ChSTU repository
ChSTU repository preserves and enables easy and open access to all types of digital content including text, images, moving images, mpegs and data sets
Learn More
Please use this identifier to cite or link to this item:
https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/8754| Title: | Вивантажувальна система в обладнанні для ополіскування цукрових буряків |
| Authors: | Мізнік, Лариса Миколаївна Бірченко, Олег Олександрович |
| Keywords: | бурякомийочна установка;порядок монтажу та технологічного обслуговування |
| Issue Date: | 11-Jun-2025 |
| Abstract: | В бакалаврській роботі на тему «Вивантажувальна система в обладнанні для ополіскування цукрових буряків» було виконано опис конструкцію бурякомийочої установки, порядок монтажу та технологічного обслуговування. Проведено технологічний розрахунок та розрахунок елементів конструкції на міцність, розрахунок мийочої установки. На деталь типу «вал» розроблено методи обробки деталі. Проведено аналіз обробки поверхонь, маршрут обробки деталі. Розроблено заходи з охорони праці та вимоги безпеки при експлуатації бурякомийочої установки. |
| URI: | https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/8754 |
| Appears in Collections: | 133 Галузеве машинобудування (Обладнання харчових, торгівельних і машинобудівних підприємств) |
Files in This Item:
| File | Description | Size | Format | |
|---|---|---|---|---|
| КРБ Бірченко.pdf Restricted Access | 1.64 MB | Adobe PDF | View/Open Request a copy |
Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.
Extracted text
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
ЧЕРКАСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНОЛОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
(повне найменування вищого навчального закладу)
Факультет електронних технологій, автотранспорту та машинобудування
(повна назва факультету)
Кафедра проектування харчових виробництв та верстатів нового покоління
(повна назва кафедри)
КВАЛІФІКАЦІЙНА РОБОТА БАКАЛАВРА
на тему: ВИВАНТАЖУВАЛЬНА СИСТЕМА В ОБЛАДНАННІ ДЛЯ ОПОЛІСКУВАННЯ
ЦУКРОВИХ БУРЯКІВ
Перший (бакалаврський)
(освітньо-кваліфікаційний рівень)
ЧДТУ.133025.000 РПЗ
Виконав: студент 4 курсу, групи ГМ-12
спеціальності 133 – Галузеве машинобудування
(шифр і назва спеціальності)
Обладнання харчових, торгівельних
і машинобудівних підприємств
(освітня програма)
Олег БІРЧЕНКО
(ім’я та прізвище)
Керівник Лариса МІЗНІК
(ім’я та прізвище)
Рецензент Євген ДРОБОТУН
(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»
ЗАТВЕРДЖУЮ:
завідувач кафедри
Василь Осипенко
(підпис) (ім’я та прізвище)
« » 2025 року
ЗАВДАННЯ
на кваліфікаційну роботу бакалавра здобувачу вищої освіти
Бірченко Олег Олександрович
(прізвище, ім’я, по батькові)
1. Тема кваліфікаційної роботи бакалавра «Вивантажувальна система в обладнанні
для ополіскування цукрових буряків»
Керівник кваліфікаційної роботи бакалавра Мізнік Л.М., к.т.н., доцент
(прізвище, ім’я, по батькові, науковий ступінь, вчене звання)
Затверджені наказом Черкаського державного технологічного університету
від « » 2025 року № ______
2.Строк подання здобувачем вищої освіти випускної роботи 31.05.25 р.
3. Вихідні дані до випускної роботи. Технічна документація, технологічні та робочі
інструкції, довідкова література.
4. Зміст розрахунково-пояснювальної записки (перелік питань, які потрібно
розробити). Анотація. Вступ. Зміст. 1.Конструкторський розділ. 2.Технологічний
розділ. 3.Розділ з охорони праці. Висновок. Перелік використаних джерел.
5. Перелік графічного матеріалу (з точним зазначенням обов’язкових креслень):
Ополіскувач цукрових буряків А1, Гвинтовий конвеєр А1, Сітчатий конвеєр А1.
Завантажувальний пристрій А1, Сопло А3, Корпус А3, Вал А3. Фланець А4, Кришка
А4, Маршрут обробки деталі А1. БЖД А1.
3
6. Консультанти розділів кваліфікаційної роботи бакалавра
Підпис, дата
Ім’я та прізвище
Розділ завдання видав завдання
керівника або консультанта
прийняв
Розділ 1 Лариса Мізнік, к.т.н., доцент 15.01.25 30.05.25
Розділ 2 Лариса Мізнік, к.т.н., доцент 15.01.25 30.05.25
Розділ 3 Лариса Мізнік, к.т.н., доцент 15.01.25 30.05.25
7. Дата видачі завдання 15.01.25 р.
КАЛЕНДАРНИЙ ПЛАН
Строк
№ Назва етапів дипломного
виконання Примітка
з/п проекту (роботи)
етапів КРБ
1 Розділ 1 10.03.25
2 Лист 1 19.03.25
3 Лист 2 28.03.25
4 Лист 3 09.04.25
5 Розділ 2 22.04.25
6 Лист 4,5 07.05.25
7 Лист 6,7 16.05.25
8 Розділ 3 24.05.25
9 Лист 8 27.05.25
10 Оформлення пояснювальної записки 30.05.25
Здобувач ступеня бакалавра __________ Олег Бірченко
(підпис) (ім’я та прізвище)
Керівник кваліфікаційної роботи бакалавра __________ Лариса Мізнік
(підпис ) (ім’я та прізвище)
4
АНОТАЦІЯ
В бакалаврській роботі на тему «Вивантажувальна система в обладнанні для
ополіскування цукрових буряків» було виконано опис конструкцію бурякомийочої
установки, порядок монтажу та технологічного обслуговування. Проведено
технологічний розрахунок та розрахунок елементів конструкції на міцність,
розрахунок мийочої установки. На деталь типу «вал» розроблено методи обробки
деталі. Проведено аналіз обробки поверхонь, маршрут обробки деталі.
Розроблено заходи з охорони праці та вимоги безпеки при експлуатації
бурякомийочої установки.
Пояснювальна записка виконана на аркушах формату А4 кількість сторінок –
82, таблиць – 16, літературних джерел – 15, формул – 80 , креслення виконано на
форматі А1 – 5 аркушів.
5
ABSTRACT
In the bachelor's thesis on the topic "Unloading system in equipment for rinsing sugar
beets", a description of the design of the beet washing plant, the procedure for installation
and technological maintenance was carried out. Technological calculation and calculation
of structural elements for strength, calculation of the washing plant were carried out.
Methods for processing the part were developed for the "shaft" type part. Analysis of surface
treatment, part processing route were carried out.
Occupational health and safety measures and safety requirements for the operation of
the beet washing plant were developed.
The explanatory note was made on A4 sheets, the number of pages is 82, tables
are 16, literature sources are 15, formulas are 80, the drawing is made on A1 format -
5 sheets.
6
ЗМІСТ
АНОТАЦІЯ………………………………………………………………………………..4
ABSTRACT..........................................................................................................................5
ПЕРЕЛІК УМОВНИХ ПОЗНАЧЕНЬ, СИМВОЛІВ ТА СКОРОЧЕНЬ……………….7
ВСТУП…………………………………………………………………………………….9
1 КОНСТРУКТОРСЬКИЙ РОЗДІЛ……………………………………………………..10
1.1 Порівняльний аналіз існуючих конструкцій і постановка задачі.......................11
1.2 Опис конструкції обладнання…………………………………………………...19
1.3 Монтаж обладнання……………………………………………………………...26
1.4 Технічне обслуговування обладнання………………………………………….29
1.5 Основні розрахункові залежності……………………………………………….34
1.6 Кінематичний розрахунок приводу……………………………………………..38
1.7 Розрахунок діаметра трубопроводу і швидкості руху рідини………………....40
1.8 Розрахунок обємних витрат……………………………………………………..41
1.9 Розрахунок коефіцієнта корисної дії……………………………………………43
1.10 Розрахунок механічних і гідравлічних витрат………………………………..43
2 ТЕХНОЛОГІЧНИЙ РОЗДІЛ………………………………………………………….45
2.1 Вибір та обґрунтування матеріалу деталі……………………………………...46
2.2 Аналіз технологічності конструкції деталі…………………………………….52
2.3 Вибір методів і кількості ступенів обробки поверхонь (МОП)……………....53
2.4 Маршрут обробки деталі………………………………………………………..60
2.5 Розробка етапів технологічного процесу виготовлення………………………62
3 ОХОРОНА ПРАЦІ……………………………………………………………………..65
3.1 Аналіз умов праці при експлуатації бурякомийної машини на цукровомц
заводі……………………………………………………………………………………...66
3.2 Санітарно-технічні вимоги на цукровому заводі……………………………...70
3.3 Вимоги пожежної безпеки на підприємстві……………………………………74
ВИСНОВКИ……………………………………………………………………………...80
СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ…………………………………………...81
ДОДАТКИ………………………………………………………………………………..82
7
ПЕРЕЛІК УМОВНИХ ПОЗНАЧЕНЬ, СИМВОЛІВ ТА СКОРОЧЕНЬ
КРБ – Кваліфікаційна робота бакалавра
ЧДТУ – Черкаський державний технологічний університет
ГК – Група компаній
ТОВ – Товариство з обмеженою відповідальністю
ТУ – Технічні умови
ДСТУ – Державний стандарт України
РМЦ – Ремонтно-механічний цех
ЧВП – Черкаський виробничий підрозділ
ДСН – Державні санітарні норми
ДБН – Державні будівельні норми
РПЗ – Розрахунково-пояснювальна записка
ОП – Охорона праці
НВО – Науково-виробниче обєднання
ППР – Планово-попереджувальний ремонт
ПМС – паливно-мастильна сировина;
МОП – методо обробки поверхонь;
МОД – маршрут обробки деталі;
D – зовнішній діаметр, м;
d – середній діаметр, м;
S i – крок витка, м;
n – частота обертання об/хв.;
V 3
Bi – об’єм до шагу, м ;
Kпрi– коефіцієнт руху, при переміщенні сировини;
кд – коефіцієнт навантаження;
ка – коефіцієнт, міжосьового навантаження:
кн – коефіцієнт, нахилу ланцюга;
кр – коефіцієнт натягу ланцюга;
кзм – коефіцієнт мастила;
8
S – площа поперечного перерізу, м;
pmax – максимальне значення тиску, Па;
α – кут підйому гвинтової лінії, град.;
Асер – середній квалітет точності поверхонь деталей;
Бсер – середнє значення шорсткості поверхонь даної деталі;
Тшт – штучний час на виконання однієї операції, хв.;
Т0 – основний (технологічний) час, хв.;
Тд – допоміжний час, хв.;
Ттех – час технічного обслуговування робочого місця, хв.
Тп.з – підготовчо-заключний час,хв.
9
ВСТУП
Цукрова галузь традиційно відіграє важливу роль у харчовій промисловості
України, забезпечуючи населення стратегічно важливим продуктом харчування та
роблячи значний внесок в економіку країни. В умовах зростаючої конкуренції та
вимог до якості продукції, постійне вдосконалення технологічних процесів на
цукрових заводах є ключовим фактором їхньої ефективності та сталого розвитку.
Одним із важливих етапів технологічного процесу переробки цукрових буряків
є їхнє очищення від забруднень, зокрема ґрунту, каміння та рослинних решток.
Ефективність цього етапу безпосередньо впливає на якість вихідної сировини,
продуктивність подальших технологічних операцій та загальні економічні показники
виробництва цукру. Серед різноманітного обладнання, що використовується для
очищення буряків, значне місце займають системи ополіскування, в яких ключову
роль відіграють вивантажувальні механізми.
Ефективна робота вивантажувальної системи в обладнанні для ополіскування
цукрових буряків є критично важливою для забезпечення безперебійного та
рівномірного подавання очищеної сировини на наступні етапи переробки.
Неефективність або несправність цієї системи може призвести до затримок у
виробничому процесі, пошкодження буряків, нерівномірного очищення та, як
наслідок, зниження якості кінцевого продукту.
Зважаючи на важливість ефективного очищення цукрових буряків та ключову
роль вивантажувальних систем у цьому процесі, дослідження та вдосконалення
конструкцій і принципів роботи вивантажувального обладнання для ополіскування є
актуальним науково-практичним завданням.
10
РОЗДІЛ 1
КОНСТРУКТОРСЬКИЙ
11
1.1 Порівняльний аналіз існуючих
конструкцій і постановка задачі
Потреба в митті буряків задля видалення прилиплих брудів випливає з
необхідності зберегти леза ножів від затуплення під час нарізування та уникнути
забруднення дифузійного соку. Часткове очищення буряків від домішок відбувається
у гідравлічному транспортері та бурякопідіймальних пристроях. Для фінального
видалення забруднень та додаткового відокремлення важких і легких домішок
використовуються бурякомийні машини безперервної дії. Вони оснащені
перетрушувачами для перемішування та поступального пересування буряків у мийній
воді. Функціонування бурякомийних машин ґрунтується на принципі протитоку:
буряк і мийна вода рухаються назустріч один одному, що є ключем до отримання
чистого буряка.
Свікломи́йки поділяють на такі види:
- одно - або двосекційні з усталеним рівнем води (КМЗ-57М, КМЗ- 61 тощо);
- комбіновані (з двома рівнями води) типу СКМ, СКД- 6.
Ґрунт та глина найкраще змиваються під час інтенсивного тертя коренеплодів
між собою. Отже, на початковому етапі миття буряки мають розташовуватися щільно,
тобто, на початку секції свікломи́йки повинно бути відділення зі зниженим рівнем
води.
Бурякомийні агрегати з усталеним рівнем води створені для промивання буряків,
які не сильно засмічені. До цього типу належать однокорпусні мийки, всередині яких
розміщені один чи два вали, та двокорпусні моделі (наприклад, КМЗ-61).
Однокорпусні бурякозбиральні машини відрізняються від двокорпусних
аналогів конструкцією уловлювачів каміння та піску, специфікою викидаючих
механізмів, а також способом подачі води.
Однокорпусна бурякомийна машина (рис. 1.1) містить мийну секцію 5 та
вивантажувальну зону 17, що розділені перегородкою 10. В нижній частині
перегородки розташований отвір 40, його розмір регулюється механізмом 39, що
приводиться в дію лебідкою.
12
Рисунок 1.1 – Бурякомийна установка
Всередині мийної секції змонтовано горизонтальний перетрушувач з валом 6,
на котрому у чавунних роз'ємних муфтах 8 зафіксовані лопаті (кулаки) 7. Ці лопаті
спроектовані округлими, щоби зменшити ризик ушкодження бурякових бульб. Вал
зібраний з двох частин, з'єднаних муфтою. Спереду, у мийній частині, на
горизонтальному валу розташовано шнек 4. Його функція полягає у розпушуванні
поверхні буряків, що надходять у миття, і сприянні випливанню легких домішок на
водну поверхню. Перетрушувач приводиться в обертання від приводу, що
складається з електромотора та редуктора 1. Корпус мийної частини машини
оснащений подвійним дном: верхнє 21 – перфороване і нижнє 23 – суцільне.
Розвантажувальний відсік машини структурно поділений на три секції за
допомогою перегородок 13 (суцільної) та 14 (з апертурою в нижній частині). В зоні
розвантаження встановлено ротор 11 з елементами захвату (ковшами) 12. Привод
обертання валу ротора 11 здійснюється від трифазного асинхронного електродвигуна
15 через редукторну передачу 16. Для сепарації важких фракцій домішок передбачені
каменеловки 18, 20 та 24, інтегровані в мийну та розвантажувальну частини машини.
Каменеловки виконані у вигляді порожнин, нижні вихідні отвори яких оснащені
запірними елементами (кришками) 34 з гідравлічним приводом відкриття
13
(гідроциліндри 25) та гравітаційним приводом закриття (противаги 32). Верхні вхідні
отвори каменеловок перекриваються секторними засувками (шиберами) 35 з
гідравлічним керуванням (гідроциліндри 37) та фіксацією у відкритому стані за
допомогою противаг 36.
З метою попередження транспортування бурякової маси до каменеловки разом
з важкими забрудненнями, реалізовано подачу рідини під тиском 0,4-0,5 МПа через
трубопровід 33. У штатному режимі функціонування секторний запірний елемент
(шибер) каменеловки знаходиться у відкритій конфігурації, а нижній запірний
елемент (кришка) – у закритій. Сепаровані з буряків піщано-ґрунтові відкладення
проходять через перфоровану поверхню днища мийної секції машини та
акумулюються в пісковловлювачах (піскопастках) з номерами позицій 19, 22 і 26.
Операція вивантаження накопичених відкладень з піскопасток здійснюється шляхом
активації гідравлічних циліндрів 30 для відкриття запірних кришок з подальшим їх
поверненням у закрите положення під дією противаг 31.
Принцип роботи бурякомийної машини такий. Буряк надходить через лоток 2
на шнек, а далі - до мийної частини, де бульби перемішуються лопатями. Це сприяє
відділенню бруду з поверхні, після чого буряк переміщається до частини викиду.
Для ефективнішого очищення буряків від бруду, лопатки в передній частині
валу розташовано ближче одна до одної. Це зроблено для кращого відокремлення
забруднень. Для транспортування буряків до місця розвантаження, лопатки на валу
розміщені по гвинтовій лінії. В процесі руху буряка відбувається відділення землі,
піску, а також важких та легких домішок.
Для ефективнішого видалення піску та ґрунту, що скупчуються між суцільним
та перфорованим днищами, у процесі чищення пісколовки подають воду крізь
барботери. Буряк з мийної зони крізь отвір у перегородці 10 надходить у перше
відділення розвантажувальної частини. Об'єм буряка, що потрапляє до
розвантажувального відділення, контролюється шибером 38. Буряк з першого
відділення розвантажувальної частини за допомогою ковшів 12 перекидається до
другого відділення, де остаточно обполіскується чистою водою (брудна вода
виводиться крізь збірник 3), звідки ковшами подається на водоотділювач. Оскільки
14
ковши не дістають до нижньої суцільної днища, вони не захоплюють відокремлений
пісок і каміння, яке прямує у камнепастку.
У мийному відділенні агрегату легкі забруднення накопичуються на спокійній
поверхні води, рівень якої на 300-400 мм вищий за робочі елементи. У боковій стінці
корпусу встановлено жолоб 9 з перфорованим 27 та суцільним 28 дном. Легкі
домішки з поверхні води потрапляють у цей жолоб через отвори в стінці корпусу під
дією струменів води, що виходять з труби, розташованої на протилежному боці
машини. Забруднення затримуються на перфорованому дні жолоба та періодично
видаляються, а вода з домішками виводиться через штуцер 29.
Комбіновані бурякомиїні машини призначені для очищення буряка з
інтенсивним забрудненням, ці машини обладнані відділенням зі зменшеним рівнем
води для покращеного видалення важких та прилиплих домішок, і відділенням зі
збільшеним рівнем води для оптимального уловлювання легких забруднень. Їх
конструкція передбачає рух буряка назустріч потоку води, автоматичне регулювання
рівня води, ефективне видалення легких плаваючих домішок та безперервне
відведення дрібних осаджених забруднень по всій протяжності мийної частини.
Бурякомийна машина КМЗ-М включає два відділення: мийні (9, 12) та
розвантажувальне (22); електродвигуни (1, 21, 36); редуктори (2, 35); муфти (3, 31);
підшипники (4, 10, 19); завантажувальний бункер (5); лопаті (6, 25); перфоровані
днища (7, 23); перетрушувачі (8, 24); борти (11); напрямні планки (13); направляючий
барабан (14); шнек (15); корпус шнека (16); перегородки (17, 30); ковші (18);
піскопастки (26, 29, 32); каменеловку (27); гідроциліндри (28, 39, 48); проміжний вал
(33); раму привода (34); патрубок (37) для подачі води; жолоби (38); секторний шибер
(40); противаги (41, 43, 47); кришку (42); лебідку (44); шибер (45). Над піскопасткою
26 передбачено отвір (46).
Перше мийне відділення, позначене як 9, характеризується низьким рівнем
води, тоді як друге, номер 12, має високий рівень. У першому відділенні функціонує
перетрушувач 8, який обертається в підшипникових опорах, що позначені цифрами 4
та 10. Приведення в рух здійснюється від електродвигуна 1 через редуктор 2 та муфту
3. Друге відділення, натомість, обладнане валом 24 зі власним приводом.
15
На розвантажувальній частині ротора встановлено 18 ковшів. Обертання вала
ротора забезпечується електродвигуном 21 через варіатор 20 і редуктор. Варіатор
дозволяє змінювати швидкість обертання ротора з ковшами.
Минувши перше мийне відділення, буряк через отвір у перегородці одразу
опиняється в другому. Для відділення легких домішок, що спливають на воді, друге
мийне відділення має соломоловушку. Ця система складається з направляючого
барабана 14 та шнекового транспортера 15, який виводить небажані частинки з
машини.
Шибер, що закриває отвори в стінці жолоба 38, підтримує потрібний рівень
води в машині. Камнеловушка 27 використовується для уловлювання каміння. Пісок
і ґрунт виводяться за допомогою піскопасток, обладнаних спеціальними приймачами
з похилими стінками. Подібна конструкція піскопасток значно покращує якість
очищення від піску та землі.
Принцип дії свекломоечной машини КМЗ-м такий же, як і машини КМЗ-57М.
Бурякомиюча машина СКД- 6 (рис. 1.2) машина має у своїй конструкції два
мийних відділення та один розвантажувальний вузол (20).
Рисунок 1.2 – Бурякомиюча комбінована машина КМЗ-М
16
Рисунок 1.3 – Бурякомиюча машина СКД-6
Низький рівень води в першому мийному відділенні 6 сприяє інтенсивному
відмиванню буряків через їх взаємне перетирання. У другому відділенні 13, де рівень
води високий, відбувається остаточне очищення коренеплодів з одночасним
відділенням важких і легких домішок.
Під кожним шнеком днище корпусу має напівциліндричну форму, а в зонах
розташування піскопасток 23 і 25 воно перфороване. У відділенні з низьким рівнем
води піскопастки встановлені одна за одною, а у відділенні з високим рівнем води –
паралельно (тут також знаходиться камнеловушка 22). Відкриття кришок
камнеловушки та піскопасток відбувається періодично за допомогою гідроциліндрів
21, які керуються автоматизованою системою з програмним забезпеченням.
У кожному з двох мийних відділень встановлено два горизонтальні
перетрушувачі, розміщені паралельно один одному. Вали перетрушувачів 7 у
першому відділенні мають проміжну опору 4 (по одній на вал), змащення якої
забезпечується водою, що подається під тиском через трубопроводи 5. На кожному
валу 9 по спіралі приварені цапфи з лопатями 8, основна функція яких полягає у
перемішуванні буряка та його просуванні вздовж машини.
Перекидні зварні лопаті 10 з круглих сталевих прутків розташовані на кінцях
перетрушувачів першого відділення, перед його торцевою стінкою. Їхнє завдання –
перемістити буряк з відділення з низьким рівнем води по лотку 11 у друге відділення.
У другому мийному відділенні в опорах 24 знаходяться два перетрушувачі 15, які
17
обертаються за допомогою приводів 1 та 12. Кожен з приводів включає
електродвигун, редуктор і зубчасту передачу.
На завершенні другого відділення розташовані викидні лопаті 17, з'єднані з
розбірною литою маточиною 18, яка зафіксована на валу, що обертається в
підшипниках 16. Привод цих лопатей здійснюється електродвигуном 19 постійного
струму, що забезпечує регулювання їхньої швидкості обертання в діапазоні 0,1-7
обертів за хвилину.
Для видалення легких домішок, що знаходяться на поверхні води у другому
відділенні, застосовується соломоловушка 14, яка має відбійний барабан і шнековий
транспортер. У першому відділенні рівень води зазвичай на 50 мм нижче центра
перетрушувачів і підтримується шибером, встановленим у бункері переливу 3,
обладнаному направляючими 2 для завантаження буряка. У другому мийному
відділенні рівень води автоматично підтримується на 400 мм вище лопатей
перетрушувачів.
Таблица 1.1 – Технічна характеристика буряко-мийних машин
Показатель КМЗ-57М СКМ15-60 КМЗ-М СКД-6
Продуктивність буряку,
800, 1000 1500 1500 6000
т/добу
Корисна місткість, м3:
миючій частині 20 22,2 11 52
ковша 0,043 0,043 0,043 Лопасти
Частота обертання 20 15 10 и 20 12,8 и
ворошителів, мин-1 15,2
Потужність електродвигуна,
кВт:
ворушителів 14 28 10 и 10 75 и 40
розвантажувального ротора 4,5 10 5,5 19,6
соломоловушки – – 3 1,5
Габаритні розміри, мм:
довжина 13 470 14 775 12 575 18 015
шириа 3 280 3 300 3 760 5 600
висота 4 110 4 800 4 920 6 700
Масса, кг 19 900 28 000 19 118 55 300
Процес відмивання буряка триває приблизно 340 секунд, а витрата води
становить 40.45% від маси буряка. Однак, свекломийні машини з високим рівнем
води та комбіновані агрегати мають суттєві недоліки: значну металоємність, великі
18
виробничі площі, а тривалий час миття призводить до значних втрат цукру у
відпрацьованій воді, особливо при переробці пошкодженого або мороженого буряка.
19
1.2 Опис конструкції обладнання
Ополіскувач для цукрових буряків складається з пірамідального корпусу, де
основа розташована зверху. На одній стіні цього корпусу розташовано бункер для
надходження буряка, а на протилежній – сітчастий конвеєр, призначений для
затримання легких домішок. Шнековий механізм відповідає за виведення буряка з
ополіскувача. До сітчастого конвеєра приєднано перфоровані пластини, які мають
вигнуту форму, відповідну формі уловлюваних домішок.
Рисунок 1.4 – Загальний вигляд ополіскувач буряків
Корисна модель стосується устаткування безперервної роботи, призначеного
для відділення легких домішок від коренеплодів у рідинному середовищі. Найбільшу
користь ця модель може принести при відокремленні легких сторонніх предметів від
коренеплодів (буряків, картоплі, моркви) у цукрових, крохмальних виробництвах.
За найближчий аналог взято промивач буряка (Колесник Б.Г. та ін. Довідник
механіка цукрового заводу. Технологічне обладнання / Колесник Б.Г., Лисиков В.П.,
Парходько А.П. – М.: Легка і харчова пром-сть, 1983 р., 27 с.), що є корпусом у формі
пірамідальної ємності з основою зверху, заповненої водою, куди подається буряк, в
одній з бічних стінок корпусу змонтовано транспортувальний пристрій для буряка у
вигляді шнекового механізму, а зверху розташовано сітчастий конвеєр для видалення
легких домішок.
20
Цей ополіскувач має два ключові завдання: завершальне обполіскування
буряків задля остаточної чистоти та контрольване усунення дрібних забруднень перед
їхнім потраплянням до бурякорізок.
Недоліком даної конструкції, що базується на принципі найближчого аналога,
є суттєва втрата великих і легких домішок. Зокрема, ПЕТ-тара, яка часто
використовується для пакування рідких продуктів, просто зісковзує з сітчастого
конвеєра. Цей фактор створює серйозні труднощі на деяких цукрових заводах.
Видалення цих відходів здійснюється виключно вручну, що збільшує трудовитрати.
В основі корисної моделі лежить завдання вдосконалення обмивача цукрових
буряків. Мета – підвищити ефективність відділення легких домішок від коренеплодів
у водному потоці. Це досягається шляхом монтажу додаткових вигнутих
перфорованих пластин, які кріпляться до сітчастого конвеєра.
Поставлене завдання реалізується завдяки ополіскувачу для цукрових буряків,
який має пірамідальний корпус з основою, розташованою у верхній частині. З одного
боку корпусу розміщено приймальний бункер для буряків, а з іншого - сітчастий
конвеєр, призначений для уловлювання легких домішок. Для видалення буряків з
ополіскувача передбачено шнековий механізм.
Відповідно до корисної моделі, до сітчастого конвеєра додано перфоровані
пластини. Їхня форма згину точно відповідає конфігурації домішок, які мають бути
захоплені.
Причинно-наслідковий зв'язок між вказаними характеристиками та досягнутим
технічним результатом проявляється у наступному.
Буряки, пройшовши бурякомийку, надходять до приймального бункера, де їх
обполіскують. У нижню частину цього бункера подається вода, щоб вони не осідали
на дно. Тут відбувається відділення важких домішок, які опускаються на дно бункера.
Вода, що виходить, з усіма домішками потрапляє в основний бункер, де все
осідає на дно. Звідти сміття виводиться за межі ополіскувача за допомогою
транспортуючого шнека.
Легкі забруднення, що піднялися на поверхню бункера, спрямовуються
потоками води до сітчастого конвеєра. Потрапляючи на рухому сітку, вони
21
виводяться за межі системи ополіскування. Водночас великі легкі домішки не здатні
подолати нахилену сітчасту поверхню конвеєра і скочуються назад у ванну,
накопичуючись там. Щоб цього уникнути, на сітчастому конвеєрі закріплені вигнуті
перфоровані пластини. У такій конфігурації великі легкі забруднення, притиснуті
потоком рідини до сітчастого конвеєра, захоплюються цими пластинами та
транспортуються разом з ними до вивантажувального бункера, з якого і видаляються
за межі системи ополіскування.
Вигин перфорованих пластин має повторювати контури великих, важких
домішок, найчастіше це порожні ПЕТ пляшки. Це дозволяє утримувати їх та
забезпечує можливість виведення за межі обладнання.
Отже, монтаж додаткових перфорованих листів дасть змогу підвищити
ефективність уловлювання домішок, що є легшими за воду. Водночас, досягається
захоплення таких специфічних забруднювачів, як використані ПЕТ-пляшки. Це
позитивно вплине на якість подальших технологічних процесів переробки вихідної
сировини.
На рисунку 1.4 зображено загальний вигляд мийки для цукрових буряків, на
рисунку 1.5 представлено вид збоку на мийну установку, а на рисунку 1.6 показано
сітчастий транспортер. На рисунку 1.7 показано конструкцію гребінок, які призначені
для видалення великих легких домішок.
Ополіскувач для цукрових буряків має форму пірамідального корпуса 1, з
широкою верхньою основою, до якого з одного боку прилягає приймальний бункер
для буряка 2. У верхній частині конструкції розташовано сітчастий конвеєр 3,
призначений для уловлювання легких домішок, а також шнековий механізм 4, що
забезпечує видалення буряка з ополіскувача. Для виведення важких домішок
передбачені засувки 5. До сітчастого конвеєра приєднано перфоровані пластини 6,
вигнуті відповідно до форми великих легких домішок, що підлягають захопленню.
Ополіскувач цукрових буряків функціонує так:
Буряки надходять у приймальний бункер 2 згори, а звідти їх висхідним
струменем води транспортують до пірамідального корпусу ополіскувача 1. Важкі
забруднення осідають на дні приймального бункера 2, з якого їх час від часу
22
видаляють. У пірамідальному корпусі ополіскувача відбувається розділення буряків
та легких домішок. Буряки опускаються на шнековий вивантажувальний механізм 4 і
транспортуються для подальшої обробки. Легкі домішки, завдяки своїй меншій
щільності, піднімаються на поверхню рідини та потоками рідини притискаються до
сітчастого конвеєра. Дрібні легкі домішки захоплюються сіткою конвеєра та
видаляються з ополіскувача. Більші легкі домішки, наприклад, ПЕТ-пляшки,
утримуються струменями рідини до моменту їх захоплення зігнутими
перфорованими пластинами 6, прикріпленими до сітчастого конвеєра (може бути
кілька рядів таких пластин). Ці пластини піднімають великі легкі домішки з рідини та
виводять їх за межі ополіскувача.
Ефект захоплення сторонніх включень у ополіскувачі з перфорованими
пластинами, закріпленими на сітчастому конвеєрі, значно посилюється. На
перфорованих пластинах затримуються майже всі легкі домішки, незалежно від
розміру: як дрібні та легкі, зосереджені у верхніх шарах рідини, так і великі,
наприклад, шматки ПЕТ-упаковки. Підвищена ефективність вилучення домішок
сприяє покращенню якості подальших технологічних етапів. Скажімо, у
бурякоцукровому виробництві, якщо деякі сторонні предмети залишаються
незахопленими, вони можуть спричинити швидке затуплення ножів у бурякорізці, що
негативно впливає на подальшу операцію - екстракцію цукру в дифузійному апараті.
Це особливо актуально у випадку з ПЕТ-тарою.
Технічний ефект від застосування корисної моделі полягає у підвищенні
продуктивності вилову легких домішок завдяки додатковому розміщенню на
сітчастому конвеєрі перфорованих вигнутих пластин, на яких відбувається основне
захоплення легких та довгих, а також об'ємних сміттєвих елементів, наприклад,
поліетиленової упаковки. Це дозволить здійснювати подальші технологічні процеси
обробки сировини з кращою якістю.
Ополіскувач для цукрових буряків, що має пірамідальний корпус з верхньою
основою. З одного боку цього корпуса розміщено бункер для приймання буряків, а з
іншого - сітчастий конвеєр, призначений для уловлювання легких домішок. Також
наявний шнековий механізм, який відводить буряки з ополіскувача. Характерною
23
особливістю є кріплення перфорованих пластин до сітчастого конвеєра, при цьому
форма вигину цих пластин відповідає формі домішок, які потрібно вловлювати.
Рисунок 1.5 – Вид збоку ороліскувач буряків
Рисунок 1.6 – Сітчастий транспортер
Рисунок 1.7 – Грибінка ополіскувач буряків
Технологічна схема миття буряків, зображена на рисунку 1.8, включає основну
бурякомийну машину, ротаційний сепаратор (поз. 12), збірник оборотної води (поз.
13), насос (поз. 14) та водовідділювачі (поз. 1 та 11). Коритні комбіновані
бурякомийні машини моделей Ш1-ПМД-2 та Ш1-ПМД-3 мають однакову
конструкцію, що складається з двох відсіків. Перший відсік (поз. 2) характеризується
низьким рівнем води та містить два паралельних кулачкових вали (поз. 3) з
незалежними приводами (поз. 19), пісковловлювач (поз. 17), систему дренажу (поз.
24
18) і поперечну перегородку (поз. 4) з отворами для транспортування буряків. Другий
відсік (поз. 5) має високий рівень води та оснащений двома вивантажувальними
шнеками (поз. 10) з окремими приводами (поз. 9), спеціальним пристроєм для
видалення легких домішок (поз. 6), двома уловлювачами важких домішок (поз. 15 та
16), коробом для збору плаваючого буряка (поз. 7) та двома сопловими апаратами
(поз. 8).
Рисунок 1.8 – Технологічна схема пункту миття буряків
Конструкція бурякомийної машини передбачає наявність уловлювачів важких
домішок (15 і 16) інтегрованих у нижню частину відсіку високого рівня та на похилу
поверхню зони переходу бурякової маси з відсіку низького рівня. Привод кулачкових
валів у відсіку низького рівня та вивантажувальних шнеків у відсіку високого рівня є
незалежними, що забезпечує адаптивність функціонування. Технологічний процес
миття залишається стабільним незалежно від синхронності обертання кулачкових
валів. У відсіку низького рівня реалізовано інтенсивне механічне оброблення буряка
в умовах мінімального водоспоживання з подальшим вологим очищенням (ступінь
вологості регулюється залежно від рівня забруднення та заданого алгоритму).
Промивна вода та буряк рухаються за принципом протитоку. Подача чистої води
здійснюється через два соплові пристрої, розташовані у верхній частині
вивантажувальних шнеків. Для оптимізації видалення легких фракцій забруднень у
відсіку високого рівня застосовується рециркуляційна система промивної рідини.
25
Принцип роботи:
Буряк надходить через приймальний бункер у відділення з постійним зливом
мийної рідини. Спеціальна конструкція шнекових валів забезпечує переміщення
буряків вздовж корпусу бурякомийки, одночасно забезпечуючи їх ретельне
обмивання. У відділення з періодичним продуванням подається вода, яка змиває
забруднення з буряків. Поперечна перегородка підтримує постійний рівень води.
Відділені бруд і пісок, проходячи через отвори в днищі, накопичуються в
пісковловлювачі та періодично видаляються. Після цього, очищений буряк за
допомогою вивантажувальних скребків направляється для подальшої обробки.
26
1.3 Монтаж обладнання
Технологічний процес монтажу вивантажувальної системи для ополіскування
цукрових буряків повинен відповідати вимогам стандартів і технічним умовам. [1]
При підготовці бурякомийки до монтажу потрібно:
– забезпечити, щоб усі особи, які беруть участь у роботі, були проінформовані
про робочі процедури та заходи безпеки;;
– переконайтеся, що всередині обладнання немає сторонніх предметів.;
– закрити доступ до обладнання і до зони його розміщення особам, які не
призначені для виконання цієї роботи;
– перевірити освітленість місця монтажу та знання їх працюючими, наявність
інструкцій з охорони праці;
– зона установки має бути відокремлена від іншої частини приміщення
тимчасовою огорожею заввишки не менше 1 м. Не допускайте сторонніх осіб до місця
встановлення.
Межі небезпечної зони мають бути чітко позначені на установці, щоб
унеможливити доступ сторонніх осіб. Перед початком монтажу бурякомийки
необхідно перевірити комплектність поставки у відповідності з специфікаціями. У
разі тривалого зберігання обладнання на складах усі складові частини та вузли
одиниці обладнання підлягають контрольній перевірці, ревізії та розконсервації у
строки, визначені технічними умовами на виготовлення, комплектацію та поставку
обладнання. Обладнання, компоненти трубопроводів і матеріали повинні бути
закріплені під час завантаження, розвантаження і переміщення, а також повинні
дотримуватися правила будівельної безпеки. Обладнання, компоненти трубопроводів
і матеріали повинні бути надійно і безпечно закріплені за допомогою передбачених
для цього засобів.
Вивантажувальна система для ополіскування цукрових буряків доставляється
до головного місця монтажу, автокраном вантажопідємністю 25 тон, в зону дії
вантажопідйомних механізмів.
27
Монтаж вивантажувальної системи для ополіскування цукрових буряків.
Машина доставляє на цукровий завод, розвантажуємо машину
електронавантажувачем після розвантаження розпаковуємо бурякомийку і
перевіряємо чи всі компоненти наявні і непошкоджені. Переконуємося, що в
комплекті є інструкція з монтажу та експлуатації.
Автокран переміщає бурякомийку до місця монтажу. Перед початком монтажу
переконуємося чи має бурякомийка місце для розташування потім потрібно
переконатися що місце розміщення мийки має стійку поверхню з вільним доступом
до необхідних з’єднань. Збираємо бурякомийку дотримуючись інструкцій,
встановлюючи всі компоненти на місце з'єднуючи різні частини.
Після збирання системи для ополіскування цукрових буряків встановлюємо
обладнання на місце монтажу за допомогою автокрану. Потім підключаємо
бурякомийку до електричної мережі. Приділяємо особливу увагу на правильність
електричних з'єднань та заземлення.
Перевіряємо чи всі з’єднання щільні та надійні, переконуємося що всі
компоненти встановлені правильно, налаштовуємо параметри бурякомийки, такі як
тиск, швидкість миття, тощо, відповідно технічним характеристикам бурякомийки.
Пробний запуск бурякомийки проводимо на холостому ходу без навантаження
перевіряючи правильність роботи механізму.
Перш ніж розпочати використання бурякомийки на повну потужність,
проводимо тестову мийку на невеликій кількості буряка. Перевіряємо якість і
рівномірність введалення пилу та землі, а також налаштування пристрою.
Технічні засоби для монтажу обладнання
Для транспортування до місця встановлення вивантажувальної системи для
ополіскування цукрових буряків підбираємо Автокран XCMG QY25KD
Автокран XCMG QY25K5D (рис 1.9) широко використовується для виконання
підйомних та монтажних робіт у різних галузях, включаючи будівництво,
транспортування, комунальне господарство, нафтогазову промисловість та інші. Він
поєднує в собі надійність, продуктивність та економічність в експлуатації.
28
Автокран XCMG QY25K5D вантажопідйомністю складає 25 т, а максимальна
висота підйому – 40.1 м.
Рисунок 1.9 – Автокран XCMG QY25KD
Технічна характеристика Автокрана XCMG QY25KD приставлено в таблиці
1.2.
Таблиця 1.2 – Технічна характеристика Автокрана XCMG QY25KD
29
1.4 Технічне обслуговування обладнання
Бурякомийка працюватиме ефективніше і результативніше лише тоді, коли
вона систематично обслуговуються належним чином, тобто, якщо дотримуються
встановлених процедур технічного обслуговування, ремонту та регулювання. Роботи
з технічного обслуговування разом з ремонтними роботами складають систему
технічного обслуговування і ремонту.
Під час ремонту застосовується система планово-попереджувального
технічного обслуговування і ремонту машин. Суть цієї системи полягає в
необхідності проведення певних робіт з технічного діагностування і технічного
обслуговування (а при необхідності і ремонту) техніки, яка відпрацювала свій ресурс.
Технічне обслуговування є строго обов'язковим, як з точки зору періодичності, так і
обсягу виконуваних робіт. Ремонти плануються відповідним чином і проводяться в
міру необхідності, залежно від обсягу робіт, які необхідно виконати, і технічного
стану машини [2].
Більшість машин мають планову систему профілактичного обслуговування і
ремонту, яка включає щоденні огляди, три види періодичних оглядів (ТО-1, ТО-2 і
ТО-3), періодичні ремонти і капітальний ремонт.
Регламент технічного обслуговування розробляється за участю конструкторів
та експертів, які випробовують машини на заводі-виробнику, і уточуються на основі
експлуатаційних даних обладнання та досвіду експлуатації машин.
Якщо технічне обслуговування не призводить до задовільної роботи, машина
відправляється в ремонт.
Характер і періодичність ремонтних робіт визначає фахівець з ремонту,
враховуючи конструктивні особливості машини, частоту використання, характер
зносу деталей і вузлів, а також час, необхідний для відновлення і налагодження [2].
Знос і подряпини на посадковій поверхні виникають під час зняття запресованої
деталі з валу. Знос також може відбуватися через нещільну посадку деталей, що
сполучаються, на вал. Якщо є лише невелика кількість вибоїн або задирок, частини,
що виступають, слід зачистити. Якщо дефекти перевищують 20% посадкової
30
поверхні, вал ремонтують електрозварюванням або наплавленням металу з
металізацією [3].
Обслуговування кулачкових буряків мийок полягає в регулюванні кількості
буряків і води, що надходять до них, систематичному чищенню піско і каменепасток,
водозливного жолоба, ботволовушки і решіток. У буряки необхідно подавати чисту
(свіжу і освітлену) холодну воду. На випадок переробки мерзлого та підмороженого
буряків має бути передбачене підведення теплої води. Не можна допускати
перевантаження буряків миші буряком, щоб уникнути поломок валів і приводів.
Перед пуском або зупинкою буряка, а також перед чищенням пасток необхідно дати
попереджувальний сигнал. У період чищення під бурякомийкою не повинні бути
люди. Під час роботи буряко-мийки ремонт її проводити не можна. Ремонт
електродвигунів, приводів та пускової апларатури повинен здійснюватися за
відключеної мережі. Усі електродвигуни буряко-мийки повинні бути заземлені
Необхідно стежити, щоб підшипники, електродвигуни та редуктори не нагрівалися
вище 50 ℃, своєчасно змащувати ці вузли.
Пісколовушки чистять не менше 2 разів на годину, а каменяловушки - не менше
2 разів на зміну. Недотримання режиму очищення може призвести до залягання
домішок у пастках. Одночасне відкриття всіх пасток не допускається, оскільки це
пов'язано з великою втратою води в буряків. При необхідності пуску буряків у роботу
включають всі електродвигуни, наповнюють миття водою і потім починають
рівномірно подавати буряки в неї. Подачу буряків регулюють пульсуючим шибером
на гідротранспортері. Роботу буряко-мийки систематично контролюють шляхом
аналізу забрудненості буряків, що виходять з неї, і вмісту цукру в мийній воді.
Ґрати під бурякомийкою повинні бути в чистоті. Домішки, видалені з пасток,
негайно видаляють. При отриманні з бурякопереробного відділення сигналу про
необхідність припинити подачу буряків зупиняють надходження їх у бурякомийку і
вимикають електродвигун ковшів, що викидають. Якщо необхідно зупинити
кулачкові вали, мийні відділення попередньо звільняють від буряків принаймні
наполовину. Для цього слід закрити пульсуючий шибер на гідротранспортері.
31
Таблиця 1.3 – Основні неполадки в роботі кулачкових буряків та заходи щодо
їх усунення
Ознаки неполадок Можливі причини Заходи щодо усунення
Погане відмивання Недостатнє надходження Відрегулювати
буряків від прилиплих води в буряки надходження води
домішок (пісок, земля) Надмірна забрудненість Налагодити роботу
буряків очисних пристроїв
Потрапляння у миті Погана робота камене- і Перевірити справність
буряки важких домішок пісковушок на камене- і пісковушок,
гідротранспортері та у відремонтувати та
бурякомийці налагодити регулярне
чищення пасток буряко-
мийки.
Оглянути та очистити
сита буряко-мийки
Потрапляння у миті Погана робота Перевірити та
буряки легких домішок ботволовиків на налагодити роботу
гідротранспортері та в ботволовиків
бурякомийці Перевірити рівень зливу
на місці скидання легких
домішок і, якщо
необхідно, пронизити
його.
Встановити нормальний
вступ
води в змивні труби. При
неспокійному дзеркалі
води збільшити рівень її
в буряко-мийці
підвищенням зливів, при
необхідності наростити
борти бурякомийки
Перегрів електродвигуна Підвищена витрата Перевірити заповнення
мийного відділення потужності у зв'язку з буряків, при необхідності
буряко-мийки перевантаженням зменшити
бурякомийки буряком надходження її до
або несправним станом досягнення нормального
електродвигуна ступеня заповнення.
32
Продовження таблиці 1.3
Перевірити затягування
підшипників
сальників, при надмірній
затяжці послабити її.
Потрапляння в буряко- Забивання Перевірити та, якщо
мийку брудної водовідділювача перед необхідно, очистити
транспортерної води буряком хвостиками, водовідділювач.
уламками буряків та
сторонніми домішками
Шийки валу зношуються під час встановлення, зняття підшипників і обертання
внутрішнього кільця підшипника на валу. Сильний знос із задирами відбувається при
заїданні підшипника. На знос сильно впливають шорсткість і твердість поверхні.
Шорсткість поверхні характеризується висотою шорсткості Rz і стандартним
відхиленням профілю Ra [3].
Ремонт валу. При ремонті валу спочатку виконують зварювання та обробку
поверхні, оскільки ці операції можуть призвести до деформації деталей і
пошкодження чисто оброблених поверхонь. Після зварювання поверхні валу
вирівнюють і попередньо обробляють. Фінішна обробка оброблених поверхонь валу
є останнім етапом.
Для збереження прямолінійної форми валу і зменшення внутрішніх напружень
після рихтування проводять термічну обробку, під час якої вал витримують при
температурі 400-500°C протягом 0,5-1 години.
Ремонт валу методом наплавки, проводимо за допомогою зварювального
апарату наплавляючи на зношенні поверхні шар металу. Для цього встановлюємо вал
в патрон токарно-гвинторізного верстату 16К20 вмикаємо на невеликі оберти та
наварюємо метал по спіралі. (рисунок 1.10).
Рисунок 1.10 – Наварювання валу по спіралі
33
Для підвищення стійкості металу шва до кристалізаційного розтріскування
необхідно знизити вміст вуглецю в металі шва. Це досягається шляхом використання
електродів зі зниженим вмістом вуглецю і зменшення співвідношення основного
металу в металі шва. Для наварювання зношених поверхонь валу середньо вуглецевої
сталі використовуємо електроди марки УОНИ-13/45. Для зниження ймовірності
утворення загартованих структур слід використовувати попередній і подальший
підігрів виробу. Надійним способом отримання міцності зварного з'єднання за
низького вмісту вуглецю є легування металу шва додатковим марганцем або
кремнієм.
Для подальшої механічної обробки вал необхідно відпусти для цього його
нагрівають до температури 250-300° і повільно охолоджують в золі або в печі. Після
зварювання вал обточують і шліфують до початкових розмірів.
Ремонт шпонкових пазів. Дефекти шпонкових пазів можуть проявлятися у
вигляді зносу поверхні, викришування і забруднення металу обробленої поверхні.
При ремонті зношеного шпонкового пазу, його заварюють а на новому місці
фрезерують новий шпонковий паз. Новий паз розташовують під кутом 120 градусів
по відношенню до старого пазу для зменшення концентрації напружень.
Фрезерування зношеного шпонкового паза здійснюють таким чином, щоб
стінки були оброблені і відфрезеровані на поверхні відповідно до нормального
розміру шпонки.
34
1.5 Основні розрахункові залежності
Продуктивність уніфікованих мийних машин Q, що вимірюється в кілограмах
за секунду (кг/с), визначається продуктивністю їхнього робочого транспортера.
Q=b∙ hc ∙ c ∙ pc ∙vc, (1.1)
де b - ширина робочої частини транспортера, м (визначається шириною
інспекційного транспортера, яка складає 0,6-0,9 м);
hс - висота шару сировини, м (табл.1.4);
- коефіцієнт використання транспортера ( с=0,6-0,7);
рс - насипна густина сировини, кг/м3 (табл.1.1);
v - швидкість транспортера, м/с.
Час відмокання сировини τ, с визначається корисним об'ємом ванни Wn, м
3:
�� ⋅��
�� = �� �� (1.2.)
��
Таблиця 1.4 – Насипна густина плодів і овочів
Сировина Висота шару сировини Насипна густина рс,
hCl, м кг/м3
Кабачки 0,14 450-500
Перець 0,08 200-300
Баклажани 0,16 330-430
Помідори 0,06 580-630
Цибуля 0,05 490-520
Яблука 0,07 430-579
Груші 0,06 450-610
Сливи 0,03 530-680
Морква 0,05 560-590
Корисний об'єм ванни W визначається площею дзеркала води у ванні F 2
з, м . При
звичайній призматичній формі ванни:
�� ∙��
�� = 3 �� (1.3)
2
де Н - глибина найбільш зануреної частини і несучої частини транспортера
(H = (0,5-5-0,7 м).
35
Площа дзеркала води у ванні машини F, м2:
F3=A ∙ B,
де А – довжина дзеркала води у ванні, м;
В – відстань між боковими стінками ванни, м (В= b+0,1).
Об'єм повітря та необхідний тиск для його подачі в барботер залежать від площі
вільної поверхні води у ванні та глибини розташування вихідних отворів барботера.
Експлуатаційні норми мийних машин визначають подачу повітря на рівні 1,5 м³/хв на
кожен м² дзеркала води.
1,5��
��в = (1.4)
60
Вибір нагнітача повітря для мийної машини ґрунтується на необхідній витраті
повітря (Wn) та тиску (Pп). Оскільки опір повітропроводу до барботера та швидкість
повітря в ньому вважаються незначними, необхідний тиск (Pп) у Паскалях
визначається переважно гідростатичним тиском стовпа рідини над отворами
барботера.
����⋅�� 2
���� = �� (1 + ∑ ��) + ���� ⋅ ℎ ⋅ ��, (1.5)
2
де ρп – густина повітря, кг/м3 (ρ = 0,00129 кг/м3,);
vn – швидкість повітря в повітропроводі, м/с (vn рекомендується не
більше 10 м/с);
х – коефіцієнт місцевого опору (в розрахунку = 0,30-0,45);
рр – густина води, кг/м3 (рв=1000 кг/м3,);
hp – глибина занурення в воду отворів барботера, м (hp =Нм+0,1);
g – прискорення вільного падіння, м/с2.
Потужність двигуна для приводу нагнітача повітря Nn, кВт,
�� ⋅��
�� = �� �� , (1.6)
1000⋅����
де Wn – витрати повітря, м3/с;
Рп – необхідний тиск, Па (Р=0,15-0,2 МПа);
ηп – ККД нагнітача (η=0,6+0,8).
36
Для визначення потужності (N), у кіловатах, необхідної для роботи
відцентрового насоса, що забезпечує рідиною струминні пристрої, використовується
формула, подібна до формули (1.6).
����⋅����
���� = Q (1.7)
1000⋅����
де Qp – витрати рідини, м3/с;
Р – тиск рідини біля насоса, Па; Рp = 0,2-0,3 МПа;
Nn – ККД насоса (Nn=0,70-0,85).
Витрати рідини Qp , м
3/с:
����2 2��
�� = �� �� ��
√ , (1.8)
4 ����
де µ – коефіцієнт витрати, значення якого залежить від типу насадки (для
циліндричної ( µ = 0,82 ); для конічної, що сходиться, ( µ = 0,48 ); тип насадки
обирається).
d – розмір отворів у барботері, який вимірюється в метрах, є змінною величиною
і може бути обраний з ряду: 0,75 мм, 1,25 мм або 1,50 мм. Цей вибір визначається
типом сировини, що підлягає обробці. Зазвичай, для дрібних плодів та овочів
застосовують менші діаметри отворів.
п – при проведенні розрахунків кількість ідентичних отворів барботера
приймається як ( n ), що знаходиться в діапазоні від 50 до 60.
Ри – напір рідини на виході з отворів, що використовується в розрахунках,
дорівнює [значення] в паскалях (Па).
Р = 0,2...0,3 МПа);
рр – густина миючої рідини, кг/м3 (рр = 1000 кг/м3).
Напір рідини біля насоса:
де Рп – втрати напору від місцевих і шляхових опорів, Па.
37
Втрати напору:
�� 2
���� ��
���� = [1 + ∑(�� + �� ��
�� )] Па, (1.9)
2 ����
де υр – швидкість рідини в трубопроводі , м/с (рекомендується не більше 2 м/с);
ξ – коефіцієнт місцевого опору (вибирається за довідником, в розрахунку
приймається ξ =0,85);
λр – коефіцієнт опору тертя по довжині трубопроводу;
lт – довжина трубопроводу, м;
dm – діаметр трубопроводу, м.
Коефіцієнт опору тертя по довжині трубопроводу визначається за наступними
формулами:
0.3164
при ���� ≤ 100000���� = , (1.10)
����0.25
0.555
при ���� ≥ 100000���� ( 2
���� () ) (1.11)
����
7
Re – число Рейнольдса, ���� = ���� ⋅ ���� ⋅ ����/����, (1.12)
µр – кінематична в'язкість миючої рідини
(µ = l,01 -106 м2
р /с)
Потужність Nтр,кВт, для приводу основного транспортера:
Am⋅ν
N = m
mp , (1.13)
1000⋅η
де А – зусилля транспортера, Н;
υш – швидкість транспортера, м/с;
ή – ККД передаточних механізмів (ή=0,61.. .0,78).
Тягове зусилля визначають методом обходу по контуру з врахуванням
максимального завантаження. Орієнтовно тягове зусилля
Ат, Н-м, можна визначити за формулою:
Ат = (0,125qL+ 50+0,125qL)g,
38
де q – маса корисного навантаження на 1 м транспортера, кг (q=8...12 кг);
q – маса 1 м транспортера без навантаження, кг (q =4,4...5,1 кг);
Lч – довжина навантаженої частини транспортера, м (L=0,65 L);
L – довжина транспортера, м;
g = 9,81 м/с2 – прискорення вільного падіння.
1.6 Кінематичний розрахунок приводу
1. Процес вибору електродвигуна.
2. Визначаємо ККД передачі:
ηобщ. = ηр.п. · ηред.· ηц. п., (1.14)
де ηр. п – к.п.д. ремінній передачі,
ηр. п = 0,96;
ηред – к.к.д. редуктора,
ηред. = 0,95;
ηц. п – к к.д. ланцюговій передачі,
ηц. п = 0,95;
η общ = 0,96·0,95·0,75=0,87.
3. Визначаємо необхідну міцність двигуна:
Рвых 2,2
Рвх. = ; Рвых=2,5 ; ηбщ=0,87; Рвх= = 2,5кВт. (1.15)
��общ 0,87
4. Зважаючи на визначену раніше потужність, здійснюємо вибір
електродвигуна. Ним стає трифазна асинхронна машина серії 4А. (по ДСТУ
2582:2017). Рдв=13 кВт – потужність двигуна.
5. Переходимо до етапу вибору частоти обертання електродвигуна.
Визначаємо загальне передаточне число:
Uобщ =Uр. п. · Uред · Uц. п.; (1.16)
де Uр. п. – передаточне число ремінної передачі, Uр. п ≤ 4;
Uред – передаточне число редуктора,
Uред ≤ 3,55;
39
Uц.п – передаточне число ланцюгової передачі,
Uц п. ≤ 4; Uобщ max = 4· 3,55· 4 = 56,8; nвых = 40 об/хв.
Варіант 1: nдв1 = 3000 об/хв.
��
U = дв1 3000
1 = = 75.
��вых 40
Варіант 2: nдв2 = 1500 об/хв.
��
U = дв2 1500
2 = = 37,5.
��вых 40
Варіант 3: nдв3 = 1000 об/хв.
��дв3 1000
U3= = = 25.
��вых 40
Варіант 4: nдв4 = 750об/хв.
��дв4 750
U3 = = = 18,75.
��вых 40
Проаналізувавши передаточне відношення, ми визначили, що оптимальним є
варіант з частотою обертання двигуна nдв=1500 об/хв і передаточним числом 37,5.
Враховуючи перевагу двигунів з вищою швидкістю обертання, варіанти з 1000 об/хв
і 750 об/хв відхиляються.
Визначаємо номінальну частоту обертання і марку двигуна: 4А100S4УЗ.
Ковзання S = 4,4%.
Потужність двигуна Рдв = 3 кВт.
Частота обертання nдв = 1500 об/хв.
Номінальна частота обертання:
nном = 1500 - 4,4 · 10 = 1434 об/хв.
6. Наступним кроком є визначення передаточного відношення даної передачі.:
��
U = ном 1434
общ = = 35,85;
��вых 40
Uр. п. = 2,8; Uред = 3,15;
��общ 35,85
Uц. п = = = 4.
��ред⋅��р.п. 3,15⋅2,8
В якості стандартного значення передаточного числа обираємо 4, після чого
проведемо перевірку наскільки це значення відрізняється від розрахованого раніше:
Uобщ. станд = 2,8 · 3,15· 4 = 35,28;
40
(35,85−35,28)
Δ U = × 100 = 1,6%;
35,85
Δ U < 4%, так як відношення менше 4% приймаємо стандартні числа.
7. На даному етапі необхідно визначити значення частоти обертання та кутової
швидкості для кожного вала передачі.
I вал; nI = nном = 1434 об/хв;
��×�� 3,14×1434
ωI = �� = = 150,1 с-1;
30 30
�� 1434
II вал; n ��
II = = = 512,1об/хв;
��р.п. 2,8
�� 150,1
ω ��
II = = = 53,6с-1; III вал:
��р.п. 2,8
�� 512,1
n ����
III = = = 162,6об/хв;
��ред 3,15
�� 53,6
ω ����
III = = = 17 с-1;
��ред. 3,15
�� 162,6 �� 17
IV вал: n ������
IV= = = 40,6об/хв; ωIV= ������ = = 4,2 с-1;
��ц.п. 4 ��ц.п. 4
8. На цьому етапі необхідно визначити значення потужності на кожному валу
передачі: Рвх. = РI = 2,5 кВт;
РII = РI · ηр. п. = 2,5 · 0,96 = 2,4 кВт; РIII = РII · ηред = 2,4 · 0,95 = 2,28 кВт;
РIV = РIII · ηц. п. = 2,28 · 0,95 = 2,166 кВт;
9. На даному етапі необхідно визначити значення обертового моменту для
кожного вала передачі.:
���� 2,5 Р
Т = = = 0,017 кН · м; Т ���� 2,4
I II = = = 0,045 кН·м;
���� 15101 ������ 53,6
������ 2,28 Р2,166
ТIII = = = 0,134 кН · м; ТIV = ���� = = 0,516 кН·м
�������� 17 ������ 4,2
1.7. Розрахунок діаметра трубопроводу і швидкості руху рідини
Для визначення внутрішнього діаметра труб, що з'єднують гідроапарати,
використовується швидкість руху рідини, яка обирається згідно з вимогами ДСТУ і
залежить від тиску, створюваного насосом (PН).Приймаються υРЖ = 3,2 м/с.
Маючи на увазі, що
41
(1.17)
де dТ - внутрішній діаметр труб, отримаємо
(1.18)
Знайдене значення діаметра dТ округляємо до найближчого стандартного в
більшу сторону згідно до відповідних стандартів, тобто dТ = 16 мм.
Уточнивши внутрішній діаметр труб, знаходимо середню швидкість руху
рідини в трубах
(1.19)
1.8. Розрахунок об’ємних витрат
В аксіально-поршневих гідромашинах витікання мастила спостерігається через
щілини, що існують між циліндрами та поршнями, а також між блоком циліндрів і
сферичним розподільником.. Ці витоки в зазорах визначаються по формулі:
��р×��3×��
��ут = , (1.20)
12����
де – висота щілини;
− динамічна в'язкість; визначається по формулі:
= �� ⋅ ��,
де − щільність рідини, = 50 кг/м3;
�� − кінематична в’язкість , �� = сСт;
�� = �� ⋅ �� = 850 ⋅ 16 ⋅ 10−6 = 0.0136
��1 = d – периметр щілини;
l – середня довжина поршня, що знаходиться в циліндрі, l = 70 мм.
42
Визначаємо витоки по зазорах між циліндрами і поршнями:
р ⋅ ��3 ⋅ �� ⋅ ��
н п
��ут.1 = ⋅ ��; (1.21)
12 ⋅ �� ⋅ ��1
40 ⋅ 106 ⋅ (10 ⋅ 10−6)3 ⋅ 3,14 ⋅ 0.02
��ут.1 = ⋅ 11 = 0,58л/хв.
12 ⋅ 0.0136 ⋅ 0.07
Визначаємо витоки по зазорах в розподільному вузлі:
р ⋅ ��3 ⋅ ��2
��ут.2 = н , (1.22)
12 ⋅ �� ⋅ ��2
де ��2– периметр щілини на розподільнику, знайдемо по формулі:
���� ��
2 ⋅ �� ⋅ ( + ��) ⋅ ��окна 2 ⋅ �� ⋅ ( �� − ��) ⋅ ��окна
��2 = 2 + 2 + 2 ⋅ �� ⋅ ��, (1.23)
360 360
де �� – кут напівкільцевого вікна входу на розподільнику, приймемо рівним
�� = 150о,
0,085 0,085
2 ⋅ 3,14 ⋅ ( + 0,0045) ⋅ 150 2 ⋅ 3,14 ⋅ ( − 0,0045) ⋅ 150
�� = 2
2 + 2 + 2
360 360
⋅ 3,14 ⋅ 0,0045 = 0,25м;
��2– довжина щілини, приймемо рівній величині ущільнюючого пояска,
l2=4.5 мм;
40 ⋅ 106 ⋅ (10 ⋅ 10−6)3 ⋅ 0,25
��ут.2 = = 0.6л/хв.
12 ⋅ 0,0136 ⋅ 0.0045
Визначаємо сумарні витоки
Q = Q +Q ; (1.24)
ут. ут.1 ут.2
��ут.�� = ��ут.1 + ��ут.2 = 0.58 + 0.6 = 1.18л/хв.
43
1.9 Розрахунок коефіцієнта корисної дії
У гідромашині мають місце втрати потужності на тертя в підшипникових парах:
де п = 0,98 – КПД одного підшипника;
Мтр.∑
��гм = (1 − ) × ��3
п , (1.25)
Мтр.∑ +Мкр
де Мкр – теоретичний крутний момент, на валу мотора;
28
��гм = (1 − ) × 0,983 ≈ 0,91
28 + 800
Оскільки ми не враховували гідравлічні втрати, приймаю ��гм=0,90.
Визначаємо об’ємний КПД насоса
��ут.∑
���� = (1 − ) (1.26)
��Т
1.18
���� = (1 − ) = 0,99
185.3
Визначаємо загальний КПД насоса
�� = ��ГМ × ���� (1.27)
�� = 0,90 ⋅ 0,99 = 0,89.
1.10 Розрахунок механічних і гідравлічних витрат
У гідронасосах перетворення енергії рідини в механічну відбувається завдяки
руху їхніх робочих частин, що неминуче призводить до втрат енергії через тертя між
цими елементами.
Визначимо момент тертя, що розвивається при руху поршнів в циліндрах блоку.
��⋅�� 2 ��
�� п
тр.1.мах = ��н ⋅ ⋅ (��Д ⋅ ������ ) ⋅ �� ⋅ ��������, (1.28)
4 2
де �� – коефіціент тертя; �� = 0,05.
Визначимо максимальний момент тертя при Sin�� = 1
2
�� = 40 ⋅ 106 3,14⋅0,02 25
тр.1.мах ⋅ ⋅ (0,095 ⋅ ������ ) ⋅ 0,05 ≈ 13Н ⋅ м. (1.29)
4 2
44
р × ��
ср
Мтр.2 = × (2 × ��конт × ��0 + ��оп × ��оп) (1.30)
2 × (2��конт + ��оп)
де pср – середнє значення притискуючого зусилля;
Fоп – площа опорної поверхні сферичного розподільника;
Fоп = ×Dоп × аоп;
Dоп – середній діаметр опорної поверхні; Dоп = 9 см;
аоп – ширина опорного пояска; принимаємо аоп= 5 мм;
�� 2
оп = 3,14 × 9 × 0,5 ≈ 14.1см ;
��конт − площа контакту циліндрового блоку з розподільним золотником з боку
вікна нагнітання; ��конт = 13.85см2.
45
РОЗДІЛ 2
ТЕХНОЛОГІЧНИЙ
46
2.1 Вибір та обґрунтування матеріалу деталі
Вал - це важлива деталь у багатьох механізмах. Його основне призначення
полягає у передачі крутного моменту від однієї частини машини до іншої.
Простіше кажучи, вал обертається і передає цю обертальну силу іншим
компонентам, щоб вони також могли рухатися і виконувати свою роботу.
Окрім цього, вал може виконувати й інші функції, залежно від конкретної
конструкції та призначення механізму:
Підтримка інших деталей: На валу можуть розміщуватися та обертатися різні
елементи, такі як шестерні, шківи, зубчасті колеса, підшипники тощо. Він слугує
опорою для них.
Визначення осі обертання: Вал фіксує вісь, навколо якої обертаються пов'язані
з ним деталі.
Перетворення руху: У деяких випадках вал може бути частиною механізму, що
перетворює обертальний рух на лінійний або навпаки (наприклад, у гвинтових
передачах).
Таким чином, вал є ключовим елементом, що забезпечує рух та функціонування
багатьох машин і пристроїв.
Для валу, який повинен володіти високим комплексом стандартних механічних
властивостей, зазвичай використовують сталі високої якості. Конкретний вибір марки
сталі залежить від умов експлуатації валу, прикладених навантажень, вимог до
зносостійкості та інших факторів.
Однак, узагальнюючи, матеріал для такого валу повинен мати наступні
характеристики:
Висока міцність на розтягнення та плинність: Це необхідно для витримування
значних статичних та динамічних навантажень без руйнування або пластичної
деформації.
Висока твердість: Забезпечує стійкість до зношування, особливо в місцях
контакту з підшипниками, шестернями або іншими елементами.
47
Висока втомна міцність: Вали часто піддаються циклічним навантаженням під
час обертання, тому стійкість до втоми є критично важливою для довговічності.
Достатня ударна в'язкість: Забезпечує здатність матеріалу поглинати енергію
удару без крихкого руйнування.
Хороша оброблюваність: Полегшує виготовлення валу з необхідними точними
розмірами та якістю поверхні.
Хороша термооброблюваність: Дозволяє покращувати механічні властивості
матеріалу за допомогою різних методів термічної обробки (загартування, відпуск,
нормалізація).
Слід визнати, що хоча ці властивості є важливими, вони не забезпечують
стовідсоткової гарантії надійної та тривалої експлуатації виробу. Річ у тім, що в
реальних умовах використання виріб піддається впливу різних факторів, які можуть
негативно позначитися на його пластичності та ударній в'язкості, що, своєю чергою,
збільшує ризик крихкого руйнування.
Існують випадки, які підтверджують можливість раптового крихкого
руйнування виробів, незважаючи на використання сталей з високими показниками
пластичності.
До факторів, які сприяють зростанню ймовірності крихкого руйнування сталей,
належать концентратори напружень, що є невід'ємною частиною реальних умов
експлуатації.
Серед усіх матеріалів, що застосовуються в техніці, саме конструкційна сталь
демонструє найкраще співвідношення конструктивної міцності, високої надійності та
значного терміну служби. Саме тому вона була обрана в якості основного матеріалу
для виготовлення деталі вал.
Конструкційна міцність являє собою міцність, яку сталь демонструє в умовах її
реального використання. Надійність же визначається як властивість матеріалу чинити
опір крихкому руйнуванню. Для того, щоб запобігти непередбачуваним крихким
поломкам відповідальних деталей, необхідно враховувати не лише такі
характеристики сталі, як пластичність та ударна в'язкість, але й параметри
конструкційної міцності, що безпосередньо впливають на її надійність. До цих
48
параметрів належать: ударна в'язкість, температурний поріг крихкості, а також
в'язкість руйнування.
Довговічність – це здатність матеріалу протистояти прогресуючому
руйнуванню та зберегти працездатність протягом визначеного періоду. Для її
забезпечення необхідно обмежити швидкість розвитку руйнівних процесів до
допустимого рівня.
Такі характеристики довговічності, як опір втомі та зношуванню, а також деякі
інші, тісно пов'язані з властивостями поверхневого шару виробу. З метою надання
конструкційній сталі необхідних експлуатаційних якостей застосовується хіміко-
термічна обробка. Цей процес забезпечує зміцнення поверхні та формування
залишкових стискаючих напружень, які ефективно протидіють виникненню та
розвитку тріщин у матеріалі.
Зазвичай для виготовлення валів використовують такі матеріали:
Вуглецева сталь середньої якості (марки 40, 45, 50 тощо): Це найпоширеніший
матеріал для звичайних валів, які не піддаються великим навантаженням. Сталь
марки 45 є однією з найбільш часто використовуваних.
Легована сталь (наприклад, хромиста сталь 40Cr, хромонікелева сталь 40CrNi,
марганцева сталь 40MnB): Використовується для валів, які працюють під великими
навантаженнями, мають обмежені розміри або потребують підвищеної зносостійкості
та корозійної стійкості.
Нержавіюча сталь (наприклад, AISI 304, AISI 316, AISI 430): Застосовується у
випадках, коли потрібна висока корозійна стійкість, наприклад, у харчовій, хімічній
промисловості або в морському середовищі.
Ковкий чавун (наприклад, QT600-3): Може використовуватися для валів
складної форми, таких як колінчасті та розподільні вали, завдяки своїй здатності до
лиття, відносно високій міцності та доброму поглинанню вібрацій.
Алюмінієві сплави (наприклад, 6061-T6): Застосовуються там, де важлива мала
вага, наприклад, в авіації або деяких видах транспортних засобів.
49
Композитні матеріали (наприклад, вуглецеве волокно): Використовуються в
високотехнологічних галузях, таких як автоспорт, де потрібна максимальна міцність
при мінімальній вазі.
Вибір конкретного матеріалу залежить від багатьох факторів, включаючи:
Величину та характер навантажень (статичні, динамічні, ударні, крутильні,
згинальні).
Умови експлуатації (температура, вологість, агресивне середовище).
Швидкість обертання.
Необхідну жорсткість валу.
Вартість матеріалу та технологічність його обробки.
Вибрана сталь 45 для валу ось її опис:
Сталь 45 ДСТУ 7809 – вуглецева конструкційна якісна сталь ферито-перлітного
класу – одна з найпопулярніших, в силу оптимального поєднання невеликої ціни та
високих споживчих якостей. Подібні за складом та властивостями сталі – 40Х, 50,
50Г2 [4].
Виробляється Сталь 45 і поставляється споживачам у вигляді прокату
сортового, в т.ч. та фасонного, каліброваних та шліфованих прутків, тонко- та
товстолистового прокату, стрічок, смуг, дроту, труб тощо.
Частка вуглецю Сталі 45 варіюється в межах 0,42-0,5%. Така концентрація
зумовлює високий показник твердості металу. Крім того, до складу сталі в незначних
кількостях входять: кремній, хром, марганець, нікель, мідь, фосфор, сірка, миш’як.
Загальний відсотковий вміст домішок – максимум 2,57%. Ступінь розкислення –
спокійна [4].
Густина цієї марки сталі становить 7826 кг/м3. Ця величина вписується в рамки
середнього значення щільності конструкційної сталі, що дорівнює 7700-7900 кг/м³.
Таблиця 2.1 – Хімічний склад сталі 45 (згідно з ДСТУ 7809:2015)
Елемент Вміст, %
Вуглець (C) 0.42-0.50
Силіцій (Si) 0.17-0.37
Марганець (Mn) 0.50-0.80
50
Сірка (S) до 0.035
Фосфор (P) до 0.035
Хром (Cr) до 0.25
Нікель (Ni) до 0.25
Мідь (Cu) до 0.25
Таблиця 2.2 – Фізичні властивості сталі 45
Властивість Значення
Межа плинності σт, Н/мм², щонайменше 355
Тимчасовий опір σв, Н/мм², щонайменше 600
Відносне подовження δ5, %, щонайменше 16
Відносне звуження Ψ, %, щонайменше 40
Таблиця 2.3 – Механічна характеристика сталі 45
Характеристика Значення
Межа міцності при розтягу (σв), 600-750
МПа
Межа текучості (σт), МПа 355
Відносне подовження (δ5), % 16
Ударна в’язкість (KCU), Дж/см² 59
Твердість за Брінеллем (HB), НВ 207-255
Твердість за Роквеллом (HRC), 28-32
коли сталь загартована
51
Таблиця 2.4 – Перелік матеріалів, запасних частин, інструментів, пристрої для
ремонту
Один
Назва матеріалу Застосування
вимір
Рукавиці пар 2 Захист
Окуляри шт 2 Захист
Набір ключів шт 2 Для збирання,
розбирання
Набір головок шт 2 Для збирання,
розбирання
Викрутки шт 2 Для збирання,
розбирання
Мастилом літр 2 Змащування
підшипників та
гідравлічних
приводів
Болти , гайки і шайби кг 2 Заміна зношених
кріпильних деталей
Штангенциркуль Для вимірювання і
шт 2
для дефектування
З’ємник Для знімання
шт 2
підшипників
Для відцентрового
Сальник шт 4
насоса
Ущільнювальне кільце Для заміни
шт 4
кришки зношених деталей
Для ущільнення
Прокладка гумова шт 4
тробопроводу
Кільк.
52
2.2 Аналіз технологічності конструкції деталі
Визначимо кількість поверхонь, які відповідають певному квалітету та
заносимо в таблицю 2.5
Таблиця 2.5 – Визначення кількості поверхонь даного квалітету
Квалітет 7 8 14
Кількість розмірів 2 2 14
До основних параметрів технологічності належать:
коефіцієнт точності, який визначається за формулою:
1 1
КТ = 1 − = 1 − = 0,92 (2.1)
Асер 12,5
де Асер – середній квалітет точності поверхонь деталей і визначається за формулою:
∑��
��=1(����∙��) 7∙2+8∙2+14∙14
Асер = = = 12.5 (2.2)
�� 18
Таблиця 2.6 – Визначення кількості поверхонь даної шорсткості
Шорсткість Ra0.8 Ra3.2 Ra6.3
Кількість розмірів 1 1 6
коефіцієнт шорсткості, який визначається за формулою:
1 1
КШ = = = 0,19 (2.3)
Бсер 5,22
де Бсер – середнє значення шорсткості поверхонь даної деталі, який визначається за
формулою:
∑��
��=1(Б��∙��) 0,8∙1+3,2∙1+6,3∙6
Бсер = = = 5,22 мкм (2.4)
�� 8
коефіцієнт використання матеріалу:
�� 0,12
Квм = дет = = 0,30 (2.5)
��заг 0,39
де Gдет = 0,12 – маса деталі, кг;
Gзаг = 0,39 – маса заготовки, кг;
Виходячи з значень КТ = 0,92; КШ = 0,19 мкм; Квм = 0,30 – деталь технологічна
53
2.3 Вибір методів і кількості ступенів обробки поверхонь (МОП)
Розробляю маршрутну схему поетапної механічної обробки поверхонь деталі,
результати представляю у вигляді таблиці 2.8.
Рисунок 2.1. – Ескіз деталі з номерами поверхонь
Таблиця 2.7 – Маршрутна схема поетапної механічної обробки деталі
Квалітет Номер поверхні Етапи
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
17
16 Заготівельний
15
14
13 Чорновий
12
11
10 Напівчистовий
9
8 Чистовий
7
6
Визначення числа ступенів обробки на основі розрахунків загального
уточнення:
Т
�� = заг Т
= заг Т Т
х 1 х … х і−1 = �� ∙ �� ∙ … ∙ �� ∙ … ∙ �� = ∏��
Т Т Т Т 1 2 і �� ��=1 ���� (2.6)
дет 1 2 і
де n – число ступенів обробки;
Тзаг, Тдет, Ті – допуск параметра, що розглядається відповідно до заготовки, деталі,
і – ого ступеня обробки;
54
Для першого ступеня чистової обробки досяжними є величина уточнення ε>6;
для проміжних ступенів напівчистової обробки ε = 3…6; для ступенів чорнової
обробки ε < 3.
Поверхня 1,16 торцева поверхня розмір Ø160h12 (-0,300), допуск на розмір
заготовки Тз = 0,740 мм, допуск на розмір готової деталі Тд = 0,300 мм.
Визначаємо розрахункове уточнення за формулою:
Т 0,74
�� з
�� = = = 2,47 (2.7)
Тд 0,30
Число ступенів обробки розраховуємо за формулою:
�������� ����2.47
�� = = ≈ 1 (2.8)
0.46 0,46
Варіанти МОП:
Фрезерувати торець напівчисто (ІТ12) Т1 = 0,30 мм;
Т 0,74
�� з
1 = = = 2,47 (2.9)
Т1 0,30
��1 = 2,47 ≥ ��р = 2,47 (2.10)
Підрізати торець напівчисто (ІТ12) Т1 = 0,30 мм;
Т 0,74
�� з
1 = = = 2,47 (2.11)
Т1 0,30
Уточнення всього процесу:
��1 = 2,47 ≥ ��р = 2,47 (2.12)
Поверхня 2 розмір Ø140h12 (-0,210), допуск на розмір заготовки Тз=0,520 мм,
допуск на розмір готової деталі Тд = 0,210 мм.
Визначаємо розрахункове уточнення за формулою:
Тз 0,52
���� = = = 2,47 (2.13)
Тд 0,21
Число ступенів обробки розраховуємо за формулою:
�������� ����2.47
�� = = ≈ 1 (2.14)
0.46 0,46
Варіанти МОП:
Точити поверхню напівчисто (ІТ12) Т1 = 0,210 мм;
Т 0,520
�� з
1 = = = 2,47 (2.15)
Т1 0,210
55
Уточнення всього процесу:
��1 = 2,47 ≥ ��р = 2,47 (2.16)
Поверхня 3 розмір Ø130h12 (-0,180), допуск на розмір заготовки Тз = 0,430 мм,
допуск на розмір готової деталі Тд = 0,180 мм.
Визначаємо розрахункове уточнення за формулою:
Т 0,43
�� = з
�� = = 2,39 (2.17)
Тд 0,18
Число ступенів обробки розраховуємо за формулою:
�������� ����2.39
�� = = ≈ 1 (2.18)
0.46 0,46
Варіанти МОП:
Точити поверхню напівчисто (ІТ12) Т1 = 0,180 мм;
Тз 0,43
��1 = = = 2,39 (2.19)
Т1 0,18
Уточнення всього процесу:
�� 1 = 2,39 ≥ ��р = 2,39 (2.20)
Поверхня 4 розмір Ø120k6 (-0,021), допуск на розмір заготовки Тз = 0,520 мм,
допуск на розмір готової деталі Тд = 0,021 мм.
Визначаємо розрахункове уточнення за формулою:
Т 0,52
�� = з
�� = = 24,76 (2.21)
Тд 0,021
Число ступенів обробки розраховуємо за формулою:
�������� ����24,76
�� = = ≈ 3 (2.22)
0.46 0,46
Варіанти МОП:
Точити поверхню попередньо (ІТ12) Т1 = 0,210 мм;
Т 0,52
�� = з
1 = = 2,47 (2.23)
Т1 0,21
Точити поверхню чисто (ІТ9) Т2 = 0,052 мм;
Т 0,21
1
�� = = = 4,2 (2.24)
2 Т2 0,052
56
Шліфувати поверхню одноразово (ІТ7) Т3 = 0,021 мм;
Т 0,052
�� 2
3 = = = 2,4 (2.25)
Т3 0,021
Уточнення всього процесу:
�� = ��1 ∙ ��2 ∙ ��3 = 2,47 ∙ 4,2 ∙ 2,4 = 24,89 ≥ ��р = 24,76 (2.26)
Поверхня 5 розмір Ø104k6 (-0,021), допуск на розмір заготовки Тз = 0,520 мм,
допуск на розмір готової деталі Тд = 0,021 мм.
Визначаємо розрахункове уточнення за формулою:
Т 0,52
�� з
�� = = = 24,76 (2.27)
Тд 0,021
Число ступенів обробки розраховуємо за формулою:
�������� ����24,76
�� = = ≈ 3 (2.28)
0.46 0,46
Варіанти МОП:
Точити поверхню попередньо (ІТ12) Т1=0,210 мм;
Т 0,52
�� = з
1 = = 2,47 (2.29)
Т1 0,21
Точити поверхню чисто (ІТ9)Т2=0,052 мм;
Т 0,21
�� = 1 = = 4,2 (2.30)
2 Т2 0,052
Шліфувати поверхню одноразово (ІТ7)Т3=0,021 мм;
Т 0,052
�� 2
3 = = = 2,4 (2.31)
Т3 0,021
Уточнення всього процесу:
�� = ��1 ∙ ��2 ∙ ��3 = 2,47 ∙ 4,2 ∙ 2,4 = 24,89 ≥ ��р = 24,76 (2.32)
Поверхня 6 циліндрична поверхня розмір M108 (+0,120), допуск на розмір
заготовки Тз = 0,300 мм, допуск на розмір готової деталі Тд = 0,120 мм.
Визначаємо розрахункове уточнення за формулою:
Т 0,30
�� з
�� = = = 2,5 (2.33)
Тд 0,12
Число ступенів обробки розраховуємо за формулою:
57
�������� ����2,5
�� = = ≈ 1 (2.34)
0.46 0,46
Варіанти МОП:
Свердлити отвір (ІТ12) Т1 = 0,12 мм;
Т 0,30
�� з
1 = = = 2,5 (2.35)
Т1 0,12
Уточнення всього процесу:
��1 = 2,5 ≥ ��р = 2,5 (2.36)
Поверхня 7 розмір Ø90h9 (-0,180), допуск на розмір заготовки Тз = 0,430 мм,
допуск на розмір готової деталі Тд = 0,180 мм.
Визначаємо розрахункове уточнення за формулою:
Т 0,43
�� з
�� = = = 2,39 (2.37)
Тд 0,18
Число ступенів обробки розраховуємо за формулою:
�������� ����2.39
�� = = ≈ 1 (2.38)
0.46 0,46
Варіанти МОП:
Точити поверхню напівчисто (ІТ12) Т1 = 0,180 мм;
Т 0,43
��1 = з = = 2,39 (2.39)
Т1 0,18
Уточнення всього процесу:
��1 = 2,39 ≥ ��р = 2,39 (2.40)
Поверхня 13,14 циліндрична внутрішня поверхня з нарізкою розмір 140h12
(+0,012), допуск на розмір заготовки Тз = 0,300 мм, допуск на розмір готової деталі
Тд = 0,012 мм.
Визначаємо розрахункове уточнення за формулою:
Т 0,30
�� з
�� = = = 25 (2.41)
Тд 0,012
Число ступенів обробки розраховуємо за формулою:
�������� ����25
�� = = ≈ 3 (2.42)
0.46 0,46
Варіанти МОП:
Т 0,30
Свердлити отвір (ІТ12) Т1=0,12 мм; �� з
1 = = = 2,5 (2.43)
Т1 0,12
58
Т 0,12
Зенкерувати отвір (ІТ9)Т2=0,03 мм; �� = 1
2 = = 4 (2.44)
Т2 0,03
Т 0,03
Розвернути отвір (ІТ7)Т3=0,012 мм; �� = 2
3 = = 2,5 (2.45)
Т3 0,012
Уточнення всього процесу:
�� = ��1 ∙ ��2 ∙ ��3 = 2,5 ∙ 4 ∙ 2,5 = 25 ≥ ��р = 25 (2.46)
Поверхня 15 розмір 12,5h9 (-0,120), допуск на розмір заготовки Тз = 0,520 мм,
допуск на розмір готової деталі Тд = 0,120 мм.
Визначаємо розрахункове уточнення за формулою:
Т 0,52
�� = з
�� = = 4,4 (2.47)
Тд 0,12
Число ступенів обробки розраховуємо за формулою:
�������� ����4.4
�� = = ≈ 2 (2.48)
0.46 0,46
Варіанти МОП:
Фрезерувати поверхню напівчисто (ІТ12) Т1 = 0,210 мм;
Т 0,52
��1 = з = = 2,55 (2.49)
Т1 0,21
Фрезерувати поверхню чисто (ІТ11) Т1=0,120 мм;
Т 0,21
�� = 1
2 = = 1,75 (2.50)
Т2 0,12
Уточнення всього процесу:
�� = ��1 ∙ ��2 = 2,55 ∙ 1,75 = 4,46 ≥ ��р = 4,4 (2.51)
Всі інші поверхні 8, 11, 12, 9, 10 мають n =1,
де n – число ступенів обробки.
Допуски на розміри згідно стандарту
Всі вище перераховані дані заносимо до таблиці 2.8
59
Таблиця 2.8 – Варіанти методів обробки поверхонь
№ Розмір Допуск Допуск Варіант методів обробки поверхонь
поверхні заготовки деталі 1 ε 2 ε
квалітет Тз, мм Тд, мм
точності
1,16 Ø 160h12 0,740 0,300 Фрезерувати 2,47 Підрізати торець 2,47
торець напівчисто напівчисто
2 Ø140h12 0,520 0,210 Точити напівчисто 2,47 Точити одноразово 2,47
3 Ø130h12 0,430 0,180 Точити напівчисто 2,39 Точити одноразово 2,39
4 Ø120k6 0,520 0,021 Точити попередньо 2,47 Точити попередньо 2,47
Точити чисто 4,2 Точити чисто 4,2
Шліфувати 2,4 Точити тонко 2,4
одноразово
5 Ø104 0,520 0,210 Точити попередньо 2,47 Точити попередньо 2,47
Точити чисто 4,2 Точити чисто 4,2
Точити тонко 2,4 Точити тонко 2,4
6 М108 0,300 0,120 Точити попередньо 2,4 Точити попередньо 2,4
Точити чисто 2,58 Точити чисто 2,58
Точити тонко 2,6 Шліфувати 2,6
одноразово
7 Ø90h9 0,430 0,180 Точити попередньо 2,4 Точити попередньо 2,4
Точити чисто 2,58 Точити чисто 2,58
Точити тонко 2,6 Шліфувати 2,6
одноразово
8,11, 3х45 ̊ 0,520 0,210 Точити одноразово 2,5 Точити одноразово 2,5
12
9,10 2х45 ̊ 0,520 0,210 Точити одноразово 2,5 Точити одноразово 2,5
13,1 М16-7Н 0,300 0,120 Свердлити отвір 2,5 Свердлити отвір 2,5
4
15 12,5h9 0,520 0,120 Фрезерувати 2,55 Стругати напівчисто 2,55
напівчисто 1,75 Стругати чисто 1,75
Фрезерувати чисто
60
2.4. Маршрут обробки деталі
Вибираємо маршрут обробки деталі згідно ГОСТ 3.118-82
Таблиця 2.9 – Маршрут обробки деталі
№ Назва операції, Тип Переходи
опер. ескіз обробки деталі обладнання
005 Заготівельна Отримання заготовки
010 Транспортна Транспортування
015 Токарно- гвинторізна Підрізати торець 1, 15,
Центрувати
1К62
020 Токарна Точити поверхню 2, 3
напівчисто витримуючи
розміри, зняти фаску 9,
10.
1К62
025 Токарна Проточити поверхню 4,
6, 7 витримуючи
відповідні розміри,
точити канавку 5, зняти
1К62 фаски 11, 12, 8, нарізати
різьбу 6 в розмір
030 Слюсарна Верстак Зняти заусениці,
слюсарний притупити гострі
кромки
035 Контрольна Стіл Перевірка розмірів та
контролера шорсткості поверхні
61
Продовження таблиці 2.9
040 Фрезерна Фрезерувати шпонку15
витримуючи розміри
6Т12
045 Слюсарна Верстак Зняти заусениці,
слюсарний притупити гострі
кромки
050 Контрольна Стіл Перевірка розмірів та
контролера шорсткості поверхні
055 Шліфувальна Шліфувати поверхню 4
3П722
060 Свердлильна Просвердлити отвір 13,
14 розсвердлити,
зенкерувати та
2H125 одноразово розвернути
отвір нарізати різьбу
065 Слюсарна Верстак Зняти заусениці,
слюсарний притупити гострі
кромки
070 Термообробка Закалка меиалу
075 Промивка Ванна Очищення деталі від
бруду
080 Контрольна Стіл Перевірка точності
контролера виготовлення деталі
085 Транспортна Транспортування
62
2.5 Розробка етапів технологічного процесу виготовлення
Таблиця 2.10 – Значення режимів різання поверхонь які оброблюються
Назва і № операції № Розмір t, S0, V, n, N, кВт
переходу поверхні мм мм/об м/хв хв.-1
015 1 Ø 160h12 1,2 0,9 62,8 315 2,5
Фрезерно – 2 Ø25 1,2 0,8 98 350 2,5
центрувальна 3 Ø25 1,2 0,6 115 380 2,5
020 1 Ø140h12 1,5 0,6 115 380 2.5
Токарна 2 Ø130h12 1,8 0,8 85 300 1.8
3 Ø104k6 1,2 0,44 39,6 315 0,9
4 Ø90h9 0,4 0,5 92 380 2,5
3х45 ̊
5 0,5 0,2 55 520 1,2
3х45 ̊
6 1,0 0,6 115 380 2,5
3х45 ̊
7 2х45 ̊ 1,0 0,5 25,1 160 0,5
8 2х45 ̊ 1,0 0,5 25,1 160 0,5
9 М108 1,0 0,5 25,1 160 0,5
040 1
12,5h9 1,0 0,6 115 380 2,5
Фрезерна
055
1 Ø120k6 1,5 0,7 95 300 2,5
Шліфувальна
060 1 М16-7Н 1,5 0,5 29,7 315 1,05
Свердлильна
Нормування в машинобудівній галузі являє собою процес встановлення
технічно обґрунтованих часових нормативів. Ця процедура застосовується до кожної
окремої операції технологічного процесу.
63
Таблиця 2.11 – Нормування операцій
Назва і № № То, Тд, Ттех, Торг, Тп, хв Тшт, Тпз, Тшт
операції переходу хв хв хв хв хв хв к,хв
015 1 0,54 - - - - - - -
Фрезерно – 2 0,24 - - - - - - -
центрувальна 3 0,28 - - - - - - -
ΣТ, хв 1,04 0,272 0,078 0,104 0,032 1,532 8,1 9,632
020 1 1,31 - - - - - - -
Токарна 2 2,55 - - - - - - -
3 1,54 - - - - - - -
4 1,26 - - - - - - -
5 3,46 - - - - - - -
6 2,06 - - - - - - -
7 1,09 - - - - - - -
8 1,05 - - - - - - -
9 1,12 - - - - - - -
ΣТ, хв 17,12 0,42 1,05 1,41 0,438 20,44 11 31,44
040 1 1,54 - - - - - - -
Фрезерна 2 1,54 - - - - - - -
ΣТ, хв 3,08 1,02 0,246 0,328 0,103 4,77 1,85 6,63
055 1 7,5 - - - - - - -
Шліфувальна
ΣТ, хв 2,82 1,08 0,234 0,312 0,098 4,54 1,7 6,24
060 1 1,14 - - - - - - -
Свердлильна
64
РОЗДІЛ 3
ОХОРОНА ПРАЦІ
65
3.1 Аналіз умов праці при експлуатації бурякомийної машини на
цукровомц заводі
Цукрове виробництво в Україні належить до галузі переробки. Виготовлення
цукру вважається одним з найскладніших з технічної точки зору, та енерговитратних
в Україні. Процес виробництва цукру на заводах має сезонний характер. Основними
етапами у виробництві цукру є прийом буряків, їхнє миття, дифузія, дефекосатурація,
випарювання, кристалізація, сушіння та зберігання. Для забезпечення безперебійного
виробництва потрібна значна кількість електроенергії, води та пари.
У зв'язку зі складними виробничими процесами та сезонною специфікою
робіт, актуалізуються виклики стосовно безпеки та трудових умов. Забезпечення
ефективного функціонування підприємства, його прибутковості, а також
покращення умов праці під час виконання технологічних операцій є надзвичайно
важливим за ринкових умов. Всі ці аспекти взаємопов'язані і не можуть
розглядатися окремо, тому вимагають комплексного підходу до вирішення.
Аналіз актуальних досліджень. Продуктивність та ефективність роботи
цукрового заводу вимірюються через коефіцієнт заводу, що відображає ступінь
видобутку цукру з переробленої сировини (співвідношення фактично отриманого
цукру на заводі до кількості цукру, прийнятої на заводі) та описує роботу всіх
технологічних етапів на підприємстві. Коефіцієнт заводу, в середньому по Україні,
варіюється від 0,7 до 0,8, тоді як норматив становить 0,86, у той час як за кордоном
він може досягати 0,9 – 0,92, в середньому[1,2].
Масштабність викликів, з якими стикається харчова промисловість, вимагає
створення заводів, цехів та дільниць, де механізація та автоматизація виробництва
досягають високого рівня; управління технологічними процесами та виробництвом
базується на використанні ЕОМ; створення приладів і систем автоматизації
використовує як традиційні технічні засоби, так і мікропроцесорну техніку; розробка
та впровадження промислових роботів та маніпуляторів.
Автоматизація технологічних етапів постає одним з ключових чинників для
нарощування продуктивності роботи, економії ресурсів – як сировинних, так і
66
енергетичних, поліпшення якості виробів, а також для впровадження передових
управлінських підходів. Технологічний процес виготовлення цукру має циклічно-
поточний характер та реалізується переважно на обладнанні безперервної дії, отже,
засоби автоматизації мають відповідати цим особливостям.
Велике значення при підготовці об'єкта, або технологічної ділянки до
автоматизації, має вибір основних технологічних параметрів, по яких
здійснюється об'єктивне керування процесом.
Ритмічна робота підприємства, в значній мірі, забезпечується системами керування
й обумовлює високі показники його роботи.
Отже, ключовим вектором автоматизації в сільськогосподарському секторі на
поточній стадії є розробка комп'ютеризованих виробничих систем, впровадження
мікропроцесорних технологій та обчислювальної техніки, поліпшення якості
продукції, що випускається, та підвищення безпеки та умов праці для працівників.
Сучасні засоби автоматизації дають можливість підвищувати ефективність
праці, покращити якості продукції, яка випускається, а також створення умов для
оптимального використання всіх ресурсів промисловості.
Мета. Розробка дієвих заходів з охорони праці, спрямованих на поліпшення
умов роботи. Це досягається шляхом впровадження ефективних методів
автоматизації на ключових виробничих ділянках цукрових заводів.
Результати дослідження. Сфера впливу особистості поширюється на
різноманітні ділянки життєдіяльності. Потреби індивіда розміщуються у різних
галузях – продукування, щоденне існування, розваги тощо. Значний відрізок часу
людина проводить у виробничому просторі.
Час знаходження та взаємодії людини у виробничому середовищі
розглядається в теоретичних основах охорони праці як «людино-машинна»
система.
Оптимальний вибір «людино-машинної» системи і опис взаємодії в системі
дають можливість визначити надійність і безпечність її як в цілому, так і по окремих
складових системи.
67
Основою людино-машинної системи є підсистема «людина» і підсистема
«машина». Значна кількість науковців розглядають інші різні підсистеми, в
залежності від умов виробництва – «середовище», «продукція», «експертна
система» і т.д [3,4].
У системі, яку розробили Г.М. Грянік та С.Д. Лехман, було найповніше
представлено взаємозв'язки. Ця система включала такі ключові елементи, як
«людина», «машина», «виробниче середовище», «робочий процес» та «продукція» .
Спираючись на ці положення, для реалізації автоматизованих систем управління
технологічними процесами в цукровій галузі пропонується розглянути «людино-
машинну». Важливо розуміти, що кожна система управління технологічним
процесом на будь-якому підприємстві є інтегрованим комплексом, що об'єднує об'єкт
керування, технічні засоби автоматизації, оператора та канали зв'язку між цими
компонентами.
Ефективне впровадження сучасних засобів автоматизації на цукрових заводах
вимагає точного аналізу ключових факторів: параметрів технологічного процесу,
характеристик обладнання та умов праці. Лише оптимальний вибір гарантує високу
якість контролю та регулювання процесу, безперебійну роботу обладнання та
надійність, а також дотримання безпеки праці впродовж всього сезону цукроваріння.
Важливо розуміти, що при реалізації автоматизованих систем управління на
цукрових заводах існує критичне обмеження: лише близько 20% даних щодо складу
та якості речовин доступні безпосередньо від засобів автоматизації. Інші необхідні
відомості надходять із хімічної лабораторії із запізненням від 30 хвилин, що суттєво
погіршує ефективність і точність керування виробничим процесом.
Ефективна автоматизація цукрового виробництва, що забезпечує якісну роботу
технологічних ділянок, вимагає всебічного підходу. Такий підхід передбачає
попередню підготовку технологічного обладнання та процесів до автоматизації, а
також ретельний вибір необхідних засобів автоматизації для всіх етапів — від
основних до допоміжних.
Сучасна автоматизована система управління технологічними процесами для
різних відділів цукрового виробництва розроблена з метою:
68
• Покращення якості контролю та регулювання основних технологічних
параметрів.
• Мінімізація відхилень від встановлених норм технологічного режиму.
• Впровадження передових принципів управління.
• Підвищення технологічної дисципліни завдяки безперервному моніторингу
дотримання норм та можливості аналізувати історію параметрів за будь-який
період часу.
• Зменшення трудових витрат для технологічного персоналу.
• Оперативний аналіз виникаючих ситуацій та своєчасне прийняття рішень
завдяки відображенню інформації на мнемосхемах ПК та графіках параметрів.
• Аналіз аварійних ситуацій за допомогою друкованих графіків.
• Підвищення професійного рівня технологічного персоналу та фахівців служби
КВПіА.
Техніка безпеки — це комплекс технічних та організаційних заходів,
спрямованих на захист персоналу від травм і шкідливого впливу, що виникають через
умови праці.
Автоматизація є ключовим фактором для покращення умов праці та
підвищення безпеки персоналу.
Автоматизація та централізація управління відіграють важливу роль у
віддаленні обслуговуючого персоналу від ділянок з підвищеною небезпекою та
важкими умовами праці. Крім того, такі елементи як автоматична сигналізація,
блокування та захист від переливів, надмірного тиску й аварійних ситуацій є
ключовими заходами з техніки безпеки та охорони праці.
Для запобігання нещасним випадкам та безпечної експлуатації технологічного
обладнання, всі працівники зобов'язані пройти курс навчання з техніки безпеки.
Зі свого боку, керівники підприємств мають забезпечити своєчасне та якісне
проведення регулярних інструктажів для робітників щодо безпечних прийомів і
методів роботи. Ці інструктажі є обов'язковими для всіх підприємств, незалежно від
їхнього рівня небезпеки.
69
Після завершення навчання весь персонал зобов'язаний скласти іспити з техніки
безпеки.
Для підтвердження придатності за станом здоров'я до обслуговування, ремонту
та перевірки систем вимірювання й автоматизації, всі працівники мусять пройти
медичний огляд. Повторні медичні огляди проводяться щонайменше раз на рік, а для
тих, хто працює з приладами, що містять ртуть або джерела радіаційного
випромінювання, — не рідше одного разу на шість місяців.
Крім того, персонал метрологічної служби, який займається обслуговуванням
та ремонтом засобів і систем автоматизації у виробничих цехах, повинен досконало
знати правила техніки безпеки та виробничої санітарії, що стосуються відповідних
виробництв.
Допуск до робіт на установках і трубопровідних системах, що перебувають під
тиском або мають високу температуру, можливий виключно за розпорядженням
керівника, який несе відповідальність за їхню експлуатацію, і лише після того, як
будуть виконані всі заходи для гарантування безпечного виконання цих робіт. Роботи
в середовищах з підвищеною загазованістю або вибухонебезпекою вимагають
присутності не менше двох осіб. Роботи всередині колодязів, агрегатів та резервуарів
здійснюються у світлий час доби з обов'язковим оформленням відповідного наряду-
допуску та попереднім детальним інструктуванням працівників.
Крім того, для підприємств цукрової галузі актуальним є питання запобігання
забрудненню навколишнього середовища. У процесі переробки цукрових буряків
використовується значний об'єм води, зокрема для промивання, що зумовлює
утворення стічних вод, які потребують обов'язкової очистки. У зв'язку з цим, значна
увага приділяється оптимізації водокористування та мінімізації скидів стічних вод.
Вимновки.На основі здійсненого аналізу можна дійти висновку, що успішна
автоматизація будь-якої частини харчового виробництва неможлива без всебічного
врахування всіх аспектів взаємодії в системі "людина-машина".
70
3.2 Санітарно-технічні вимоги на цукровому заводі
Бурякоцукровий завод використовує значну кількість теплової енергії. Частина
цієї енергії розсіюється під час виробництва, нагріваючи повітря у виробничих
приміщеннях. Окрім тепла, у повітря потрапляє велика кількість вологи через
випаровування з відкритих та напіввідкритих ємностей з рідинами та з вологих
поверхонь, включаючи підлогу. На деяких етапах виробництва також виділяється
пил. Всі ці фактори призводять до погіршення якості повітря. Тому в головному
виробничому залі, приміщеннях для сушіння цукру та жому необхідно
встановлювати системи вентиляції. У приміщеннях зі значним виділенням тепла
опалювальні прилади не передбачаються.
Під час розробки проєкту бурякоцукрового заводу питання опалення та
вентиляції вирішуються згідно з планами будівельної та технологічної частин. При
цьому враховуються чинні норми та метеорологічні дані, отримані від місцевої
метеостанції, розташованої в районі будівництва заводу.
Існують три основні типи вентиляції: загальнообмінна, місцева та комбінована.
Якщо головний корпус обладнаний аераційним ліхтарем на даху, це забезпечує
природний організований повітрообмін у приміщенні, переважно за рахунок аерації
(природного провітрювання). Проте, зважаючи на специфіку бурякоцукрового
виробництва та складнощі у забезпеченні належних умов праці на окремих ділянках
лише за допомогою загальнообмінної природної вентиляції, проєктом необхідно
передбачити механічну вентиляцію з подачею свіжого підігрітого повітря
безпосередньо в робочу зону, а також локальне видалення вологи та пилу з місць
їхнього утворення.
У цехах, де розміщені установки для миття фільтрувальної тканини та
бурякорізки, необхідно передбачити припливно-витяжну вентиляцію з підігрівом
зовнішнього повітря до 20 °С. На станції центрифугування слід проєктувати систему
вентиляції з підігрівом подаваного повітря до 18 °С та відведенням повітря об'ємом
500 м³/год на кожну центрифугу. У всіх згаданих вентиляційних системах подача
71
повітря здійснюється осьовим вентилятором у припливній частині, а витяжка –
відцентровим вентилятором у витяжній частині.
На дільниці вакуум-фільтрів необхідно передбачити локальну витяжку
вологого повітря з-під кожного кожуха вакуум-фільтра об'ємом 1000 м³/год.
На дільниці вакуум-апаратів повітря слід підігрівати до 20 °С і подавати
безпосередньо на робочі місця через спеціальні душуючі пристрої. При цьому
кількість одночасно працюючих пристроїв розраховується як 50% від їх загальної
кількості.
Проєктом має бути передбачена система витяжки повітря від обладнання, що
генерує пил, а саме: від бункерів подрібненого вапна, нижньої головки елеватора та
шнеків об'ємом 500 м³/год від кожного. Додатково необхідно забезпечити аспірацію
пилу від розвантажувальних отворів вапняної печі та від місця подачі вапна у
вапногасильний барабан об'ємом 1000 м³/год.
При проєктуванні безліхтарного даху необхідно передбачити загальнообмінну
припливно-витяжну вентиляцію, а також місцеву вентиляцію для подачі свіжого
повітря безпосередньо в робочу зону. Загальнообмінна припливна вентиляція
здійснюватиметься через віконні отвори, а витяжна – за допомогою осьових
вентиляторів, встановлених у спеціальних шахтах на несучих елементах покрівлі. Під
час розрахунку системи вентиляції вологість повітря в головному корпусі слід
приймати на рівні 60%, а температуру для осіннього режиму – 10 °С та
середньозимову температуру для зимового режиму.
У зимовий період опалювальні прилади необхідно передбачити в таких
приміщеннях: побутові кімнати, склади цукру, механічна майстерня, насосні станції,
сировинна лабораторія, галерея транспортера білого цукру, гідротранспортер і
транспортер віджатого жому (за умови, що розрахункова зимова температура
опускається нижче 20 °С), дизельна, пожежне депо, гаражі та адміністративна будівля
заводу.
У складських приміщеннях підлогу доцільно виконувати з пустотних збірних
залізобетонних плит, що дозволить здійснювати подачу теплого повітря та
підтримувати оптимальний температурно-вологісний режим. Житлові, культурно-
72
побутові, громадські та інші будівлі селища передбачається опалювати від власної
котельні, розташованої на його території. Розрахунок та проєктування системи
опалення здійснюються з урахуванням чинних будівельних норм та кліматичних
особливостей даного району.
На бурякоцукровому заводі використовується загальне та комбіноване
освітлення, де загальне освітлення доповнюється місцевим. Рекомендовані рівні
освітленості для виробничих приміщень представлені в таблиці 4.1.
Таблиця 3.1 – Норми освітленості
Під час розрахунку необхідної кількості світильників та визначення потужності
ламп слід враховувати їхнє забруднення, яке призводить до зниження рівня
освітленості в процесі експлуатації. Для світильників загального освітлення
коефіцієнт запасу освітленості в приміщеннях з незначним утворенням виробничого
пилу рекомендується приймати рівним 1,3. Це значення враховує періодичне
очищення світильників.
У приміщеннях з інтенсивним пилоутворенням, таких як вапняне відділення,
дільниця вапнякових печей, мийне відділення, а також приміщення для сушіння та
пакування цукру, коефіцієнт запасу освітленості становить 1,7. Крім того, проєктом
передбачається аварійне освітлення, яке повинно забезпечувати на робочих місцях та
73
в проходах рівень освітленості не менше 10% від нормативних значень, встановлених
для загального освітлення.
Окрім основного та аварійного освітлення, на цукровому заводі передбачається
також ремонтне освітлення з напругою 12 В. Воно призначене для безпечного
проведення ремонтних робіт та обслуговування обладнання переносними лампами на
всіх апаратах і ділянках заводу.
Оскільки загальне освітлення на заводі передбачає рівномірне розміщення
світильників, оптимальним варіантом буде їх встановлення по кутах квадрата. Таке
розташування сприяє більш рівномірному розподілу світла в приміщенні.
Згідно з досвідом роботи "Гіпроцукру", питома потужність освітлення, яка
визначається як відношення сумарної потужності всіх ламп до площі освітлюваних
виробничих приміщень, становить 7-8 Вт/м². Загальна потужність, що витрачається
на освітлення, враховуючи і житлове селище, складає 25 кВт на 100 тонн
перероблених буряків для заводів продуктивністю 1500 тонн на добу та 20 кВт для
заводів з продуктивністю 3000 тонн буряків на добу.
74
3.3 Вимоги пожежної безпеки на підприємстві
Оскільки протипожежний захист є критично важливим елементом безпеки
будь-якого сучасного об'єкта, управління пожежною безпекою повинно бути
невід'ємною частиною загального управління.
На підприємствах пожежна безпека забезпечується завдяки таким ключовим
аспектам виробництва:
• Технічна складова: включає надійність обладнання, застосування безпечних
технологій, контроль за обсягом пожежовибухонебезпечних речовин,
продумані проєктні рішення, а також встановлення систем виявлення та
ліквідації пожеж.
• Людський фактор: охоплює підготовку персоналу, забезпечення його
необхідними інструкціями та правилами роботи.
• Система управління: організація та контроль усіх процесів, пов'язаних із
пожежною безпекою.
Очікується, що впровадження системи управління пожежною безпекою (СУПБ)
призведе до покращення протипожежного стану. Організація роботи підприємств у
сфері пожежної безпеки має стати ключовим і першочерговим завданням для
керівництва, структурних підрозділів, служб пожежної безпеки та відповідальних
осіб. Це має забезпечити контроль за рівнем пожежної небезпеки, виконання
протипожежних норм, дотримання встановленого протипожежного режиму, аналіз
ризиків виникнення пожеж та протипожежного стану об'єктів, спеціальну підготовку
працівників, а також розробку, прийняття та впровадження заходів щодо запобігання
пожежам, обмеження їх поширення та ліквідації, гарантування безпеки людей і
захисту довкілля.
Ступінь деталізації та складності системи управління пожежною безпекою
(СУПБ), а також обсяг потрібної документації та ресурсів, залежать від рівня
пожежної небезпеки, розміру та специфіки діяльності підприємства.
Функції державного управління у сфері пожежної безпеки покладено на
Державну пожежну охорону та інші органи державної виконавчої влади.
75
Підприємство несе відповідальність за налагодження та підтримку ефективної
роботи системи управління пожежною безпекою (СУПБ) і зобов'язане виділити
необхідні людські, матеріальні та фінансові ресурси для виконання всіх заходів,
спрямованих на забезпечення пожежної безпеки.
Управління пожежною безпекою досягається шляхом зміни стану підприємства
(об'єкта) на менш небезпечний.
Основні функції системи управління пожежною безпекою (СУПБ) включають:
1. Кількісна оцінка пожежного ризику полягає у визначенні ймовірності загоряння
шляхом проведення математичних розрахунків. Зібрані таким чином дані є основою
для розробки ефективних планів реагування на надзвичайні ситуації, стратегій
пожежогасіння, оформлення необхідних сертифікатів підприємств, декларацій
безпеки, а також для проведення оцінки впливу на навколишнє середовище.
2. Регламентування у сфері пожежної безпеки передбачає розробку, введення в дію
та здійснення контролю за дотриманням загальнодержавних, відомчих нормативних
актів, різноманітних інструкцій, положень та інших документів, що регулюють цю
галузь. Крім того, цей процес включає визначення та встановлення протипожежного
режиму на об'єктах.
3. Забезпечення належного рівня пожежної безпеки технологічних процесів,
обладнання, будівель та споруд досягається шляхом проведення систематичного
аналізу потенційних пожежних загроз, розробки та практичного застосування
відповідних профілактичних заходів, неухильного та своєчасного виконання усіх
приписів, виданих органами державного пожежного нагляду та службами пожежної
безпеки, а також врахування рекомендацій пожежно-технічних комісій.
4. Розробки та реалізації програм запобігання пожежам і мінімізації їх наслідків
є всебічне покращення протипожежного стану та технічного оснащення
підприємства. Це включає в себе вдосконалення систем протипожежного захисту,
навчання персоналу, модернізацію правил і систем пожежної безпеки. Ключовим
елементом є також підготовка планів протипожежних заходів, що базуються на
76
передовому досвіді, наукових дослідженнях та вимогах державного пожежного
нагляду, забезпечення їх фінансування та контроль за їх виконанням.
5. Створення пожежної охорони та служб пожежної безпеки є забезпечення
ефективного протипожежного захисту. Цей процес охоплює розробку та офіційне
затвердження відповідних положень і документації, чітке визначення функцій кожної
структури, створення та впровадження дієвих механізмів їхньої роботи, а також повне
фінансове, матеріально-технічне та кадрове забезпечення їхньої діяльності.
6. Створення та організації ефективної роботи добровільних пожежних дружин і
пожежно-технічних комісій є посилення протипожежного захисту. Цей процес
включає прийняття офіційного рішення про їхнє створення, визначення та
затвердження персонального складу, розробку детальних планів роботи та обов'язків
для кожного члена, їхню практичну реалізацію та подальший контроль за
виконанням.
7. Організації навчання з питань пожежної безпеки та проведення
протипожежної пропаганди є підвищення обізнаності та підготовленості
працівників до дій у випадку пожежі. Цей процес включає визначення оптимальних
рівнів навчання для різних категорій персоналу, розробку та офіційне затвердження
відповідних навчальних програм, а також детальне планування, ефективну
організацію та безпосереднє проведення навчальних занять і заходів з протипожежної
пропаганди.
8. Реагування на пожежі та надзвичайні ситуації здійснюється шляхом
застосування попередньо підготовлених людських ресурсів та технічних засобів з
метою захисту життя та здоров'я людей, локалізації осередків небезпеки та ліквідації
наслідків подій на основі заздалегідь розроблених планів дій.
9. Процес вдосконалення в сфері пожежної безпеки включає розробку детальних
планів та їхнє неухильне виконання, створення ефективної системи мотивації,
спрямованої на забезпечення пожежної безпеки на всіх стадіях робочого процесу, а
також постійний контроль за прийняттям рішень і поточними діями всіх учасників.
До органів управління Системи управління пожежною безпекою (СУПБ)
належать: керівники підприємств, які визначають загальну політику; керівники
77
структурних підрозділів та служб, що відповідають за безпеку на своїх ділянках;
фахівці служби пожежної безпеки, які забезпечують методичне керівництво;
відповідальні за пожежну безпеку особи; пожежно-технічні комісії; добровільні
пожежні формування; диспетчерські служби, що координують дії; та охорона, яка
здійснює первинний контроль.
У сферу управління Системи управління пожежною безпекою (СУПБ) входять:
керівний склад, посадові особи та весь персонал апарату управління і підприємств;
виробнича діяльність підприємств у цілому; аспекти пожежної безпеки технологічних
процесів, використовуваного обладнання, будівель та споруд; безпечне зберігання і
використання речовин та матеріалів; а також стан виробничого та прилеглого до
підприємства середовища з точки зору пожежної небезпеки.
Впровадження Системи управління пожежною безпекою (СУПБ) на
підприємстві передбачає низку організаційних заходів. Зокрема, створюються
спеціалізовані служби пожежної безпеки або вводяться штатні одиниці фахівців у цій
галузі. Також чітко регламентуються обов'язки керівників усіх рівнів та посадових
осіб щодо забезпечення пожежної безпеки. Окрім цього, налагоджується ефективна
взаємодія між різними структурними підрозділами підприємства з метою запобігання
пожежам та оперативного їхнього гасіння у разі виникнення.
Заходи, щодо попередження виникнення пожені
Система протипожежного захисту на підприємстві може включати комплекс
таких заходів із попередження виникнення пожеж:
1. Необхідно розробити всеохоплюючі заходи, що гарантують пожежну безпеку
підприємства, у відповідності до вимог статті 5 Закону України «Про пожежну
безпеку» та пункту 2.3 НАПБ А.01.001-04 (Закон України «Про пожежну безпеку»,
1993; НАПБ А.01.001-04, 2004).
2. Щороку наприкінці року слід видавати письмовий наказ щодо організації
пожежної безпеки на підприємстві на наступний рік.
3. Забезпечення організації і проведення різних видів протипожежних
інструктажів і спеціального навчання (зокрема пожежно-технічного мінімуму) для
керівного складу та співробітників підприємства відповідно до Типового положення
78
щодо інструктажів і перевірки знань з пожежної безпеки, а також відповідно до
переліку посад, співробітники яких зобов’язані проходити навчання з питань
пожежної безпеки (Наказ МНС України від 29.09.2003 № 368).
Відповідно до вимог пожежної безпеки, кожен працівник при прийнятті на
роботу та протягом своєї трудової діяльності повинен проходити обов'язкові
протипожежні інструктажі. Залежно від обставин, ці інструктажі можуть бути
вступними, первинними, повторними (на робочому місці), позаплановими або
цільовими. Важливо зазначити, що працівники, які не пройшли навчання,
відповідний інструктаж та успішну перевірку знань з питань пожежної безпеки, не
допускаються до виконання своїх посадових обов'язків.
4. Необхідно визначити місця для куріння, використання відкритого полум’я,
побутових нагрівальних приладів, а також встановити порядок проведення вогневих
робіт.
5. На об’єктах підприємства слід обладнати й підтримувати працездатність
систем блискавкозахисту відповідно до вимог ВБН 58-87 й РД 34.21.122-87 (ВБН 58-
87, 1987; РД 34.21.122-87, 1987).
6. Виконувати вогнезахисну обробку дерев’яних будівельних конструкцій у
відповідності до чинних нормативів і рекомендацій.
7. Встановити на території підприємства відповідні знаки безпеки згідно з
вимогами ГОСТ 12.4.026-76 та ДСТУ ISO 6309:2007, які регламентують форму й
колір сигнальних знаків (ГОСТ 12.4.026-76, 1976; ДСТУ ISO 6309:2007, 2007).
8. Організувати діяльність пожежно-технічної комісії згідно Типового
положення (Наказ МНС України від 11.02.2004 № 70).
9. Забезпечити проведення керівниками робіт інструктажів щодо пожежної
безпеки перед початком будь-яких робіт на об’єктах підприємства та призначення
відповідальних за пожежну безпеку під час виконання робіт у майстернях, цехах і
складах у відповідності з додатку 1 до Правил пожежної безпеки (Правила пожежної
безпеки, Додаток 1).
10. Для залучення працівників до заходів із запобігання пожежам та організації
їх гасіння, на підприємствах створюються добровільні пожежні дружини (команди)
79
відповідно до нормативних актів (Постанова КМУ від 25.02.2009 № 136; Наказ МНС
України від 11.02.2004 № 70).
11. Територію та об’єкти необхідно забезпечити засобами для гасіння пожеж
згідно з Додатком 2 до Правил пожежної безпеки, типовими нормами щодо кількості
вогнегасників та правилами їх експлуатації (Наказ МНС України від 02.02.2004 №
151; Наказ МНС України від 02.04.2004 № 152).
12. Відповідні підприємства мають оснащувати об’єкти автоматичними
системами пожежогасіння й пожежної сигналізації відповідно до переліку об'єктів,
котрі підлягають такому обладнанню (Наказ МНС України від 22.08.2005 № 161).
13. Необхідно створити нормативний резерв води для зовнішнього
пожежогасіння у відповідності з вимогами СНиП 2.04.02-84 (СНиП 2.04.02-84, 1984).
14. Якщо підприємство є потенційно небезпечним, його слід обладнати
автоматичними системами раннього виявлення загроз та системами оповіщення для
працівників і населення у зонах можливого ураження згідно з відповідними
правилами (Наказ МНС від 15.05.2006 № 288).
15. Для підприємств із загрозою аварійних залпових викидів небезпечних
речовин, вибухів та пожеж, слід розробити План локалізації та ліквідації аварійних
ситуацій і аварій (ПЛАС) (Наказ МПіСП від 17.06.1999 № 112).
80
ВИСНОВКИ
В результаті виконання кваліфікаційної бакалаврської роботи на тему
«Вивантажувальна система в обладнанні для ополіскування цукрових буряків»
проведено аналіз існуючого обладнання на основі якого запропоновано модернізацію
бурякомийної машини.
В результаті патентних досліджень та аналізу наукових публікацій була
сформульована технічна пропозиція щодо комплексної модернізації бурякомийної
машини. Суть пропозиції полягає у встановленні на сітчастий конвеєр перфорованих
пластин, конфігурація вигину яких адаптована до геометрії типових домішок.
Експериментально встановлено, що значна частина залишкового важко
відокремлюваного забруднення коренеплодів (в середньому 62%) локалізується в
поздовжніх бічних борознах, що обумовлює необхідність застосування інтенсивних
механічних та гідромеханічних методів очищення. Запропоновані технічні рішення
щодо удосконалення землевідділювачів бурякоукладальних машин шляхом
використання зірочок різних діаметрів спрямовані на інтенсифікацію процесу
сепарації зв’язаних домішок. Забезпечення підвищених динамічних впливів дозволяє
оптимізувати умови сепарації при зниженні частоти обертання зірочок у 1,5-2 рази, а
також мінімізувати механічні пошкодження поверхні та втрати маси цукрових
буряків.
В технологічній частині роботи показано розробку технологічного процесу
виготовлення деталі «Вал». Розроблено два варіанти методів обробки поверхонь
(МОП), два варіанти маршруту обробки деталі (МОД), обрано найкращий метод,
розраховано режими різання та проведено нормування технологічного процесу.
Розроблено креслення швидко зношувальних деталей: вал, втулка кришка.
Розроблено заходи з охорони праці та вимоги безпеки при експлуатації
бурякомийної машини.
81
СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТАРАТУРИ
1. Андрианов И. О. Ремонт и монтаж оборудования свеклосахарных
заводов. – М.: Пищевая промышленность, 1973 – 323с.
2. Хітров І.О., Гавриш В.С. Ремонт машин і обладнання: Навч. посібник.
Рівне: НУВГП, 2012. 184 c.
3. Электрические сети [Електронний ресурс]
https://leg.co.ua/info/elektricheskie-mashiny/defekty-i-remont-valov.html (дата
звертання).
4. Марки сталі [Електронний ресурс] https://steelgroup.com.ua/chornyj-
metal/45/?srsltid=AfmBOop-eTZtbE2qdbQj7J1mrKYFBr2aN-F--lChVD-
T3g2bzNIEHWtG
82
ДОДАТКИ