Қазақстан республикасының білім және ғылым

«ҒЫЛЫМИ ЗЕРТТЕУЛЕР ӘДІСНАМАСЫ»

6М072400 «Технологиялық машиналар мен жабдықтар»

мамандығы үшін

ОҚУ-ӘДІСТЕМЕЛІК МАТЕРИАЛДАР

Семей

1.Машина-автоматтар мен ағынды желілердің жіктелуі,

2. автоматтардың орындаушы механизмдерінің сипаттамасы.
Машина-автоматтар мен ағынды желілер курсының негізі өндірістік жабдықтары, яғни автоматтар және жартылай автомат-машиналар.

Бірақта ағынды желілер құрамына қарапайым машиналар да кіруі мүмкін.

Құрылымдық жоспарда барлық автоматтарды тұрғызу құрылымының ортақ ұқсастықтары бар. Олардың барлығы келесі элементтерден тұрады:

1. Қозғалтқыш механизм (электрқозғалтқыш немесе бірнеше қозғалтқыш).

2. Жетекті механизм (төмендеткіш және беріліс жүйелері – тісті, буынтықты, таспалы, шынжырлы және т.б.).

3. Таратушы басқарушы білік (ТББ):

• 
  ішінде орналасқан жұдырықшалар, олар орындаушы механизмдерге немесе басқа қозғалыс түрлерін айналу қозғалысына түрлендіретін механизмдерге қозғалыс береді
  

• 
  рычагтар, тягалар, реектер, секторлар, олар таратушы механизмдерден жұмысшы органдарға қозғалыс береді.
  

• 
  құю, бөтелкелердің аузына қалпақшалар дайындау, қалпақшалармен жабу және т.б.
  

- өнімдер; бөтелкелер; қалпақшалар; орау фольгалары, қағаздары және т.б.

7. Сақтандырғыш механизмдері машиналарды шикізат пен материалдар болмай қалғанда жылдам тоқтатуға арналған.

Барлық технологиялық машиналарды екі белгілері бойынша жіктеуге болады:

1) әсер ету сипаты

2) автоматтандыру жүйесі мен дәрежесі

Әсер ету сипаты бойынша машиналар келесідей бөлінеді:

1. Циклдық әрекеттегі бір позициялы машиналар, бұл қарапайым машиналар автоматтар болып табылмайды.

Бұл машиналарда,

• 
  машиналар ішінде өңделетін обьектілерді тасымалдау жүрмейді.
  

2. Ағынды өтпелі машиналар, оларда машина ішінде тасымалдау жүреді

Бұл машиналар сондай-ақ:

2.1. Үздікті-ағынды машиналар, бұларда өңделетін обьектілер үздікті қозғалады.

2.2. Үздіксіз-ағынды машиналар, бұларда өңделетін обьектілер үздіксіз қозғалады.

Ары қарай машиналар класстарға және класстар тармағына бөлінеді. Машиналар классы шартты түрде римдік цифрлармен нөмірленеді:

• 
  0, I, II, III, IV.
  

«П» класс тармағы мынаны білдіреді,

• 
  Машинаның жұмысшы органы өз позиция шектерінде қозғалмай машина ішінде белгілі бір позициялық орын алады.
  

• 
  Жұмысшы орган өңделетін объектінің қозғалысымен біріктірілген болып табылады.
  

• 
  өңделетін объект (ӨО) үлкен болып табылады.
  
• 
  және бір тұйықталған көлемде өңдеу процесі жүреді.
  

«П» класс тармағы әткеншекті немесе сызықтық транспортер машиналарын құрайды.

«С» класс тармағы объектілер жұмысшы органмен немесе өзімен тасымалданады немесе арнайы механизмдермен (вакуум-қармауыштармен) машиналарды құрайды.

ІІІ класты машиналар - өңделетін объектілер тоқтаусыз қозғалады, толассыз-ағыны машиналар. Жұмысшы орган объекті қозғалыстарының траекториясына көлденең қозғалысты тудырады.

Осы кластың типтік машиналары болып сүтті, қышқыл сүт өнімдерін, сыраны бөліп құюға арналған автоматтар табылады.

а) үздіксіз әрекетті машиналар немесе бір позициялы машиналар

б) толассыз әрекетті машиналары, өз кезегінде үш топқа бөлінеді.

II класс машиналары немесе басқаша үздіксіз -ағынды машиналар - олар даналық өнімді үздіксіз өңдейді.

Оларда транспортер немесе айналатын ротор өнімді бір позициядан басқа позицияға орналастырады; тоқтаған кезде өнім немесе бұйым жұмысшы органдармен өңделеді.

II класс машиналарына ең алдымен тамақ өнімдерін буып-түйетін автоматтар жатады.

ІІІ класты машиналар, толассыз-ағынды машиналар даналық өнімдерді өңдеуге арналған.

Бірақта тасымалдаушы орган оларға өнімді тоқтаусыз беріп отырады.

Бұл машиналардың ерекшелігі жұмысшы органның жылдамдығы және өнім немесе бұйым жылдамдығы бірдей, яғни бір-біріне сәйкес келеді.
υ_транс. = υ_өнім
IV классты машиналар - толассыз-ағынды машиналар, сонымен қатар олар даналық сипатта емес көлемді немесе массалық өнімдерді өңдеуге арналған.

Бұл машиналарда жұмысшы орган өзі машинаға кіргеннен шыққанға дейінгі өнімді толассыз қозғалысқа келтіреді.

IV классты машиналардың ерекшелігі жұмысшы орган жылдамдықтары мен өнім сәйкес келмейді.

Ережеге сәйкес, тасымалдаушы орган жылдамдығы өнім жылдамдық көбірек.

• 
  қарапайым машиналар , машиналар - жартылай автоматтар , машиналар - автоматтар және өздігінен икемделетін (кибернетикалар) машиналар.
  

• 
  механикалық, гидравликалық, пневматикалық, электрлік және аралас автоматтандыру жүйелері және энергия тасымалдау тәсілдері.
  

• 
  бастапқыда насос немесе потенциалдық немесе кинетикалық энергияға компрессор арқылы аралық жұмысшы орта жүйесімен (май немесе ауа) бекітілген.
  
• 
  содан соң екінші қайтара түрлендіргіштер арқылы (гидро және пневмоцилиндр) бұл энергия механикалық жұмысқа айналады.
  

• 
  электр-магниттер немесе электрқозғалтқыштар арқылы. Көп позициялы машиналар үшін көп моторлы жетектер қажет.
  

Жүйелерді басқару әдісіне және бағдарламалау түріне қарай келесідей ажыратады:

1) орталық қатаң басқарумен және

• 
  немесе қозғалтқыш пен атқару механизмдері арасындағы жалпы командалық-күштік байланыспен;
  
• 
  немесе жеке-жеке командалық және күштік байланыстармен.
  

3) кері байланыспен

• 
  машинаға белгілі бағдарлама кіргізіледі.
  

• 
  олар атқарушы механизмдерге әсер етіп, процесс қалай өтсе де өз командасын алмастырмайды.
  

• 
  бұл кезде жұмысшы орган жұмысына түзетулер блоктаушы және сақтандыру механизмдерімен енгізіледі.
  

Жолды басқаруы бар автоматтандыру жүйелерінде әрбір алдындағыға механизмді жұмысқа қосу уақытында немесе қозғалыс соңысында келесілермен жүзеге асады:

• 
  әртүрлі ажыратқыштар, тіректер , пневмоклапандар, фотоэлементтер және т.б.
  
• 
  жолды басқару гидравликалық және пневматикалық автоматтандыру жүйесімен жабдықталған автоматтарда қолданылады.
  

• 
  тапсырма беретін және қадағалаушы жетектер.
  

Ағынды желілердің жіктелуі келесі белгілермен жүргізіледі:

1. Тармақталуы бойынша ағынды желілерді жай, сәйкес келмейтін, қосылатын, аралас деп бөлуге болады.

Жай желілерге дайын өнімнің бір түріне шикізаттың бір түрі ғана өндіріледі . Бұған мысалы ретінде ішектерді өңдеу желісі жатады.

Сәйкес келмейтін – мұнда шикізаттың бір түрінен өнім бірнеше түрін өндіретін желілер.

Қосылатын желілер шикізаттың бірнеше түрлерінен өнімнің бір түрін өңдіруді болжайды.

2. Механикаландыру және автоматтандыру дәрежесі бойынша.

Ағынды желілер бола алады:

• 
  қарапайым, механикаландырылған, кешенді - механикаландырылған, автоматтандырылғандар және автоматтылар.
  

Механикаландырылған желілерде өңделетін объектілерді толассыз немесе үздіксіз қозғалушы транспортерге немесе конвейерге орналастырады, ал негізгі операциялар арнайы механизмдер арқылы операторлар көмегімен іске асырылады.

Кешенді – механикаландырылған желілерде барлық негізгі және транспортты операциялар машиналармен және механизмдармен орындалады. Басқару, бақылау, тиеу, түсіру операторлармен жүзеге асады.

Автоматтандырылған желілер автоматты және жартылай автоматты жабдықтармен, бақылау-өлшеу және реттеуші құралдармен жабдықталған машиналардың бірыңғай кешені. Операторлар тек қосу мен жөндеуді, ал кей кездерде тиеу мен түсіруді жүзеге асырады.

Автоматты желілерде барлық операциялар, соның ішінде бақылау, сонымен қатар адамның қатысуынсыз қайтадан жөндеу іске асырылады.

3. Элементтер (машиналардың) байланыстарының сипаттамасы бойынша ағынды желілер қатаң, иілгіш және жартылай иілгіш байланыста болады.

Қатаң байланысты желілер өңделетін объекті тиеу позициясынан түсіру позициясына дейін беріледі.

Барлық машиналар бірдей тактімен және өнімділікпен жұмыс істейді және егер бір машина істен шықса, онда келесілер өшірілуі тиіс.

Иілгішті (буферлі) желілер такті өнімділігі бойынша бір-біріне тәуелсіз бола алады. Ол үшін машиналар арасына:

• 
  ағынды қамсыздандырады және буферлі сыйымдылықтар болып табылатын операция аралық жинақтағыштар,
  
• 
  Бұл жағдайда бункерлер және коректенгіштер қолданылады. Кейде бункерлер орнына транспортерлер қолданылады.
  

Тамақ өнеркәсіптерінің машиналарында әртүрлі механизмдер қолданылады. Олардың тораптарынан жұмысшы органдардың қозғалыс заңдары мен параметрлері тәуелді болады.

Акад. И.И.Артоболевскийдің жіктелуіне сәйкес автоматтарда келесі механизмдер топтары қолданылады:

• 
  рычагтар (Р); жұдырықшалар (К); тісті (З), фрикционды (Ф); торапты механизмдер (Г); қатаң торапты механизмдер (П); гидравликалық және пневматикалық байланысты (ГП); электрлік байланысты (Эл); электргидравликалық байланысты (ЭГ) механизмдер.
  

• 
  шарнирлі-рычагты, кулисті- рычагтар, кривошипті-сырғымалы, рычагты- жұдырықшалы, рычагты-тісті, рычагты-храпты және т.б.
  

• 
  жетекші тораптың таратушы-басқарушы білікке бекітілген атқару механизміне және біріншінің қосылған құрылымдық топтар типі.
  

Негіздік механизмдерге қосымша тораптарды қосу арқылы мақсаттық механизмдер (мөлшерлегіштер, орамалар, манипуляторлар және т.б.) жиынын құрауға болады.

Негіздік механизм ең алдымен таратушы-басқарушы біліктің айналу қозғалыстарына арналған:

• 
  қайтымды-кері, қайтымды-тербелмелі, тербелмелі, циклдік жұмысшы органдар қозғалысы тоқтатып айналдыратын.
  

Ең басты артықшылығы - жетекті торап - итергіштің қозғалысын жүзеге асыру.

Жұдырықшалы механизмдердің кемшіліктері:

а) шектесуші беттердің салыстырмалы тозуы;

б) жоғары жылдамдықтар кезінде қолдану шектеулігі;

в) жасау қиындығы.

Олар екі түрге бөлінеді:

а ) жазық. б) кеңістікті.

Қозғалыс сипаттамасына байланысты механизмдер:

• 
  айналу жұдырықшаларымен;
  
• 
  ілгерлемелі қозғалушы жұдырықшалармен.
  

Цилиндрлік беттің қимасы қисық деп аталатын нақты профильді жұдырықшаны береді. Жұдырықшаның нақты профильнің минималды радиусы (r_o) негізгі епелектің радиусы деп аталады. Нақты профильде төрт учаскені бөлуге болады. Бұл учаскілер итергіш қозғалысының төрт фазасына сай болады:

• 
  жою профилі (жұдырықшаның айналу орталығынан итергіштің жою фазасына);
  
• 
  қашықтау профилі (жұдырықшаның айналу орталығынан итергіштің ең үлкен қашықтау фазасына);
  
• 
  жақындау профилі (жұдырықшаның айналу орталығынан итергіштің жақындау фазасына);
  
• 
  жақын тұру профилі (жұдырықшаның айналу орталығынан итергіштің ең аз жою фазасына);
  

• 
  жою β_У;
  
• 
  алыс тұру β_Д;
  
• 
  жақындау β_П;
  
• 
  жақын тұру β_Б;
  

Профильдік бұрыштарға жұдырықшаның бұрылу бұрыштары сай келеді:

• 
  жою бұрышы φ_У;
  
• 
  алыс тұру бұрышы φ_Д;
  
• 
  жақындау бұрышы φ_П;
  
• 
  қашықтау бұрышы φ_Б;
  

Жұдырықшаның жұмысшы бұрылу бұрышы деп бұрыштар қосындысы аталады:

φ_Р = φ_У + φ_Д + φ_П;
ω₁ жылдамдықпен жұдырықшаның біркелкі айналуы кезінде осы жылдамдық мөлшеріне жұдырықшаның бұрылу бұрыштарын бөлу арқылы итергіш қозғалысының фазалар ұзақтығын анықтауға болады:

Жалпы жағдайда орталық жұдырықшалы механизмдер үшін β бұрыштары мен φ бұрыштары бір-біріне сәйкес келеді.

Ортадан тыс жұдырықшалы механизмдеріне арналған β бұрыштары φ бұрыштары сәйкес келмеуі мүмкін. Орындалатын технологиялық процестің тәуелділіктерінен профиль учаскелері болмайды. Профильдік бұрыштар нольге тең келеді.

Жұдырықша конструкциясы мен түрлері келесідей анықталады:

- біріншіден, жетектегі торап қозғалыстарының заңымен;

- екіншіден, жоғары кинематикалық жұптардың тұйықталу тәсілімен;

- үшіншіден, оны білікке бекіту тәсілімен.

Жұдырықшалар былай жасалады:

• 
  білікпен бірге, олардың білікте орналасуын реттейтін ауысымды,
  
• 
  жұдырықшаларды жасау материалы ең алдымен сұр шойын СЧ 21-40, модификацияланған шойын МСЧ 28-48, 20 және 20 Х болаттар, болат 45 және т.б.
  

Тозуды азайту мақсатында шығыршықты итергіштер қолданады, яғни сырғанау үйкелісі тербеліс үйкелісімен ауыстырылады. Механизмнің қалыпты жұмыстары үшін жетекші және жетектегі тораптармен тұрақты контактіні қамтамасыз еу керек. Бұл тұйықталу күштік немесе геометриялық болу қажет.

Күштік тұйықталу былай қамтамасыздандырылған болуы мүмкін:

- итергіш және оның бөлшектерінің ауырлық күштерімен; арнайы серіппемен; немесе гидро - және пневмозатворлар көмегімен.

Геометриялық тұйықталу жоғары сенімділікке ие болуы тиіс, өйткені итергіш доңғалағы пазда немесе коромысло пазында орналаса бастайды.
Механизм жұмысы мен негізгі теориялар

Жетектегі тораптың қозғалыс сипаты, яғни:

- S₂ –нің жылдамдығы V₂ және үдеу a₂ арқылы ауысуы

- жұдырықшаның жұмысшы беттерінің кескін үйлесімімен анықталады.

Сурет 1 – Жұдырықшалы механизмдердің түрлері

Сурет 2 – итергіш қозғалысының фазасына сәйкес келетін жұдырықшалардың профильді бұрыштар

Сурет 3 – Жұдырықшалардың конструкциялары

Сурет 5 – Итергіштерге шығыршықтарды бекіту әдістері

Координаталарда итергіштің ауыспалылықтарын графигін салып:

• 
  S = f(t) яғни ауыспалылық - уақыттың функциясы
  
• 
  графикалық дифференциялау көмегімен жылдамдықтың (V₂) және уақыттан үдеудің (а) өзгеру заңдары.
  

а) толқынды қисық заңы бойынша (синусоида);

б) соңғы мөлшердің секіріс заңымен;

в) шексіз мөлшердің секіріс заңымен.

Үдеулердің өзгеру сипаттамасына байланысты динамикалық жүктеулердің әртүрлі мөлшерлері пайда болады. Осыған сәйкес механизмдарді былай бөледі:

а) екпінсіз; б) жұмсақ соққымен; ) қатты соққымен.

Қоректенгіштер деп өңделетін объектіні машинаға беруге арналған құрылғыларды айтады.

Негізінен қоректенгіштер өңделетін объектіні кеңістікте және уақытта бағдарлау мүмкіншілігіне ие болады. Бұл жағдайда олар бағдарлаушы-қоректендіргішті құрылғылар (БҚҚ ) деп аталады :

Бағдарлаушы-қоректендіргішті құрылғылар:

а) автоматты және жартылай автоматты;

б) даналық және топтық қоректендіргішке арналған;

в) бір ағынды және көп ағынды;

г) белсенді мәжбүрлік және әрекетсіздік бағдарлау.

а) гравитациялық;

б) ортадан тепкіш;

в) тербелмелі;

г) аралас.
Конструкциясы бойынша қоректендіргіштер:

а) бункерлі; б ) шахталы; ) дискілі; г ) науа тәріздідес және т.б.

1) тиеу құрылғылары;

2) жинақтау құрылғылары (аралық сыйымдылықтар);

3) бөлуші құрылғылар;

4) бағдарлаушы құрылғылар;

5) беруші құрылғылар;

6) үйлестіруші, бақылаушы және қосалқы құрылғылар.
Көптеген қоректендіргіш типтерінде жеке элементтер болмайды, немесе олар бірлескен болады.

Мысалы, қоректендіргіштерде жинақтау құрылғылары болмауы мүмкін. Бөлу және бағдарлау функциясын бір жұмысшы орган атқаруы мүмкін. Олардың конструктивті атқаруылуы әртүрлі болады. Мысалы, сыйымдылықтар келесі түрде бола алады:

- бункерлі, воронкалы, магазинды, транспортерлі және т.б.

Тамақ өндірісінде жартылай автоматты қоректендіргіштер магазинді және автоматты бункерлі тиейтін құрылғылармен жабдықталған машиналар кеңінен қолданылады.

Жартылай автоматтық магазиндік қоректендіргіш келесі түрге ие

- өңделетін объекті магазинге даналап немесе порциялап қолмен жиналады,

- ал арнайы бергіштер оларды машинаға кезекпен береді.
Магазиндер келесі түрде жасалады:

а) шахта; б ) тартпа; в) транспортерлі; г) ұялары бар дискілі және т.б.

1сурет- а) магазинді қоректендіргіш; б) бункерлі қоректендіргіш

- Өңделетін объектілер бункерге толтыра тиеледі. Олар жиі орналасады. Бұйымдар қажетті қалыпта даналанып беріледі.

1б суретте бункерлі қоректендіргіш схемасын көрсетілген. Бұйымдар толтыра тиеледі. Кеңістікте бұйымды бағдарлайтын және бөлетін қармауыш орган 3 арқылы көтеріліп, жеке дайындамаларды тартып алады.

Егер көтерілген дайындама дұрыс жағдайда болмаса, ол жұлдызша 1 арқылы кері лақтырылады. Науа жинақтағыш-транспортер 5 қызметін атқарады. Бергіш 4 дайындамаларды даналап жұмысшы позицияларға береді.

Мұндай қоректенгіштер бункерлі бағдарлайтын құрылғы немесе бункерлі бағдарлау- қоректенуші құрылғы деп аталады.

Бункерлердің сыйымдылықтары магазин сыйымдылығынан көбірек бола алады. Сондықтан тиеуді жиі орындамай-ақ қоюға кейде болады. Бункерлі қоректендіргіш магазинге қарағанда кеңінен қолданылады. Бірақта бункерлі қоректендіргіш өңделетін объектілерді бағдарлау бойынша қосымша операциясыны орындағандықтан күрделі болып келеді.

Магазиндік қоректендіргіш орау автоматтарынды қолданылады. Олар екі типті магазиндерден тұрады:

- біріншісі , орайтын бұйымдарын (кәмпиттер) беруге арналған;

- екіншісі, буып-түйетін материалдар (этикеткалар) бланкілерін беруге арналған.

Кәмпиттерді беру магазині:

- айналатын әткеншек түрінде жасалған үстел. Кәмпиттерге лайықты әткеншек сыртында тесік қалталар орналасқан.

Әткеншек астында қозғалмайтын диск орнатылған. Дискте әткеншек тесіктеріне ұқсас бір ғана тесік болады.

Жоғарғы айналған әткеншек кәмпитінің кезекті тесігі төменгі диск тесігімен сәйкес келсе ғана кәмпит бергішке беріледі.

Бергіш оны орамаға нақты бір жағдайда береді. Этикеткаларға арналған магазин төрт бұрыштық тіреуіштан тұрады. Одан әрі вакуумды сорғыш оларды төмен жағынан даналап таңдап, орау позицияларына жібереді.