла напружень 
при згині і кручені [2, с. 57] 
М4=544,32 Н·м 
 
Рисунок 1.9 – Крутний момент на валу І ступені 
Перевіряємо міцність вала в перерізі І-І 
38 
 
В цьому перерізі виникають тільки дотичні напруження від крутного 
момента М4=544,32 Н·м, знайденого з попередніх розрахунків. 
Полярний момент опору поперечного перерізу 
bt(d  t 2 ) 8 4(30  4)2
WlP  0.2dh3  0.2 303   5039 мм3    (1.114) 
2d 2 30
де d – діаметр вала d=30 мм; 
в – ширина паза під шпонку, в=8 мм; 
t – глибина паза під шпонку, е = 4 мм 
Амплітуда і середнє напруження від нульового цикла 
M 544.32 103
   4 3
a m max/2    0.054 10 МПа     (1.115) 
2WP 2 5039
Коефіцієнт зниження границі витривалості з урахуванням шпонкового паза 
K  p  (KT / Kd KF 1) / K  (2.05/0.8211)1 2.5     (1.116) 
де КТ – коефіцієнт концентрації напружень для даного перерізу в залежності 
від форми ЛТ=2,05 [1, с. 301] 
Кα – коефіцієнт впливу абсолютних розмірів поперечного перерізу Кα = 0,8/2 
[1, с. 301] 
КF=1 – коефіцієнт впливу шорсткості поверхні [1, с. 301] 
Кv=1 – коефіцієнт впливу поверхні зміцнення [1. c. 301] 
Коефіцієнт запасу міцності. 

S  S  1 264
  1.917     (1.117) 
 a K D    m 54 2.5 0.0554
[S]=1,5 – коефіцієнт запасу міцності. 
Значить міцність та жорсткість забезпечені 
ІІ ступінь. 
Ведений вал – вихідний вал редуктора. Матеріал вала; сталь 45 
нормалізована. Приймемо: σ-1=250 МПа – границя витривалості при симетричному 
циклі напружень згину [2, с. 46 табл. 5.3]; τ-1 = 150 МПа – границя витривалості при 
крученні [2, с. 57]; ψσ=0,1 – коефіцієнт чутливості матеріалу до асиметрії цикла 
напружень при згині [2, с. 57]. 
39 
 
 
 
Рисунок 1.10 – Крутний момент на валу ІІ ступені 
 
Перевіряємо міцність вала в перерізі І-ІІ. 
В поперечному перерізі кінця вала виникають тільки дотичні напруження від 
крутного момента М = 133 Н·м. 
Полярний момент опору поперечного перерізу: 
WP  0.2d 3
f  0.2 423 14820 мм3                                  (1.118) 
де df – діаметр впадин. 
Амплітуда і середнє значення границі витривалості з урахуванням шліців: 
t M 133 103
 a 
max
m    4.49МПа                             (1.119) 
2 2 Wp 2 14820
 
Коефіцієнт зниження границі витривалості з урахуванням шліців: 
Ko  (K / Kld  KF 1) / K  (2.45/ 0.7611) /1 3.22             (1.120) 
де КТ – коефіцієнт концентрації напружень для даного перерізу  в залежності від 
форми КТ=2,45 [1, с. 301]; Кd = 0.76 – коефіцієнт впливу абсолютних розмірів 
поперечного перерізу  Кd =0,82 [1, с. 301]; КF =1 – коефіцієнт впливу шорсткості 
поверхні [1, с. 301]; КV =1 – коефіцієнт впливу поверхні зміцнення [1, с. 301]. 
Коефіцієнт запасу міцності: 
 150
S  S  1
  10.38         (1.121) 
KTP a    m 3.22 4.49
40 
 
Для забезпечення міцності коефіцієнт запаса повинен бути не нижче [S] = 
1,5…1,8. Таким чином міцність та жорсткість вала забезпечені. 
Перевіримо шліцьове з’єднання на міцність. Розрахункова довжина шліців lр 
= 50 мм. Розрахункова площа зминання: 
A  0.8h l  0.82 50  80мм2 .           (1.122) 
3
Середній радіус з’єднання: 
d1  d
d  2 48  42
   45мм  
2 2
середній радіус rср=22,5 мм; z=8 – число зубців. 
Шліци перевіряємо на зминання: 
М вих 133 103
 см   12,3МПа,                        (1.123) 
0,75  z  A  rср 0,75 8 80 22,5
Це набагато менше допустимого напруження, приймаємо при стальній 
ступиці і перемінному навантаженні [σсм]=10 МПа [1, с. 183]. 
 Розрахунок шпонкового з’єднання на зминання 
В даному підрозділі здійснено вибір і розрахунок на зминання найбільш 
навантаженого шпонкового з’єднання найбільш навантаженого вала 
 
Рисунок 2.11 – Схема з’єднання призматичною шпонкою 
Вихідні дані для розрахунку: 
- крутний момент на валу, Н·м    Т=133 
- діаметр шийки вала, мм      dψ=30 
За допомогою [2. c. 59. табл. 5.19] попередньо приймаємо призматичну 
шпонку 8×7×42 ГОСт23360-78. 
Вибрану шпонку перевіряємо на зминання 
2 T 2 133
 зм   
dШ (h  t1)(l b) 0.3(0.007  0.004)(0.042  0.008)    (2.124) 
 266 106 Па  266МПа   зм  800МПа
де [σзм] допустиме напруження на зминання, [σзм]=800 МПа 
[2, с. 59, табл. 5.19] 
41 
 
Остаточно вибираємо призматичну шпонку 8×7×42 ГОСТ23360-78 
 
1.8 Розрахунок вузла приводного валу 
 
Попередній розрахунок вала 
В даному підрозділі приведений розрахунок приводного валу, що передає 
обертальний рух ротору центрофуги і живиться від двигуна. На валу сидить шків, 
опорами є однорядні радіальні роликові підшипники кочення. Приведено 
розрахунок вала на складне кручення та згинання під дією тангенціальної і 
радіальної сили. 
В якості матеріала вала вибираємо сталь 45 ГОСТ 1054-88 [2, с. 38, табл. 4,5]: 
межа міцності, МПа      σВ=780 
межа текучості, МПа      σТ=540 
твердість      НВ250 
Тангенціальна та радіальна складові сили 
2T
F  1 2 63
t  741H         (1.126) 
1 dШ 0.170
де dШ – дільний діаметр шківа dШ=0,17 м 
 Fr  Ft cosP  741cos17o  7410.964  714H     (1.127) 
1
де γ – кут тертя шківа, γР=17о  
Вісьова складова сили в зачеплені шківа відсутня. 
Реакції опор в вертикальній площині 
a  b 100  390
RAX   741  931H       (1.128) 
b 390
a 100
RBX  Ft  741 190H         (1.129) 
b 390
Реакції опор в горизонтальній площині 
Fv (a  b) 714(100  390)
RAY    897H       (1.130) 
b 390
Fr a 714 100
RBX   183H         (1.131) 
b 390
42 
 
Згинаючі моменти на вісях Х та У 
M  M  M  0         (1.132) 
3X2 3X4 3X5
M3X  Rax a  9310.1 93.1H м       (1.133) 
3
M  M  M  M  0                                   (1.135) 
3Y1 3Y2 3Y4 3Y5
M3Y  Ray a 897 0.189.7H м        (1.136) 
3
Сумарні згинаючі моменти на валу  
M 31  M 32  M 34  M 35  0         (1.137) 
M 2 2
33  M 3X  M 3Y  93.12 89.72 8667.68046.09 129.2H  м   (1.138) 
3 3
Приведені моменти 
M nP  0         (1.139) 
1
M np T
2 1  0.59 63  37.17H м         (1.140) 
M 2 2 2 2
op3  M 33  ( T1)  129.2  (0.59 63) 134.4H м    (1.141) 
M np T1  0.59 63  37.17H м         (1.142) 
M np5  M np4         (1.143) 
де α – коефіцієнт враховуючий різницю в характеристиці циклів напружень 
згину і кручення 

  1 65
  0.59         (1.144) 
 0  110
де [σ-1] – допустиме знакоперемінне напруження для вала [σ-1]=65 МПа [2, с. 
46, табл. 5.3]. 
[σ0] – допустиме пульсуюче напруження для вала 
[σ0]=110 МПа [2, с. 46, табл. 5.3] 
Розраховуємо діаметр вала в небезпечному перерізі 
M np 134.4
d 10 3 3
3 103 10 20.6  27.4мм     (1.145) 
0.1 1 0.165
Згідно стандартного ряду, враховуючи зменшення діаметра вала на його 
кінцях, приймаємо діаметр вала d=110 мм [1, с. 296] 
 
43 
 
Перевірочний розрахунок вала 
Даний розрахунок базується на визначенні загального коефіцієнту запасу 
міцності у небезпечному перерізі. Небезпечним перерізом в даному випадку є 
ділянка вала з посадкою внутрішнього кільця підшипника на нього. 
Для вала з діаметром d2=110 мм, виготовлено з сталі 45, тимчасовим опором 
розриву σв=700 МПа по [2, с. 54, табл. 5.15] 
Кσо=4,6; Кτо=3,26 – ефективні коефіцієнти концентрації напружень для даного 
перерізу вала. 
 
Рисунок 1.11 – Епюри навантажень, що діють на вал в наслідок кручення та 
згинання 
 
44 
 
Визначаємо запас міцності для нормальних напружень 
 1 450
n   100.8       (1.146) 
Ko   m 4.6 0.97
Проаналізувавши епюри визначено, що найбільш небезпечний переріз 
знаходиться в точці 3 
де σ-1 – межа витривалості при симетричному циклі напружень при згині σ-1 = 
450 МПа [2, с. 57]; 
ψσ – коефіцієнт чутливості матеріалу до асиметрії цикла напружень при згині 
ψσ=0,15 [2, с. 57] 
σа – амплітуда номінальних напружень згину 
M 129.2 103 129.2 103
 a      0.97МПа     (1.147) 
Wo 0.1d 3
2 0.11103
Визначаємо запас міцності для дотичних напружень 

n  1 250
   646МПа     (1.148) 
K a   m 3.26 0.115  0.10.115
де ψ-1 – межа витривалості при симетричному циклі напружень при крученні 
τ-1=250 МПа [2. с. 48] 
Напруження кручення 
T T 63 103
     0.23МПа      (1.149) 
W 0.2d 3 0.11103
p 2
де τ-1 межа витривалості при симетричному циклі напружень при кручені τ-1 
= 250 МПа [2, с. 48] 
Напруження кручення 
 0.23
 a  m    0.115МПа         (1.150) 
2 2
Загальний запас міцності в перерізі 
n n 100.8 646 65116.8
n     99.5 n1.8    (1.160) 
n2
  n2
 100.82  646 2 653.8
Умова виконана. 
45 
 
Розрахунок підшипників на довговічність 
В даному підрозділі здійснено вибір підшипників для приводного вала та їх 
розрахунок на довговічність 
Вихідні дані для розрахунків 
Радіальна складова сили, Н 
Колова складова сили, Н 
Частота обертання вала хв-1. 
Так як колова складова сили Fa=0, то за [2, с. 364, табл.. 2.19] попередньо 
приймаємо радіальний роликовий однорядний підшипник 2222 ГОСТ 8328 – 75 [1, 
с. 532, табл.. П15], в якому динамічна вантажопідйомність С = 196000Н. 
Величина відношення вісьової сили до реакції опор у горизонтальній 
площині дорівнює нулю (Fa=0), а значить менше е, тому згідно [1, с. 359] 
визначаємо формулу для навантаження 
P  Fr V Kó  714 11.81.11413.72H  
де V - коефіцієнт обертання, V = 1 [1, с. 359] 
Kσ - коефіцієнт враховуючий умови роботи Kσ=1,8 [1, с. 362, табл. 12,2] 
Kτ - температурний коефіцієнт, Kτ=1,1 [1, с. 359] 
Розрахункова довговічність 
106 C  106 196000
Lh  ( )  ( )3  17226373 години    (1.162) 
60n P 60  2575 1413.72
де Р – показник степення Р=3 [1, с. 359] 
Розрахункова довговічність більш ніж рекомендована 
Lhрре  20000 30000годин  
Остаточно приймаємо роликопідшипник радіальний однорядний 2222 ГОСТ 
8328 – 75 
46 
 
1.9 Розрахунок пристрою для зняття шнека 
 
Пристрій для зняття шнека призначений для монтажу та демонтажу шнека 
при заміні сит. 
Для того щоб зняти шнек потрібно ввернути в різьбове гніздо шнека 
зовнішню трубу пристроя на різьбовий хвостовик вала шнека і віджати шнек за 
допомогою гвинта. 
Розрахунок гвинтової пари 
Вихідні дані: 
вантажопідйомність, Н 
висота підйома, мм 
Матеріал гвинта приймаємо сталь 45 [1, с. 112, табл. 8.3]. 
σТ = 360 МПа, матеріал гайки, та наружної труби сталь 45  
Допустимі напруження 
- для матеріала гвинта 
ó óT / 3  360 / 3  120МПа         (1.163) 
- для матеріала гайки (див. 1, с. 111) [σр] = 40 МПа; [σзн] =45МПа 
Допустимий тиск для пари сталь – сталь [1, с. 110, табл. 9.4] 
[q] = 9 МПа 
Оскільки навантаження в передачі одностороннє, приймаємо односторонню 
різу с ψh = 0.75 – коефіцієнт висоти гайки [1, с. 110] 
Середній діаметр різі 
Q 5000
d z   10.8мм       (1.164) 
 H q 3.14 1.5 9
За ГОСТ 10177 – 82 [1, с. 104. табл. 9.2] приймаємо однозаходну різу  zp = 1, 
d = 20 мм, р = 2 мм, d2 = 18,5 мм, d3 = 16,528 мм 
Кут підйому різі 
PzP 2 1
tg    0.05199            γ=2о5813011    (1.165) 
d 2 3.14 18.5
Приведений кут тертя 
47 
 
 1 f 0.1
 arctg  arctg  5o441
      (1.166) 
 cos3o
cos
2
де f = 0,1 – коефіцієнт тертя ковзання [1, с. 108. табл. 9.3] 
α/2=γ=3 о – кут похилу робочої грані витка 
Так як    1
1  гвинта пара самогальмівна 
Висота гайки 
Hr  d  1.5 18.5  27.75мм         (1.167)
H 2  
приймаємо Нr = 40 мм 
Число витків різі в гайці 
Hr 40
z    20         (1.168) 
P 2
зовнішній діаметр гайки 
5Q 2 5 5000
D   d  18.52  23мм      (2.169) 
 ó 3.14 40
Приймаємо D = 60 мм 
Перевіряємо гвинт на стійкість. Визначаємо довжину зжатої частини гвинта 
l  lo  h2  Hr / 2  400  82  40 / 2  502мм      (1.170) 
де h2=82 – Висота головки гвинта 
Знаходимо гнучкість гвинта  
l 2 502
    97.1мм         (1.171) 
imin 10.28
для сталі 45 γ=0,8 
Допустиме вісьове навантаження на гвинти 
в 2
3 3,14 16,528
Qgon   ГН F   сж   120 0,8  7300H Q  5000H  (1.172) 
4 4
Еквівалентна напруга в найбільш небезпечному перерізі гвинта. 
2 2 2
 4Q   T   4 5000   100200 
    
екв    3
d 2       3  
 3   0.2d 3
3   3.14 16.528   0.2 16.5283
   (1.173) 
 70МПа  120МПа
де Т – момент тертя в різі 
48 
 
d2 | 18.5
T TP Q tg(  )  5000  tg(2058|30||  5o44| ) 100200H  мм  (1.174) 
2 2
Аналізуючи отримані результати робимо висновок, що розрахунок пари 
гвинта – гайка виконана вірно. 
49 
 
РОЗДІЛ 2. ТЕХНОЛОГІЧНИЙ РОЗДІЛ 
 
2.1 Характеристика вибору 
 
Ведений вал вузла центрофуги застосовується для передачі крутного 
моменту з вала редуктора на шнек. Так як вузол в який входить даний вал не 
являється вихідною ланкою установки і сама її конструкція не передбачає для 
передачі крутного моменту, застосування валів високої точності. Тому даний вал 
можна віднести до валів редукторів загального призначення, які підлягають 
термообробці у вигляді загартування. 
Матеріалом вала попередньо була обрана вуглецева сталь 45 ГОСТ 1050 -88 
[2, с. 38 табл 5.1], тому приведемо її хімічний склад і механічні властивості до і 
після термічної обробки. 
Таблиця 2.1 – Хімічний склад сталі 45 (ГОСТ 1050 – 88)% 
S P 
С Si Mn Ni Cr 
не більше 
0,40 0,17-0,37 0,50-0,80 0,045 0,045 0,30 0,30 
 
Таблиця 2.2 – Механічні властивості сталі 45 (ГОСТ 1050 – 88) 
σТ, МПа σВ, МПа δS,% ψ,% ан, НВ (не більше) 
не менше дж/см2 гарячекатаної загартованої 
360 610 16 40 50 241 300-350 
 
При відсутності даного матеріалу, його можливо замінити матеріалом 
замінником, як сталь 50 або сталь 40Х [2, с. 38 табл.5.1] 
50 
 
2.2 Вибір заготовки та розрахунок припусків 
 
 Обґрунтування вибору заготовки 
Спосіб отримання заготовки залежить від службового призначення деталі та 
вимог які становляться до неї, від її конфігурації та розмірів, виду матеріала, типу 
виробництва. 
Аналізуючи креслення деталі (див. креслення ЗМВ23.160203.110.01) з точок 
зору технологічності та обґрунтованості технічних вимог не доцільно 
використовувати дорогі методи отримання заготовок з коефіцієнтом використання 
матеріалу від 0,7 до 0,95, які не можуть себе окупити при застосуванні. Краще 
використати заготовки отримані методом прокату. Круглий прокат ділиться на: 
гарячекатаний, калібрований, калібрований шліфований [3, с.63, табл.4.3]. Два 
остаточні види прокату більш вигідно використати в умовах крупносерійного або 
масового виробництва, це пов’язано з тим, що при їх застосуванні в значній мірі 
знижуються припуски на обробку, а це в свою чергу призводить до зменшення 
об’єму механічних робіт. 
В даному випадку, в умовах одиничного виробництва доцільніше 
використати круглий гарячекатаний прокат, який має меншу точність і потребує 
призначення припусків на механічну обробку але коштує значно дешевше, що 
вигідніше з економічної точки зору. 
 Розрахунок припусків аналітичним методом на обробку циліндричної 
зовнішньої поверхні діаметром 60к6 
Розрахувати на обробку припуски і проміжні межеві розміри на зовнішню 
циліндричну поверхню діаметром 60k6 веденого валу, ескіз якого і схема 
встановлена при обробці поверхонь показані на рис. 2.1. 
 0.021
Розрахунок припусків на поверхню діаметром 60 к6  ведеться шляхом 
 0.002
складання таблиці 2.3 в яку послідовно описується технологічний маршрут 
обробки даної поверхні (див. табл. 3.4) та всі обрані і розраховані значення 
елементів припуску. 
51 
 
Заготовка – гарячекатаний прокат, яка при обробці даних поверхонь 
закріплюється в трьох кулачковому самозажимному патроні і притискається 
упорним центром. 
Знаходимо сумарне значення шорсткості Rz та величини дефектного протоку 
Т, які характеризують якість поверхні заготовки на заготівельній операції і на 
технологічних переходах: 
- заготовка Т = 250 мкм, Rz=150 мкм [3, с. 63 табл. 4.3] 
- обґрунтування попереднє Rz=50 мкм, Т-50 мкм [3, с. 63 табл. 4.3] 
- обточування кінцеве Rz=30 мкм, Т-30 мкм [3, с. 63 табл. 4.3] 
- шліфування попереднє Rz=10 мкм, Т-20 мкм [3, с. 63 табл. 4.3] 
- шліфування кінцеве Rz=5 мкм, Т-15 мкм [3, с. 63 табл. 4.3] 
3.2.2.2 Так як обробка заготовки ведеться в трьохкулачковому патроні, що 
згідно з літературою [3, с. 63 табл. 4.3] сумарне зачення просторового відхилення 
для заготовки із сортового прокату дорівнює значенню кривизни в 
оброблювальному перерізі. 
Таблиця 2.3 – розрахунок припусків і граничних розмірів за технологічними 
переходами на обробку поверхні діаметром 60к6 веденого вала (див. рис. 2.1) 
Технологічні Межеві 
переходи Елементи Розрахунковий Межевий значення 
Розрахунковий Допуск 
обробки припуску, мкм приспуск 2zmin розмір, мм припусків 
розмір dр, мм δ, мкм 
поверхні Ø мкм мкм 
60к6 R м м
z Т ρ dmin dmax 2z min 2z max 
Заготовка 150 250 27  - 61,242 620 61,242 61,862 - - 
Обточування:           
попереднє 50 50 1,6 2·427 60,388 250 60,388 60,388 854 1224 
кінцеве 30 30 1,1 2·101,6 60,185 100 60,185 60,185 203 353 
Шліфування:          
 
попереднє 10 20 2·61,1 60,063 39 60,063 60,102 122 183 
0,5 
кінцеве 5 15 2·30,5 60,002 16 60,018 60,018 61 61 
Разом         1240 1844 
 
3  k \  kl  0.1270  0.027мм  27мкм      (2.1) 
52 
 
де Δк=0.1 мкм/мм – питома величина кривизни заготовки із гарячекатаного 
прокату [3, с. 71 табл. 4.8]; 
l=270 мм – довжина [3, с. 68 табл. 4.7]; 
 
Залишок просторового відхилення після повної обробки 
 
  K           (2.2) 
зол y 3
де Ку – коефіцієнт уточнення форми [3 с. 73] 
Після попереднього обточування 
1  0.06  27  1.6мкм          
Після кінцевого обточування 
2  0.04  27  1.1мкм  
Після попереднього шліфування 
3  0.02 27  0.5мкм  
Мінімальне значення припуску для кожного технологічного переходу 
2zmin i  2(Rz T
i1 i1   i1)
2zmin1  2(150  250  27)  2  427 мкм;
2zmin 2  2(150  50 1,6)  2 101,6мкм       (2.3) 
2zmin3  2(30  30 1,1)  2 61,1мкм
2zmin 4  2(10  20  0,5)  2 30,5мкм
Розрахунковий розмір заповнюємо в таблицю починаючи з кінцевого 
d pi  d pi1  2zmin i 1
d p4  60.002  0.061  60.063мм
d p3  60.063  0.1222  60.1852 мм       (2.4) 
d p2  60.1852  0.2032  60.3884 мм
d p1  60.3884  0.854  61.2424 мм
Значення допусків для кожного переходу приймаємо за допомогою 
літератури у відповідності до квалітету точності кожного виду обробки: 
- для заготовки δ3 = 620 мкм [4, с. 16 табл. 1] 
- для попереднього обточування δ1 = 250 мкм [5, с. 8 табл. 4] 
- для кінцевого обточування δ2 = 100 [5, с. 8 табл. 4] 
53 
 
- для попереднє шліфування попереднє δ3= 39  [5, с. 8 табл. 4] 
- для кінцевого шліфування δ3 = 16 [35, с. 8 табл. 4] 
Мінімальне значення граничного розміру dmini визначаємо для кожного 
технологічного процесу, округлюючи значення розрахункового розміру в більшу 
сторону. Округлення приводиться до того ж знаку десятинного дробу, з яким 
прийнято допуск на розмір для кожного переходу. Отримані значення заносимо до 
табл. 3.3. 
Максимальне значення граничних розмірів. 
dmax i  dmin i   i
dmax4  60.002  0.016  60.018мм;
dmax3  60.063  0.039  60.102мм;
      (2.5) 
dmax2  60.338  0.250  60.638мм;
dmax1  60.338  0.250  60.638мм;
dmax3  61.242  0.620  61.862мм;
Мінімальне граничне значення припуска для кожного технологічного 
перехода: 
2  z т
min i1  dmin i  dmin i1
2  z т
min 4  60.063  60.002  0.061мм  61мкм;
2  z т
min3  60.185  60,063  0,122мм 122мкм;      (3.6) 
2  z т
min 2  60.388  60,185  0,203мм  203мкм;
2  z т
min1  61.242  60,388  0,854мм  854мкм;
Максимальне граничне значення прпуска для кожного технологічного 
перехода. 
2  z т
max i1  dmax i  dmax i1
2  z т
max4  60.102  60.018  0.084мм  84мкм
2  z т
max3  60.285  60.102  0.183мм 183мкм      (2.7) 
2  z т
max2  60.638  60.285  0.353мм  353мкм
2  z т
max1  61,862  60.638 1,224мм 1224 мкм
Всі результати розрахунків зводяться до таблиці 3.3 і на основі даних якої 
будується схема графічного розташування припусків та допусків на обробку 
  0.021
зовнішньої циліндричної поверхні діаметром 60к6   , рис. 3.2. 
 0.002 
54 
 
 
Рисунок 3.2 – Схема графічного розташування припусків та допусків на обробку 
зовнішньої поверхні діаметром 60к6 веденого валу. 
 
Мінімальне та максимальне значення загального припуску 
Zo min  2 Z M
min  61122  203854 1240мкм,      (2.8) 
Zomax  2 Z M
max 841833531224 1844мкм      (2.9) 
Номінальний припуск 
55 
 
Z  Z H H 1240 310 16 1534мкм 1.534мм    (2.10) 
oнно o min 3 g
де Нg = 16 мкм – нижнє відхилення розміру деталі (див. табл. 3.3); 
Н3 = 310 мкм – нижнє відхилення розміру заготовки 
Номінальний діаметр заготовки 
d  d      (2.11) 
зном g min  zоном  60,002 1,534  61,536мм
Розрахунок припусків на дану поверхню діаметром 60к6 також був виконаний на 
комп’юторі і отримані результати приблизно збігаються, тому рахуємо, що 
розрахунок виконано вірно. 
 
2.3 Розробка методів обробки поверхонь 
 
При виборі методів обробки поверхонь необхідно скласти перелік усіх 
можливих методів обробки, а також розрахувати кількість ступенів оброки 
відповідно допусків на розмір заготовки та готової деталі. З цією метою усі 
оброблювані поверхні деталі нумеруються (рисунок 2.2). 
 
 
 
Рисунок 2.2 – Нумерація поверхонь деталі «Вал» 
 
Визначимо розрахункове уточнення за формулою: 
Ò
  ç ,                                                       (2.12) 
ð
Òä
де Тз – допуск на розмір для заготовки;  
56 
 
Тд – допуск на розмір для готової деталі. 
 
Кількість ступенів обробки розраховується за виразом:  
lg p
n                                                            (2.13) 
0,46
Для першого ступеня чорнової обробки досяжними є величина уточнення 
6; для проміжних ступенів напівчистової обробки = 3...4; для ступенів чистової 
обробки з допусками точності IT5…IT7 =2. 
Результати складемо до таблиці 2.4. 
 
 Таблиця 2.4 - Методи обробки поверхонь деталі „Вал” 
Варіанти методів обробки 
Розмір Допуск Допуск 
деталі, заготовки деталі 
мм Тз, мм Тд, мм 1 2 
1 Точіння чорнове Фрезерування 
66H14 1,9 0,74 2,57 1 
чорнове 
Точіння чорнове Точіння 
2 Нарізання чорнове 
М8-6g 0,9 0,36 2,5 1 
нарізки Накатування 
нарізки 
3 Точіння: - - 
2,545° 0,6 0,3 2 1 
чорнове 
4 7Н14 0,9 0,36 2,5 1 Фрезерування Довбання 
5 8h14     Точіння: - - 
0,9 0,36 2,5 1 
Ra 1,6 чорнове 
6 Точіння: - - 
145° 0,5 0,32 1,56 1 
чорнове 
Точіння: - - 
чорнове, - 
7 48n6 
1,6 0,016 100 4 напівчистове, 
Ra 1,6 
- чистове 
Шліфування 
Точіння: - - 
8 1:4 чорнове, - 
1,9 0,74 2,57 1 
Ra 1,6 напівчистове, 
- чистове 
№ 
поверхні 
Уточнення 
ε 
Кількість 
переходів 
57 
 
9 55h14    Точіння: - - 
1,9 0,74 2,57 1 
Ra 1,6 чорнове 
10 72h14    Точіння: - - 
1,9 0,74 2,57 1 
Ra 3,2 чорнове 
Точіння: - - 
чорнове,  
11 60k6 1,9 0,019 100 1 - напівчистове, 
- чистове 
Шліфування 
12 Точіння: - - 
56h14 1,9 0,74 2,57 1 
чорнове 
13 Точіння: - - 
60h14 1,9 0,74 2,57 1 
чорнове 
14 Точіння: - - 
52h14 1,9 0,74 2,57 1 
чорнове 
15 Точіння: - - 
49h14 1,6 0,62 2,58 1 
чорнове 
16 Точіння: - - 
50h14 1,6 0,62 2,58 1 
чорнове 
Точіння: - - - 
17 50f7 чорнове,  
1,6 0,025 64 3,9 
Ra 1,6 - напівчистове, 
- чистове 
Точіння: - - 
D- чорнове,  
18 8x42x48 1,6 0,025 64 3 - напівчистове, 
Ra 0,8 Фрезерування 
Шліфування 
19 Точіння чорнове Фрезерування 
24H14 1,3 0,52 2,5 1 
чорнове 
20 4H14 0,75 0,3 2,5 1 Свердління - 
21 Точіння чорнове Фрезерування 
980H14 5,6 2,3 2,4 1 
чорнове 
22 30h14    Точіння: - - 
1,3 0,52 2,5 1 
Ra 1,6 чорнове 
Свердліня - 
23 M5-7H 0,75 0,3 2,3 1 Нарізання 
нарізки 
Фрезерування - 
24 чорнове,  
8N9 0,9 0,036 25 3 
- напівчистове, 
- чистове 
 
58 
 
2.4 Розробка технологічного процесу виготовлення деталі 
 
Аналізуючи креслення деталі валу центрифуги і його службове призначення, 
а також користуючись літературою [6, с. 256] розробляємо технологічний процес 
виготовлення даної деталі в умовах одиничного виробництва.  
Використовуючи дані п.2.3, проведемо розробку маршруту обробки деталі 
«Вал». Складемо два варіанти обробки деталі та оберемо найбільш раціональний з 
них. 
Деталь «Вал» можна обробити за таким маршрутом. 
005 – Штампувальна 
010 - Транспортна 
015 – Термообробка. 
020 - Транспортна 
025 – Токарно-гвинторізна: 
 підрізка торцю 980;  
 свердління центрового отвору; 
 обточування діаметру 60k6 начорно;  
 обточування діаметру 52h14 начорно; 
 обточування діаметру 50h14 начорно; 
 обточування діаметру під нарізку М30 начорно; 
 проточування фаски 0,5x45° начорно. 
(Токарно-гвинторізний верстат 16ТО2А; Центра, Люнет). 
030 – Токарно-гвинторізна: 
 підрізка торцю;  
 свердління центрового отвору; 
 обточування діаметру 72h14 начорно;  
 обточування діаметру 55h14 начорно;  
 обточування діаметру 48h14 начорно;  
 обточування діаметру 18h14 начорно;  
59 
 
 проточування фаски 2,5x45° начорно. 
 (Токарно-гвинторізний верстат 16ТО2А; Центра, Люнет). 
035 - Транспортна 
040 – Термообробка (покращення) 
045 - Транспортна 
050 – Токарно-гвинторізна: 
 обточування діаметру 60k6 начисто;  
 обточування діаметру 52h14 начисто; 
 обточування діаметру 50h14 начисто; 
 нарізання нарізки М30; 
(Токарно-гвинторізний верстат 16ТО2А; Центра, Люнет). 
055 – Токарно-гвинторізна: 
 обточування діаметру 72h14 начисто;  
 обточування діаметру 55h14 начисто;  
 обточування діаметру 48h14 начисто;  
 нарізання нарізки М18;  
 точіння канавки 14,5h14. 
(Токарно-гвинторізний верстат 16ТО2А; Центра, Люнет). 
060 – Вертикально-фрезерна 
 Фрезерування шліців. 
(Вертикально-фрезерниий верстат 6Р11; Патрон цанговий С7112-4016). 
065 – Вертикально-фрезерна 
 Фрезерування шпонкового пазу . 
070 – Вертикально-свердлильна 
 Свердління двох отворів під М4; 
 Нарізання нарізки М4. 
(Вертикально-свердлильний верстат 2Н125; Лещата слюсарні). 
075  – Слюсарна: 
 Зняття задирок. 
60 
 
(Верстак). 
080 – Контрольна 
085 - Транспортна 
090 – Термообробка (загартування зубців ТВЧ) 
095 - Транспортна 
100 – Кругло - шліфувальна: 
 шліфування діаметрів 60k6,  50f7, 48 начисто. 
(Кругло-шліфувальний верстат3Б151; Центр, поводок). 
105 – Шліце-шліфувальна: 
 шліфування бокових поверхонь шліців начисто. 
(Різьбошліфувальний верстат 5822; Центр, поводок). 
110 - Транспортна 
115 - Мийна 
120  - Транспортна 
125 – Контрольна 
130 - Транспортна 
Склад готових деталей. 
 
2.5 Розрахунок режимів різання 
Розрахунок режимів різання аналітичним методом для обдирочного точіння 
зовнішньої циліндричної поверхні діаметром 60к6 
В даному пункті приведений розрахунок режимів різання аналітичним 
методом для обдирочного точіння зовнішньої циліндричної поверхні діаметром 
60к6, під попередньо заданий верстат. 
Вихідні дані для розрахунку: 
Межа міцності матеріалу заготовки в=610 МПа; 
Вид заготовки та стан поверхні – прокат без корки; 
Діаметр заготовки D=72 мм; 
Діаметр деталі d=67 мм; 
61 
 
Довжина обробки l1=198 мм, l2=750 мм 
Модель верстата 1А64 
 
Обираємо тип різця – токарний прохідний упорний відігнутий правий з 
кутом в плані 900, з твердосплавною пластинкою з матеріалу за ГОСТ18879-73 [7, 
с. 120 табл. 6]. 
Обраний різець має такі параметри: 
Висота державки h=40 мм; 
Ширина державки b=25 мм; 
Довжина різця L=200 мм; 
Висота виступання твердосплавної пластини від державки h1=10 мм; 
Довжина твердосплавної пластини l=25 мм; 
Радіус округлення вершини різця r=2 мм. 
Матеріал твердосплавної пластини Т15К6 [8, с. 299] 
Геометричні параметри різальної частини інструменту: 
Задній кут α=60 [8, с. 305] 
Передній кут γ=100 [8, с. 305] 
Головний кут в плані =900 [7, с. 120 табл. 6] 
Допоміжний кут в плані  0
1=10  [7, с. 120 табл. 6] 
Кут нахилу головної різальної кромки λ=00. 
Призначаємо подачу в залежності від розмірів державки різця, глибини 
різання та виду матеріалу що обробляється [7, с. 266 табл. 11] S  0.6 1.2мм/об. 
n
Отримане значення корегується за паспортом верстата S 1мм / об  [12, с. 
o
164, табл.. 4.7] 
Період стійкості різця Т=45 хв [8, с. 318]. 
Швидкість різання при зовнішньому поздовжньому точінні: 
 
C 340
V  V K  153.1м / хв,           (2.14) 
1 V
T m  t xS y 450.2 2.50.15 10.45
o
62 
 
де Сv=340 – коефіцієнт [7, c. 269, табл. 17]; 
m, x, y – показники ступеню [7, c. 269, табл. 17], відповідно дорівнюють m=0,2 , 
х=0,15 ,  у=0,45 
КV – коефіцієнт який враховує конкретні умови різання 
K  K K K 1.229 0.9 11.1061,           (2.15) 
V MV nv iv
де Кnv=0.9 – коефіцієнт, який враховує стан поверхні заготовки [7, с.263, табл. 5]; 
Кiv=1,0 – коефіцієнт, який враховує якість матеріалу інструмента [7, с.263, табл. 6];  
Кmv – коефіцієнт, який враховує якість матеріалу що обробляється [7, с. 261, табл. 
1]; 
nv 1
 750   750 
K  K   1  1.229 ,                        (2.16) 
mv v 
    610
b 
де Кv =1 – коефіцієнт, який характеризує групу сталі за оброблюваністю [7, с. 262, 
табл. 2]; 
nv=1 – показник ступеня [7, с. 262, табл. 2]; 
Основна складова сили різання 
P 10 c  t xS y V nK 10 300 2.51,0 10.15 0.85  2687H ,          (2.17) 
z p o 1 p
де Ср = 300 коефіцієнт [7, с. 273, табл. 22]; 
x, y, n – показники ступеню [7, с. 273, табл. 2.2], відповідно дорівнюють x=1,04 
y=0,75; n=-0,15; 
Кр – коефіцієнт, який враховує конкретні умови обробки 
K  K K K K K  0.856 0.89 10 1.0 1.0  0.762,           (2.18) 
p MP   v 
де K , K , K , K , K  - коефіцієнти, які враховують вплив геометричних 
MP   v 
параметрів інструмента [7, с. 275, табл. 2.3], відповідно дорівнюють  
K  0.89,K 1.0,K 1.0,K 1,0;          (2.19) 
  v 
КМρ – коефіцієнт, який враховує вплив якості матеріалу заготовки          [7, 
с.264, табл. 9]; 
n 0.75
    610 
K  b
      0.856                           (2.20) 
M
 750   750 
63 
 
де n=0,75 – показник ступеня [7, с. 264, табл. 9]; 
Швидкість різання обмежена потужністю верстата: 
N  60 103 22 0,7 60 103
V  дВ   343,88м / хв               (2.21) 
2
P 2687
z
де Nдв=22 кВт – потужність верстата [3, с. 164, табл. 4.7]; 
η=0,7 коефіцієнт корисної дії верстата. 
З двох значень швидкості V1 і V2 обираємо найменше і це значення 
використовується при подальших розрахунках V=153,1 м/хв. 
Частота обертання шпинделя 
1000V 1000 153.1
n    696.54хв1           (2.22) 
 D 3.14 72
Отримане значення корегуємо за паспортними даними верстата  [3, с.163, 
табл. 4.7] і приймаємо дійсне значення частоти обертання шпинделя ng=536 хв-1. 
Дійсна швидкість різання 
Dn
g 3.14 72 536
V   121.17м / хв           (2.23) 
g
1000 1000
Основний час t0, хв.:    l  l  l
t  1 2 , де l – довжина обробки, мм; l2 – довжина 
0
S n
o g
перебігу різця, l2=25 мм; l1 – довжина врізання різця. 
t 2.5 198 1 30
l   (0.5 /// 2)  11мм ; t   0.36хв ;          (2.24) 
1 01
tg tg90o 1536
750 1 30
t  1,4хв . 
02
1536
64 
 
РОЗДІЛ 3. ОХОРОНА ПРАЦІ 
 
Охорона праці це система правових, соціально-економічних, організаційно-
технічних, санітарно-гігієнічних, лікувально-профілактичних заходів і коштів 
направлених на збереження здоров’я і працездатності людини в процесі праці. 
Покращення умов якої впливає на кількість і якість продукції, що випускається. 
Знижує тлінність кадрів, травматизм і професійні захворювання. 
Спроектована установка для фільтрації суспензій розміщується в цеху у 
відповідності з технологічним процесом загрузки і вигрузки осаду. До основного 
обладнання відноситься сама установка, а до допоміжних відносять: ємності для 
фасування осаду, тару для відходів. Відсутності на робочому місці допоміжного 
обладнання або неправильне його розташування, забрудненість робочого місця 
змащувальною речовиною, погане освітлення значно знижують працездатність, а 
також можуть стати причинами травмування апаратника устаткування при роботі. 
Тому для забезпечення охорони праці в цеху передбачені колективні та 
індивідуальні засоби захисту. До числа організаційних заходів відносяться: 
- навчання працюючих; 
- проведення інструктажів; 
- медичний огляд; 
- укладання колективного договору. 
Аналіз потенційної небезпеки та виробничої шкідливості на робочому місті та 
порівняння їх з нормативами 
 Робота на установці для фільтрації суспензій характеризується рядом 
несприятливих факторів, що впливають на здоров’я робітників, які потребують 
прийняття колективних і індивідуальних засобів захисту. 
Основними небезпечними факторами на робочому місці апаратника 
устаткування є: 
- санітарно-гігієнічні та метеорологічні умови; 
- вібрація та шум; 
65 
 
- відсутність електробезпеки виробничих приміщень. 
Проведемо аналіз потенціальної небезпеки та виробничої шкідливості по 
кожному з вище приведених пунктів. 
Промислова санітарія 
Користуючись літературою [10, с.466, табл.10.5], відносна вологість допустима 
на робочих місцях  в цеху в холодний і теплий період року складає 40÷60 відсотків. 
Робітник працюючий за установкою проводить легкі фізичні роботи категорії 
ІІб, які пов’язані з ходьбою і перенесенням невеликих речей вагою до десяти 
кілограм, при цьому енергозатрати організму людини складають від 232 до 293 
джоулів за секунду (Дж/с) [10, с.465, табл.10.4]. температура повітря в цеху для 
категорії робіт ІІб в холодний період року складає від 17 до 19°С, а в теплий – від 
20 до 22°С [10, с.465, табл.10.4]. 
Допустима швидкість руху повітря на робочому місці в холодний період року 
складає не більше ніж 0,3 м/с, а в теплий період року – не більше ніж 0,4 м/с [10, 
с.466, табл.10.5]. 
Кожна установка, верстат або інше обладнання в механічному цеху являється 
джерелом вібрації, яка проявляється у виді нерівномірного руху рухомих частин 
вузлів, найчастіше при невеликих швидкостях. Механічне обладнання викликає 
технологічні вібрації, що діють на апаратників стаціонарного обладнання і 
відноситься до третього типу “а” категорії вібрації за санітарними нормами [10, 
с.547, табл.10.37], критеріями оцінки якої являється межа зниження продуктивності 
праці. Вібрації негативно діють на організм людини. Для загальної вібрації 
нормативне значення вібростійкості для третього типу “а” категорії дорівнює 
92ДБА. 
Джерелом виробничого шуму є всі установки розташовані в цеху, а також 
система приточно-витяжної вентиляції. Довгочасна дія шуму на організм людини 
викликає загально-біологічне роздратування, паталогічні зміни, функціональні 
розлади і механічні порушення. Тому для  забезпечення нормативних умов роботи 
рівні шуму в промислових приміщеннях регламентуються. В залежності від 
66 
 
частотної характеристики шуму встановлюються допустимі загальні рівні шуму в 
промислових приміщеннях в даному випадку допустимий рівень шуму складає 85 
ДБА [10, с.541, табл.10.33]. 
У випадку коли в механічному цеху рівні вібрації та шуму будуть 
перевищувати допустимі регламентовані значення, які були приведені вище, для їх 
зниження можливо встановити механічне обладнання на віброізолюючі опори; у 
другому випадку – можливо використати індивідуальні засоби захисту, такі як 
навушники або завушники. Індивідуальні засоби захисту обов’язково необхідно 
використовувати при рівні шуму більше ніж 85 ДБА. 
Освітлення в механічному цеху, де буде впроваджуватись технологічний 
процес виготовлення втулочно-роликових ланцюгів, штучне комбіноване, а в 
денний час воно доповнюється боковим освітленням. В даному цеху 
передбачається виконання зорових робіт середньої точності з найменшим розміром 
розпізнавання від 0,5 до 1 мм. Тому згідно літератури [10, с.566, табл.11.6] 
обираємо: 
- розряд зорових робіт – ІV; 
- під розряд зорових робіт – δ; 
- контраст об’єкту розміщення з фоном – малий, середній; 
- характеристика фона – середній темний. 
Для виконання таких робіт необхідне освітлення 300 Пк [10, с.566, табл.11.6]. 
Для загального освітлення використовуються лампи розжарювання та 
люмінесцентні лампи (двохлампові світильники). Для місцевого освітлення 
використовуються світильники з відбивачем, що не просвічуються та захисними 
лампами не менше ніж 30°. 
Також для забезпечення кращого освітлення в усіх виробничих і підсобних 
приміщеннях повинні бути прийняті міри до максимального використання 
натурального освітлення. Крім цього освітлювальні прилади повинні знаходитися в 
чистоті і періодично перевірятися на справність. 
Електробезпека виробничих приміщень. 
67 
 
Для споживання обладнання електричного струму на дільниці 
використовуються трьохфазні чотирьохпровідні мережі з глухозаземленою 
нейтралом. Струм, що проходить через людину, є головним вражаючим фактором 
при електротравматизмі. Тому для попередження ураження струмом і виникнення 
пожеж при експлуатації електрообладнання необхідно дотримуватися „Правил 
будови електроустановок”. Приміщення металооброблюючого цеху (механічного) 
вологе (пара виділяється в невеликій кількості, відносна вологість знаходиться в 
межах від 50 до 75 відсотків). 
По небезпеці ураження людей електричним струмом, приміщення – особливо 
небезпечне, що характеризується струмопровідною підлогою із залізобетону, 
наявністю джерел струму високої напруги, можливістю одночасного доторкання 
людини до сполучених із землею механізмів, металоконструкцій і металевих 
струмопровідних корпусів електрообладнання. На дільниці можливі і інші причини 
ураження електричним струмом: поява напруги на відключених струмоведучих 
частинах внаслідок помилкового включення, виникнення крокового струму, 
напруги на поверхні землі в результаті замикання дроту на землю. 
На дільниці всі струмоведучі частини електрообладнання зроблені 
недоступними. Опір ізоляції перевищує 1 МОм, обмотки електрообладнання 0,5 
МОм. Для місцевого освітлення застосовано напругу 36В. Все обладнання, яке 
знаходиться в цеху, з номінальною напругою від 42В до 380В з змінним струмом і 
від 110В до 440В постійного струму потрібно оснастити захисним заземленням і 
зануленням. 
Для забезпечення електробезпеки необхідно використовувати загорожу, 
попереджувальну сигналізацію, блокування, знаки безпеки, запобіжні пристрої, 
індивідуальні засоби захисту такі, як електростатичні халати, спеціальне взуття. 
 Пожежобезпека 
Для попередження пожеж при експлуатації електрообладнання необхідно 
дотримуватися „Правил будови електроустановок”. Цех, де буде розміщуватись 
68 
 
устаткування, за пожежобезпекою відноситься до категорії „Д” [10, с.711, 
табл.13.9], це негорючі речовини і матеріали в холодному стані. 
Цех необхідно оснастити кутком, де розміщенні засоби пожежотушіння: ящик 
з піском, пожежний щит, вогнегасники типу ОУ-10 (вуглекислотний) і ОП-5 
(порошковий). 
За вогнестійкістю будівля відноситься до ІІ ступеня [10, с.716, табл.13.11] – 
неспалимі, з межою вогнестійкості від 0,5 до 2,5 годин. Підвищити вогнестійкість 
будівлі можна зробивши облицювання або від штукатурення механічних 
конструкцій. На робочих місцях працюючих забороняється зберігати мастила і 
мастильно-охолоджувальні речовини, промаслені обтирочні матеріали. Також з 
робітниками необхідно проводити інструктажі з пожежобезпеки, на яких в 
імітованих ситуаціях навчати їх необхідним діям, які необхідно виконувати при 
виникненні пожежі. 
Основні вогнегасні матеріали і речовини: пісок, вода, хімічна піна, водяні 
розчини солей, водяна пара тощо. 
Будівля повинна бути забезпечена надійними засобами оповіщення про 
виникнення пожежі або протипожежною сигналізацією. Найбільш поширеним 
засобом повідомлення про пожежу є міський або місцевий телефонний зв’язок, 
коли для виклику пожежної команди набирається номер 01. 
Виробнича санітарія 
Санітарно-гігієнічна упорядженість машинобудівного підприємства є 
важливим заходом боротьби з професійними захворюваннями, зниженням 
несприятливої дії шкідливих виробничих факторів. Основні виробничі цехи на 
території підприємства розташовані за ходом технологічного процесу, щоб не було 
надмірного розвитку внутрішньозаводського транспорту. Згідно нормативам 
передбачені допустимі відстані між верстатами. 
Допоміжні цехи знаходяться поблизу споживачів, а склади сировини і готової 
продукції на периферії території, поблизу основних під’їзних шляхів. 
Пожежонебезпечні приміщення і будівлі (склади лісоматеріалів, пилоподібного 
69 
 
томлива тощо) віддалені від основних цехів на відстань, не менше як від 80 до 100 
метрів, а вибухонебезпечні матеріали зберігаються на відстані 50 метрів від них в 
приміщеннях, де дотримані спеціальні будівельні вимоги до точності будови, 
передбачені засоби пожежегасіння. 
Виробничі приміщення мають прямокутну форму і забезпечують більш 
раціональну течію технологічного процесу. 
Згідно нормативів за літературою [10, с.464, табл.10.3] площа прміщення на 
одного робітника складає 4,5м2, висота виробничого прміщення не менше ніж 3,2м, 
об’єм повітря на одного робітника складає 15м3. до складу виробничих приміщень 
входять: 
- гардеробні с шафами 250х330мм [10, с.520, табл.10.17], висотою 1650м, що 
зачиняються з площею 0,27м2 на одного працівника [10, с.510, табл.10.14]; 
- душова; 
- умивальники; 
- убиральні; 
- приміщення для куріння; 
- пристрій питного водопостачання. 
Санітарно-побутові приміщення розташовані в прибудові до основного 
виробничого корпусу. Склад цих приміщень і їх пропускна спроможність 
визначається виходячи з санітарної характеристики груп виробничих процесів. В 
даному випадку це група Іб – виробничі процеси, що викликають забруднення 
одежі і рук. 
 Загальні заходи по оздоровленню повітряного середовища 
Стан повітряного середовища цеху, в якому застосовується групова технологія 
виготовлення сульфату натрію, забезпечується за рахунок приточно-витяжної 
вентиляції і опалювальної системи. 
Планування цеху забезпечує вільний і безпечний доступ обслуговуючого 
персоналу до обладнання у відповідності з нормативом „Санитарная норма 
проектирования промышленных предприятий”, ширина дверних прорізів 1,6м. 
70 
 
Також в цеху знаходиться крім установки для фільтрації суспензій обладнання, 
для якого в цілях підвищення строку служби робочих поверхонь, при промивці 
ротора подається рідина. 
Організація охорони праці на робочому місці 
Система заходів по охороні праці забезпечується організаційним шляхом, а 
саме: 
- навчання; 
- проведення інструктажів; 
- організація системи контролю по охороні праці; 
- розподілення обов’язків; 
- укладання угод з профспілками; 
- проведення медичних оглядів. 
До організаційних заходів по охороні праці входять колективні засоби захисту, 
що залежать від виду шкідливостей: 
- знаки безпеки (попереджувальні, забороняючи, вказівні); 
- сигнальні кольори (окрашування рухомих частин механізмів в певний колір 
тощо); 
- огорожа; 
- забезпечення метеорологічних умов в приміщенні (вентиляція); 
- освітлення природне та штучне; 
- захист від шуму та вібрації; 
- заходи по електробезпеці та пожежобезпеці. 
При роботі на установці для фільтрації суспензій забороняється: 
- працювати на несправному обладнанні; 
- чистити і змащувати обладнання під час його роботи; 
- гальмувати обертаючі частини установки рукою; 
- працювати при несправному заземленні або зануленні; 
- працювати з знятим або відкритим огородженням; 
- працювати в одязі непризначеному для роботи; 
71 
 
- допускати на робоче місце людей не пройшовши інструктаж по техніці 
безпеки при роботі на даному обладнанні. 
Розрахунок захисного заземлення 
Захисне заземлення слугує для охорони людей від ураження електричним 
струмом при ушкодженні робочої ізоляції в електроустановках і переході 
напруження з струмоведучих частин на металеві не струмоведучі частини. Захисна 
дія заземлення будується на зниженні напруження корпусу електрообладнання 
відносно землі. Захисне заземлення є ефективною мірою захисту в 
електроустановках напруженням до 1000В мережі з ізольованою нейтраллю і 
більше 1000Вв мережі як з ізольованою, так і з ефективно заземленою нейтраллю. 
Захисним заземленням називається преднамірене гальванічне з’єднання 
металевих струмоведучих частин електроустановок з заземлюючим обладнанням. 
Заземлюючим обладнанням називається сукупність заземлювача і заземлюючи 
провідників. 
Заземлювач – це провідник (електрод) або сукупність металево з’єднаних між 
собою провідників, які знаходяться в стиканні з землею. Заземлювачі бувають 
природні, ті, які знаходяться в стиканні з землею електропровідні частини 
конструкцій, будівель і споруд промислового або іншого призначення, які 
використовуються для цілей заземлення, і штучне; тобто ті, що спеціально 
виконано для цілей заземлення. 
Заземлюючий провідник – це провідник, який з’єднує заземлюючи частини з 
заземлювачем. Якщо заземляючий провідник має два або більше відгалужень його 
називають магістраллю заземлення. 
В загальному випадку захисне заземлення потрібно виконувати: 
- при напрузі 380В і вище змінного струму і 440В і вище постійного струму – в 
усіх електроустановках; 
- при номінальних напругах вище 42В, але нижче 380В змінного струму і вище 
110В, але нижче 440В постійного струму – тільки в приміщеннях з підвищеною 
безпекою, в найнебезпечніших і в зовнішніх установках; 
72 
 
- при номінальних напругах (змінного і постійного струмів) 
електрообладнання, яке встановлене у вибухонебезпечних зонах. 
Заземленню підлягають: 
- корпуса електричних машин, трансформаторів, апаратів, світильників тощо; 
- приводи електричних апаратів; 
- вторинні обмотки вимірювальних трансформаторів; 
- каркаси розподілю вальних щитків, щитків керування, шаф; 
- металеві конструкції розподільного обладнання; 
- металеві корпуса передвижник і переносних електроприймачів; 
- електрообладнання, розташоване на рухомих частинах верстатів, машин і 
механізмів. 
З метою зрівняння потенціалів в приміщеннях і зовнішніх установках, в яких 
використовується захисне заземлення електроустановок, будівельні і промислові 
металоконструкції, стаціонарно прокладені трубопроводи всіх призначень, 
металеві корпуса технологічного обладнання, підкранові і залізнично-рельсові 
шляхи тощо – повинні бути під’єднані до мережі заземлення. 
Мета розрахунку заземлення – це визначити кількість і довжину вертикальних 
елементів, довжину горизонтальних елементів (з’єднувальних шин) і розмістити 
заземлювач на плані дільниці, де знаходиться спроектована установка, виходячи із 
регламентованих правил допустимих значень опору заземлення, напруження 
дотику і кроку, максимального потенціалу заземлювача або всіх вказаних величин. 
Вихідні дані для розрахунку: 
- потужність обладнання, яке знаходиться на дільниці 100кВт; 
- напруження 380/220В; 
- загальний опір грунту   150 Ом∙м; 
- тип заземлення – контурний. 
 Розрахунковий струм замикання на землю з сторони 380В (фазне напруження 
220В) 
 
73 
 
3U 3  220
І З    6,6А                                                                                  (3.1) 
Z 100
де U=220В – фазне напруження; 
     Z=100Ом – опір відносно землі (не буває меншим ∕Z∕>100Ом) [11, с.138]. 
Розрахунковий загальний опір ґрунту 
Р   К  150 1,4  210Ом  м                                                                       (3.2) 
де  К 1,4  - кліматичний коефіцієнт. 
Обираємо тип і розміри вертикальних електродів захисного заземлення [10, 
с.42, табл.27]: 
- кутова сталь; 
- ширина полки b=0,04м; 
- товщина полки 0,004м; 
- довжина стержня l=2,5м. 
 Опір одиничного вертикального заземлювача [11, с.146, табл.10.3] 
  2l 1 4H  l  210  2  2,5 1 4 1,75  2,5 
R  P
 ln  ln    ln  ln   67,38Ом (5.3) 
2l  b 2 5H  l  2 3.14  2.5  0,04 2 5 1,75  2,5 
де Н=1,75м – відстань від початку ґрунту до половини довжини закопаного 
стержня: 
l
H   HO 1,25  0,5  1,75м                                                                     (3.4) 
2
де Н≥0,5м – глибина закопування стержнів  [11, с.146, табл.10.3]. 
Необхідна кількість вертикальних електродів 
R 67,38
n    25штук                                                                          (3.5) 
BШ 0,68 4
де ηВ=0,68 – коефіцієнт використання електродів  [12, с.30, рис.3б]. 
Довжина з’єднувальної полоси (шини) 
L  28 28 22  78м . 
Опір з’єднувальної полоси  [11, с.146, табл.4.3] 
  2L2  210 
P 2 782 
R   
2L 
ln    ln   5,71Ом                                    (3.6) 
 b1HO  2 3.14 78  0,04 0,5 
74 
 
 Еквівалентний опір струму штучного заземлемлювача 
/ RRП 67,38 5,71
RШ    4,43Ом                            (3.7) 
RT  RП ПB 67,38 0,25  5,71  25 0,49
де ηТ=0,25 – коефіцієнт використання горизонтального електрода з 
врахуванням вертикальних електродів [12, с.30, рис. 3.2]; 
     ηВ=0,49 – коефіцієнт використання вертикальних стержнів [12, с.30, рис. 
3.б]. 
Перевіряємо умову 
R /
Ш  Ш
                                                                                                  (3.8) 
4,43Ом  4Ом
Так як умова не виконується, збільшуємо кількість вертикальних електродів до 
n=30 штук і робимо перерахунок опору струму штучного заземлювача за 
формулою 
67,38 5,71
R /
Ш   3,91Ом                                                         (5.9) 
67,38 0,24  5,7130 0,48
Перевіряємо умову 
                     R /
Ш  3,91Ом  Ш  4Ом  
Умова виконується. Тому остаточно приймаємо 30 стержнів довжиною 2,5м і 
розміром між ними при розташуванні 78м.  
Також попередньо була обрана за допомогою літератури [10, с.42, табл.27] 
з’єднувальна полоса  з такими характеристиками: 
- полоса сталь; 
- площа перерізу полоси S=48мм2; 
- товщина полоси b1=4мм. 
 
75 
 
ВИСНОВОК 
 
В ході виконання кваліфікаційної роботи бакалавра на тему «Установка для 
очищення соляних розчинів в хлібопекарському виробництві»  було вирішено 
низку задач: 
1 Спроектовано установку для очищення соляних розчинів центрифугу 
горизонтальну, фільтруючу, безперервної дії з шнековою вигрузкою осаду, яка 
використовується для розділення суспензій на тверду та рідку фази шляхом 
фільтрації через спеціальне сито. 
2 Спроектовано планетарний редуктор для зменшення частоти обертання 
вихідного валу (валу шнека). 
3. Розроблено технологічний процес обробки деталі установки «Вал». На 
одну операцію були розраховані припуски на обробку.  
4.  Розроблено заходи з охорони праці. Розглянуто питання щодо 
колективних засобів захисту та організації робочого місця. Наведено розрахунок 
захисного заземлення. 
 
 
 
 
 
 
76 
 
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ 
 
1. Боровик А.І. Монтаж, діагностика, ремонт технологічного обладнання, 
навчальний посібник: – Черкаси: ЧДТУ. – 2006 р. – 311 с. 
2. Малежик І.Ф. Процеси та апарати харчових виробництв . – К.: НУХТ, 2003. 
– 400с. 
3. Домарецький В.А., М.В. Остапчук, А.І. Українець. За ред. А.І. Українця. 
Технологія харчових продуктів. Підручник для студентів вузів. – К.: НУХТ, 2003. – 
572 с. 
4. Методичний посібник щодо написання та захисту кваліфікаційної роботи 
бакалавра для здобувачів освітнього ступеню бакалавр спеціальності 133 «Галузеве 
машинобудування» освітня програма «Обладнання харчових, торгівельних і 
машинобудівних підприємств» [Електронний ресурс] / [упоряд. Василь Осипенко, 
Олександр Батраченко, Лариса Мізнік, Микола Хандюк ]; М-во освіти і науки 
України, Черкас. держ. технол. ун-т. – Черкаси: ЧДТУ, 2023. – 45 с 
5. Рвачов В.В., Гуртовий М.В. Технологічне обладнання харчових 
виробництв. Механічне обладнання. Навчальний посібник для студентів вищих 
навчальних закладів. – О.: Астропринт, 2005. – 348 с. 
6. Методичні рекомендації до практичних занять з дисципліни: 
«Технологічне обладнання харчових та торгівельних підприємств» для здобувачів 
освітнього ступеня бакалавр зі спеціальності 133 «Галузеве машинобудування» 
освітньопрофесійної програми «Обладнання харчових, торгівельних та 
машинобудівних підприємств» всіх форм навчання /Укладачі В.І. Осипенко, О.В. 
Батраченко Л.М. Мізнік, М.В. Хандюк – Черкаси: ЧДТУ, 2021. – 78 с. 
7. Методичні вказівки до практичних занять з дисципліни «Технологічне 
обладнання харчових виробництв та галузі» для студентів денної та заочної форм 
навчання освітньо-професійного рівня бакалавр за напрямом підготовки 6.050503 
«Машинобудування» /Укладачі: А.Л. Яцук – Дніпродзержинськ, ДДТУ, 2015. – 
с.35. 
77 
 
8. Закалов О.В., Закалов І.О, Технологічне обладнання харчових виробництв. 
– Тернопіль, 2000. – 406 с. 
9. П.С. Берник, З.А. Стоцько, І.П. Паламарчук, В.В. Яськов, І.А. Зозуляк. 
Механічні процеси і обладнання переробного та харчового виробництва. – 
Львівська політехніка, 2004р. 
10.Богомолов О.В., Гурський П.В., Богомолова В.П. Курсове та дипломне 
проектування обладнання переробних і харчових підприємств: Навч. посібник для 
студ. вищих навч. закл. – Х.: Еспада, 2005. – 429 с 
Ванін В.В., Бліок А.В., Гнітецька Г.О. Оформлення конструктторської 
документації: Навч. посіб., 3-є вид. – К.: Каравела, 2004. – 160 с. 
11. Практикум з годівлі сільськогосподарських тварин / І.І. Ібатуллін, Ю.О. 
Панасенко, В.К. Кононенко – К.; Вища освіта, 2003. – 432 с. ISBN 966-8081-06-4
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
