Промислове обладнання

 

1.1 Характеристика основних видів промислового обладнання

 

Терміни для характеристики об’єктів техніки стандартизовані. Розглянемо основні з них.

1 Обладнання (устаткування) –агрегати, машини, механізми і транспортні засоби, що використовуються в процесі перетворення сировиниу напівфабрикати і готову продукцію.

2 Агрегат –декілька конструктивно з’єднаних між собою машин.

3 Машина – комплекс механізмів, призначених для виконання корисної роботи, пов’язаної з процесом виробництва, транспортування або з перетворенням енергії.

4 Механізм – система кінематичних взаємозв’язаних вузлів і деталей, призначених для виконання цільових рухів (рис 1.1).

Рисунок 1.1 – Кривошипно-шатунний механізм

5 Вузол – рознімнеабо нерознімне з’єднання декількох деталей, яке являє собою складальну одиницю, що входить у машину.

6 Деталь – елемент машини, що являє собою одне ціле, яке не руйнується і яке неможливо розібрати на більш прості складові.

Основні види промислового обладнання

До основних видів промислового устаткування відносять:

а) технологічні машини(верстати, ковальсько-пресові машини, машини для лиття та ін.);

б) гідравлічні машини(насоси, гідравлічні двигуни, турбіни та ін.);

в) транспортні машини(автомобілі, електричні машини);

г) машини обслуговування(крани, електрокари).

Кожний вид обладнання поділяють на групи:

а) металорізальні верстати - на токарні, свердлильні, фрезерні;

б) ковальсько-пресове устаткування – на молоти, преси, ножиці та ін.;

в) гідравлічні двигуни – нагідроциліндри, гідромотори, поворотні гідродвигуни;

г) насоси – на динамічні, об’ємні.

Групи поділяють на типи і типорозміри.

Приклади. Токарні верстати: токарно-гвинторізні, токарно-карусельні, токарно-револьверні та ін. Аналогічно насоси: динамічні – відцентрові, осьові, діагональні; об’ємні – поршневі, роторні – пластинчасті, шестеренні, гвинтові.

Усе це обладнання необхідно кваліфіковано експлуатувати, тримати в робочому стані, технічно обслуговувати і своєчасно ремонтувати. В цьому є гарантія того, що обладнання буде надійно і довго працювати.

Обслуговують обладнання під керівництвом інженерів-механіків, які відповідають на виробництві за його якісну експлуатацію, технічне обслуговування та ремонт.

Однією з характеристик обладнання є маса. Маса обладнання – параметр, що впливає на трудомісткість ремонту. При зміні маси суттєво змінюється співвідношення затрат праці і матеріалів на ремонт. Залежно від маси обладнання ділять на категорії : легку – до 1 Т ; середню – до 10 Т ; велику – до 30 Т ; важку – до 100 Т ; унікальну– більше 100 Т.

Устаткування масою до 5 Т відносять до транспортованого, а більше 5 Т – до нетранспортованого. Цей поділ впливає на організацію ремонту. Транспортоване обладнання доставляють на спеціалізовані ремонтні заводи, а нетранспортоване – ремонтують на місці експлуатації. Приклад: насоси, ГЦН, турбіни та ін.

Обладнання, призначене для виконання визначеного технологічного процесу, зараховують до технологічного. Це обладнання для переробки руди, виплавлення і обробки металу, а також випуску готових виробів. На машинобудівних підприємствах технологічне обладнання концентрують у цехах: ливарному, заготовчому, механічному, складальному та ін.

Крім цього, використовують різне обладнання міжгалузевого призначення: компресори, вентилятори, насоси, гідроприводи, крани, вантажопідіймальні машини, електричні машини та ін.

Основне технологічне обладнання машинобудівних підприємств можна класифікувати за функціональними ознаками:

1 Машини-двигуни – служать для перетворення теплової, електричної та інших видів енергії в механічну (парові машини, електричні двигуни, гідравлічні і газові турбіни, двигуни внутрішнього згоряння та ін.).

2 Машини-генератори – перетворюють механічну енергію в інші види (компресори, насоси, динамомашини та ін.).

3 Машини-знаряддя – це машини, що використовують механічну роботу машин-двигунів для виконання технологічних операцій обробки матеріалів, виготовлення різних виробів, деталей машин (верстати, преси, автоматизовані лінії та ін.).

4 Транспортні машини – мостові крани, автомобілі, конвеєри та ін. Служать для переміщення різних вантажів.

5 Машини керування – автоматизовані комплекси для управління складними агрегатами, системами, що мають у своєму складі ЕОМ.

Більшість із цих машин має однакові вузли і деталі, такі, як: редуктори, муфти, зубчасті передачі, вали, підшипники, механізми управління та регулювання на основі гідропривода та ін.

 

 

1.2 Машина як об’єкт експлуатації та обслуговування. Структурна схема машини

Кожна машина складається з деталей. Деталь – це така частина машини, яку (як правило) виготовляють без складальних операцій. Деталі можуть бути прості (гайка, болт, шпонка) або складні (колінчастий вал, корпус насоса та ін.). Деталі з’єднують у вузли (рис. 1.2).

Вузол – складальна одиниця, що має функціональне призначення (підшипник, муфта, кронштейн та ін.).

Деталі поділяють на деталі загального призначення(гайка, вал) і спеціального призначення(робоче колесо, поршень, лопать та ін.).

Машина

Усі деталі та вузли загального призначення поділяють на:

а) складальні (гайки, болти);

Деталі

Вузли

б) такі, що передають обертальний рух (зубчасті колеса, шківи);

Загального призначення

в) такі, що обслуговують передачі (вали, підшипники, муфти).

Спеціального призначення

Деталі, що складають машину, пов’язані між собою тим чи іншим способом.

З’єднання деталей машин ділять на два основні види:

Рисунок 1.2- Структурна схема машини

а) рухомі (шарніри, зачеплення, підшипники);

б) нерухомі (нарізні, шпонкові,зварювальні).

Крім цього, з’єднання бувають рознімні та нерознімні.

Основними способами з’єднання деталей є:

а) нарізні (з’єднання за допомогою болтів, гвинтів);

б) заклепувальні;

в) зварювальні;

г) з’єднання паянням і склеюванням;

д) клемові (закріплення деталей на валах);

є) шпонкові та шліцьові (закріплення шківів, робочих коліс, зубчастих коліс та ін.).

1.3 Основні типи передач в машинобудуванні

 

Розглянемо механізм передачі обертального руху. При цьому між валом двигуна і робочою машиною встановлюють механізм для передачі моменту обертання, що називається передачею (рис.1.3). Передачі можуть змінювати значення швидкості і напрям руху; збільшувати момент; перетворювати

Рисунок 1.3 – Схема передачі моменту

Робоча машина

Двигун

обертальний рух в поступальний та ін.

 

 

У машинобудуванні використовують механічні, електричні, гідравлічні та пневматичні передачі. Найбільш широко використовуються механічні передачі.

Механічні передачіподіляють на дві основні групи:

а) передачітертя(пасові, фрикційні); б) передачі зачеплення (зубчасті, черв’ячні, ланцюгові, гвинтові).

Кожна передача має ведуче колесо, що передає рух, і ведене, якому передається рух. Основною характеристикою передач обертального руху є передаточне відношення – відношення частоти обертання ведучого вала до частоти обертання веденого вала:

, (1.1)

де - частота обертів ведучого вала, об/хв;

- частота обертів веденого вала, об/хв.

Найбільш широко використовуються пасові передачі (рис.1.4). Вони передають крутний момент від двигуна до робочого органу. При цьому пас охоплює два шківи, що посаджені на вал (рис.1.5). Навантаження передається за допомогою сил тертя. Використовують їх у верстатах, автомобілях, транспортерах та ін. Недолік цієї передачі – ковзання паса.

 

 

	Рисунок 1.4 –Пасові передачі: а – відкрита; б – перехресна; в – напівперехресна; г – з натяжним роликом
		Рисунок 1.5 – Схема пасової передачі

 

Ланцюгова передача -це замкнутий металевий ланцюг, що охоплює два зубчастих колеса (зірочки) (рис.1.6). Ланцюг, на відміну від паса, не ковзає. Він має більший передавальний момент. Використовують ці передачі у вантажопідіймальних механізмах (талі, лебідки), ескалаторах метро, конвеєрах.

 

Рисунок 1.6 – Ланцюгові передачі: а – загальний вигляд; б – однорядний роликовий ланцюг; в – замок; г – пластинчастий ланцюг; а – міжосьова відстань; р – крок ланцюга

 

 

Зубчасті передачі використовують майже в усіх складальних одиницях промислового обладнання (рис.1.7).

 

Рисунок 1.7 – Зубчасті зачеплення: а – циліндричне з прямим зубом; б – циліндричне з косим зубом; в – циліндричне з шевронним зубом; г – конічне; д – колесо-рейка; е – черв’ячне; ж – з коловим зубом

 

 

Вони можуть змінювати величину і напрям швидкості обертання, а також величину крутного моменту. Бувають циліндричні, конічні, черв’ячні та гвинтові.

Переваги зубчастих передач - це малі габарити, надійність і довговічність, великий діапазон швидкостей і потужностей (до десятків тисяч кВт).

 

Фрикційна передача (рис.1.8) працює на використанні сил тертя, що виникають у місці контакту двох тіл обертання під дією сил притискування (- обертальна сила, що виникає між котками). Застосовується у верстатах, лебідках, варіаторах швидкості та ін.

 

 

	Рисунок 1.8 – Схема фрикційної передачі

 

Передача гвинт-гайка перетворює обертальний рух у поступальний (рис.1.9). Застосовується в механізмах, де необхідно створювати великі зусилля (домкрати, преси, верстати).

	Рисунок 1.9 – Передача гвинт-гайка: 1 – корпус; 2 – гвинт; 3 – вкладень; 4 – гайка; 5 – сталеві кульки; 6 - гайка

 

 

2 Основне гідравлічне обладнання

До основного гідравлічного обладнання можна віднести гідравлічні машини (насоси, гідродвигуни), гідропередачі (гідромуфти та гідротрансформатори), різні гідравлічні пристрої , гідроприводи та гідросистеми.

Методи розрахунку і проектування гідравлічного обладнання базуються на законах гідравліки. Особливо велике значення гідравліки - у машинобудуванні.

Коротко розглянемо основні види гідравлічного обладнання.

 

2.1 Гідравлічні машини

Гідравлічні машини. У гідравлічних машинах механічна енергія двигуна перетворюється на енергію переміщуваної рідини або енергія рідини перетворюється у механічну енергію двигуна. Перший вид перетворення енергії відбувається в насосах, а другий - у гідродвигунах.