Технологические процессы и структура машин Энгельсский технологический институт (филиал) ФБГОУ ВПО «Саратовский государственный технический университет» К.т.н., доц. Поздеева М.Г.

Технологический процесс – процесс искусственного воздействия на предмет труда с целью желательного изменения его формы, свойств или размеров. Это воздействие осуществляется с помощью технологического оборудования. Способы воздействия оборудования на обрабатываемый объект весьма разнообразны, но любой из них связан с затратой и преобразованием энергии. Вид используемой энергии и способ ее преобразования определяет характер процесса и тип оборудования. Поэтому технологическое оборудование принято делить на аппараты и машины.

В аппаратах происходят процессы, осуществляемые за счет химических, биохимических и других реакций, и не связаны с воздействием на обрабатываемый объект какого либо силового поля (гравитационного, электр., теплового). Эти процессы не связаны с затратой механической энергии. Если все же механическая работа производится, то только или для транспортировки или для интенсификации процесса (перемешивание). Процессы осуществляемые в аппаратах называются аппаратными. Технологические процессы, основанные на механической работе с целью изменения формы, размеров, положения, структуры и других свойств обрабатываемых объектов, называются механическими, а если они совершаются с помощью машин - машинными.

Для изучения различных машин необходимо знать их структуру и функциональное назначение элементов. На структуру машины или ее конструкцию влияет вид исходного сырья и готовой продукции. Исходное сырье и готовый продукт может быть штучным или массовым. Возможны и следующие комбинации: Не штучное сырье, не штучный продукт (молоко натуральное цельное - молоко пастеризованное, сгущенное, сухое) Не штучное сырье, штучный продукт (тесто – хлеб, порошок - брикеты) Штучное сырье, нештучный продукт (яблоки - яблочный сок, пюре, паста) Штучное сырье, штучный продукт (конфеты - конфеты в этикетках) Наиболее сложными являются машины для переработки и выпуска штучных продуктов.

Структура технологической машины Питающее устройство Исполнительные механизмы с рабочими органами Приводной или двигательный механизм Промежуточное устройство Устройство для защиты, управления, регулирования и блокировки.

1.Питающее устройство – необходимо для порционного или непрерывной подачи исходного сырья в машину. Одновременно оно может обеспечивать количественное дозирование по объемному или весовому принципу подаваемого исходного продукта или сырья в зависимости от требований технологического процесса. 2. Исполнительные механизмы (ИМ) – предназначены для передачи движения от приводного механизма к рабочему органу машины. Как правило, исполнительный механизм имеет ведомое звено, связанное с рабочим органом и ведущее, связанное с приводным механизмом. Исполнительный механизм, преобразует полученное от двигателя движение в такую форму движения, какую необходимо придать рабочим органам. 3. Рабочие органы (РО) – предназначены для непосредственного воздействия на обрабатываемый объект (ОО), согласно заданному технологическому процессу. Во многих случаях технологический процесс в машине может осуществляться несколькими рабочими органами, которые выполняют одну или несколько рабочих операций. Такие машины называются сложными в отличии от простых с одним рабочим органом.

4. Привод машины – совокупность двигателя с соответствующими преобразователями энергии и промежуточной передачей. (цепная передача, зубчатая, ременная). 5. Промежуточное устройство (ПУ) – это преобразователи одного вида энергии в другую (например, гидропередачи), либо преобразователи механического движения – механизмы, изменяющие траектории и скорости перемещений.

Структурная схема машины Структурная схема машины зависит главным образом от способа задания программы выполнения технологического процесса, т.е. системы и степени автоматизации. Существует 3 структурных схемы: 1.Простая. 2.Многооперационная. 3.Машина с автоматическим управлением.

Простая машина. РО – рабочий орган; Д – двигатель; ОО – обрабатываемый объект; КИП – контрольно измерительные приборы. Применяя простую машину, оператор сам задает программу необходимых действий и сам осуществляет ее с помощью рабочих органов машины, связанных с двигателем Д посредством силовой передачи. При этом он с помощью КИП следит за ходом процесса и в случае необходимости перестраивает соответствующим образом рабочий орган, т.е. осуществляет регулирование процесса.

Многооперационная автоматическая машина. РУВ – распределительно управляющий вал; ИМ – исполнительный механизм; РО – рабочий орган В этом случае функции управления процессом частично передана самой машине. В таких машинах программоносителем и одновременно распределителем энергии от двигателя Д к системе ИМ - РО является распределительно-управляющий вал (РУВ). На РУВ насажены ведущие звенья исполнительных механизмов (например, кулачки), профили которых определяют законы движения рабочих органов.

Машина с автоматическим управлением. ДИЭ – дополнительный источник энергии. В составе такой машины имеется регулятор, который питается от дополнительного источника энергии (ДИЭ) и в который поступает информация о фактическом ходе процесса (температура, давление). Эта информация сравнивается с заданной программой и регулятор сам дает команду исполнительному механизму на устранение возможных рассогласований и выполнение последующих операций. Функции распределительно-управляющего вала здесь расчленяются на распределительные и управляющие (командные).

Многооперационной называется машина, выполняющая несколько основных технологических операций. Отдельные машины, в том числе и многооперационные, могут составлять систему машин, осуществляющих сложный технологический процесс. Технологической линией называют систему машин, соединенных транспортными устройствами, которые передают обрабатываемый объект последовательно от одной машины к другой.