Лекція 3.
3.1. Аналіз службового призначення деталей та конструктивних елементів обладнання харчових виробництві, визначення технічних вимог і норм точності при їх виготовленні
Розробка ТП виготовлення будь-якої деталі повинна починатися з глибокого вивчення її СП і критичного аналізу технічних вимог і норм точності, заданих кресленням.
Деталь є елементарною частиною складальної одиниці. Тому, приступаючи до формулювання її СП, необхідно вивчити креслення і СП складальної одиниці, у яку входить дана деталь.
Формулюючи СП деталі, необхідно не тільки чітко сформулювати задачі, для рішення яких призначена деталь, але й описати умови, у яких деталь повинна виконувати своє СП протягом усього терміну служби.
З'ясовуючи СП деталі і її роль у роботі складальної одиниці, необхідно розібратися у функціях, виконуваних її поверхнями, що можуть бути: виконавчими, основними, допоміжними або вільними.
Розглянемо приклад деталі — зубчасте колесо (рис. 5).
У першу чергу необхідно “відшукати” виконавчі поверхні деталі. Це ті поверхні, якими деталь виконує своє СП і заради яких вона створюється. У зубчастого колеса це бічні поверхні зубцюватого вінця (поверхня 7, рис. 5).
Потім визначаються основні поверхні, якими деталь встановлюється у складальній одиниці - її бази. Як правило, таких поверхонь небагато, і вони повинні створювати координатний кут своїм розташуванням (поверхні 1, 15, 13 на рис.5).
Допоміжні поверхні визначають положення інших деталей, що приєднуються до даній. Вони служать базами деталей, що приєднуються. Допоміжні поверхні так само, як і основні, часто поєднуються в комплект баз. Комплектів допоміжних баз буває стільки, скільки деталей приєднується до даній деталі. Деталь може мати і лише одну допоміжну поверхню (поверхня 14,рис.5).
Призначення вільних поверхонь - завершити конструктивне оформлення деталі.
Для того щоб деталь могла ефективно виконувати своє СП, вона повинна мати необхідну якість. Найважливішим і самим трудомістким показником якості окремої деталі, як і складальній одиниці, є її точність. Характеризується вона набором технічних вимог (ТВ).
Враховуючи значимість ТВ, яки є підставою для прийняття найважливіших рішень при проектуванні ТП виготовлення деталі, необхідно кожну ТВ проаналізувати з врахуванням рішень, прийнятих при розробці ТП складання складальній одиниці, у яку входить дана деталь. Таким чином, при аналізі ТВ на деталь необхідно враховувати: 1) СП складальної одиниці; 2) ТВ на складальну одиницю; 3) методи досягнення необхідної точності по кожній ТВ на складальну одиницю; 4) ТВ на складання складальній одиниці.
Рис.5.Функціональне призначення поверхонь деталі: 1, 15, 13–основні поверхні; 7 – виконавчі поверхні; 14 – допоміжні поверхні; 2, 3, 4, 6, 8, 9, 10, 11, 12, 5 – вільні поверхні
Аналіз і корегування ТВ на деталь зручно виконувати у кілька етапів. На першому етапі аналізується і коректується номенклатура ТВ, що умовно складається з 2 груп.
До
1-ої групи відносяться показники, що
характеризують точність кожної поверхні
деталі: точність розмірів (довжина,
,
висота і т.п.); точність форми
(макровідхилення, хвилястість,
мікровідхилення); твердість; покриття
і т.п.
До 2-ої групи відносяться показники, що характеризують відносне розташування всіх поверхонь деталі (паралельність, симетричність, співвісність і т.п.).
Виявлені неточні або неправильні формулювання ТВ корегуються, а відсутні ТВ формулюються заново.
На другому етапі аналізуються і корегуються, у разі потреби, чисельні значення всіх ТВ.
Розглянемо приклад формулювання ТВ при проектуванні ТП виготовлення елементів технологічного обладнання харчової промисловості.
Підприємства харчової промисловості переробляють сільськогосподарську сировину і продукти тваринництва в продовольчі і кормові продукти. Ці продукти і технологія їхній переробки надзвичайно різноманітні. Також різноманітне і технологічне обладнання харчових виробництв. Воно призначено для виконання таких основних операцій: 1) мийки та очищення сировини; 2) відокремлення сторонніх домішок (бурякомийки; вентиляторні мийні машини для мийки овочів, плодів і ягід; пляшко - миючи машини; роликові машини безперервної дії для чищення оболонки картоплі і коренеплодів та ін.); 3) подрібнення харчових продуктів (валкові і кульові млини, молоткові дробарки, відцентрові бурякорізки, хліборізальні машини та ін.); 4) розділення харчових продуктів по фракціях (сепаратори, фільтри-преси, центрифуги різного призначення і різних конструкцій та ін.); 5) пресування харчових продуктів (шнекові, вальцеві, ротаційної, штангові механічні преси безперервної дії; гідропресові пакетні установки та ін.), 6) перемішування з метою одержування однорідної маси (різного типу мішалки, змішувачі, місильні машини, лопатеві вібро - змішувачі, барабанні змішувачі та ін.); 7) формування і поділення пластичних харчових мас (шнекові формуючі машини, тісто змішувальні машини, тісто - поділювані та ін.); 8) пакування, загортання, фасування штучних, сипучих, рідких продуктів (розфасовочно-пакувальні машини, загорткові автомати, автомати для об'ємного дозування та ін.); 9) герметизація харчових продуктів у тарі (завалочні машини, закупорочні та обтискні автомати); 10) зважування і дозування харчової сировини і готової продукції (ваги різного типу; конвеєрні, об'ємні, барабанні, тарілчасті, шнекові, стрічкові та об'ємні дозатори; плунжерні і об'ємні насоси-дозатори та ін.); 11) проведення дифузійних процесів (дифузійні апарати); 12) теплова обробка харчових продуктів (стерилізатори, автоклави, казани-підігрівники, стрічкові випарники, вакуум-апарати, сушарки та ін.); 13) випікання та обсмажування напівфабрикатів (хлібопекарські і кондитерські печі); 14) виконання внутрішньо цехових і міжцехових операцій транспортування і підйому різних матеріалів, сировини і готової продукції (стрічкові, ланцюгові і гвинтові транспортери; елеватори; пнемо - і гідравлічний транспорт та ін.).
По характеру впливу на оброблюваний продукт обладнання харчових виробництв підрозділяють на машини й апарати. У машинах продукт піддається механічному впливові робочих органів, що рухаються, і не змінює своїх властивостей. В апаратах, що мають визначений реакційний простір (робочу камеру), продукти піддаються фізико-хімічним, біохімічним, тепловим, дифузійним і іншим впливам, що змінюють їх фізичні або хімічні властивості або агрегатний стан. Бувають випадки, коли у технологічному обладнанні одночасно протікають механічні, теплові, фізико-хімічні і інші процеси (тобто поєднуються машина й апарат).
Обладнання харчової промисловості класифікують також по інших ознаках: за структурою робочого циклу (періодичної і безперервної дії); по ступені механізації і автоматизації (ручного керування, напівавтоматичного, автоматичного); по конструктивним рішення їх побудови в різних галузях харчової промисловості (шнекові пристрої, теплообмінні та випарні апарати; машини для розподілу сипучих або рідких харчових продуктів та ін.).
Таким чином, специфіка виробництва в харчовій промисловості обумовлює велику номенклатуру конструктивних елементів відповідного технологічного обладнання, а це у свою чергу потребує розмаїтість технологічних процесів на машинобудівних заводах. Відповідні вироби випускаються малими або середніми серіями. Це викликає труднощі при технологічній підготовці та організації виробництва.
Крім СП та специфіки конструкцій при розробленні ТП виготовлення машин і апаратів харчової промисловості необхідно враховувати деякі специфічні вимоги. Розглянемо основні з них.
Основні санітарно-технічні вимоги до виробів харчового машинобудування.
Деталі і вузли повинні мати високу корозійну стійкість. При інтенсивної корозії, її продукти та іони металів можуть попадати в харчовий продукт, погіршуючи його якість. Іноді вони є токсичними. Тому деталі, що контактують із харчовою сировиною, повинні бути виготовлені з матеріалів, допущених санітарно-епідемічною службою для застосування в обладнанні, що переробляє даний харчовий продукт. Таким чином, в продовольчому машинобудуванні широко використовуються різні нержавіючі і корозійно-стійки матеріали.
Робочі органи технологічного обладнання повинні мати високу зносостійкість (частки зносу можуть потрапити в продукти, що переробляються, і зробити їх непридатними для продовольчих і кормових цілей).
Внутрішні і зовнішні поверхні деталей машин повинні бути доступні для промивання та очищення. Тому на них не повинно бути виступів, гострих кутів, западин, щілин.
Повинне бути забезпечена мінімальна адгезія продукту, що переробляється, з робочими поверхнями обладнання. Це досягається відповідним підбором конструкційних матеріалів або використанням анти - адгезійних покриттів.
Апарати, що працюють під тиском, повинні перевіряться і відповідати діючим нормативним параметрам.
Крим того, до конструкційних матеріалів, яки використовуються при виготовленні обладнані харчової промисловості, пред'являються особливі вимоги, викликані тим, що окремі деталі працюють у специфічних умовах: підвищена вологість; великий перепад температур від високих до низьких (від +300°С до -27 °С); безпосередній контакт із харчовими, миючими, агресивними середовищами. Матеріали деталей, що стикаються з харчовими продуктами, не повинні містити токсичного або шкідливих для здоров'я людини елементів, не вступати в хімічну взаємодію з цими продуктами, не піддаватися руйнуванню під дією продуктів переробки. Тому, у харчовому машинобудуванні широко використовуються такі матеріали, як нержавіючі сталі, мідні й алюмінієві сплави, пластмаси, а останнім часом використовують титан і його сплави.
Запитання для самоперевірки:
Службове призначення деталі, основні поняття, приклади.
Типи поверхонь деталі в залежності від службового призначення деталі.
Виконавчі поверхні деталі, їх призначення, визначення, приклади.
Допоміжні поверхні деталі, їх призначення, визначення, приклади.
Основні поверхні деталі, їх призначення, визначення, приклади.
Вільні поверхні деталі, їх призначення, визначення, приклади.
На чому базується формулювання технічних вимог на виготовлення деталей.
Основні етапи аналізу технічних вимог на виготовлення деталей.
Приклади формулювання технічних вимог при проектуванні деталей харчового машинобудування.
Література: [1, с.15-17, 4, с. 34-51].