Будь ласка, використовуйте цей ідентифікатор, щоб цитувати або посилатися на цей матеріал:
https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/8756Повний запис метаданих
| Поле DC | Значення | Мова |
|---|---|---|
| dc.contributor.advisor | Батраченко, Олександр Вікторович | - |
| dc.contributor.author | Дікусар, Владислав Юрійович | - |
| dc.date.accessioned | 2026-03-16T16:16:55Z | - |
| dc.date.available | 2026-03-16T16:16:55Z | - |
| dc.date.issued | 2023-06-11 | - |
| dc.identifier.uri | https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/8756 | - |
| dc.description.abstract | Мета КРБ полягає у проєктуванні масловиготовлювача безперервної дії лінії виготовлення вершкового масла. Об’єктом роботи є процес збивання вершкового масла. Предметом роботи є вирішення практичних завдань спрямованих на розробку конструкції вузла збивання вершків масловиготовлювача безперервної дії. Конструкторський розділ містить наступні пункти: техніко-економічне обґрунтування проекту; опис конструкції масловиготовлювача, послідовність монтажу обладнання; опис технічного обслуговування обладнання; розрахунок продуктивності пристрою для збивання вершків, споживаної потужності, кінематичний розрахунок клинопасової передачі. Також, в даному розділі проведено розрахунок валу, підшипників, шпонкових з'єднань на міцність, довговічність та стійкість. В технологічному розділі розроблено технологічний процес виготовлення та ремонту вала. Відповідно даний розділ містить наступні пункти: вибір матеріалу деталі; вибір виду заготовки; маршрут обробки деталі; вибір різального та контрольного інструменту; вибір верстатів. В розділі з охорони праці наведені розрахунки параметрів засобів для захисту органів слуху при роботі масловиготовлювача | uk_UA |
| dc.language.iso | uk | uk_UA |
| dc.subject | Масловиготовлювач | uk_UA |
| dc.subject | збивання вершків | uk_UA |
| dc.title | Масловиготовлювач безперервної дії лінії виготовлення вершкового масла | uk_UA |
| dc.type | Bachelor Thesis | uk_UA |
| Розташовується у зібраннях: | 133 Галузеве машинобудування (Обладнання харчових, торгівельних і машинобудівних підприємств) | |
Файли цього матеріалу:
| Файл | Опис | Розмір | Формат | |
|---|---|---|---|---|
| КРБ Дікусар.pdf Restricted Access | Т Кваліфікаційна робота бакалавра (КРБ) складається з реферату, переліку умовних позначень, вступу, трьох розділів, висновків, списку використаних джерел і додатків. КРБ виконана на 84 аркушах, включає 54 формули, 12 рисунків, 5 таблиць, 8 літературних джерел та додатки. Графічна частина складається з шести плакатів формату А1. | 2.11 MB | Adobe PDF | Переглянути/Відкрити Запит копії |
Усі матеріали в архіві електронних ресурсів захищено авторським правом, усі права збережено.
Extracted text
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
ЧЕРКАСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНОЛОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
(повне найменування вищого навчального закладу)
Факультет електронних технологій, автотранспорту та машинобудування
(повна назва факультету)
Кафедра проектування харчових виробництв та верстатів нового покоління
(повна назва кафедри)
ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА
до кваліфікаційної роботи бакалавра
на тему: МАСЛОВИГОТОВЛЮВАЧ БЕЗПЕРЕРВНОЇ ДІЇ ЛІНІЇ
ВИГОТОВЛЕННЯ ВЕРШКОВОГО МАСЛА
бакалавр
(освітньо-кваліфікаційний рівень)
Виконав: студент 4 курсу, групи ГМ-92
спеціальності 133 – Галузеве машинобудування
(шифр і назва спеціальності)
Обладнання харчових, торгівельних і
машинобудівних підприємств
(освітня програма)
Владислав ДІКУСАР
(ім’я та прізвище)
Керівник Олександр БАТРАЧЕНКО
(ім’я та прізвище)
Рецензент Олександр КОСТРИЦЬКИЙ
(ім’я та прізвище)
Черкаси 2023
2
РЕФЕРАТ
Кваліфікаційна робота бакалавра (КРБ) складається з реферату, переліку
умовних позначень, вступу, трьох розділів, висновків, списку використаних
джерел і додатків. КРБ виконана на 84 аркушах, включає 54 формули, 12
рисунків, 5 таблиць, 8 літературних джерел та додатки. Графічна частина
складається з шести плакатів формату А1.
Мета КРБ полягає у проєктуванні масловиготовлювача безперервної дії
лінії виготовлення вершкового масла.
Об’єктом роботи є процес збивання вершкового масла.
Предметом роботи є вирішення практичних завдань спрямованих на
розробку конструкції вузла збивання вершків масловиготовлювача безперервної
дії.
Конструкторський розділ містить наступні пункти: техніко-економічне
обґрунтування проекту; опис конструкції масловиготовлювача, послідовність
монтажу обладнання; опис технічного обслуговування обладнання; розрахунок
продуктивності пристрою для збивання вершків, споживаної потужності,
кінематичний розрахунок клинопасової передачі. Також, в даному розділі
проведено розрахунок валу, підшипників, шпонкових з'єднань на міцність,
довговічність та стійкість.
В технологічному розділі розроблено технологічний процес виготовлення та
ремонту вала. Відповідно даний розділ містить наступні пункти: вибір матеріалу
деталі; вибір виду заготовки; маршрут обробки деталі; вибір різального та
контрольного інструменту; вибір верстатів.
В розділі з охорони праці наведені розрахунки параметрів засобів для
захисту органів слуху при роботі масловиготовлювача.
Ключові слова: МАСЛОВИГОТОВЛЮВАЧ, ЗБИВАННЯ ВЕРШКІВ,
ПРОДУКТИВНІСТЬ, ПРОЄКТУВАННЯ, КОНСТРУКЦІЯ, МОНТАЖ, ОБРОБКА
ДЕТАЛЕЙ, ЗАХИСТ ВІД ШУМУ.
3
ABSTRACT
The bachelor's qualification work (BQW) consists of an abstract, a list of
conditional designations, an introduction, three sections, conclusions, a list of used
sources and appendices. BQW is made on 84 pages, includes 54 formulas, 12 figures, 5
tables, 8 literary sources and appendices. The graphic part consists of 6 A1 format
posters.
The purpose of BQW is to design a butter maker of a continuous butter
production line.
Object of work. Butter churning process.
Subject of work. Solving practical tasks aimed at the development of the design
of the cream whipping unit of the continuous action butter maker.
The design section contains the following items: technical and economic
justification of the project; description of the design of the oil maker, sequence of
installation of the equipment; description of equipment maintenance; calculation of the
performance of the cream whipping device, power consumption, kinematic calculation
of the V-belt transmission. Also, in this section, the strength, durability and stability of
the shaft, bearings, key joints are calculated.
In the technological section, the technological process of manufacturing and
repairing the shaft is developed. Accordingly, this section contains the following points:
the choice of the material of the part; selection of the type of workpiece; part processing
route; selection of cutting and control tools; selection of machines and machine devices;
calculation of cutting modes; the technological process of repairing the part.
In the section on occupational health and safety, the calculations of the
parameters of the means for protecting the hearing organs during the operation of the oil
maker are given.
Keywords: BUTTER MACHINE, CREAM WHIPPER, PRODUCTIVITY,
DESIGN, CONSTRUCTION, ASSEMBLY, PARTS PROCESSING, NOISE
PROTECTION.
4
ЗМІСТ
С
Вступ………………………………………………………………………..6
1. Конструкторський розділ...............................................................………..7
1.1 Техніко-економічне обґрунтування ……………………………………...7
1.2 Опис технологічної лінії ..........................………………………………...8
1.3 Опис машини, яка проєктується ................................................................12
1.4 Технічні вимоги та умови на сировину, напівфабрикати і готову
продукцію…………………………………………………………….…….19
1.5 Монтаж обладнання......................................................................................24
1.6 Технічне обслуговування обладнання.......................................................36
1.7 Технологічний розрахунок…………………………..………………..…36
1.8 Кінематичний розрахунок………………..……………………….…..…38
1.9 Розрахунок на міцність………………………………………………..…43
1.10 Розрахунок підшипникових опор……………………………………...50
2. Технологічний розділ…………………………………….……………….52
3. Охорона праці та безпека прийнятих
рішень………………………………………………………………....…...69
Загальні висновки……………………………………………………………..…83
Перелік використаних літературних джерел…………………………………....84
Додатки……………………………………………………………………………85
5
ПЕРЕЛІК УМОВНИХ ПОЗНАЧЕНЬ І СКОРОЧЕНЬ
КРБ – кваліфікаційна робота бакалавра
МОП – методи обробки поверхні
МОД – методи обробки деталі
МО – Міжремонтне обслуговування
ОП – Охорона праці
ТО – Технічне обслуговування
ППР – планово-попереджувальний ремонт
ТО – Охорона праці
ППБ – Правила пожежної безпеки
ДБН – Державні санітарні норми
6
ВСТУП
Молочна промисловість одна із передових галузей переробної
промисловості агропромислового комплексу, так як молоко являється сировиною
для виробництва таких важливих продуктів харчування як сир, вершкове масло,
вершки, консервоване незбиране й обезжирене молоко, морозиво, сир
кисломолочний, сиркові вироби з різними фруктовими наповнювачами,
кисломолочна продукція тощо. Тому збільшення випуску цих продуктів потребує
значного росту виробництва молока. У вирішенні цієї задачі важлива роль
відводиться агропромисловому комплексу. Із збільшенням попиту на молочну
продукцію необхідно збільшувати виробництво молока. Цим займаються
працівники молочної промисловості і агропромислового комплексу.
Випуск, наприклад, масла бутербродного з більш низьким вмістом жиру
приводить до вимушеного зниження продуктивності основного обладнання більш
як у 1,5 рази додатковим витратами у використанні електроенергії, холоду,
підключення іншого технологічного обладнання, що посилює ефект
маслоутворення. Проведені досліди й досвід роботи промисловості говорять про
те, що для цієї мети необхідне створення спеціалізованого обладнання. Відомо,
що для виробництва масел пониженої жирності, включаючи бутербродне, з
гарними якісними показниками, необхідне ефективне охолодження та інтенсивна
механічна обробка. Існуючі апарати відповідають цим вимогам лише частково.
Більш повне і рівномірне задоволення потреб населення в молочній
продукції, розширення її асортименту і підвищення якості, комплексна переробка
молока безпосередньо зв’язані з прискореним розвитком виробничо –
технологічної бази молочної промисловості.
7
1 КОНСТРУКТОРСЬКИЙ РОЗДІЛ
1.1Техніко-економічне обґрунтування
Одним із важливих продуктів харчування для більшості населення є
вершкове масло. Більша частина молока, що поставляється з фермерських
господарств іде на виробництво вершкового масла. За останніми науковими
дослідженнями розроблені прогресивні технології для використання цих задач і
особлива увага приділяється створенню високопродуктивного обладнання для
виконання і впровадження цих технологій. Технологія виробництва різних видів
вершкового масла (селянського, бутербродного, столового і масла з різними
наповнювачами рослинного походження) почала вимагати створення
універсального або спеціального обладнання. Воно відрізняється від традиційного
і має значну відмінність. Вона викликана тим, що в машинах і апаратах
технологічних ліній обробляється сировина з іншими фізико-хімічними
властивостями.
Суть технологічного процесу виготовлення масла (маслоутворення) полягає в
оберненні фаз, внаслідок чого утворюється нова структура. Безперервна водна
фаза і переривчаста жирова замінюються безперервною жировою і
переривчастою водною. Проте процес структуроутворення не забезпечує повного
обернення фаз. Чим більше ступінь його завершення, тим більш досконалий
процес.
Для процесу виготовлення масла характерні наступні два етапи:
збиття вершків у масло (структуроутворення);
обробка масляного зерна — відпресовування для надання йому
однорідності і регулювання складу.
Актуальним є розробка ефективних конструкцій пристроїв для збивання
вершків.
8
1.2 Опис технологічної лінії
Виготовлення вершкового масла - складний фізико-хімічний процес,
основою якого є виділення жиру з вершків у вигляді жирового концентрату
(проміжний продукт), рівномірний розподіл його компонентів і пластифікація.
Існують два методи концентрації жирової фази вершків: в холодному стані -
так званим збиванням і в гарячому - сепаруванням. У залежності від методу
концентрації на проміжних стадіях процесу відповідно отримують масляне зерно
або високожирні вершки, які за структурою і властивостями істотно
відрізняються від вершкового масла і один від одного.
При виробництві коров'ячого масла використовують такі принципово різні
способи вироблення: збивання заздалегідь підготовлених вершків у
масловиготовлювачах періодичного (традиційна схема) і безперервної
дії; перетворення високожирних вершків у спеціальних апаратах -
маслоутворювачах.
При виробництві вершкового масла способом збивання вершків основою
технології є виділення з вершків жирової фази (збивання)
і перетворення утвореного масляного зерна в моноліт масла з властивою йому
структурою і консистенцією.
Фізико-хімічна сутність методу ґрунтується на особливості молочного жиру
змінювати агрегатний стан в залежності від температури. Для цього вершки
піддають фізичному дозріванню. Збивають вершки і обробляють масляне зерно
механічним впливом при певному температурному режимі.
Для вироблення масла даними способом використовують масловиготовлювачі
періодичної і безперервної дії. З урахуванням конструктивних особливостей
масловиготовлювачів режими технологічного процесу різняться, але при цьому
сутність процесу залишається незмінною.
Технологічні режими в основному залежать від хімічного складу і
властивостей молочного жиру, виду вироблюваного масла.
У загальному вигляді процес виробництва масла способом збивання
вершків має наступний порядок операцій:
9
Приймання та сортування молока
↓
Підігрівання, сепарування молока та отримання вершків
↓
Теплова і вакуумна обробка вершків
↓
Резервування та фізичне дозрівання вершків
↓
Біологічне зквашування вершків
(При виробництві кисловершкова масла)
↓
Збивання вершків
↓
Механічна обробка масляного зерна
↓
Фасування та упаковка
↓
Зберігання масла
Масло з коров'ячого молока в залежності від технології виготовлення
поділяють на вершкове і топлене. Вершкове масло в залежності від особливої
технології виготовлення поділяють на солодковершкове, включаючи
стерилізоване, кисловершкове і підсирне.
Солодковершкове та кисловершкове масло в залежності від масової частки
жиру підрозділяють на класичне і зниженої жирності.
Солодковершкове та кисловершкове класичне і зниженої жирності масло
поділяють на несолоне і солоне.
Масляну пасту з коров'ячого молока в залежності від особливої технології
виготовлення поділяють на солодковершкове та кисловершкове.
10
Солодковершкове та кисловершкове масляну пасту підрозділяють на несолону і
солоної.
Фізико-хімічні основи виробництва масла
Виробництво масла способами збивання та перетворення високожирних
вершків зводиться до зміни агрегатного стану кульок жиру вершків з подальшим
звільненням і концентруванням жирової фази при одночасному утворенні
структури масла. Основними фізико-хімічними процесами маслоутворення
вважають тужавіння жиру, кристалізацію тригліцеридів і формування структури
масла.
Отримання масла способом збивання вершків.
Головні фізико-хімічні зміни жирової фази, що призводять до
маслоутворення, відбуваються під час фізичного дозрівання й збивання вершків у
масловиготовлювачі. B процесі фізичного дозрівання вершків при низьких
температурах спостерігається тужавіння жиру з кристалізацією тригліцеридів.
Встановлено, що жир кристалізується в кульках жиру пошарово - спочатку
утворюється мономолекулярний кристалічний шар високоплавкі тригліцеридів за
периферії оболонки кульок, потім кристалізуються внутрішні шари жиру. Шари
отверділого жиру (товщиною близько 5 нм) накладаються один на інший, між
ними полягає рідкий жир. Таким чином, в кульці жиру до руйнування оболонки
утворюється структурний каркас з високо - та среднеплавкие тригліцеридів.
Повного тужавіння молочного жиру під час охолодження вершків не
відбувається. Кожній температурі охолодження відповідає певна ступінь
твердіння жиру. Після тужавіння частини жиру встановлюється рівновага між
твердим і рідким жиром. Ha ступінь твердіння жиру впливають температура і
тривалість охолодження, жирно-кислотний склад тригліцеридів і інші фактори.
Перемішування вершків у процесі їх дозрівання значно прискорює тужавіння
жиру і кристалізацію тригліцеридів.
Ступінь тужавіння жиру і характер кристалізації тригліцеридів є
визначальними чинниками швидкості маслоутворення, а також формування
структури та консистенції масла. Оптимальним вважається вміст у вершках 30-
11
35% отверділого жиру (при співвідношенні в ньому легко - і високоплавкі
тригліцеридів 2: 1). При надмірному твердінні жиру виходить масло грубої,
крихкої консистенції, а при недостатньому - м'якої консистенції. Для отримання
масла гарної консистенції необхідно утворення дрібних
термостійких кристалів тригліцеридів в стабільній модифікації та переважання у
структурі коагуляційних елементів, що забезпечують його пластичність і
термостійкість.
Співвідношення легко- і високоплавких тригліцеридів у жирі вихідних
вершків залежить від пори року. Тому з метою отримання масла оптимальної
консистенції на молочних заводах використовують диференційовані температурні
режими охолодження, дозрівання і збивання вершків, враховують сезонні зміни
хімічного складу молочного жиру.
B результаті механічної обробки вершків при їх збиванні в
масловиготовлювачі жирова емульсія повністю руйнується. Кульки жиру
остаточно позбавляються оболонок (готове масло містить незначну кількість
жиру у вигляді емульсії), агрегати кристалів жиру (мікрозерна) об'єднуються
спочатку в дрібні, а потім у більш великі грудочки - масляні зерна, які піддають
подальшій механічній обробці.
Інтенсивність механічної обробки. Існує декілька теорій, що
пояснюють освіта масла при збиванні вершків, - флотаційна, гідродинамічна та
інші. Одна з них пов'язує утворення масла зі здатністю вершків давати стійку піну
- дисперсну систему, що складається з бульбашок газу (повітря), розподілених в
рідині. Піна утворюється при впрацюванні у вершки повітря - він розбивається на
дрібні бульбашки, які утримуються разом за допомогою прошарків з речовин
плазми вершків. З часом плівки між бульбашками піни стають тонше, бульбашки
лопаються і піна руйнується. B процеси утворення і руйнування піни залучаються
кульки жиру, при цьому вони втрачають свої оболонки, укрупнюються і
утворюють далі масляні зерна.
12
1.3 Опис машини, яка проєктується
Існують різні моделі масловиготовлювачів безперервної дії. Вони володіють
певними набором переваг та недоліків.
У масловиготовлювачах безперервної дії збивання вершків і обробка масла
відбувається в безперервному потоці. Підготовлені до збивання вершки надходять
в масловиготовлювач, а з нього безперервно виходить готове масло і пахта.
Масловиготовлювач безперервної дії (рис. 1) складається з двох основних
частин: збивача і обробника.
Збивачом є циліндр з нержавіючої сталі, всередині якого знаходиться
швидкообертова чотирьохлопатева мішалка. Циліндр забезпечений сорочкою для
охолодження його водою. Вершки подаються з бачка 1, де підтримується
постійний їх рівень. Приплив вершків регулюють діафрагмою 4 з різними
отворами для проходу вершків. Вершки надходять через отвір в днищі циліндра і,
проходячи в циліндрі, збиваються лопатями мішалки в масляні зерна, які разом з
пахтою з циліндра по рукаву 8 направляються в обробник.
Лопаті мішалки (прямокутні смуги шириною 15 мм) проходять над
полірованою поверхнею циліндра на відстані 2,5 мм зі швидкістю 23 м/с. За
лопатою створюється розрідження, під дією якого частки вершків відриваються
від стінки циліндра і потрапляють під удар наступної лопаті, знову падаючи на
стінки.
Мішалка приводиться в дію від електродвигуна через клинопасову
передачу. Вал мішалки тонким кінцем вставляється в порожнистий вал 29 і
закріплюється зовні гайкою 26.
13
1 - приймальний бачок; 2 - трубка подачі вершків до регулятора; 3 - регулятор
подачі вершків; 4 - діафрагма регулятора; 5 - трубка подачі вершків в циліндр; 6 -
мішалка; 7 - циліндр; 5 - рукав; 9 - оглядовий люк; 10 - обробник; 11 - шиберна
плита; 12 - камера; 13 і 16 - решітка; 14 - камера перемішування; 15 -насадка; 17 -
лопать мішалки; 18 - прохідний отвір, регульоване шибером; 19 - труба для
сколотин; 20 - сполучна муфта; 21 - відстійник сколотин; 22 - механізм
обработника; 23-шарнірне з'єднання; 24 - клинопасова передача; 25 - підшипник
шківа; 26 - гайка; 27 і 28 - шківи; 29 - порожнистий вал.
Рисунок 1 - Масловиготовлювач безперервної дії
Обробник складається з двох шнеків, що обертаються в похило
розташованої шнековій коробці в різні боки зі швидкістю 50 об/хв. Через
відстійник 21 по вигнутій трубі 19 відводиться пахта. Рівень її підтримується
трохи вище відстійника і регулюється поворотом труби 19.
Масляні зерна з поверхні пахти шнеками подаються до шиберної плити і
спресовуються. Відтиснута пахта стікає в відстійник. Спресоване масло
14
видавлюється через вікно в шиберній плиті 11 в камеру 12, де також є два шнека
зі збільшеним кроком. У шиберній плиті передбачено шибер, яким можна
регулювати величину прохідного отвору.
З камери 12 масло проштовхується через решітку 13 в камеру
перемішування 14. Тут воно перемішується чотирилопатевою мішалкою. Потім
проходить через решітку 16 в конічну насадку 15, де ще раз перемішується
лопатевою мішалкою і виходить з прямокутного отвору назовні. Вали шнеків
приводяться в рух від вала мішалки збивача через ремінну передачу, карданне
з'єднання і передавальний механізм.
Масловиготовлювач легко розбирається, всі частини доступні для
ретельного чищення і мийки. Одержуване масло характеризується рівномірним
розподілом вологи. Жирність пахти 0,8-1%. Продуктивність масловиготовлювачів
безперервної дії 200-2000 кг/год.
Збільшена витрата енергії для роботи масловиготовлювачів безперервної
дії виправдовується безперервністю процесу, підвищенням продуктивності праці,
компактністю і гігієнічністю установки, а також тим, що потрібна потужність цих
масловиготовлювачів в процесі роботи залишається постійною. Рівномірність
споживання енергії має істотне значення для маслозаводів з власними невеликими
теплосилових установок.
Відомий масловиготовлювач безперервної дії марки APV НСТ (виробник
APV (SPX), Данія). Він має наступні особливості конструкції:
• вбудований попередній нагрів вершків;
• вбудований охолоджувач масла;
• вбудована CIP мийка;
• мінімальний вміст повітря в кінцевому продукті;
• широкий діапазон продуктивності від 500 до 12.000 кг / год.
15
Рисунок 2 - Масловиготовлювач безперервної дії марки APV НСТ
На рис. 3 наведено будову масловиготовлювача марки BUE, виробництва
фірми GEA Westfalia.
Рисунок 3 - Масловиготовлювач безперервної дії марки APV НСТ
Далі наведено опис установки, яка проєктується.
16
Установка А1-ОМИ призначена для виготовлення масла методом збивання
безперервним способом. Масловиготовлювач (рис. 4) є центральним складовим
елементом установки. Він складається зі станини, всередині якої знизу розміщені
електродвигуни приводів, зверху - збивач вершків, нижче якого під кутом
розміщено шнековий текстуратор.
Рисунок 4 - Масловиготовлювач А1-ОМИ
Принцип роботи масловиготовлювача наступний. Вершки по трубопроводу
подаються в циліндр збивача, який розташовано у верхній частині станини. У
17
збивачі вершки інтенсивно перемішуються та збиваються, внаслідок чого
утворюєтсья масляне зерно та знежирена рідина - пахта.
Далі суміш масляних зерен і пахти стікає вниз до текстуратора. В ньому під
дією двох шнеків зерна спресовуються, а пахта стікає назад і вниз та відводиться
по трубопроводу.
Масляні зерна по виходу із текстуратора утворюють суцільний і гомогенний
пласт масла. Цьому сприяє спеціальна будова текстуратора.
Пахта збирається в спеціальні ємкості і використовується при виготовленні
інших молочних продуктів, наприклад, морозива.
Продуктивність масловиготовлювача, залежно від виду масла, складає від
800 до 1200 кг/годину. Встановлена потужність - 40 кВт.
На рис. 5 показано складальне креслення збивача. Це пристрій для збивання
вершків. Він складається з корпусу 10, до якого приєднано циліндричний корпус
9, всередині якого розміщено збивальний циліндр 3 з кожухом. Всередині корпусу
та збивального циліндру розміщено вал 14, на якому закріплено збивальні лопаті -
била 17.
Справа збивальний циліндр має відкритий торець, крізь який масляне зерно
з пахтою через патрубок потрапляє до текстуратора.
Вал 14 встановлений в підшипникових опорах 47 та 48, кожна з яких має по
два підшипники кочення. Це радіальні шарикові підшипники. Парне
використання підшипників дозволяє підвищити жорсткість валу під час
експлуатації, що призводить до меншого перекосу самих підшипнкиів та більшої
їх довговічності.
Як видно з креслення, ліва підшипникова опора 48 має більші підшипники з
більшою несівною здатністю. Це пояснюється тим, що шків пасової передачі
разом із силою натяжіння пасів створюють більше згинаюче зусилля на ліву
частину валу чим мішалка з билами, яка встановлена на праву частину валу.
Підшипникові опори мають манжетні ущільнення 49, які захищають
підшипники від молочної сировини та попереджають потрапляння мастила в
сировину.
18
Збивач працює наступним чином. Вершки потрапляють в циліндр 3 по
трубопроводу. В циліндрі вони інтенсивно перемішуються та збиваються билами
17. Внаслідок цього оболонки жирових кульок молока руйнуються, жир
вивільняється та потім збивається у маленькі грудочки - в зерна.
Рисунок 5 - Збивач для збивання вершків
Для того, щоб цей процес проходив ефективніше застосовується
охолоджуюча сорочка, яка утворена зовнішньою стороною збивального циліндру
3 та його кожухом. В охолоджуючу сорочку подається холодна вода. Після
збивання суміш зерен та пахти виводиться через патрубок донизу.
19
1.4 Технічні вимоги та умови на сировину, напівфабрикати і готову
продукцію
Масло тваринне - харчовий продукт, основою якого є жирова фаза
коров'ячого молока або молока інших сільськогосподарських тварин (буйволів,
самок яка, козячого та ін.) Характер структури, фізико-хімічні характеристики,
споживчі показники масла обумовлені масовою часткою жиру.
Технологія кисловершкового масла заснована на біохімічних процесах,
збудниками яких є молочнокислі і ароматоутворювальні бактерії, що
використовуються у вигляді заквасок. У результаті їх розвитку у вершках в маслі
відбувається гомо- і гетероферментативних молочнокисле бродіння.
Залежно від умов середовища при гомоферментативному молочнокислому
бродінні, окрім молочної кислоти, утворюються невеликі кількості летючих
кислот та інших з'єднань. Більша кількість їх продукують ароматоутоврювальні
бактерії при зброджуванні лимонної кислоти. При гетероферментативному
молочнокислому бродінні, окрім молочної кислоти, утворюються спирт, оцтова
кислота, вуглекислий газ.
В утовренні аромату кисловершкового масла беруть участь летючі кислоти,
діацетил, ацетоін (як попередник диацетила), ефіри, які утворюються при
гетероферментативному молочнокислому бродінні і є продуктами метаболізму
бактерій. Кисловершкове масло з вираженими смаком і ароматом містить на 100 г
продукту: 0,1-0,5 мг диацетила, 18-30 мг летючих жирних кислот (мурашиної,
оцтової, пропіонової, масляної) і до 10 мг етилового спирту.
Синтез диацетила і ацетоіна ароматоутворювальними молочнокислими
бактеріями відбувається в основному з пірувату, отриманого при зброджуванні як
глюкози, так і цитратів. Для підвищення аромату при виготовленні закваски
доцільно використовувати лимонну кислоту в кількості 0,2%, а при виробленні
кисловершкового масла 0,1% до маси його плазми, або 180 г на 1 т готового
продукту.
20
На утворення і накопичення ароматичних речовин у вершках і маслі
великий вплив мають температура пастеризації та умови середовища.
Оптимальною температурою пастеризації вершків є 85 °С. Підвищення
температури вершків, їх витримка, повторна пастеризація зумовлюють
збільшення редукуючих речовин у вершках і плазмі масла, негативно впливають
на розвиток ароматоутворювальних бактерій і накопичення ароматичних речовин
в олії.
Максимальне накопичення диацетила відбувається при рН середовища 4,7-
5,2 і високому окислювально-відновному потенціалі. При цих умовах поряд з
утворенням ароматичних речовин в результаті зброджування глюкози і цитратів
ароматоутворювальними бактеріями, дицетоін (не має запаху) може
окислюватися в діацетил. Відповідно до цього встановлено межі сквашування
вершків, кислотність плазми 55-60 ° Т і кислотність плазми масла не вище 55 °Т.
Існує метод виробництва кисловершкового масла, що передбачає
збагачення продукту смаковими і ароматичними речовинами за допомогою
внесення суміші кислот (молочної, оцтової, мурашиної) і диацетила.
При виробництві солодковершкового масла розвиток біохімічних
(ферментативних) процесів є ознакою неблагополуччя. У разі вторинного
забруднення вершків і масла сторонньої мікрофлорою та її ферментами при
сприятливих умовах можуть протікати біохімічні процеси, що викликають
зниження якості масла. При цьому основними показниками є утворення таких
продуктів метаболізму бактерій: молочної кислоти - в результаті зброджування
лактози молочнокислими бактеріями (підвищується кислотність плазми
масла); різних азотистих сполук, на що вказує підвищення амінного азоту в плазмі
масла - в результаті розвитку протеолітичних та інших бактерій, що володіють
протеолітичними властивостями; вільних жирних кислот - в результаті ліполізу
жиру, викликаного розвитком бактерій і ферментів, мають ліполітичні
властивості.
Підвищення кислотності плазми свіжого масла виявляється
органолептично, а продукти протеолізу і ліполізу тільки аналітично.
21
При виробленні кисловершкового масла повторне обсіменіння сторонньою
мікрофлорою вершків і готового продукту може також викликати зниження його
якості.
Смак і запах вершкового масла. Вони обумовлені наявністю комплексу
речовин (сульфгідрильні з'єднання типу SH-груп, лактони, летючі жирні кислоти,
карбонільні з'єднання та ін), присутніх у вихідній сировині і утворюються в
процесі його вироблення при тепловій обробці, біохімічному зквашуванні вершків
і внесених з смаковими наповнювачами.
Сульфгідрильні з'єднання. З'єднання типу SН-груп утворюються при
пастеризації вершків у результаті часткового відновлення сірковмісних
амінокислот (цистину, метіоніну). Між температурою пастеризації вершків і
змістом сульфгідрильних сполук маєте "пряма залежність. Сульфгідрильні
сполуки мають відновними і антиокислювальними властивостями.
Лактони. Утворюються при пастеризації вершків з оксикислот. З
підвищенням температури пастеризації вершків від 60 до 120 °С кількість
лактонів у вершковому маслі зростає в 1,5-3 рази. Максимальна кількість лактонів
утворюється при зквашуванні вершків до кислотності 45 °Т.
Карбонові кислоти. Найбільше значення мають молочна кислота і вільні
летючі жирні кислоти (мурашина, оцтова, пропіонова, масляна, капронова,
каприлова, капріновая і ряд інших), які утворюються в результаті теплової
обробки вершків, молочнокислого бродіння при зброджуванні лактози і цитратів
молочнокислими бактеріями (при виробленні кисловершкового масла), гідролізу
молочного жиру під дією мікрофлори протікає при виробленні та зберіганні
масла.
Для отримання масла з приємними смаком і запахом вміст цих кислот у
вершках не повинен перевищувати 30-40 мг/кг; підвищення може бути причиною
зниження якості продукту.
При зберіганні масла в результаті окислювальних реакцій відбувається
накопичення вільних летючих жирних кислот. Збільшення концентрації вільних
летючих жирних кислот, особливо масляної, може послужити причиною появи
22
присмаків, знецінюються якість масла. Оптимальний вміст масляної кислоти в
олії 3-5 мг / кг.
Якість масла. Вона змінюється при зберіганні в результаті розвитку
мікробіологічних, ферментативних і хімічних процесів. Зберігання масла при
позитивній температурі інтенсифікує окислювальні процеси псування в результаті
розкладання білка, вуглеводів, ліпідів. Утворені при цьому речовини є причиною
погіршення смаку і запаху масла. Підвищення температури, як і
збільшення термінів зберігання, прискорює окислювальні процеси псування, аж
до повної втрати якості. При мінусовій температурі зберігання процеси, що
зумовлюють псування масла, протікають значно повільніше.
Основними причинами псування молочного жиру в маслі є гідролітичні й
окисні процеси, що викликаються сторонньої мікрофлорою та її ферментами.
Перекисне окислення є наступною стадією псування молочного жиру в
результаті впливу молекулярного кисню. На першій стадії окислення перекису не
роблять істотного впливу на смак і запах масла. Однак у міру накопичення
перекисів у жирі починають відбуватися подальші реакції з утворенням
вторинних продуктів окислення. У першу чергу окислюються вільні і пов'язані
ненасичені жирні кислоти. Чим більше в маслі ненасичених жирних кислот, тим
інтенсивніше йдуть процеси окислення. Активаторами ланцюгових реакцій
можуть бути гідропероксиду, кисень, метали, світло, тепло і ін.
Масло незалежно від методу виробництва містить газову фазу повітря.
Оптимальний вміст газової фази в маслі становить 2-3 мл в 100 г, що забезпечує
його високу стійкість.
При дії світла в результаті фотоокислення ліпідів у маслі також відбувається
перекисне окислення, яке має практично такий же характер, як і при окисленні
молекулярним киснем.
Стійкість масла. Це властивість масла тривалий час зберігати смакові
якості з мінімальними змінами. Підвищення стійкості масла при зберіганні
досягається дотриманням технологічних режимів виробництва, а також введенням
біологічно активних речовин і антиокислювачів.
23
До біологічних способів підвищення стійкості вершкового масла при зберіганні
належить застосування спеціальних видів дріжджів, що інгібують проти
пліснявіння.
При виробленні кисло-вершкового масла молочнокислі бактерії затримують
розвиток сторонньої мікрофлори, що позитивно позначається при зберіганні в
умовах плюсової температури. Природними (природними) антиокислювачами є:
сульфгідрильні сполуки білків молока, токоферол (вітамін Е), (3-каротин,
аскорбінова кислота, фосфоліпіди, деякі амінокислоти та ін. Найбільш активним з
них є токоферол.
При додаванні до молочного жиру β-каротину в кількості 1,12 мг%
знижується швидкість утворення перекисів в першій фазі процесу самоокислення
жиру, про що свідчить збільшення тривалості індукційного періоду жиру. При
тривалому зберіганні стійкість масла підвищується з внесенням
комплексу вітамінів (С-0, 04%, Р-0, 06, В1, В2 і К5-0, 001%). Запровадження
зазначених вітамінів в масло знижує величину окислювально-відновного
потенціалу, уповільнює гідролітичні процеси в молочному жирі і утворення
перекисів. Крім того, використання вітамінів підвищує біологічну цінність масла.
Активними інгібіторами окислення молочного жиру є окремі амінокислоти:
цистин, триптофан, лейцин, лізин в концентрації від 0,10 до 0, 20% маси жиру.
Суміш ферментних препаратів глюкозооксидази і каталази з розрахунку 250
од. на 1 кг продукту затримує окисні процеси в маслі. Для попередження
пліснявіння масла як консервант використовують сорбінову кислоту в кількості
0,01% маси продукту, переважну розвиток цвілі і дріжджів.
Введення антиокислювачів в готовий продукт регламентується
законодавством.
24
1.5 Монтаж обладнання
Установка повинна бути установлена в закритому приміщенні з
температурою повітря від 10 до 35 0С і відповідної вологості 80%. Електрошафу і
електропривод ЕКТ-2Д-63/380-50 встановити в окремому приміщенні з
температурою оточуючого середовища не менше 10% і відповідної вологості 65%
при 20 0С.
Монтаж установки виконати по монтажному кресленню АІ-ОМИ ОО.
Монтаж установки потрібно розпочинати з масловиготовлювача
Спершу на амортизаторах встановити станину з приводами текстуратора і
збивача, а потім змонтувати текстуратор.
Текстуратор кріпиться шістьма шпильками М16 до передньої сторони
станини.
Бак для пахти встановити в такому місці, щоб сифони для видалення пахти з
текстуратора спускались в отвір в кришці бака.
Апарат для дозування вологи (поз.18) встановити поряд з ін’єкційним
блоком біля бака для пахти (поз.3) і з’єднати з блоком двома гнучкими трубками.
Бак збору крижаної води (поз.5) встановити в такому місці, щоб зручно
обслуговувати текстура тор і візуально контролювати стік води в нього.
Електронасосний агрегат (поз.49) при можливості встановити поза цехом,
але в зручному для обслуговування місці. Якщо на заводі є в наявна
централізована лінія вакуум проводу, яка забезпечує вакуум 0,067 МПа, то
доцільно вакуум провід підключити до неї.
Візок для мийки (поз.17) пересувний на колесах. Не завантажений, він
установлюється збоку від масло виробника.
Бак для вершків (поз.6) та насос гвинтовий для подачі вершків (поз.2)
встановити поряд з резервуаром для дозрівання вершків. Штуцер подачі вершків в
бак розмістити не вище штуцерів вершководозрівальних резервуарів.
Підзбивач (поз.4) рекомендується встановити біля масловиготовлювача по
трубопроводу рух вершків від гвинтового насоса до збивача.
25
Після всиновлення всіх вузлів масловиготовлювача змонтувати
трубопроводи для вершків, пахти, води, вакуума, а також зливні магістралі для
повторного використання крижаної води.
Після закінчення монтажу і зборки виконати гідравлічне випробування
установки.
Продуктовий трубопровід випробувати на герметичність тиском 0, 294 МПа
(3кгс/см2), поставивши в необхідних місцях заглушки.
Трубопровід для крижаної води і промивальної пахти (води) випробувати
тиском 0,9 МПа (9 кгс/см2).
Виконати випробування вакуумної лінії, для цього створити вакуум в
системі до 0,06 МПа.
Виявлені нещільності усунути і провести повторну перевірку до повного
усунення дефектів.
Сталеві трубопроводи для крижаної води покрити ізоляцією.
Електричний монтаж установки виконати у відповідності з діючими
правилами включення електросилових установок .
Підготовка до роботи.
Ознайомитись з документацією, вивчити призначення кожної складової
частини і органів управління.
Перевірити справність кожної складальної одиниці установки.
Перед першим пуском всі робочі органи, дотичні з продуктом необхідно
обробити згідно «Інструкції по санітарній обробці обладнання на підприємствах
молочної промисловості».
Перевірити правильність підключення всіх трубопроводів, а також затяжки
роз’ємних з’єднань.
Перевірити натягнення приводних ременів.
Перевірити подачу крижаної води для охолодження.
Перевірити роботу насоса подачі пахти на промивку масляного зерна і
фільтра текстуратора.
Відключити лінію мийки, крани встановити в робоче положення.
26
Перевірити напрямок обертання:
1)Шнеків текстуратора – назустріч один одному;
2) вала вал підзбивача – проти часової стрілки, але дивитися з боку
привода.
Виконати обов’язкову промивку підзбивача і згідно рис.8 спеціальним
розчином в цілях попередження прилипання масла до робочих органів. Для цього
необхідно перед промивкою на вихідний отвір текстуратора встановити насадку,
з’єднати її з системою трубопроводів згідно рис.8.1. з баком для пахти,
масловиготовлювача і переключити крани в необхідне положення.
Компоненти миючого розчину в складі:
Кальцинована сода -0,5%
Тринатрійфосфат-0,5%
Рідке скло-1-1,5%
розчиняються в об’ємі 86 літрів гарячої води.
Виготовлений розчин температури 85-900С залити в бак для пахти. Потім,
включивши на мінімальну швидкість привід вала підзбивача 9,1 С-1(550 об/хв.) і
на максимальну 1С-1( 60 об/хв.) привід шнеків, пропустити розчин через
масловиготовлювач. Сифони при цьому мають бути підняті.
Обробку проводити протягом 15-30 хв., після чого розчин злити і
використовувати в подальшому для миття обладнання.
Далі установку охолодити та сполоснути холодною водою, використовуючи
зібрану по рис.8.1. систему трубопроводів. Якщо кількості води, яка знаходиться
в баку для пахти не достатньо, то використовується крижана вода. Потім
охолоджуючу воду через сифони злити, після чого сифони установити в
положення нижнього рівня пахти.
Після ополіскування холодною водою до повного охолодження, обладнання
продезінфікувати розчином хлорного вапна, який містить 150-200 мг активного
хлору на 1 літр води.
Після миття систему трубопроводів для миття розібрати, масловиговлювач знову
зібрати для роботи.
27
Промити бак апарата для дозування вологи свіжою питною водою.
Випустити цю воду через зливний вентиль. Потім знову налити кілька літрів
свіжої питної води і пропустити цю воду через насос для його ополіскування.
Порядок роботи.
Включити головний вимикач на лівій боковій стіні електрошафи. На пульті
управління загоряється лампа « Обладнання під напругою».
Заповнити приймальний бак вершками. На пульті управління гасне лампа «
Рівень в приймальному баку».
Включити насос крижаної води. На пульті управління гасне лампа «Насос
крижаної води».
Відкрити вентиль на магістралі крижаної води перед фільтром.
Ввімкнути тумблер подачі крижаної води на підшипники збивача та
рубашку текстуратора. На пульті управління гасне лампа «Підшипник збивача,
рубашка текстуратора».
Включити тумблер подачі води в циліндр збивача. На пульті управління
гасне лампа « Циліндр збивача».
Включити привід текстуратора. На пульті управління гасне лампа
« Текстуратор».
Встановити потенціометр «Оберти збивача» в крайнє ліве положення
(повертаючи проти годинникової стрілки).
Включити привід збивача. На пульті управління гаснуть лампи:
« Збивач», «Привід тиристорний ЕКТ».
Потенціометром «Оберти збивача» встановити необхідну частоту
обертання, контролюючи оберти по індикатору на пульті управління « Збивач».
На лінії подачі вершків встановити крани в відповідному положенні.
Ввімкнути підзбивач. На пульті управління гасне лампа «ПІДЗБИВАЧ»
Ввімкнути гвинтовий насос. На пульті управління гасне лампа
« Гвинтовий насос».
Панціометром «Оберти насоса» встановити потрібну частоту обертання,
контролюючи оберти по індикатору на пульті управління « Насос гвинтовий».
28
По амперметру « СТРУМ ЗБИВАЧА» пересвідчитись, що стрілка
знаходиться в зоні 30-36 А.
Включити насос відкачування пахти. На пульті управління гасне лампа
«НАСОС ПАХТИ».
Фіксатор сифона встановити на необхідний рівень пахти в 1 і 2 секціях
тестуратора.
Виконати перше регулювання розмірів масляного зерна щляхом зміни
швидкості збивання. При цьому розмір зерна збільшується, якщо швидкість
збивання збільшується.
Перша правильна регуліровка масляного зерна буде за умови, якщо пахта із
сифона виходить світлими струйками.
Виконати перше регулювання швидкості обертання шнеків. Вихід масла
повинен бути регулярним в вигляді рівної неперервної стрічки без накопичення
масла всередині текструатора.
Як тільки масло починає виходити з насадки, включити вакуум-насос.
Зробити відбір проби масла на виході з масловиготовлювача і виконати
аналіз на вологість масла.
Якщо необхідно підвищити вологість масла, за допомогою апарата
дозування вологи необхідно:
Виміряти часову продуктивність масловиготовлювача на протязі 36 с і
помножити на 100.
Підрахувати необхідну кількість дозованої пахти ( води) за годину для
отримання необхідної вологості масла.
Приклад розрахунку:
Продуктивність масловиготовлювача 1000кг/год
Вологість масла15%
Необхідна вологість15,8%
Визначаємо кількість води, необхідної для дозування
15,8 -15=0,8% або 8 л для 1000кг /год
29
Продуктивність обох насосів 20л/год складає100%, а 8л
год – 8х100/20= 40%.
Відповідно, показник шкали необхідно відрегулювати на поділку «40».
Уточнення регулювання дозування проводяться дослідним шляхом.
При дозуванні пахти необхідно врахувати жирність пахти.
При необхідності виконати промивання масляного зерна і сітки шляхом
відкривання відповідних кранів і короткочасного ввімкнення насоса.
При необхідності ввімкнути дозатор вологи.
Контроль температури вершків, пахти, крижаної води і масла здійснюється
логометром шляхом підключення необхідної точки за допомогою перемикача .
При пониженні рівня вершків в приймальному баку, до датчика верхнього
рівня,загоряється лампа на панелі інформації пульта управління і лунає звуковий
сигнал ( сирена). Відключення звукового сигналу здійснюється кнопкою на пульті
управління « Погашення звукового сигналу».
При зниженні рівня вершків в приймальному баку до датчика нижнього рівня
вимикається гвинтовий насос .
Завершення роботи.
Потенціометром «Оберти насоса» знизити обертання до нуля,контролюючи по
індикатору « Насос гвинтовий», кнопкою вимкнути насос гвинтовий. На пульті
управління загориться лампа « Насос гвинтовий».
Кнопкою вимкнути підзбивач. На пульті управління загоряється лампа
«Підзбивач»
По Потенціометром «Оберти збивача» знизити обертання до нуля,контролюючи
по індикатору « Збивач», кнопкою вимкнути збивач. На пульті управління
загориться лампа « Збивач», «Привід теристорний ЕКТ».
Вимкнути тумблер подачі крижаної води.На пульті управління загоряються
лампи « Підшипники збивача», « Рубашка текстуратора»,» Циліндр збивача».
Вимкнути насос крижаної води. На пульті управління загориться лампа «
Насос крижаної води».
Вимкнути текстуратор. На пульті управління загориться лампа
30
« Текстуратор».
Вимкнути насос пахти. На пульті управління загориться лампа « Насос
вакуума».
Вимкнути головний вимикач на лівій боковій стінці електрошафи.
1.6 Технічне обслуговування обладнання
В процесі експлуатації технічне обслуговування і ремонт установки для
виробництва масла здійснюють по системі планово-попереджувальних ремонтів
з наступною структурою міжремонтного циклу:
К-О-О-Т-О-О-Т-О-О-Т-О-О-С-О-О-Т-О-О-Т-О-О-Т-О-О-С-О-О-Т-
О-О-О-Т-О-О-С-О-О-Т-О-О-Т-О-О-Т-О-О-С-О-О-Т-О-О-Т-О-О-Т-О-О-
К
Де К - капітальний ремонт,'
С- середній ремонт
Т - поточний ремонт
О- періодичне технічне обслуговування
Періодичності технічного обслуговування і ремонту.
Міжремонтне обслуговування при експлуатації установки щомісячне.
Періодичне технічне обслуговування - один раз в місяць.
Поточний ремонт - один раз в 3 місяці.
Середній ремонт - один раз в 12 місяців.
-Капітальний ремонт - один раз в 5 років.
31
Таблиця 1 – Види несправностей та методи їх усунення
Несправності Причини Методи усунення
1. Порушення тиску Сопла в промивочній Розібрати систему для
пахти (води) в трубі забруднені, не промивки і вичистити її.
промивній системі. достатні витрати Підвищити тиск
пахти (води). промивочної води, який
Недостатній тиск повинен бути в межах
пахти, створюваний 0,29-0,59 МПа (3 -6
насосом. кг/см)
2. Відсутність обертів Перевірити Замінити щітки
привода тахогенератор
текстуратора
3. Заїдання ножів для Зношення втулок Заміна втулок
зняття масла
4. Масляні зерна в Фільтр установлений Збільшити рівень пахти
пахті не правильно або в текстураторі
пошкоджена сітка
5. Несправний Пробитий Переконатися з
електропривод конденсатор фільтра допомогою омметра
ЕКТ2Д джерела підзарядки (тестера) в несправності
При вмиканні фільтра. Знайти
вимикача особистих несправний конденсатор
нужд останній та замінити його.
аварійно
відключається.
32
Продовження таблиці 1
6. В ЕКТ 2Д немає Немає імпульсів Перевірити наявність
напруги на управління на імпульсів на
конденсаторах тиристорах АІН або транзисторах ПУІ.
порив в ланцюзі Перевірити контакти
зарядки роз’ємів, джерела
підзаряду
7. При натисканні 1.Пробитий тиристор 1.Перевірити омметром
кнопки ЕКТ 2 управляючого стан напівпровідникових
«Вкл.». З метою випрямляча приборів і конденсаторів
включення силового 2.Пробитий фільтра, несправні
вимикача конденсатор силового замінити, перевірити
спрацьовує захист. фільтра захисні РДС-ланцюги
3.Пробитий тиристор 2.Перевірити наявність
або діод АІН. імпульсів на
4.Відсутні імпульси управляючих переходах
на тиристорах АІН тиристорів
3.По формі напруги на
комутуючих тиристорах
знайти несправний і його
замінити.
4.Перевірити цілісність
запобіжників в ланцюзі
підзарядок та БЖ.
Методом виймання плат
знайти місце
пошкодження
33
Продовження таблиці 1
8. Немає напруги на 1).Не справний вузол 1. Підключити на вихід
виході регулювання електропривода
електропривода або резисторне
відбувається навантаження і
автоколивання перевірити роботу
електропривода в
відповідності з
методикою.
2. Перевірити наявність
імпульсів на
2). Немає імпульсів формувачах, платах ПУІ
на тиристорах і ПУВ.
3. Перевірити стан
контактів роз’ємів плат
СУ.
4. По формі напруги на
3).Не відкривається основних тиристорах
основний тиристор відшукати несправний і
замінити.
9. При включенні Перегоріла лампа або Перевірити і замінити
перетворювача запобіжник перегорівші елементи
ТПТР до мережі
живлення: Не
світиться лампа
живлення:
34
Продовження таблиці 1
10. В перетворювачі Одна фаза ланцюга Перевірити і підключити
ТПТР мигає лампа живлення обірвана фазу мережі живлення
РОБОТА, світиться або перегорів один або замінити несправний
всітлодіод «ІВХ» в запобіжник запобіжник.
блоці БЛ, лампа
живлення світиться
тьмяно, натискання
кнопки ПУСК не
змінює стану
органів індикації
11. В ТПТР мигає Не правильний Змінити порядок
лампа РОБОТА, порядок фаз мережі чергування фаз мережі
світиться світлодіод живлення. живлення
«ІВХ» в блоці БЛ,
лампа живлення
світиться яскраво,
натискання кнопки
ПУСК не змінює
стану.
12. При натисненні Перегоріла ЛАМПА Замінити ЛАМПУ
кнопки:
перетворювач
працює, лампа
РОБОТА не
світиться.
13. Перетворювач не Коротке замикання Перевірити і усунути
вмикається, блимає ланцюга замикання.
лампа РОБОТА перетворювача на
корпус
35
14. Світиться світло Пробій обмотки Перевірити і замінити
діод « » блоку БЛ електродвигунів на електродвигун
корпусі.
15. Перетворювач не Неприпустиме Зменшити навантаження
вмикається, блимає перезавантаження. на електродвигун.
лампа РОБОТА, Пробитий силою Замінити пробитий
світиться світлодіод транзистор блок«БІ» транзистор.
«І» чи « БІ» блоку Опір між колектором і
БЛ. еммітер пробитого
транзистора близько до
нуля; для відшукання
пробитого транзистора
необхідно відпаяти
висновки
трансформаторів І АІ і
ТАЗ, йдучи до емітерів
транзисторів блоку Б
16. Перетворювач не Обрив фази Перевірити і встановити
вмикається, блимає навантаження. ланцюг навантаження.
лампа
РОБОТА,світиться
світлодіод «БІ»
блоку БЛ
36
Продовження таблиці 1
17. Під час роботи Пробитий силою Перевірити і замінити.
відбувається транзистор в блоці Зменшити навантаження
мимовільне БР2,тривале на електродвигун.
відключення перезавантаження на
перетворювача, виході.
блимає лампа
РОБОТА,світиться
світлодіод «І»
блоку БЛ
1.7 Технологічний розрахунок
Продуктивність масловиготовлювача по кількості вихідних вершків:
Q 3600 f1 1 3600 f1 2g H
, м3/год.
3600 0,054 0,9 2 9,8 2,5 1003,26
де υ1 - швидкість витікання вершків із диска, м/с;
φ - коефіцієнт витікання (0,7-0,9);
Н - висота стовпа вершків, м;
f1 - площа поперечного перерізу отворів в диску, м2:
d 2
д 3,14 0,352
f1 0,054 .
4 4
тут dд - діаметр соплового диску, м (dд=0,35 м).
37
Секундна продуктивність камери збивання по формулі Грищенко:
4,9
Q C n2,5 d 6 0,7 2,2 t
а Ж 2
п м м с
tпл , м3/с.
4,9
1014 46,72,5 0,2426 130,7 12
54002,2 2
33 0,27
34
де nм - частота обертів мішалки за секунду (nм=46,7);
dм - діаметр мішалки, м (dм=0,242);
t - початкова температура збивання вершків, ºС (t =12);
tпл - температура плавлення молочного жиру, ºС (tпл=34);
Жс - жирність вершків, % (Жс=33%);
Сп - коефіцієнт пропорційності, значення якого обумовлюється конструктивними
особливостями мішалки, кількістю лопатей і неврахованими властивостями
вершків (Сп =1·10-14);
ν - кінематична в'язкість вершків, м2/с (ν=13);
а - константа (а=5400).
Потужність, необхідна для приводу мішалки, Вт:
N A n2,8 D4,6 0,2 1,0 980 46,72,8 0,2424,6 0,030,2
882*47215*0,0009*0,13 26720
де А - коефіцієнт (А=0,8-1);
ρ - густина вершків, кг/м3 (ρ =980);
n - частота обертання мішалки, с-1 (n =46,7);
D - діаметр циліндра, м (D =0,242);
μ - вязкість вершків, Н·с/м2 (13).
Необхідна потужність двигуна - 30 кВт.
38
1.8 Кінематичний розрахунок
Розрахунок клинопасової передачі. Розрахункова потужність двигуна, Р=30
кВт передаточне відношення пасової передачі, Uп=1 частота обертання двигуна
nac=3000 об/хв. Пасова передача горизонтальна, працює в одну зміну.
1) Розрахунок клинопасової передачі починається з вибору перерізу паса.
По номограмі для заданих умов (Рр,та n об.хв.) вибирають тип паса.
Для Рр=30 кВт, та nac=3000об/хв. підходе пас типу В.
Визначимо крутний момент на ведучому шківі:
30N1 30 30000
T1 191_ Н м
n1 3000
де Т – крутний момент на валах;
N – потужність на валах, Вт;
n – частота обертання валу, об/хв;
D1 – діаметр швидкохідного шківа
D2 – діаметр тихохідного шківа
Діаметр ведучого шківа визначається так:
d 33
1 T 3
1 3 191103 146мм .
Підбираємо стандартне значення діаметру шківа – d1=160 мм.
При даному моменті та діаметрі шківа приймаємо перетин ременя «Б» з
розмірами - bp = 14 мм, Т0 = 10,5 мм, bo = 17 мм, у0 = 4,0 мм, Fх = 1,38 см2.
39
Визначимо діаметр більшого шківа по формулі:
d2 d1 u 1 160 1 1 0.02 160_ мм .
Фактичне передавальне число по формулі:
d 160
u 2
p 1,01
d1 1 160 1 0.02
Міжосьова відстань:
amin 0.55d1 d2 T0
amax d1 d2
amin 0.55160 160 10.5
amax 160 160
amin 217.3
amax 320
де Т0 – висота перерізу ременя (10,5 мм).
З конструктивних міркувань приймемо а=450 мм.
Розрахункова довжина ременя по формулі:
2
d d
L 2 a d1 d 2 1
2
2 4 a
.
2
3.14 160 160
2 450 160 160 1493_ мм
2 4 450
Стандартна довжина ременя L =1400 мм.
По стандартній довжині L уточнюємо дійсну міжосьову відстань по формулі:
40
2
2
L d2 d1 L d2 d1 2 d2 d1
2 2
a
4
2
2
1400 160 160 1400 160 160 2 160 160
2 2
403_ мм
4
Мінімальна міжосьова відстань для зручності монтажу і зняття ременів:
a a 0.01L 4030,011400 389_ ì ì
min
Максимальна міжосьова відстань .зля створення натягнення і підтягання ременя
при витяжці:
amax a 0.025L 4030,025 1400 438_ ì ì .
Кут обхвату ременем на меншому шківі по формулі:
0 0 d2 d1 0 0 160 160
a1 180 60 180 60 168 a1110
403 403
Швидкість ременя по формулі:
d1 n 3.14 160 3000
v 15.9_ м / с
60 1000 60 1000
Початкова довжина ременя - L0 = 2240 мм.
Відносна довжина: L/Lo=1400/2240=0.625мм
Коефіцієнт довжини - CL = 0,89.
Початкова потужність при d1=160 мм і v=16 м/с - N0=2,01 кВт.
41
Коефіцієнт кута обхвату - Сa=0.89.
Поправка до моменту, що крутить, на передавальне число - ΔTи = 29 Н /м.
Поправка до потужності:
Nи 0.0001Tи nb 0,000129 30008.1_ кВт
Коефіцієнт режиму роботи при вказаному навантаженні - Ср = 0,73.
Потужність, що допускається , на один ремінь:
N N0 C CL Nи Cp 2.010,89 0,89 8.1 0,73 7.8_ кВт
Розрахункове число ременів по формулі:
N 30
z 3.9
N 7.8
Приймаємо число ременів z’=4.
Сила початкового натягнення одного клинового ременя:
780 N 2 780 30
S0.1 q v 0,15.92 766.5_ Н
v C C '
p z 5.9 0,89 0,73 4
де q = 0,1 кг/м .
Зусилля, діюче на вали передачі по формулі:
' 0
1 168
Q 2 S0.1 z sin 2 766.5 4 sin 6098_ H .
2 2
Робочий ресурс ременя, годин:
42
8 8
Lp
1 1493 7
H0 Noц Ci C
6
H 4.7 10 1.23 119728.6
60 d1 n1 max 60 150 750 4.3
Умова Н0>5000 годин виконується.
Таблиця 2 - Клинові паси по ГОСТ 1284.1-80, ГОСТ 1284.3-80
Пер lp w T0 Площа Маса Lp ∆L= dp-
еріз перерізу Lp-LBH dmin
см2
В 17,0 14 12,0 1,38 0,13 510-4000 33 180
Примітки: Lp- розрахункова довжина паса на рівні нейтральної лінії: LBH-
внутрішня довжина паса по меншій основі.
Рисунок 6 - Номограма для вибору переріза клинового паса
43
Рисунок 7 - Основні розміри паса
1.9 Розрахунок елементів конструкції на міцність
Визначимо коефіцієнти запасу міцності п для небезпечних перетинів валу
збивача масловиготовлювача безперервної дії А1-ОМИ.
Рисунок 8 - Схема навантаження валу
Визначаємо силу з якою шків клинопасової передачі тисне на вал збивача:
Pш mш g Fін Fн.р. 32303,4Н
mш g 5.5 9,8 52Н
Fн. р. 760*4 3040Н
2 2
Fін mм 2 n eм 5.5 2 3,14 50 0,015 0,01 29211.4Н
44
Сила з якою маса мішалки діє на вал підзбивача:
Pм m g F
м ін 20450,03Н
2 2
Fін mм 2 n eм 3 2 3,14 50 0,015 0,01 18796,5Н
Визначаємо реакції в опорах А і В.
М 0
А
Рш а RB P (b c) 0
м
32303,4 150 RB В 20450.03(64090) 0
RB=6,8 кН
М 0
В
Рш a b RA b Pм c 0
22703,4 150 640 RA 640 20450.0390 0
RА=7,3 кН
Виконуємо перевірку:
МС 0
b b b b
Рш a RA RВ Pм c 0
2 2 2 2
22703.4 150 640/2 7300 640/26800 640/2 20450.03 90 640/2 0
Умова виконується.
Визначаємо згинальні моменти в перерізах:
45
М А РМ с 24050.0390 284кН м
МВ РМ с RB b RA a 20450.030,09 6800 0,6407300 0,15 680Нм
Мс=МД=0
Обчислюємо приведені моменти на основі 3-ї гіпотези міцності:
2
М пр M 2
i T
М M 2 2
пр.A A T 2842 0,122 582Нм ;
2
М 2
пр.В M В T 6802 0,122 320Нм ;
М 2 2 2 2
пр.С М пр. Д MС T 0 0,12 0,12Нм .
Будуємо епюри по розрахованих значеннях моментів та навантажень.
Проводимо розрахунок діаметрів в характерних точках валу:
М пр
d 3
0,1 1
582 103
d 3 0,042м 42мм ;
А
0,1450
320 103
dВ 3 0,038м 38мм ;
0,1450
46
Рисунок 9 - Вал збивача масловиготовлювача безперервної дії А1-ОМИ
(епюри моментів)
0,12 103
d 3 .
c 0,032м 32мм
0,1450
47
Умова міцності виконується, тобто всі діаметри перевищують гранично
допустимі.
Мекв=300 Нм - еквівалентний крутний момент на валу;
Fн.р.=760*4=3040 Н - сила натягу пасів.
Приводим площини їх дії до двох взаємно перпендикулярних площин в цих
площинах будуємо епюри згинаючих і обертаючих моментів, знаходимо
еквівалентний момент:
М М 2 М 2
екв А В М 2 2
С 582 3202 0,122 425Нм
Розрахунок проводиться в формі перевірки коефіцієнтів запаса міцності.
Для небезпечного перерізу 2-2 визначаємо розрахунковий коефіцієнт запаса
міцності s і порівнюємо його з допустимим значенням [s]=1,3.
S 2 S 2
S S ,
S 2
S 2
S 2 2 2
S 7.6 6.822
S 1,9 ,
S 2
S 2
7.62 6.822
S>[S] 1,9>1,3,
де, - коефіцієнти запаса по нормальним і дотичним напруженням, які
визначаються з наступної залежності:
1
S D
102,5 106 /1,66 108 7.6 ;
a
48
1
S D 6 8
63,5 10 /1,25 10 6.82 .
a
тут – напруги в небезпечному перерізі, визначаються за формулами:
=M/ =582/1,22· = Па
M/ =582/1,58· =1,25· Па
Межа витривалості вала у даному перерізі:
= / =205 /2=102,5 МПа
= / =127 /2=63,5 МПа
і
= =1,8/0,9=2
= =1,6/0,8=2
і ефективні коефіцієнти концентрації напруг
масштабні коефіцієнти
Осьовий і полярний моменти:
3 b 3 0.018
W0 0.1d 0.10.050 1.22 105
2d 2 0.050
b 0.018
Wp 0.2d 3 0.2 0.0503 1.58 105
2d 2 0.050
де d-діаметр вала, d=0,050 м.
49
Розрахунок призматичної шпонки
Рисунок 10 - Розрахункова схема шпонки
1) Перевіряємо шпонки на зминання, прийнявши, що шпонка на половину висоти
врізана в вал і на половину в маточину за формулою, МПа:
4Т 4 191
зм 19.1 МПа < [σзм]
d h lp 0.040 0.010 0.100
де Т – крутний момент, що передається валом, Н
h – висота шпонки;мм
d – діаметр вала,мм;
робоча довжина шпонки,мм;
При округлених кінцях де b – ширина шпонки,мм.
50
2) Перевіряємо шпонки на зріз, МПа:
4Т 4 191
зм 38.2 < [τзр]
d h lp 0.040 0.010 0.100
=80МПа
1.10 Розрахунок підшипникових опор
Для того, щоб забезпечити безперервну роботу збивача необхідно
обовязково перевірити підшипники на довговічність, щоб робочий ресурс
підшипників відповідав ресурсу збивача.
Вибір підшипника по динамічній вантажопідйомності є перевіркою його
розрахункової довговічності при заданих умовах обробки.
Номінальна довговічність підшипника в млн. оборотах:
p
C
L ,
P
С – каталожна динамічна вантажопідйомність даного типорозміру підшипнику, Н.
Р – еквівалентне розрахункове навантаження на підшипник, Н.
р – показник степеня, для шарикопідшипників р = 3,
Номінальна довговічність підшипника (год.) Lh зв‘язана з довговічністю L
залежністю:
106 L
L
h
60n
51
Приймемо таку схему розташування валу в підшипниках, коли в кожній опорі
використовується по 2 радіальні підшипники. Така схема дозволяє підвищити
жорсткість валу, а відтак - зменшити перекіс і збільшити довговічність
підшипників.
Визначимо номінальну довговічність підшипника №211, що знаходиться з
правого торцю вала :
p 3
C 2 19500
Lh 320млн.об.
P 20450
де С- динамічна вантажопідйомність; С=19500 Н,
Р- еквівалентне навантаження, Р=20450 Н;
р=3.
Визначимо номінальну довговічність підшипника №311, що посаджений з
лівого торцю вала.
p 3
C 2 19500
Lh 342млн.об.
P 32303,4
де С- динамічна вантажопідйомність; С=19500 Н,
Р- еквівалентне навантаження, Р=32303,4 Н;
р=3.
Висновок: по проведених розрахунках визначили, що номінальна довговічність
підшипників задовольняє робочий ресурс машини і дозволяє безперебійно працювати
весь заданий термін.
52
2 ТЕХНОЛОГІЧНИЙ РОЗДІЛ
2.1.Вибір матеріалу деталі
Для виготовлення даної деталі приймаємо Сталь 40Х13 ГОСТ 5632-72 У
якості матеріалу-замінника приймаємо Сталь 30Х13 ГОСТ 5632-72.
Властивості матеріалу деталі та матеріалу-замінника наведені в таблицях.
Таблиця 2 - Хімічний склад сталі, %
Марка Fe Не більше
С Сr Mn
сталі P Si S
0,36
Сталь
- 12- 14,0 ≤0,8 Осн. ≤0,03 ≤0,8 ≤0,025
40Х13
0,45
0,26
Сталь
- 12-14,0 ≤0,8 Осн. ≤0,03 ≤0,8 ≤0,025
30Х13
0,35
Умовні позначення в таблиці:
С – вуглець; Si – кремній; P – фосфор; Fe –залізо; Mn - марганець
Cr – кремній; S – сірка.
Технологічні властивості матеріалу задовольняють вимоги щодо експлуатації
деталі. Оброблюваність матеріалу деталі та матеріалу-замінника пов’язана з його
твердістю. При обробці матеріалу деталі та матеріалу-замінника забезпечуються
допустимі режими різання, стійкість інструментів та чистотою поверхні.
Технологічні властивості матеріалів дозволяють використовувати дані
матеріали для виготовлення деталей, до яких ставляться вимоги щодо підвищеної
міцності.
53
Таблиця 3 - Механічні властивості сталі
Без Після
МПа термообробки: нормалізації:
Марка δ,% φ, %
НВ не більше НВ не більше
сталі
Не менше МПа МПа
Сталь
550 - 15 - - - - -
40Х13
Сталь
490 - 15 - - - - -
30Х13
Умовні позначення таблиці:
– межа міцності при розтягненні, МПа;
– межа текучості при розтягненні, МПа;
δ – відносне видовження при розриві;
φ – відносне звуження площі поперечного перерізу зразка при розриві.
2.2. Вибір виду заготовки
Спосіб отримання заготовки залежить від службового призначення деталі та
вимог які становляться до неї, від її конфігурації та розмірів, виду матеріала, типу
виробництва.
Аналізуючи креслення деталі з точок зору технологічності та
обґрунтованості технічних вимог не доцільно використовувати дорогі методи
отримання заготовок з коефіцієнтом використання матеріалу від 0,7 до 0,95, які не
можуть себе окупити при застосуванні. Краще використати заготовки отримані
методом прокату. Круглий прокат ділиться на: гарячекатаний, калібрований,
калібрований шліфований. Два остаточні види прокату більш вигідно використати
в умовах крупносерійного або масового виробництва, це пов’язано з тим, що при
їх застосуванні в значній мірі знижуються припуски на обробку, а це в свою чергу
призводить до зменшення об’єму механічних робіт.
54
В даному випадку, в умовах одиничного виробництва доцільніше
використати круглий гарячекатаний прокат, який має меншу точність і потребує
призначення припусків на механічну обробку але коштує значно дешевше, що
вигідніше з економічної точки зору.
2.3. Маршрут обробки деталі
Для отримання деталі «Вал», необхідно виконати: фрезерування, точіння,
кругло шліфування, свердління, нарізання різьби.
Вибір методів і кількості ступенів обробки поверхонь (МОП) здійснюється
після нумерації поверхонь деталі.
Рисунок 11 - Нумерація поверхонь деталі
Обробка поверхонь в базовому технологічному процесі ведеться на
токарно-гвинторізному, круглошліфувальному, вертикально-свердлильному,
вертикально-фрезерному верстатах.
На токарно-гвинторізній операції оброблюються поверхні. Підрізка торцю
22 ,центрування, обточування діаметрів 20, 15, 13, 12, 10, 8 начорно. З підрізкою
торців 14, 9.Точим кан. 18. Підрізаем торець 1. Обточуєм діаметри 4,5 начорно, з
підрізкою торців 25,7.Точим конус 3.Точим фаску 2. Обточуєм 20,15,13,12,10,8
начисто. Нарізання нарізки 20. Проточування канавки 11 Свердлимо отвір 26.
Обточуємо 4,5,27 начисто. Проточуємо канавок 6.Нарізати різьбу 24. Для
55
виконання токарно-гвинторізної операції використовуємо патрон поводковий. На
вертикально-фрезерній операції фрезерування шпонкового пазу 16,23. На
круглошліфувальній операції оброблюються поверхні 12,27 начисто.
З вибором технологічних баз тісно пов'язаний вибір послідовності
переходів. Спочатку оброблюються поверхні, прийняті у якості технологічних
баз, потім ті поверхні, відносно яких більшість інших повинні займати
положення, що вимагається службовим призначенням. Потім, використовуючи
попередньо оброблені поверхні у якості технологічних баз, оброблюємо інші
поверхні.
Для того, щоб розробити маршрут обробки деталі, треба розбити всі
поверхні деталі в комплекси.
До першого комплексу повинні увійти поверхні, що представляють
комплект технологічних баз і торці вала. До першого комплексу поверхонь,
додаємо поверхні 22, 1 що характеризуються умовно однорідними комплектами
параметрів, тому повинні оброблятись за один установ; До другого комплексу
додаємо поверхні – 20,15,13,12,8 начорно, 20 ,15 13,12,8 начисто, точимо фаски
2х45,1,6х45, та 16,2312х45х45, ,. Також нарізання різьби М12-6Н. До третього
комплексу додаємо поверхні,26 . До четвертого комплексу поверхонь додаємо
поверхні шпонкового паза розміри 16,23, 12х45х45, що можуть оброблюватись за
один установ. З додаткових операцій призначаємо миття та контроль.
Розробляємо маршрут обробки деталі (МОД). Результати заносимо до таблиці 4.
56
Таблиця 4 -
57
2.4. Вибір інструменту
Вибір пристроїв
При дрібносерійному типі виробництва доцільно застосовувати як
універсальні так і спеціальні верстатні пристрої, тобто при неможливості або
ускладненості застосування універсального обладнання можливе використання
спеціального. Для обробки даної деталі на токарно-гвинторізній операції з ЧПК її
конструкція дозволяє застосувати універсальні патрони. На інших операціях, а
саме вертикально-фрезерна та вертикально-свердлильна можна використати різні
лещата, прижими, підкладки, пластини і т.д.
Вибір різальних і допоміжних інструментів
В залежності від розмірів оброблюваної заготовки, виду і точності обробки,
типу виробництва вибираємо різальний і допоміжний інструмент.
Патрон 7100-0009.
Інструмент різальний для токарної операції з ЧПК - Різець підрізний 2102-
0021 Т15К6.
Токарний підрізний відігнутий різець правий.
Різець прохідний упорний правий чорновий 2154-0021 Т15К6.
Різець прохідний упорний правий чистовий 2154-0021 Т15К6.
Токарний прохідний упорний відігнуті різці з кутом в плані 90.
Свердло спіральне конічне з конусністю 1:50, з конічним хвостовиком ТУ 2-
035-426-75: діаметр свердла 12-32, довжина свердла 290-545, робоча довжина 190-
395.
Свердло твердосплавне та оснащене пластинами з твердого сплаву:
спіральна цільна, середня серія: діаметр свердла 3-12, довжина свердла 55-120,
робоча довжина 24-75.
Мітчик 1341 - 0026.
Інструмент для операції шпоночно-фрезерної: фреза 2220-0125 ГОСТ
17025-71, d=12, L=83, l=26.
58
Інструмент для круглошліфувальної операції - круг ПП 400х40х75 25А16
С27 К5 А 35 м/с 1 кл.
Для зняття загусенців на слюсарній операції - щітка 3154, шабер МН477-88.
Для притуплювання гострих кромок: напильник 2822-0058.
Для закріплення свердла та мітчика:перехідна втулка 6099-0144, перехідна
втулка 6100-0144.
2.5.Вибір верстатів
Попередньо обладнання вибираємо паралельно з розробкою МОД відповідно
до типу виробництва.
Згідно з класифікацією верстатів, верстатне обладнання поділяється на такі
види: верстати широкого або загального призначення (універсальні), верстати
високої продуктивності, верстати спеціалізовані та спеціальні.
Верстати широкого або загального призначення застосовують у серійному та
одиничному виробництвах.
У відповідності із визначеним типом виробництва для виготовлення заданої
деталі (по формі і розмірам) можна запропонувати такі види технологічного
обладнання, які забезпечать також точність і продуктивність обробки.
Для обробки деталі використовуємо верстати: токарно-гвинторізний верстат
мод. 16К20, вертикально-фрезерний верстат мод. 6Р13, круглошліфувальний
верстат мод. 3М163В.
Використання цих верстатів дасть змогу обробити деталь повністю.
Токарно-гвинторізний верстат моделі мод. 16К40П
Найбільший діаметр оброблюваної заготовки:
над станиною …………………………………………………..……..800
над супортом…………………………………………………....…….450
Найбільший діаметр прутка, що проходить крізь
отвір шпинделя ……………………………………………………….….85
Найбільша довжина оброблюваної заготовки…………………….........2000
59
Крок нарізаючої різьби метричної…………………………….…..........1-288
Частота обертання шпинделя хв-1……………………………………...6,3-1250
Поздовжня подача, мм/об …………………………………………….…0,055-1,2
Поперечна подача мм/об ….…………………………………………….0,023-0,5
Потужність електродвигуна головного руху кВт……………………..18,5
Габаритні розміри, мм
довжина…………………………………………………………………...4655
ширина………………………………………………………..…………..5465
висота………………………………………………………......................6665
Маса верстата, кг………………………………………………..………..5800
Вертикально-фрезерний верстат мод. 6Р13
Розміри робочої поверхні столу, мм………………………………………400х1600
Кількість частот шпинделя ………………………………………………… 18
Кількість подач стола ………………………………………………………..18
Інтервали подач стола,мм/об:
повздовжніх ……………………………………………………………25-1250
поперечних ……………………………………………………………25-1250
вертикальних ………………………………………………………….8,3-416,6
Потужність двигуна головної подачі, кВт…………………………………… 11
Габарити станка,мм
довжина …………………………………………………………………….2560
ширина ……………………………………………………………………..2260
висота ………………………………………………………………………2120
Маса станка, кг ………………………………………………………………..4200
Круглошліфувальний верстат мод. 3М163В
Найбільший діаметр заготовки, мм:
при зовнішньому шліфуванні …………………………………………….2800
при внутрішньому шліфуванні …………………………………………...-
60
Довжина заготовки, мм:
при зовнішньому шліфуванні …………………………………………….1400
при внутрішньому шліфуванні …………………………………………...-
Число обертів шпинделя шліфувального круга об/хв:
при зовнішньому шліфуванні …………………………………………….1112
при внутрішньому шліфуванні …………………………………………... 16900
Ціна ділення лімба подачі шліфувальної бабки, мм………………………0,005
Потужність двигуна головної подачі, кВт………………………………… 7,5
Габарити станка,мм
довжина …………………………………………………………………….5026
ширина ……………………………………………………………………..2930
висота ………………………………………………………………………2170
Маса станка, кг ………………………………………………………………..9220
2.2 Вибір заготовки та розрахунок припусків
Розрахунок припусків аналітичним методом на обробку циліндричної
зовнішньої поверхні Ø55к6.
Розрахувати на обробку припуски і проміжні межеві розміри на зовнішню
циліндричну поверхню діаметром 55h6 веденого валу, ескіз якого і схема
встановлена при обробці поверхонь показані на рис. 12.
0.021
Розрахунок припусків на поверхню діаметром 55к6 ведеться шляхом
0.002
складання таблиці 2.4 в яку послідовно описується технологічний маршрут
обробки даної поверхні та всі обрані і розраховані значення елементів припуску.
Знаходимо сумарне значення шорсткості Rz та величини дефектного
протоку Т, які характеризують якість поверхні заготовки на заготівельній операції
і на технологічних переходах:
- заготовка Т = 250 мкм, Rz=150 мкм [3, с. 63 табл. 4.3]
61
- обґрунтування попереднє Rz=50 мкм, Т-50 мкм [3, с. 63 табл. 4.3]
- обточування кінцеве Rz=30 мкм, Т-30 мкм [3, с. 63 табл. 4.3]
- шліфування попереднє Rz=10 мкм, Т-20 мкм [3, с. 63 табл. 4.3]
- шліфування кінцеве Rz=5 мкм, Т-15 мкм [3, с. 63 табл. 4.3]
Таблиця 5 – розрахунок припусків і граничних розмірів за технологічними
переходами на обробку поверхні Ø55к6 вала
Технологічні Межеві
переходи Елементи Розрахунковий Межевий значення
Розрахунковий Допуск
обробки припуску, мкм приспуск 2zmin розмір, мм припусків
розмір dр, мм δ, мкм
поверхні Ø мкм мкм
55к6 Rz Т ρ dmin d м м
max 2z min 2z max
Заготовка 150 250 27 - 56,242 620 56,242 56,862 - -
Обточування:
попереднє 50 50 1,6 2·427 55,388 250 55,388 55,388 854 1224
кінцеве 30 30 1,1 2·101,6 55,185 100 55,185 55,185 203 353
Шліфування:
попереднє 10 20 2·61,1 55,063 39 55,063 55,102 122 183
0,5
кінцеве 5 15 2·30,5 55,002 16 55,018 55,018 61 61
Разом 1240 1844
Так як обробка заготовки ведеться в трьохкулачковому патроні, сумарне
зачення просторового відхилення для заготовки із сортового прокату дорівнює
значенню кривизни в оброблювальному перерізі.
3 k \ kl 0.1270 0.027мм 27мкм
де Δк=0.1 мкм/мм – питома величина кривизни заготовки із гарячекатаного
прокату; l=270 мм – довжина;
Залишок просторового відхилення після повної обробки:
зол K y 3
де Ку – коефіцієнт уточнення форми.
62
Рисунок 12 – Схема графічного розташування припусків та допусків на обробку
зовнішньої поверхні Ø55к6 валу
63
Після попереднього обточування: 0.06 27 1.6мкм . Після кінцевого
1
обточування: 0.04 27 1.1мкм . Після попереднього шліфування:
2
3 0.02 27 0.5мкм .
Мінімальне значення припуску для кожного технологічного переходу:
2zmini 2(Rz T )
i1 i1 i1
2zmin1 2(150 250 27) 2 427мкм;
2zmin2 2(150 50 1,6) 2 101,6мкм
2zmin3 2(30 30 1,1) 2 61,1мкм
2zmin4 2(10 20 0,5) 2 30,5мкм
Розрахунковий розмір заповнюємо в таблицю починаючи з кінцевого:
d pi d pi1 2zmin i 1
d p4 55.002 0.061 60.063мм
d p3 55.063 0.1222 60.1852мм
d p2 55.1852 0.2032 60.3884мм
d p1 55.3884 0.854 61.2424мм
Значення допусків для кожного переходу приймаємо за допомогою
літератури у відповідності до квалітету точності кожного виду обробки:
- для заготовки δ3 = 620 мкм;
- для попереднього обточування δ1 = 250 мкм;
- для кінцевого обточування δ2 = 100;
- для попереднє шліфування попереднє δ3= 39 ;
- для кінцевого шліфування δ3 = 16;
Мінімальне значення граничного розміру dmini визначаємо для кожного
технологічного процесу, округлюючи значення розрахункового розміру в більшу
64
сторону. Округлення приводиться до того ж знаку десятинного дробу, з яким
прийнято допуск на розмір для кожного переходу.
Максимальне значення граничних розмірів:
dmax i dmin i i
dmax 4 55.002 0.016 55.018мм;
dmax3 55.063 0.039 55.102мм;
dmax 2 55.338 0.250 55.638мм;
dmax1 55.338 0.250 55.638мм;
dmax3 56.242 0.620 56.862мм;
Мінімальне граничне значення припуску для кожного технологічного
переходу:
2 zт
min i1 dmin i dmin i1
2 zт
min 4 55.063 55.002 0.061мм 61мкм;
2 zт 55.185 55,063 0,122мм 122мкм;
min3
2 zт
min 2 55.388 55,185 0,203мм 203мкм;
2 zт
min1 55.242 55,388 0,854мм 854мкм;
Максимальне граничне значення припуску для кожного технологічного
переходу.
2 zт
max i1 dmax i dmax i1
2 zт
max 4 55.102 55.018 0.084мм 84мкм
2 zт
max3 55.285 55.102 0.183мм 183мкм
2 zт
max 2 55.638 55.285 0.353мм 353мкм
2 zт
max1 56,862 55.638 1,224мм 1224мкм
Всі результати розрахунків зводяться до таблиці 5 і на основі даних якої
будується схема графічного розташування припусків та допусків на обробку
0.021
зовнішньої циліндричної поверхні Ø 55к6 , рис. 12.
0.002
65
Мінімальне та максимальне значення загального припуску:
Zomin 2 Z M
min 61122 203854 1240мкм,
Z M
omax 2 Zmax 841833531224 1844мкм
Номінальний припуск:
Zoнно Zomin H3H g 1240 31016 1534мкм 1.534мм
де Нg = 16 мкм – нижнє відхилення розміру деталі (див. табл. 2.3);
Н3 = 310 мкм – нижнє відхилення розміру заготовки
Номінальний діаметр заготовки:
d d z 55,0021,534 56,536мм
зном g min оном .
2.5 Розрахунок режимів різання
Розрахунок режимів різання аналітичним методом для обдирочного точіння
зовнішньої циліндричної поверхні діаметром 55к6
В даному пункті приведений розрахунок режимів різання аналітичним
методом для обдирочного точіння зовнішньої циліндричної поверхні діаметром
55к6, під попередньо заданий верстат.
Обираємо тип різця – токарний прохідний упорний відігнутий правий з
кутом в плані 900, з твердосплавною пластинкою з матеріалу. Обраний різець має
такі параметри:
Висота державки h=40 мм;
Ширина державки b=25 мм;
Довжина різця L=200 мм;
Висота виступання твердосплавної пластини від державки h1=10 мм;
66
Довжина твердосплавної пластини l=25 мм;
Радіус округлення вершини різця r=2 мм.
Матеріал твердосплавної пластини Т15К6.
Геометричні параметри різальної частини інструменту:
Задній кут α=60 . Передній кут γ=100. Головний кут в плані =900 .
Допоміжний кут в плані 0
1=10 . Кут нахилу головної різальної кромки λ=00.
Призначаємо подачу в залежності від розмірів державки різця, глибини
різання та виду матеріалу що обробляється S 0.6 1.2 мм/об.
n
Отримане значення корегується за паспортом верстата S 1мм / об .
o
Період стійкості різця Т=45 хв.
Швидкість різання при зовнішньому поздовжньому точінні:
C 340
V V K 153.1м / хв,
1
T m t x V
S y 450.2 2.50.15 10.45
o
де Сv=340 – коефіцієнт;
m, x, y – показники ступеню, відповідно дорівнюють m=0,2 , х=0,15 , у=0,45
КV – коефіцієнт який враховує конкретні умови різання:
K K K K 1.229 0.9 11.1061,
V MV nv iv
де Кnv=0.9 – коефіцієнт, який враховує стан поверхні заготовки; Кiv=1,0 –
коефіцієнт, який враховує якість матеріалу інструмента; Кmv – коефіцієнт, який
враховує якість матеріалу що обробляється;
nv 1
750 750
K K 1 1.229 ,
mv v
610
b
де Кv =1 – коефіцієнт, який характеризує групу сталі за оброблюваністю;
nv=1 – показник ступеня;
67
Основна складова сили різання
P 10 c t xS y V nK 10 300 2.51,0 10.15 0.85 2687H ,
z p o 1 p
де Ср = 300 коефіцієнт;
x, y, n – показники ступеню, відповідно дорівнюють x=1,04 y=0,75; n=-0,15;
Кр – коефіцієнт, який враховує конкретні умови обробки
K K K K K K 0.856 0.89 10 1.0 1.0 0.762,
p MP v
де K , K , K , K , K - коефіцієнти, які враховують вплив геометричних
MP v
параметрів інструмента , відповідно дорівнюють
K 0.89,K 1.0,K 1.0,K 1,0 ;
v
КМρ – коефіцієнт, який враховує вплив якості матеріалу заготовки;
n 0.75
610
K b
0.856
M
750 750
де n=0,75 – показник ступеня;
Швидкість різання обмежена потужністю верстата:
N 60 103 22 0,7 60 103
V дВ 343,88м / хв
2
P 2687
z
де Nдв=22 кВт – потужність верстата;
η=0,7 коефіцієнт корисної дії верстата.
68
З двох значень швидкості V1 і V2 обираємо найменше і це значення
використовується при подальших розрахунках V=153,1 м/хв.
Частота обертання шпинделя:
1000V 1000 153.1
n 696.54хв1
D 3.14 55
Отримане значення корегуємо за паспортними даними верстата і
приймаємо дійсне значення частоти обертання шпинделя ng=536 хв-1.
Дійсна швидкість різання:
Dng 3.14 55 536
Vg 121.17м / хв
1000 1000
Основний час t0, хв.:
l l l
t 1 2 ,
0
S n
o g
де l – довжина обробки, мм; l2 – довжина перебігу різця, l2=25 мм; l1 –
довжина врізання різця.
t 2.5
l (0.5 /// 2) 11мм ;
1
tg tg90o
80 1 30
t 0.19хв ;
01
1536
80 1 30
t02 0,9хв .
1536
69
3 РОЗДІЛ З ОХОРОНИ ПРАЦІ
3.1 Аналіз небезпечних і шкідливих виробничих факторів
До цих факторів в молочній промисловості відносяться: рухомі машини і
механізми; незахищені рухомі елементи виробничого обладнання; підвищений
рівень шуму підвищена або знижена температура поверхонь обладнання;
підвищена або знижена температура повітря робочої зони; підвищений рівень
вібрації; підвищена або знижена вологість повітря; підвищене значення напруги в
електричному ланцюзі, замикання якої може статися через тіло людини, вібрація.
Одним з основних факторів, який впливає на організм людини, являється
температура. Для контролю температури повітря необхідно встановити два
термометра.
Один повинен показувати температуру поступаючого повітря з
вентилятора, другий - температуру в цеху. В зимовий період підігрів холодного
повітря досягається системою опалення, а також за допомогою калорифера. В
теплий період року температура повітря в цеху значно перевищує оптимальні
норми.
Охолодження теплого повітря в цеху здійснюється шляхом підключення
до калорифера холодоносія (холодну воду).
В цеху підтримується мікроклімат відповідний нормам санітарно-
гігієнічних вимог. Температура повітря у виробничих приміщеннях підтримується
в холодний період року -22...24°С, а в теплий до +28°С. Відносна вологість
повітря допускається до 75%.
Швидкість руху повітря до 0,5 м/с в холодний період, 0,2... 1,0 м/с в
теплий період.
Система вентиляції, яка використовується - припливно-витяжна з
використанням вентиляційної камери. Вона піклується про підтримання
необхідного мікроклімату та про чистоту повітря у виробничому приміщенні.
Опалення цеху здійснюється за допомогою котельної, розташованої на території
заводу. Швидкості руху повітря, інтенсивності теплового випромінювання та
70
зрівнюють їх з нормативними значеннями. Норми мікроклімату встановлюють в
залежності від сезону року, категорії робіт. Сезони року ділять на теплий та
холодний (середньодобова температура > 10 °С і < 10 °С відповідно).
Заходи та засоби нормалізації параметрів мікроклімату:
-удосконалення технологічних процесів та устаткування;
-раціональне розміщення технологічного устаткування;
-автоматизація та дистанційне управління технологічними процесами;
-раціональна вентиляція, опалення та кондиціювання повітря;
- раціоналізація режимів праці та відпочинку;
-застосування теплоізоляції устаткування та захисних екранів;
-використання засобів індивідуального захисту.
3.2 Шум
Основна мета нормування шуму на робочих місцях – встановлення
допустимих рівнів шуму, які при щоденному впливі, протягом всього робочого
дня і протягом багатьох років не можуть викликати суттєвих захворювань
організму людини і не заважають його нормальній трудовій діяльності. теристик і
до захисту від шуму на робочих місцях.
На лінії по виробництву масла таке обладнання створює шум:
насоси продуктові
сепаратори
маслоутворювач
Заходи по зниженню шуму у виробничих приміщеннях.
Для зниження шуму в промислових умовах на підприємстві молочної
промисловості можуть бути використані такі методи:
зменшення шуму в джерелі його виникнення;
зміна напрямку випромінювання від джерела шуму;
будівельно-акустичний;
зменшення шуму на шляху його розповсюдження.
Зниження шуму в джерелі його виникнення найбільш раціонально.
71
У випадках, коли зменшити шум до допустимої величини загально-
технічними заходами неможливо, застосовують засоби індивідуального захисту
(ЗІЗ). В молочній промисловості рекомендується застосовувати наступні ЗІЗ:
вкладиші протишумні з матеріалу ФПП-Ш "Беруши" і для захисту від
високочастотного шуму з рівнем до ІОО дБ; протишумні заглушки "Антифони";
каска протишумна ВЦНІІОТ-2; навушники протишумні ПШ-00 і деякі
інші. Вкладиші, які виготовлені з і перхлорвинілу типу ФПП, найбільш
зручні, завдяки еластичній структурі та малому діаметру волокон вони
не руйнують шкіру зовнішнього слухового каналу. Такі вкладиші еластичні і,
заповнюють слуховий канал і не здійснюють неприємної дії на нього.
3.3 Вібрація
Джерелом вібрації на ділянці виробництва масла є масловиготовлювач,
сепаратори, насоси та вентилятори. Але для зменшення передачі їх локальних
вібрацій, використовують віброізолюючі гумові прокладки, що встановлюються
під опори насосів та вентиляторів.
Одним з основних шкідливих факторів в маслоцеху є вібрація. В лінії
вироблення вершкового масла П8-ОЛУ вібраційним обладнанням являються 2
сепаратори марки ОСД-500. Дана вібрація є загальною технологічною вібрацією,
що передається на фундамент або підлогу, а через підлогу діє на людину.
Вібрація може викликати відносні зміщення сполучених поверхонь в
з’єднаннях конструктивних елементів, і призводить до порушення
функціонування машини (виходу з ладу). Для зниження рівня вібрації
використовують різні засоби боротьби.
Загальні методи боротьби з вібрацією:
- зниження вібрацій в джерелі виникнення шляхом зниження або усунення
збуджуючих сил;
- регулювання резонансних режимів шляхом раціонального вибору
приведеної маси або жорсткості системи, яка коливається;
- вібродемпферування – зниження вібрації за рахунок сили тертя
демпферного пристрою, перехід коливальної енергії в теплову;
72
- динамічне гасіння – введення в коливальну систему додаткової маси або
збільшення жорсткості системи;
- віброізоляція – введення в коливальну систему додаткового пружнього
зв’язку з метою послаблення передачі вібрацій суміжному елементу , конструкції
або робочому місцю;
- застосування індивідуальних засобів захисту.
Для запобігання захворювань і травматизму потрібно:
замінити ручну працю оператора на автоматичну, що різко знизить рівень
травматизму рук при попаданні їх у вузли машини;
біля устаткування, яке експлуатуються розмістити інструкції по
експлуатації;
огородити всі рухомі частини і пофарбувати огорожі в червоний колір;
на видному місці розмістити план евакуації виробничого персоналу в разі
виникнення надзвичайних ситуацій.
3.4 Індивідуальні засоби захисту
До роботи на вібронебезпечному обладнанні допускаються особи не
молодше 18 років, які пройшли медичне обстеження, мають відповідну
кваліфікацію і які здали технічний мінімум по безпечному виконанню робіт.
Для зменшення від’ємної дії вібрації використовують засоби
індивідуального захисту і встановлюють режими праці робітників
вібронебезпечних професій.
В якості засобів індивідуального захисту використовують антивібраційні
рукавиці, взуття. В якості засобів індивідуального захисту працюючих від
шкідливої дії ультразвуку, який розповсюджується у повітряному середовищі,
треба використовувати протишумовувачі.
Для захисту рук від дії ультразвуку в зоні контакту людини з твердим
(рідким) середовищем необхідно використовувати спеціальні рукавиці чи захвати-
маніпулятори.
3.5 Освітлення
73
Освітлення в виробничих та побутових приміщеннях повинне відповідати
вимогам ДБН В.2.5–28–2006. Раціональне освітлення виробничого приміщення
сприяє зменшенню зорової та загальної втоми, травматизму.
Для забезпечення нормального освітлення передбачається природне і
штучне освітлення. В денний час максимально використовується природне світло,
яке поступає в приміщення через вікна, а при необхідності через освітлювальні
ліхтарі і дах. Робочі місця, які в денний час не мають можливості освітлюватися
природнім світлом, повинні освітлюватися штучним
. Норми освітлення для виробничих цехів молочних заводів:
–для масло та сиро виробничих 200 лк;
–для побутових приміщень 75 лк.
Для оператора характеристика зорової роботи – «мала точність». В цьому
випадку коефіцієнт природного бокового освітлення буде дорівнювати 0,9;
Найменший розмір об’єкта – 1…5 мм.
Забороняється установлювати світильники під гідравлічними затворами та
запобіжними клапанами. Очистку світильників повинен проводити електромонтер
у відповідності з графіком. Контроль за освітленістю потрібно проводити не
рідше ніж один раз в три місяці. Основний прилад для контролю освітленості –
люксметр.
В цеху передбачають аварійне освітлення, воно виконується для
забезпечення безпечного перебування обслуговуючого персоналу, а також для
евакуації людей, у випадку вимикання робочого освітлення. На світильниках
аварійного освітлення нанесено відрізняючий знак відповідно ПУЕ.
Для проведення ремонтних робіт проводжують мережу ремонтного
освітлення. Мережа ремонтного освітлення працює при напрузі 36 В. Живлення
здійснюється від понижуючих трансформаторів.
3.6 Сучасні індивідуальні засоби захисту від шуму
Найбільш ефективним вирішенням проблеми захисту слуху є контроль
рівня шуму в слуховому каналі.
74
Протишумові вкладиші вставляють в зовнішній слуховий канал.
Випускають різноманітні моделі вкладишів різної форми і розміру, прийнятні
для більшості людей. Існують вкладиші для захисту від звукового сигналу з
індивідуальних особливостей слухового каналу.
Вкладиші із змінною формою точно відповідають індивідуальній формі
слухового каналу. Для виготовлення вкладишів можна використовувати вініл,
силікон, склади на основі еластомерів, волокнисті матеріали і віск, штапельне
скловолокно, пружні піноматеріали з замкнутими порами.
Полувкладиші, також звані ковпачками, носять на зовнішньому отворі
слухового каналу. Використання полувкладишів аналогічно пальцям, які
закривають зовнішній отвір слухового каналу. Полувкладиші виготовляють
одного розміру, який розрахований на використання більшістю людей. Цей засіб
захисту утримується на вусі за допомогою легковагій дужки.
Заглушувальні навушники складаються з двох пластмасових чашок,
з'єднаних металевою або пластмасовою дужкою. Чашки повністю закривають
вушні раковини, причому спеціальна подушка забезпечує герметизацію
завушної області. Усередині подушки зазвичай знаходиться спінений матеріал
або рідина.
Більшість навушників оснащені прокладкою, яка ефективно поглинає звук,
в результаті чого досягається більш ефективне ослаблення шуму на частотах
приблизно вище 2000 Гц. Дужка може розташовуватися на голові, також
можливі варіанти, коли вона знаходиться на шиї або під підборіддям, хоча від
цього залежить ефективність захисту. В інших випадках навушники можуть
кріпитися до «жорсткої каски». У порівнянні з простими навушниками,
зазначена «жорстка» конструкція не дозволяє забезпечити щільний контакт з
будь-яким типом голови, і тому ефективність захисту від шуму знижується.
Незважаючи на різноманітність антифон, в США найбільш часто
використовуються одноразові протишумні вкладиші, виробництво яких
становить більше половини всього обсягу випуску засобів захисту органів слуху.
75
Для найбільш ефективного запобігання втрати слуху доцільно працювати
поза зоною шкідливого впливу шуму. З цією метою використовують закриті
виробничі приміщення зі звукоізоляцією, в яких можна вільно розмовляти, а
рівень шуму не перевищує величини, що представляє небезпеки для здоров'я
людини.
Іншим варіантом ефективного захисту слуху є зменшення рівня шуму
джерела до допустимих значень, що нерідко досягається в результаті зміни
конструкції обладнання, а також вдосконалення приладів контролю рівня шуму.
Якщо усунути джерело шуму або знизити рівень шуму неможливо,
залишається останній засіб - використання антифон. Однак, ефективність
антифон нерідко може бути обмежена, якщо застосування інших заходів захисту
не передбачено.
Максимальна ефективність досягається при постійному носінні антифон.
Ілюстрацією цього твердження є рис. 3.2. Згідно з наведеними даними,
незалежно від конструкції антифону ефективність захисту зменшується зі
зменшенням тривалості використання антифону. Так, ефективність захисту
істотно знижується, якщо при роботі в умовах впливу шуму, вийняти вкладиші
або на кілька хвилин зняти навушники для розмови з іншим робочим.
Існує безліч способів оцінки ефективності антифон. Найбільш поширеною
є система з використання однієї цифри, то є оцінка зниження рівня шуму
(осушити), яка використовується в США (Агентство з захисту навколишнього
середовища США 1979), і Європейська одно-числова оцінка (ISO 1994). Існує
також Європейський трьох- цифровий метод оцінки (ISO 1994). І нарешті,
розроблені методи, засновані на визначенні ступеня ослаблення для кожного
засобу захисту функції слуху при впливі шумів в кожному інтервалі частот,
ширина якого еквівалентна одній октаві. У США цей метод називається довгим
або методом октавной смуги частот (ОПЧ), в Європі він відомий, як метод
оцінки передбачуваної ступеня захисту (ISO 1994).
Всі зазначені методи засновані на порогової аудіометрії, коли реальне
ослаблення рівня шуму при порогових значеннях відповідного антифону
76
визначають експериментально згідно з вимогами стандартів. У загальному
випадку поріг чутності в звуковому діапазоні визначають в лабораторних умовах
для захищеного і незахищеного вуха.
При виборі засобу захисту функції слуху слід враховувати наступні
важливі особливості. Засіб захисту повинно відповідати умовам навколишнього
середовища, в яких воно використовується. Відповідно до поправки до
стандартів на джерела шуму Національного інституту гігієни та безпеки праці,
прийнятої щодо засобів збереження слуху, передбачено використання антифон,
які забезпечують зниження рівня шуму до величини 85дБ або нижче.
Національний інститут гігієни праці та безпеки рекомендує користуватися
антифонами, що забезпечують зниження рівня шуму до величини не менше
82дБ, в результаті чого досягається мінімальний ризик втрати слуху,
обумовлений впливом сильного шуму.
По-друге, антифони не повинні надмірно послаблювати рівень шуму.
Ослаблення рівня шуму є надмірним, якщо при використанні антифон рівень
шуму стає нижче допускається рівня на 15дБ. В результаті цього робітники
починають відчувати почуття ізольованості (Британське управління стандартів
1994), пов'язане з труднощами сприйняття мови і попереджувальних сигналів.
Як наслідок, робочі знімають захисні засоби для переговорів (згідно із
зазначеним вище) або чекаючи підтвердження попереджувальних сигналів, а
також можуть змінювати конструкцію антифону з метою зробити його більш
зручним в роботі. Але в будь-якому випадку, зниження рівня шуму за
допомогою захисного засобу не повинно перешкоджати сприйняттю мови.
В даний час точна оцінка рівня шуму при використанні захисного засобу
утруднена, оскільки наведені дані про величину ослаблення сигналу і
стандартних відхиленнях, а також підсумкові оцінки є завищеними. Проте,
точність випробувань можливо збільшити за допомогою понижуючих
коефіцієнтів, рекомендованих Національним інститутом гігієни і безпеки праці.
Антифони повинні бути зручними при використанні протягом тривалого
періоду часу. Засоби захисту, що закривають або затикають вуха, можуть
77
викликати незвичайні відчуття від зміни звуку власного голосу, від
окклюзионного ефекту (дивись нижче) до почуття закладеності у вухах або
тиску на голову. При використанні навушників або вкладишів поблизу джерел
високої температури можуть виникнути певні труднощі через підвищеного
потовиділення. До засобів захисту і до певних неприємних відчуттів слід
звикнути. Однак в разі, якщо при носінні антифону виникає головний біль за
рахунок тиску звуку певної частоти або біль в слуховому каналі, викликана
присутністю стороннього предмета, слід підібрати інший засіб захисту.
Використовувані навушники або вкладиші необхідно чистити. Особи, що
працюють в навушниках, повинні мати можливість у міру потреби замінювати
знімні прокладки і подушечки. Якщо на виробництві використовують одноразові
вкладиші, необхідно створити поновлюваний запас цих засобів захисту. При
необхідності заміни багаторазових вкладишів слід передбачити вільний доступ
до миючих засобів. Вкладиші із змінним профілем також необхідно чистити або
замінювати новими в міру потреби.
Кожен середній американський робітник піддається впливу 2,7 шкідливих
для здоров'я чинників. У цих умовах можуть знадобитися інші засоби захисту,
наприклад, «жорсткі каски», засоби захисту очей або респіратори. Важливо, щоб
різні засоби захисту були сумісні один з одним.
Оклюзійним ефектом називається посилення сприйняття звукового
сигналу з частотою нижче 2000 Гц за рахунок кісткової провідності за умови, що
звуковий канал закритий пальцем, вкладишем або навушниками. Величина
ефекту залежить від ступеня закупорювання вуха. Максимальний ефект
спостерігається при закритому слуховому каналі. Оклюзійний ефект
зменшується при використанні навушників з великими чашками і глибоко
вставлених в слуховий канал вкладишів. Даний ефект нерідко викликає
неприйняття засобів захисту функції слуху, оскільки в цьому випадку
доводиться підвищувати голос, чітко і голосно вимовляти слова, напружувати
слух.
78
Внаслідок окклюзионного ефекту, якому піддається більшість осіб, які
використовують засоби захисту слуху, зазвичай підвищується гучність мови.
Зниження рівня шуму навколишнього середовища призводить до збільшення
гучності мови в порівнянні зі звичайними умовами. Намагаючись компенсувати
гучну мова при використанні засобів захисту органів слуху, робітники
починають говорити дуже тихо, майже пошепки. Зниження гучності мови в
поєднанні із засобами захисту викликає значні труднощі в спілкуванні. Навіть
без урахування окклюзивного ефекту зазвичай збільшення гучності мови
становить 5-6 дБ на кожні 10 дБ підвищення рівня шуму навколишнього
середовища (ефект Ломбарда). Тому зниження гучності мови і використання
засобів захисту не дозволяє легко чути і розуміти мову на тлі шуму
навколишнього середовища.
Навушники.
Основне призначення навушників полягає в тому, щоб закривати
околоушну область чашками для екранування і зниження рівня шуму. Ступінь
ослаблення шуму навколишнього середовища в значній мірі залежить від виду
чашок, подушок, а також сили їх притискання до голови за допомогою дужки.
На рис. 3.3 показані приклади правильного розташування навушників,
притиснутих до голови і закривають вушну раковину, а також положення, при
якому не забезпечується повний захист від впливу шуму. Згідно з наведеною на
рис. 3.3 залежності, очевидно, що при правильному розташуванні навушників
досягається ефективне ослаблення рівня шуму на всіх частотах, тоді як при
поганому контакті чашок і голови захист на низьких частотах не забезпечується.
Більшість навушників дозволяють послаблювати рівень шуму, що проникає в
слуховий канал за рахунок кісткової провідності, до приблизно 40 дБ в діапазоні
частот понад 2000 Гц.
Для захисту від низькочастотного шуму слід забезпечити щільний контакт
з навушниками спеціальної конструкції, причому чашки повинні бути заповнені
звукопоглинальним матеріалом. Встановлюється також певна маса навушників і
сила їх притискання до голови.
79
Задовільне ослаблення звукової хвилі на всіх частотах досягається тільки
при правильному положенні засобів захисту слуху. При частковому контакті
вкладиша зі спіненого матеріалу з внутрішньою стінкою слухового каналу
ослаблення шуму зменшується. Ефективність вкладишів зі спіненого матеріалу
для більшості частот обмежена тільки кістковою провідністю. Правильне
положення вкладишів зі спіненого матеріалу зберігає слух, а неправильне може
привести до його втрати внаслідок впливу шуму у виробничому приміщенні.
Незважаючи на те, що в загальному випадку вкладиші фіксованою форми
не забезпечують таку ж ступінь ослаблення шуму як правильно
використовуються вкладиші з спіненого матеріалу або навушники, вони все ж
дозволяють захищати функцію слуху в більшій частині спектра виробничих
шумів. Якщо положення вкладишів фіксованою форми в каналі не відповідає
вимогам ефективного захисту, ступінь ослаблення шуму зменшується, і стає
нульовою на частотах 250 і 500 Гц. Іноді на цих частотах спостерігається навіть
посилення звуку, тобто рівень шуму при використанні засобів захисту
перевищує рівень шуму навколишнього середовища. В цьому випадку для
зменшення ризику втрати слуху за рахунок впливу шуму доцільно взагалі
відмовитися від використання вкладишів.
Якщо допустимий рівень щоденної норми впливу перевищує 105 дБ, для
захисту функції слуху можуть знадобитися різні засоби захисту. При цьому
можливо використовувати вкладиші і навушників разом. Зазначене поєднання
дозволяє забезпечити додатковий захист в розмірі 3-10 дБ, незважаючи на те, що
ефективність засобів захисту слуху обмежена кістковою провідністю черепа.
З точки зору збільшення ступеня ослаблення доцільно використовувати
різні види вкладишів і одну модель навушників, а не поєднання навушників
різного виду і одного і того ж вкладиша. Для захисту в діапазоні частот нижче
2000 Гц при використанні комбінованого захисту велике значення має вибір
моделі вкладиша, тоді як в області частот вище 2000 Гц ослаблення звукової
хвилі за допомогою навушників/вкладишів приблизно еквівалентно величиною
кісткової провідності.
80
Перевірені захисні окуляри або інші засоби захисту, наприклад,
респіратори можуть знижувати ефективність захисту за допомогою навушників,
що проявляється в зменшенні ступеня ослаблення звукової хвилі. Наприклад,
при використанні засобів захисту очей спостерігається зменшення ослаблення
сигналу в кожній октавній смузі частот 3-7 дБ.
Єдиними засобами захисту функції слуху, які забезпечують приблизно
однакову ступінь ослаблення шуму в діапазоні частот від 100 до 8000 Гц, є
навушники або вкладиші, які характеризуються постійним ослабленням звукової
хвилі. Дані пристрої мають частотну характеристику аналогічну незахищеному
вуха і не викликають спотворення сигналу. Частотна характеристика звичайних
навушників або вкладишів обмежена в області верхніх частот, а звук
відрізняється малою гучністю. Характеристика ослаблення сигналу навушників і
вкладишів з постійною величиною ослаблення сигналу обумовлена вбудованими
резонаторами, звукопоглотітелямі і діафрагмами, і тому вони пропускають звук
меншої інтенсивності. Пристрої з постійною величиною ослаблення рівня шуму
мають важливе значення для осіб, які страждають втратою слуху у
високочастотному діапазоні, а також для осіб, яким важливо сприймати мову
при використовуваних засобах захисту функції слуху або сприймати звук
високої якості, наприклад для музикантів. Засоби захисту слуху з постійною
величиною ослаблення існують тільки у вигляді навушників або вкладишів. Ці
засоби захисту функції слуху мають таку ж ступенем ослаблення шуму, що і
звичайні навушники і вкладиші.
У конструкцію пасивних пристроїв з амплітудно-залежним відгуком не
належать електронні елементи. Ці пристрої призначені для забезпечення
короткочасної мовного зв'язку та незначного ослаблення звукових сигналів з
низьким рівнем шуму, причому за рахунок амплітудної характеристики
фіксованого типу ступінь захисту від шуму збільшується у міру зростання рівня
шуму. Звук через отвір потрапляє на клапани і діафрагми, в результаті чого
досягається нелінійне ослаблення сигналу, звуковий тиск якого перевищує 120
дБ. Якщо рівень звукового тиску сигналу нижче 120 дБ, отвір і клапани зазвичай
81
діють, як капсула телефону вентильного типу та забезпечують ослаблення аж до
25 дБ у високочастотній області і дуже мале ослаблення в області частот нижче
1000 Гц. Зазначені засоби захисту можна використовувати при виконанні
обмеженого ряду професійних обов'язків і відновної діяльності, крім змагань зі
стрільби (особливо поза виробничими приміщеннями).
У конструкцію засобів захисту функції слуху з регульованим відгуком, що
змінюються в залежності від амплітуди вхідного сигналу, входять електронні
елементи. За призначенням ці пристрої аналогічні пасивним апаратів з
амплітудно-залежним відгуком і оснащені мікрофоном, який встановлюється із
зовнішнього боку чашки навушників або на бічній поверхні вкладишів. Якщо
рівень шуму в навколишньому середовищі збільшується, електронна схема
забезпечує прогресуюче зниження величини посилення, а в деяких випадках і
повне відсікання звукового сигналу.
У режимі передачі звичайного мовного сигналу електронні елементи
працюють практично без посилення (гучність звуку аналогічна умовам
сприйняття незахищеним вухом) або навіть дещо зменшують силу звуку. В
результаті, на вході слухового каналу підтримується рівень інтенсивності звуку
не перевищує 85дБ (для дифузного звукового поля). Деякі вбудовані в
навушники елементи здійснюють передачу звукового сигналу для кожного вуха.
В інших пристроях передбачено тільки один мікрофон. Якість відтворення звуку
в зазначених системах залежить від виробників. Оскільки електронні схеми
поміщені в корпус, вбудований в чашки навушників, що необхідно для роботи
системи з відгуком, що змінюються в залежності від рівня шуму, в пасивному
режимі (при відключених електронних елементах) ступінь ослаблення шуму
зазначених пристроїв на 4-6 дБ менше, в порівнянні з аналогічними
навушниками без електронних елементів.
Активне зменшення рівня шуму - відомий напрямок техніки, яке отримало
розвиток в останніх моделях засобів захисту функції слуху. У деяких пристроях
відбувається перекидання фаз звукового сигналу в чашках навушників, і цей
перетворений сигнал використовується для гасіння вхідного звукового сигналу.
82
Робота інших пристроїв заснована на уловлюванні звукового сигналу зовні
чашок навушника. При цьому здійснюється поділ сигналів, тобто перетворення
спектральної характеристики звукового сигналу з метою ослаблення
інтенсивності його впливу і використання шумовий складової звукового сигналу
з перекинутої фазою. За допомогою електронної схеми синхронізації на чашки
навушника одночасно надходить звуковий сигнал з перекинутої фазою і
шумовий фон навколишнього середовища. Активне зменшення рівня шуму
обмежується низькочастотними шумами з частотою нижче 1000 Гц, причому
максимальне ослаблення на 20-25 дБ здійснюється на частоті 300 Гц або нижче.
Ослаблення звукового сигналу за рахунок використання системи
активного зменшення рівня шуму компенсує меншу ступінь ослаблення в
навушниках, обумовлену самими вбудованими електронними схемами для
активного зменшення рівня шуму. В даний час вартість зазначених пристроїв в
10-50 разів вище звичайних навушників і вкладишів. При виході з ладу
електронних схем ефективність захисту знижується. У подібних умовах можливе
посилення шкідливого впливу шуму при одягнутих навушниках, в порівнянні з
випадком використання засобів захисту без електронної начинки. Зниження
вартості коштів активного придушення шуму і їх поширення залежить від
зростання популярності зазначених засобів захисту.
83
ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ
Виконана кваліфікаційна робота бакалавра складається з реферату, переліку
умовних позначень, вступу, трьох розділів, висновків, списку використаних
джерел і додатків.
Було зпроєктовано масловиготовлювач безперервної дії лінії виготовлення
вершкового масла. В тому числі був розроблений вузол збивання вершків
масловиготовлювача безперервної дії.
Конструкторський розділ містить наступні пункти: техніко-економічне
обґрунтування проекту; опис конструкції масловиготовлювача, послідовність
монтажу обладнання; опис технічного обслуговування обладнання; розрахунок
продуктивності пристрою для збивання вершків, споживаної потужності,
кінематичний розрахунок клинопасової передачі. Також, в даному розділі
проведено розрахунок валу, підшипників, шпонкових з'єднань на міцність,
довговічність та стійкість.
В технологічному розділі розроблено технологічний процес виготовлення та
ремонту вала. Відповідно даний розділ містить наступні пункти: вибір матеріалу
деталі; вибір виду заготовки; маршрут обробки деталі; вибір різального та
контрольного інструменту; вибір верстатів.
В розділі з охорони праці наведені розрахунки параметрів засобів для
захисту органів слуху при роботі масловиготовлювача.
Пояснювальна записка кваліфікаційної роботи бакалавра містить 84 аркуші,
включає 54 формули, 12 рисунків, 5 таблиць, 8 літературних джерел та додатки.
Графічна частина складається з шести плакатів формату А1.
84
ПЕРЕЛІК ВИКОРИСТАНИХ ЛІТЕРАТУРНИХ ДЖЕРЕЛ
1 Богомолов О.В., Гурський П.В., Богомолова В.П. Курсове та дипломне
проектування обладнання переробних і харчових підприємств: Навч. посібник для
студ. вищих навч. закл. – Х.: Еспада, 2005. – 429 с.
2 Боровик А.І. Монтаж, діагностика, ремонт технологічного обладнання,
навчальний посібник: - Черкаси: ЧДТУ. - 2006 р. – 311 с.
3 Ванін В.В., Бліок А.В., Гнітецька Г.О. Оформлення конструкторської
документації: Навч. Посіб. 3-вид. – К.: Каравела, 2004. – 160 с.
4 ДСН 3.3.6.037-99 «Санітарні норми виробничого шуму, ультразвуку та
інфразвуку».
5 Закалов О.В., Закалов І.О, Технологічне обладнання харчових виробництв.
– Тернопіль, 2000. – 406 с.
6 Методичні вказівки до практичних занять з дисципліни «Технологічне
обладнання харчових виробництв та галузі» для студентів денної та заочної форм
навчання освітньо-професійного рівня бакалавр за напрямом підготовки 6.050503
«Машинобудування» /Укладачі: А.Л. Яцук – Дніпродзержинськ, ДДТУ, 2015. – с.
35.
7 Методичні рекомендації до практичних занять з дисципліни:
«Технологічне обладнання харчових та торгівельних підприємств» для здобувачів
освітнього ступеня бакалавр зі спеціальності 133 «Галузеве машинобудування»
освітньо-професійної програми «Обладнання харчових, торгівельних та
машинобудівних підприємств» всіх форм навчання /Укладачі В.І. Осипенко, О.В.
Батраченко Л.М. Мізнік, М.В. Хандюк – Черкаси: ЧДТУ, 2021. – 78 с.
8 Методичний посібник щодо написання та захисту кваліфікаційної роботи
бакалавра для здобувачів освітнього ступеню бакалавр спеціальності 133
«Галузеве машинобудування» освітня програма «Обладнання харчових,
торгівельних і машинобудівних підприємств» [Електронний ресурс] / [упоряд.
Василь Осипенко, Олександр Батраченко, Лариса Мізнік, Микола Хандюк ]; М-во
освіти і науки України, Черкас. держ. технол. ун-т. – Черкаси : ЧДТУ, 2023. – 45 с.
85
Додатки