Структурно-функциональное строение технологического оборудования

Структурные функциональные схемы оборудования дают общее представление об их строении и связях между функциональными элементами. Эти схемы позволяют обособленно рассматривать отдельные подсистемы, определять направление энергетических потоков или потоков информации в объекте, производить энергетические расчеты оборудования.

Эти схемы используются при изучении оборудования и его проектировании.

Технологические машины (аппараты) автосервиса как функциональные системы включают подсистемы, элементы которых сгруппированы по функциональному назначению. К таким подсистемам относятся привод, передаточные и исполнительные механизмы, устройства управления и регулирования, безопасности и др. Совокупность исполнительных механизмов, элементов связей и рабочих органов называется рабочей машиной.

Структура технологических машин с электромеханическим приводом отличается от структуры машин электрогидравлическим и электропневматическим приводами.

Под электромеханическим приводом в общем случае следует понимать структурную подсистему технологического оборудования, предназначенную для преобразования электрической энергии в механическую и передачи ее исполнительным механизмам производственной машины.

Передача механической энергии осуществляется по кинематическим связям. Из-за возникновения больших динамических нагрузок на звенья и пары кинематической цепи транспортирование ее на значительные расстояния в пределах габаритов машины проблематично, поэтому конструкторы всегда стремятся расположить электромеханический привод как можно ближе к рабочим органам. С этой целью разработан и применяется многодвигательный привод (двухстоечные подъемники с двумя электродвигателями, портальные моечные установки с отдельным приводом каждой щетки и приводом перемещения портала и др.).

Электромеханический привод как структурная подсистема состоит из следующих элементов: электродвигатель, передаточный механизм, устройство (механизм) включения.

Как правило, скорость вращения вала электродвигателя намного выше скорости главного вала производственной машины, от которого получают движение все исполнительные механизмы машины. Поэтому в приводе предусматривается передаточный механизм. С помощью передаточных механизмов передается механическая энергия от вала электродвигателя к рабочей машине.

Эти механизмы разнообразны по виду и конструктивному устройству. Наибольшее распространение в технологическом оборудовании предприятий автосервиса получили ременные и зубчатые передаточные механизмы. Конструктивно оформленные как сборочные единицы такие механизмы носят название редукторов, выполненные заодно с электродвигателем – мотор-редукторов.

Следует отметить, что передаточные механизмы используются также и в структуре производственной машины для передачи вращательного движения от одного вала к другому. При этом передаточное отношение между валами может быть неизменным и изменяемым ступенчато или плавно. В случае ступенчатого изменения скорости вращения вала такие механизмы называются коробками передач и вариаторами, когда скорость выходного вала меняется плавно.

В кинематических схемах технологического оборудования предусматриваются два способа подключения производственной машины к приводу – напрямую и через механизм включения. В первом случае запуск двигателя осуществляется под рабочей нагрузкой, во втором – вхолостую без нагрузки. Второй способ включения машины предполагает наличие в структуре механизма включения устройства, демпфирующего динамический удар, тормозного устройства вала машины и, при необходимости, механизма останова вала машины в заданном положении.

Структурно-функциональные кинематические схемы оборудования с однодвигательным и многодвигательным электромеханическим приводами показаны на рисунках слайда 9.

Электрогидравлический и электропневматический приводы преобразуют электрическую энергию в потенциальную энергию рабочего тела (жидкости или газа). Эта энергия по линиям связи (трубопроводам) передается в рабочую машину к исполнительным механизмам, где происходит ее преобразование в механическую и подведение к рабочим органам.

При использовании гидравлической или пневматической энергии проблемы передачи энергии на значительные расстояния не существует. Привод оборудования компактен и может быть расположен в любом удобном месте в пределах конструкции машины или выполнен в виде отдельного агрегата и размещен в любой точке производственного помещения. Более того, имеется возможность от одного привода снабжать энергией одновременно несколько рабочих машин.

Технологическое оборудование с гидравлическим и пневматическим приводами имеет одинаковую структуру функциональных элементов. Конструктивное отличие этих элементов обусловливается использованием различных рабочих тел (минеральное масло и воздух), передающих потенциальную энергию от привода к рабочей машине.

В структурно-функциональном строении оборудования с электрогидравлическим или пневматическим приводами предусматривается последовательное включение через линии связи первичного и вторичного преобразователей энергии – сначала механической в энергию рабочего тела, затем, наоборот, энергии рабочего тела в механическую.

Первичный преобразователь является структурным элементом привода, а вторичный – рабочей машины.

В гидравлическом приводе первичным преобразователем является насос (шестеренчатый, пластинчатый, плунжерный или др.), в пневматическом – компрессор, как правило, поршневой.

Вторичный преобразователь через исполнительный механизм или напрямую передает энергию рабочему органу. В качестве вторичного преобразователя используются гидравлические или пневматические цилиндры, поворотные гидродвигатели или пневмотурбины.

Структурно-функциональная гидравлическая (пневматическая) схема типовой машины с гидравлическим (пневматическим) приводом представлена на слайде 10.

Управление технологическим оборудованием осуществляется с помощью систем управления, которые состоят из подсистем:

• механической (кинематической) и электрической – в оборудовании с электромеханическим приводом,

• механической (кинематической) и гидравлической – в оборудовании с электрогидравлическим приводом,

• механической (кинематической) и пневматической – в оборудовании с электропневматическим приводом.