Структура машин та призначення їх елементів (стр. 2 из 3)
Технологічне обладнання повинно відповідати сучасним вимогам по надійності машин та апаратів. Крім загальних вимог, які ставлять до машин для виробництва харчових продуктів при проектуванні, виготовленні та експлуатації, вони повинні відповідати ще й наступним вимогам.
1. Можливість виконання процесів прогресивної технології. Інакше кажучи, машини та апарати при повній їх потужності повинні технологічно оптимально діяти на продукт, який обробляється, а втрати повинні бути мінімальними. В силу цього при конструюванні нових або модернізації діючих машин необхідно при оптимальному режимі технологічного процесу забезпечити відповідні швидкості та траєкторії руху робочих органів фізико-механічним, хімічним та біологічним властивостям вихідних, проміжних та кінцевих продуктів.
2. Висока техніко-економічна ефективність. Її підвищення відображається на рості потужності загального труду, тобто в зниженні витрат на одиницю продукту, виробленого на вказаних машинах та автоматах.
3. Особливі вимоги ставлять до зносостійкості матеріалів робочих органів, яка повинна бути дуже високою. Так як попадання часток матеріалів, з яких виготовлена машина, в продукти може зробити їх непридатними для продовольчих та кормових цілей. Робочі органи, які взаємодіють з продуктом, виготовляють з матеріалів, які дозволяють видаляти частки їх зносу з продукту, який обробляється.
4. Можливість передачі руху машині безпосередньо від індивідуального або групового електродвигуна, що у багатьох випадках поліпшує конструкцію машин та підвищує їх експлуатаційні показники.
5. У певних концентраціях в повітрі та при наявності джерел тепла достатньої інтенсивності зерновий, крохмальний, цукровий та мучнистий пил стає вибухонебезпечним. Тому у зернопереробних машинах забезпечують надійну герметизацію та аспірацію в місцях виділення пилу.
6. Відповідність машин та апаратів вимогам, які викладені в правилах охорони праці та забезпечення виробничої санітарії. Зокрема, з зовнішньої сторони машини повинні мати не шорстку, обтічна форму, що полегшує виконання вимог виробничої санітарії та охорони праці.
7. Автоматизація контролю та регулювання робочих процесів. В поточних, жорстко зблокованих лініях необхідно передбачати антиблокувальні пристрої:
які не дозволяють включати лінію, якщо хоча б одна з машин, які входять в неї, не готова до пуску;
які зупиняють всі машини при відключенні однієї з наступних машин лінії;
які зупиняють всю лінію при відсутності подачі продукту або тари.
8. Статичне або динамічне врівноваження частин, які обертаються та мас машин, які рухаються поступально.
Внаслідок неточності або інших дефектів заготовок, механічної обробки деталей та зборки вузлів машин виникає неврівноваженість головним чином із-за нерівномірності розподілення матеріалу в об’ємі деталі або вузла.
Розрізняють статичну та динамічну неврівноваженість. Статична неврівноваженість виникає при зміщенні центру ваги тіла, яке обертається відносно осі його обертання.
При обертанні неврівноважених деталей виникають відцентрові сили, які іноді досягають значної величини. При неврівноваженості систем, які обертаються можливі пружні деформації деталей машини, які викликають шум та вібрацію опор машини, а також підлоги (перекриттів) будови, надмірне зношування підшипників та інших частин машини, збільшення витрати енергії, зниження потужності машини, збільшення експлуатаційних витрат, які пов’язані з частим ремонтом та заміною зношених деталей, збудження примусових коливань та вібрацій, які приводять до зниження довговічності машини, зниженню якості її роботи, саморозгвинчування різьбових з’єднань. Тому частини машини, які обертаються повинні бути статично або динамічно врівноваженими. При експлуатації машин шум та вібрації повинні бути в межах допустимих норм як по загальному рівню, так і за характеристикою спектру (частоті коливань звуку).
Терміни та визначення, які зв’язані з надійністю машин, є загальними для різних галузей промисловості.
Надійність – властивість машини (прибору, апарату, системи та їх частин) виконувати задані функції, зберігаючи свої експлуатаційні показники в заданих межах протягом потрібного часу або потрібної наробітки. Надійність машини обумовлюється її безвідмовністю, довговічністю, ремонтопридатність та збереженістю. Кількісно надійність можна оцінювати множенням вірогідності безвідмовної роботи на протязі заданого часу на коефіцієнт оптимального технічного використання машини.
Працездатність – стан машини, при якому вона здатна виконувати задані функції з параметрами, які встановлені вимогами технічної документації. Відмова – подія, яка полягає в порушенні працездатності. До причин відмов відносять:
конструктивні дефекти, які однаково відбиваються на всіх виробах;
технологічні дефекти, які знижують надійність частини виробів;
експлуатаційні дефекти, які сприяють передчасному виходу зі строю окремих виробів;
зношення та старіння, які викликають незворотні зміни у вигляді порушення координації та взаємодії спряжених елементів, зниження їх міцності та виникнення руйнувань втомлення.
Наробіток – протяжність або об’єм роботи машини, який вимірюється в годинах (хвилинах, секундах), циклах, кубометрах або інших одиницях.
Безвідмовність – властивість машини зберігати працездатність на протязі деякої наробітки без примусових перерв.
Довговічність – властивість машини зберігати працездатність до межового стану з необхідними перервами для технічного обслуговування та ремонтів. Межовий стан машини визначається неможливістю її подальшої експлуатації, що пов’язано зі зниженням ефективності або вимогами безпеки та обумовлюється в технічній документації. Показниками довговічності можуть слугувати, наприклад, ресурс або строк служби.
Ресурс – наробіток машини до межового стану, обумовленого в технічній документації.
Строк служби – календарний час експлуатації машини до моменту виникнення межового стану, обумовленого в технічній документації, або до списання.
Ремонтопридатність – властивість машини, яка заключається в її пристосуванні до попередження, винайдення та усунення відмов та несправностей шляхом проведення технічного обслуговування та ремонтів.
Несправність – стан машини, при якому вона не відповідає хоча б одній з вимог технічної документації.
Збереженість – властивість машини зберігати обумовлені експлуатаційні показники після строку зберігання та транспортування, встановленого в технічній документації.
Коефіцієнт технічного використання – відношення наробітки машини в одиницях часу за певний період експлуатації до суми цієї наробітки та часу всіх простоїв, викликаних технічним обслуговуванням та ремонтами за той же період експлуатації.
Наука про надійність, яка базується на використанні математично-статистичного та імовірнісного методів для створення технічно досконалого обладнання, встановлює закономірності виникнення конструктивних, технологічних та експлуатаційних відмов та встановлення працездатності обладнання; вона в об’єктивній формі розглядає вплив зовнішніх та внутрішніх дій, створює та систематично уточнює основи розрахунку надійності обладнання при його конструюванні, виготовленні та експлуатації.
При виборі машини для виконання тієї чи іншої операції враховують її якісні показники, які складаються з властивостей машини, які обумовлюють її придатність до експлуатації.
За показники якості машини приймають якісні характеристики властивостей, які визначають її якість (наприклад, металомісткість, витрати енергії на одиницю продукції, яка виробляється, зносостійкість та ін.).
Показники якості можуть бути як розмірними, так і відносними величинами, а також виражатися бальною оцінкою. Кількісну характеристику однієї або декількох властивостей чи ознак (продуктивність, встановлена потужність, габаритні розміри, маса та ін.) називають параметрами машини.
При порівнянні показників якості однорідних машин одну з яких обирають в якості базової (еталонної), якою може слугувати, наприклад, машина, яка знаходиться в експлуатації або випускається серійно. Під рівнем якості машини розуміють відносну характеристику, засновану на порівнянні всіх показників розглядаємої та базової машин. Показник якості може бути одиничним, який відноситься до однієї з її властивостей, або комплексним, що включає декілька елементарних властивостей.
Відносним показником якості (Qі) називають відношення одиничного або комплексного показника якості розглядаємої машини (kі) до відповідного показника базової машини kі.э. це відношення може бути як прямим, так і оберненим, тобто
; (1)
. (2)При виборі формули необхідно мати на увазі, що збільшення Qі повинно відповідати покращенню якості продукції. Наприклад, при визначенні ККД приймають пряме відношення (1), а при визначенні металомісткості, рівня шуму – обернене (2).
Для оцінки рівня якості обирають певний склад і чисельні значення kі та kі.э, обчислюють відносні показники Qі, за якими і приймають рішення стосовно оцінки.
Оцінка може бути диференціальною або узагальненою.
Набір відносних показників Qі, які дозволяють визначити, за якими властивостями оцінюють машину якісно вище або нижче базової, називають диференціальною оцінкою. Вона дозволяє конструктору та заводу-виробнику визначити шляхи вдосконалення машини. Але диференціальна оцінка не характеризує рівень якості машини в цілому.
Загальний рівень якості машини характеризується узагальненою, сукупною оцінкою QΣ. При цьому диференціальні оцінки, які визначають окремі якісні властивості машин,