Тема: Основные определения технологического оборудования

Ход урока.

I. Организационный момент

II. Мотивация и целеполагание

 Тема нашего урока: «Основные определения технологического оборудования».

Задание №  

Составьте 5 предложений так, чтобы было понятно, что речь идет о предприятии молочной промышленности.

 

 

III. Изучение нового материала (лекция). Изучение новой темы «Предприятия цельномолочной промышленности». (Прочитать лекцию, заполнить таблицу).

 

 

IV. Закрепление.

Составить кластер по классификации машин и аппаратов перерабатывающих производств

 

 

V. Подведение итогов. Выставление и комментирование оценок. Что сделали на уроке? Что нового вы получили на уроке?

VI. Домашнее задание. Повторить лекционный материал по опорному конспекту  

VII. Рефлексия. Мое отношение к уроку. Понравился ли урок? Была ли информация полезна? Какой метод изучения вам понравился?

Тема: Основные определения технологического оборудования

Машины и аппараты перерабатывающих производств состоят из деталей, механизмов, узлов, сборочных единиц, агрегатов и элементов, обеспечивающих соединение составных частей в многофункциональное изделие.

Изделием называется любой предмет или набор предметов производства, подлежащих изготовлению на предприятиях. ГОСТ2.101-68 устанавливает следующие виды изделий: детали; сборочные единицы; комплексы; комплекты. Изделия в зависимости от наличия или отсутствия в них составных частей делятся: на неспецифицированные (детали) не имеющие составных частей; специфицированные (сборочные единицы, комплексы, комплекты), состоящие из двух и более составных частей. К составным частям машины относятся: деталь, сборочная единица (узел), комплекс и комплект.

Деталь – изделие, изготовленное из однородного по наименованию и марке материала, без применения сборочных операций.

Узел – изделие, представляющее собой законченную сборочную единицу, которая состоит из нескольких деталей с общим функциональным назначением (подшипник качения, муфта, редуктор и т. п.).

Сборочная единица – изделие, составные части которого подлежат соединению между собой на предприятии-изготовителе путем сборочных операций (свинчиванием, с натягом, клепкой, сваркой, пайкой и др.).

Комплекс – два и более специфицированных изделия, не соединенных на предприятии – изготовителе в результате сборочных операций, но предназначенных для выполнения взаимосвязанных эксплуатационных функций (поточная линия станка, автоматическая телефонная станция и т.п.).

Основой изучения и конструирования машин является знание их структуры и функционального назначения элементов, из которых они состоят.

Машиной называется сочетание нескольких механизмов, выполняющих определенные целенаправленные движения для преобразования энергии, материалов или информации.

В зависимости от назначения различают три вида машин: энергетические, рабочие, информационные.

В свою очередь рабочие машины подразделяются на технологические и транспортные.

В технологических машинах под материалом подразумевается обрабатываемый предмет (объект труда), который может находиться в твердом, жидком или газообразном состоянии. Преобразование материалов в этих машинах заключается в изменении их свойств, состояния или формы. К технологическим машинам в перерабатывающей промышленности относятся, например, вальцовые станки, волчки, куттеры, сепараторы, маслообразователи и т. д.

В транспортных машинах под материалом понимается перемещаемый предмет, а его преобразование состоит только в изменении положения.

В общем случае технологическая машина состоит из следующих механизмов: двигательного (двигателя), передаточного и исполнительного. Кроме перечисленного, большинство технологических машин перерабатывающих производств дополнительно оснащаются питающим механизмом и выпускным устройством, а также механизмами для управления, регулирования, защиты и блокировки машины.

Двигатель служит для преобразования любого вида энергии в механическую. Современные машины перерабатывающих производств приводятся в движение главным образом отдельным электродвигателем, и поэтому в данном случае имеет место преобразование электрической энергии

В механическую.

Процесс развития двигательного механизма происходил по следующим этапам:

а) развитый трансмиссионный привод всех машин от одного центрального двигателя;

б) групповой электропривод однородных машин с развитой передаточной трансмиссией;

в) индивидуальный электропривод машины с передаточным механизмом ко всем исполнительным механизмам;

г) индивидуальный встроенный электропривод для каждого исполнительного механизма машины.

Последний этап является наиболее совершенным с точки зрения возможности автоматического управления работой машины и обеспечения для каждого исполнительного механизма индивидуального режима работы, присущего его динамике.

Динамика двигательного и передаточного механизмов определяется усилиями, необходимыми для воздействия рабочих органов на обрабатываемый объект. Эти усилия обусловливают размеры узлов и деталей механизмов в зависимости от прочности, жесткости и износоустойчивости.

Передаточный механизм служит для передачи энергии (движения) от двигателя к исполнительному механизму. Кинематическая система передаточного и исполнительного механизмов определяет законы движения рабочих органов, скорости и ускорения отдельных звеньев системы.

Передаточные механизмы можно разделить на три вида: не изменяющие, изменяющие и регулирующие скорость движения (частоту вращения) исполнительного механизма. К первому виду относятся всевозможные муфты. Для изменения скорости движения используются ременные, цепные, зубчатые, червячные, фрикционные передачи и редукторы, а для регулирования — вариаторы.

Исполнительный механизм предназначен для приведения в действие рабочих органов машины. Он включает ведомое звено, с которым соединяются рабочие органы, и ведущее, которое связано с приводным механизмом. В качестве исполнительного механизма чаще всего используется вал.

Рабочие органы исполнительных механизмов непосредственно воздействуют на обрабатываемый продукт или материал согласно заданному технологическому процессу. Во многих случаях процесс в машине осуществляется несколькими рабочими органами, каждый из которых выполняет определенную операцию. Такие машины называются сложными в отличие от простых машин с одним рабочим органом.

Рабочие органы делятся на обрабатывающие и удерживающие (захваты, зажимы и др.). Удерживающие рабочие органы могут фиксировать обрабатываемое изделие в неподвижном состоянии при относительном перемещении обрабатывающего рабочего органа. В других случаях обрабатывающий орган неподвижен, а перемещается обрабатываемый объект вместе с удерживающим органом.

В общем случае рабочими органами могут быть не только механические устройства, но и воздушные, и водяные потоки, поля (магнитные, электрические, температурные и т. д.), а также реакционные пространства (камеры), в которых создаются необходимые условия для воздействия на обрабатываемое сырье.

Исполнительные механизмы характеризуются условиями работы рабочих органов. Так, в механизмах непрерывной работы их рабочие органы находятся в непосредственном контакте с обрабатываемым объектом в течение всего цикла движения механизма. А в периодически работающих механизмах рабочие органы находятся в контакте с обрабатываемым объектом лишь в течение части цикла движения механизма (рабочее перемещение); остальное время рабочие органы находятся в нерабочем положении (холостое перемещение).

При рабочем перемещении требуется соблюдать определенные закономерности движения, обусловленные технологическими требованиями. При конструировании рабочих органов исполнительных механизмов необходимо учитывать различные режимы их работы при рабочем и холостом ходах.

Питающий механизм предназначен для непрерывной или периодической подачи сырья или исходного продукта в машину. Механизм может обеспечивать количественное дозирование (весовое или объемное) подаваемого сырья в зависимости от изменения его физико-механических свойств, а также требуемых свойств готового продукта и требований технологического процесса.

Выпускное устройство предназначено для вывода продукта, полученного в результате технологического процесса машины.

Помимо главных механизмов современные машины снабжают рядом дополнительных устройств:

а) установочными и регулирующими механизмами (для настройки работы машины);

б) механизмами управления (для пуска, остановки, контроля); в) механизмами защиты и блокировки, предотвращающими

неправильные или несвоевременные включения или отключения отдельных механизмов. Они также предназначены для предохранения механизмов машины при аварии.

Движущиеся элементы машин соединяются с неподвижными с помощью опор и подвесок.

Для крепления и соединения отдельных элементов и механизмов машин служат корпус, станина, или рама.

Структурный анализ каждой машины позволяет построить ее технологическую и кинематическую схемы, определить динамические условия работы всех механизмов, узлов и деталей, что необходимо при расчете и конструировании машин.

 

Классификация машин и аппаратов перерабатывающих производств

При современном многообразии перерабатывающих производств применяемое в них технологическое оборудование также весьма разнообразно.

Это оборудование можно классифицировать по ряду следующих обобщающих признаков:

а) характеру воздействия на обрабатываемый продукт; б) структуре рабочего цикла; в) степени механизации и автоматизации; г) функциональному признаку.

Помимо этих признаков каждому виду оборудования присущи свойства и особенности частного порядка. Они рассматриваются в соответствующих главах, посвященных расчету, конструированию и использованию различных машин и аппаратов.

В зависимости от характера воздействия на обрабатываемый продукт технологические машины делятся на аппараты и машины.

В аппаратах осуществляются тепло-, массообменные, физико-химические, биохимические и другие процессы, в результате которых происходит изменение физических и химических свойств обрабатываемого продукта или изменение его агрегатного состояния. Характерным признаком аппарата является наличие реакционного пространства или камеры. Для интенсификации процессов аппараты могут быть снабжены дополнительными механизмами. Кроме того, для работы аппаратов обычно обязательно наличие различных рабочих жидкостей [холодной и (или) горячей воды], газа, пара, дыма и т. п., которые называются теплоносителями или хладагентами. Взаимодействие последних с обрабатываемым продуктом в аппарате может происходить напрямую или через разделяющую поверхность (стенку).

В машинах осуществляется механическое воздействие на продукт, в результате чего изменяется его форма, размеры и другие физико-механические показатели. Конструктивной особенностью машин является наличие движущихся исполнительных (рабочих) органов. Форма, размеры, материал и характер перемещения этих органов зависят от их назначения.

В некоторых случаях технологическое оборудование является комбинацией машины и аппарата, поскольку в нем одновременно осуществляется механическое, физико-химическое и тепловое воздействие.

По виду цикла работы машины и аппараты могут быть периодического, полу-непрерывного и непрерывного действия.

В оборудовании первого типа продукт подвергается воздействию в течение определенного времени, после которого он выгружается. При полу-непрерывном (циклическом) действии загрузка продукта и воздействие на него осуществляются непрерывно в течение всего рабочего цикла, а выгрузка – через определенные промежутки времени. В оборудовании непрерывного действия загрузка, обработка и выгрузка продукта происходят одновременно.

В процессе работы технологическое оборудование выполняет не только основные (измельчение, перемешивание, варка и т. п.), но и вспомогательные (загрузка, перемещение, контроль, выгрузка и т. п.) операции. В зависимости от соотношения этих операций, а также участия человека в их выполнении различают оборудование неавтоматического, полуавтоматического и автоматического действия и кибернетические машины (роботы).

В автоматах все основные и вспомогательные операции выполняются оборудованием без участия человека. Если автомат способен производить логические операции, вырабатывать и осуществлять в соответствии со своим целевым назначением программу действия с учетом переменных условий протекания технологического процесса, то он называется самонастраивающимся или кибернетическим. В полуавтоматическом оборудовании вспомогательные операции немеханизированные. В неавтоматическом (простом) оборудовании вспомогательные, а также часть основных операций выполняются вручную.

В зависимости от сочетания технологического оборудования в производственном потоке различают отдельные единицы (выполняют одну операцию), агрегаты (последовательно различные операции), комбинированное оборудование (законченный цикл операций) и поточные автоматические линии (выполняют все технологические операции в непрерывном потоке).

Наконец, по функциональному признаку все оборудование перерабатывающей промышленности можно разделить на группы, в которые входят машины и аппараты, отличающиеся воздействием на продукт и конструктивным оформлением.

Детальная классификация оборудования по функциональному назначению подробно изучается в курсах «Технологическое оборудование для переработки продукции животноводства» и «Технологическое оборудование для переработки продукции растениеводства».