Технологічна машина та її будова. Вимоги до технологічних машин

Конструкція машин включає деталі, вузли та механізми. Деталь виготовляють із однорідного за найменуванням і маркою матеріалу без застосування збірних операцій. Сукупність декількох нерухомо з'єднаних деталей називається вузлом. Система, у якій рух одного або декількох вузлів забезпечує переміщення інших, називається механізмом. Сукупність механізмів утворює машину.

Технологічна машина– це пристрій, що складається з джерела руху, живильних пристроїв, передавального і виконавчого механізмів з робочими органами, які об'єднанні в єдине ціле загальною станиною або корпусом. Допоміжними елементами машини є засоби керування, регулювання, захисту, сигналізації, а також пристрої, які забезпечують безпеку експлуатації.

Джерело рухупризначене для приведення в дію робочих органів виконавчого механізму. З цією метою використовуються асинхронні електродвигуни одно- або трифазного змінного струму, рідше двигуни постійного струму.

Виконавчий механізм виконує безпосередньо той процес, для якого призначена машина і передає рух робочим органам. Він складається з робочої камери, робочих органів, пристроїв подачі продукту в камеру і видалення з неї, а також пристрою для переміщення продукту вздовж камери. Виконавчий механізм має ведучу і ведену ланки. Ведуча ланка з'єднується з приводом машини, а ведена – з робочими органами.

Робоча камера призначена для утримання продукту в зручному для дії на нього положенні.

Робочий органдіє на продукт згідно заданого технологічного процесу з урахуванням фізико-механічних властивостей продукту. Робочі органи поділяються на основні і допоміжні. До основних відносяться ножі, лопаті, гратки, збивачі. Допоміжні – затискачі, захвати, напрямні, опорні площини.

Іноді технологічний процес в машинах здійснюється декількома робочими органами, кожен з яких виконує певну операцію. Такі машини називаються складними, на відміну від простих машин з одним робочим органом.

Живильний пристрій призначений для безперервного або періодичного надходження вихідної сировини в машину з можливістю дозування продукту по масі або об'єму згідно вимог технологічного процесу.

Передавальний механізм (передача) – механічний пристрій, призначений для передачі руху від вала електродвигуна до вала робочого органу; він дає змогу змінювати швидкість і напрям обертання, а також перетворювати один вид руху в інший. У механічних передачах один вал є ведучим, а другий – веденим. Відношення швидкості обертання ведучого вала до швидкості обертання веденого називається передаточним числом.

Всі механічні передачі поділяються на зубчаті, пасові, фрикційні та ланцюгові.

Для передачі обертального руху між паралельними валами використовують циліндричні зубчаті передачі. Вони бувають із зовнішнім (рис. 1.1, а – в) та внутрішнім (рис. 1.1, г) зчепленням коліс. Передачі із зовнішнім зчепленням змінюють напрямок обертання, а з внутрішнім зберігають його.

Якщо потрібно передати обертання між валами, які пересікаються, то застосовують зубчаті конічні передачі (рис. 1.1, д, е).

Черв'ячна передача (рис. 1.1, ж) передає рух між валами, які перехрещуються (частіше під прямим кутом), і складається з черв'яка, який обертаючись, приводить в рух черв'ячне колесо. Такі передачі компактні і безшумні, забезпечують плавність роботи та знижують швидкість обертання веденого вала. Діапазон передаточного числа черв'ячної передачі становить 8 – 60.

Передаточне число, яке може бути відтворене однією парою зубчатих коліс, зазвичай не перевищує 6. Для збільшення передаточного числа використовують кілька послідовно з'єднаних зубчастих коліс. В цьому випадку, крім вхідного і вихідного, є проміжні колеса, а сама передача – є багатоступеневою. Передаточне число такої конструкції становить добуток передаточних чисел окремих послідовних пар коліс.

Пасові передачі застосовують для передачі обертального руху між валами, які віддалені один від одного на певну відстань (рис.1.2).

Пасові передачі складаються з двох шківів і надітого на них паса, який передає рух від одного шківа до іншого за рахунок сил тертя між шківом і пасом. Залежно від типу паса розрізняють передачі плоскопасові (рис 1.2, а, б, в), клинопасові (рис. 1.2, г) та круглопасові (рис. 1.2, д). При цьому ремені мають форму поперечного перерізу у вигляді плоского прямокутника, трепеції і кола. Взаємне розміщення валів може бути паралельним з однаковим (рис. 1.2, а) та протилежним (рис. 1.2, в) напрямком їх руху і перехресним (рис. 1.2, б).

В механічному обладнанні широко застосовують клинопасові передачі (рис. 1.2, г), зокрема вони встановлюються у картоплеочисних, овочерізальних, збивальних, тісторозкатних, тістомісильних та інших машинах. Клинопасова передача забезпечує безступеневе регулювання швидкості обертання робочого органа за допомогою клинопасового варіатора. Передаточне число клинопасових варіаторів може змінюватися від 5 до 12.

Для нормальної роботи пасових передач необхідно створити достатній натяг у ременях, який регулюється за допомогою зміни відстані між шківами.

Основні переваги пасових передач такі: простота виготовлення, безшумність роботи, плавний хід та зменшення небезпеки перевантаження двигуна (пробуксовка паса). Серед недоліків можна виділити значні габарити і велике навантаження на вали та вісі.

Рис. 1.3 Ланцюгова передача

Ланцюгові передачі (рис. 1.3) засосовують для передачі руху між паралельними, значно віддаленими один від одного валами (міжосоьова відстань може сягати 8 м). Ланцюгова передача складається з двох зубчатих коліс (зірочок), насаджених на два паралельні (ведучий і ведений) вали і з'єднаних ланцюгом. За допомогою ланцюгових передач можна одним ланцюгом привести в рух декілька валів і передати велике навантаження. Недоліки ланцюгової передачі: складності виготовлення, висока вартість в обслуговуванні, шум під час роботи. У закладах ресторанного господарства ланцюгові передачі застосовують у посудомийних машинах для передачі руху конвеєру з посудом, а також в машинах для нарізання хліба.

Передавальний механізм, з'єднаний з джерелом руху називається приводом. Основне призначення приводу – перетворення енергії і передача її робочим органам машини.

Вимоги до технологічних машин:технологічні, конструктивні, техніки безпеки, виробничої санітарії, ергономіки, технічної естетики. Серед конструктивних вимог розрізняють такі: працездатність, надійність, безвідмовність роботи, довговічність і ремонтопридатність.

Працездатність – це стан машини, за якого вона виконує задані функції в межах параметрів, що встановлені вимогами технологічного процесу або нормативно-технічної документації.

Відмова – це часткове або повне порушення працездатності машини. Наприклад, поломка робочих органів – це часткова втрата працездатності, а поломка робочого валу і передаточного механізму – повна втрата працездатності.

Одним із показників працездатності є надійність – це властивість машини виконувати свої функції, зберігаючи експлуатаційні паказники в заданих межах потрібну кількість часу. Надійність машини зумовлюється її безвідмовністю, довговічністю і ремонтопридатністю.

Довговічність– властивість машнини зберігати працездатність протягом тривалого періоду експлуатації з необхідними перервами для технічного обслуговування і ремонту. Показником довговічності може бути строк служби машини або коефіцієнт довговічності:

,

де - тривалість фактичної роботи машини; – сумарний час простоїв, ремонту, налагоджування та обслуговування машини.

Як видно з формули, простої знижують довговічність машини.

Надійність і довговічність не є ідентичними поняттями. Машина може бути надійною, але не довговічною, тобто може певний час працювати безвідмовно, а потім вийти з ладу. Разом з тим, машина може бути довговічною, але не надійною, і часто потребувати ремонту, під час якого на відновлення працездатності витрачається багато часу.

Безвідмовність роботи – характеризується відношенням середнього числа машин, які мали відмови за певний проміжок часу до загального числа машин.

Ремонтопридатність– це комплекс заходів із забезпечення можливості доступу до різних вузлів і деталей машини з метою тенічного обслуговування.

Будь-яка технологічна машина повинна відповідати своєму технологічному призначенню, забезпечувати отримання переробленої продукції високої якості з мінімальною кількістю відходів та максимальною продуктивністю. Конструктивні і кінематичні параметри машини мають відповідати оптимальним режимам технологічних процесів оброблення продуктів.

Також слід враховувати вимоги техніки безпеки і виробничої санітарії. Згідно цих вимог, обертові частини машини повинні бути надійно закриті щитками, кожухами або спеціальними пристроями. Пристрої для завантаження і вивантаження повинні включати запобіжні елементи, які перешкоджають потраплянню рук персоналу в обертові робочі органи і передачі.

З метою санітарного обслуговування доступ до робочої камери повинен бути вільним, а робочі органи повинні легко зніматися з робочих валів і вийматися з робочої камери. Робочі органи і камера повинні бути захищені від потрапляння на них мастила.

Згідно вимог ергономіки органи управілння машин (пускові пристрої, важелі перемикання швидкостей, регулятори) слід встановлювати в зручному та доступному для обслуговування місці. Зусилля, які прикладаютсья до рукоядок і маховиків керування, не повинні перевищувати 0,2 Н.

Форма машини повинна бути плавною, без гострих виступів і заглиблень, а колір відповідати вимогам виробничої естетики.