Дәріс № 5. Бөлшектер мен тораптарды құрастыру кезіндегі жалпы мәліметтер

Дәріс жоспары:

1. Тамақ өнеркәсібінің аппараттар мен машиналар туралы жалпы түсінік.

2. Жабдықты құрастыру кезіндегі есепке жататын өзара байланыстар.

1. Өңделетін өнімге әсер етуі бойынша тамақ өнеркәсібінің жабдықтарын аппараттарға және машиналарға бөлеміз. Аппараттарда физика-механикалық, жылулық, диффузиялық, химиялық, биохимиялық, электрлік және басқа процестері жүреді, ал машиналарда негізінен өңделетін объектіге механикалық әсер кезінде технологиялық процестер жүреді. Бұл процестерді механикалық деп атайды.

Технологиялық жабдықтарды машиналар мен аппараттарға шартты түрде бөлеміз. Кейбір машиналарда механикалық өңдеу ретінде қыздыру, суыту, массаалмасу, химиялық реакциялар жүреді. Сондықтан "технологиялық машина" терминін - технологиялық процесті жүзеге асыруға арналған техникалық құрылғы деп түсіндіреді.

Тамақ өндірістерінің машиналары және аппараттары көбінесе химиялық және аралас салалар өнеркәсіптерінің жабдықтарына ұқсас. Техникалық даму барысында тамақ өндірістерінің жеке машиналары мен аппараттарын басқа өнеркәсіптерде (­мысалы, сүт өнеркәсіптерінде кеңінен қолданылатын сүттен қаймақты бөлуге арналған сұйықты сепараторлар тамақтық, химиялық және басқа да өнеркәсіп өндірістерінде кеңінен қолданылды). Қант өнеркәсіптерінде кеңінен белгілі центрифугалар ­ химиялық өнеркәсіптерде қолданылады. Химиялық өнеркәсіпте тиімді жұмыс істейтін пластинкалы жылуалмастырғыштар­ сүт өнеркәсібінде қолданылады.
2. Жабдықты құрастыру кезіндегі есепке жататын өзара байланыстар.

Құрастыру критериялы, еркін және кездейсоқ шешімдер қабылдаумен байланысты. Ең дұрысы критериялық шешім.

Құрастырудың негізгі бағыты оптимизациялауда.­ Оптимизациялау облысында екі негізгі талаптарды белгілеп қоюға болады: ең аз шығындармен қажетті тиімділікті алу; шектелген қорларды қолдана отырып, максималды тиімділікті алу. Ең аз шығындар критерияларын қолдану немесе максималды тиімділік оптимизациялауды жүзеге асыруға көмектеседі .

Бөлшектің негізгі құрастыруында, есепке жататын өзара байланыстар болады.

Өзара байланыс І–ІІ. Еңбек шығындары және құралдарды құрастыру кезінде, техникалық қызмет етуде мен жөндеуде тұтастықтың жоғарылауы құрастырма бірліктерді тұтастық талаптарының орындалуымен байланысты. Құрастырма бірліктердің компановкасының талаптарын қанағаттандыратын бағыттардың бірі жоғары төзімділікті материалдардан жасалған кіші габаритті өлшемді бөллшектерді құрастыруды жетілдіру. ­

Өзара байланыс І-ІІІ. Техникалық қызмет ету мен жөндеуде құрастырма бірліктердің еңбек шығындарының азаюы және компоновкаға арналған құралдардың жүктеу режиміне сәйкес бөлшекті таңдаумен байланысты.

Өзара байланыс І-IV. Жоғары төзімділікті материалдардан жасалынған, аз габаритті бөлшектерді қолдана отырып, құрастырма бірліктердің тұтастық талаптарын қанағаттандыру.

Өзара байланыс І-V. Бөлшекке зақым келуін азайту және бөлшек шыдамдылығын арттыруға арналған тиеу циклдарының санын қысқарту.

Өзара байланыс II-IV. Бөлшектің қауіпті қимасының жеткілікті өлшемдерін қамтамасыз етуі; бұл кезде қосылысқа кіретін бөлшек құрылымына емес, қосылыс құрылымына ерекше назар аудару ­керек.

Өзара байланыс II-V. Техникалық қызмет ету мен жөндеу кезінде шыдамдылықты жоғарылату, құралдар мен еңбек шығындарын төмендету. Бөлшек шыдамдылығының жоғарылауымен зақым келетін бет кедір-бұдырлықтарын азайтуға болады. Мұндай бөлшектерді механикалық өңдеуден кейін ажарлайды.

Өзара байланыс III-IV. Жүктеулерді ескере отырып, статикалық беріктілікті жоғарылату.

Өзара байланыс III-V. Бұл байланыс бір бағытта болады, бөлшектердің шыдамдылығы эксплуатация шарттарына байланысты сыртқы тиеулермен анықталады .

Өзара байланыс ІV-V. Пайдалану шарттарындағы қажетті беріктілік пен шыдамдылықты қамтамасыз ететін пайдалану шарттары мен оларды шешу жолдарын іздеу.

Құрастыру процесінде суықпен өңдеу әдістерімен дайындалған, типтік бөлшектерге қолданылатын негізгі параметрлер: түрі, материалы, конструкторлық базасы, өлшемдері, массасы, беттердің кедір-бұдырлығы.

Өзара байланыс VІ-VIII. Бөлшек түрінің талаптарын қамтамасыз ету, құрастырма бірліктердің беріктілік есебімен, құралдарды дайындау, ең аз еңбек шығындарын прогрессивті әдістермен өңдеу.

Өзара байланыс VІІ-Х. Дайындау мен жөндеуге минималды еңбек және ақшалай шығындарды қамтамасыз ету үшін материал таңдау­. Бөлшек массасының төмендеуі, аз тығыздықты және беріктілік сипаттамасы бар материалдарды қолдануды талап етеді .

Өзара байланыс VІІ-ХII. Беттің кедір-бұдырлығының минималды параметрлерін қамтамасыз ету кезінде қызметтік тәртіптегі материалды таңдау. Бет кедір-бұдырлығының қажетті параметрлерін алу үшін, мысалы, шлицтік тесікке термиялық өңдеуді қолданады, ол бөлшек материалының қажетті қаттылығы мен біркелкі құрылымына алып келеді.

Өзара байланыс VІІI-XI. ­ Құрастырма бірліктегі бөлшектің орналасуын базалау арқылы қамтамасыз ету.

Өзара байланыс ІХ-X. Тұтастықты ескере отырып, бөлшек өлшемдерін анықтау үшін құрастырма бірліктерді беріктікке есептеу және тұтастық шешімдерін таңдауды жүргізу.

Өзара байланыс ХI-XII. Беттердің кедір-бұдырлығына байланысты бөлшектің тағайындалуын анықтау, оның дәлдік класына және өңдеу әдісіне тәуелді болады. Бөлшек құрастыру кезінде өзара әрекет сұрақтарымен қоса өндіріс талаптарын, бөлшектердің бірыңғайлығын, дайындау технологияларын және т.б. ескеру керек.

Бөлшек материалын таңдаудың негізгі талаптары беріктік, шыдамдылық, берілген массасына, кедір-бұдырлыққа, бөлшектердің бірыңғайлығына, термо өңдеу шарттарына және т.б. байланысты.
Өзін-өзі тексеру сұрақтары.

1. Аппараттарда қандай процестері жүреді? 2. Машиналарда негізінен қандай технологиялық процестер жүреді? 3. Құрастыру қандай шешім қабылдаумен байланысты? 4. Оптимизациялау облысында қандай негізгі талаптарды белгілеп қоюға болады? 5. Өзара байланысты І–ІІ түсіндіріп берініз? 6. Өзара байланыс І-ІІІ неге байланысты?

А.Е. Проников. Надежность машин,-М.: Машиностроение,1978.

Соколов В.И. Основы расчета и конструирования машин и аппаратов пищевых производств. - М.: Колос, 1992. – 399 с.

Харламов С.В. Практикум по расчету и конструированию машин и аппаратов пищевых производств. – Л.: Агропромиздат. Ленинградское отд-ние, 1991. – 256 с.

В.М. Соколов. Основы расчета и конструирования деталей и узлов пищевого оборудования. - М.: Машиностроение,1970. – 422 с.
Дәріс № 6. Технологиялық процестің ерекшеліктерін ескере отырып, жабдықты жобалау.

Дәріс жоспары:

1. Жабдықты таңдау.

2. Жабдықтың конструкцияларына қойылатын талаптар.

Қажетті операцияларды орындайтын геометриялық және механикалық параметрлерді анықтау машина немесе аппараттың параметрлік синтезіне жатады.

Теория жүзінде белгілі дисперсті фазаның түйіршіктелген құрамы, фазалар тығыздықтары мәндері мен дисперстік орта тұтқырлығы, сонымен қатар сепаратор өнімділігі және ашық суспензиядағы қатты фаза бойынша сепаратордың сипаттамасын анықтауға болады. Бірақ та түйіршік құрамының, сол сияқты сепараторға суспензияның кіруіне дейінгі қатты фаза концентрациясының тұрақсыздығынан, сепаратордан өту процесінің математикалық моделін пайдалану ­мүмкін емес. Сонымен қатар, математикалық моделдер ротордың әр алуан конструктивті ерекшеліктерінің ықпал жасауын ескере алмайды. Сондықтан бөлуші жүйенің дисперстік сипаттамаларын анықтау әдістерін дифференциялау керек.

Аппарат өнімділігіне байланысты жетек үлгісі туралы сұрақты шешеді, ал өнімділіктің көрсеткіш мәнінен ротордың айналу жиілігін табады. Өндірістік сепаратор тәжірибелік зерттеулердің нәтижесінен сепаратор параметрлерінің соңғы таңдауы алынады.

Жабдықтың жаңа конструкцияларын жасауда жобалаудың әрбір кезеңі жайлы өңделетін жүйелер туралы ақпараттар алумен байланысты белгілі-бір тәжірибелік зерттеулердің орындалуын талап етеді.
2. Бастапқы құрастыру кезеңінде техникалық ұсынысты талдайды, онда машина немесе аппараттың жалпы құрылым синтезін өткізеді.

Өнеркәсіпті өнімнің сапалық көрсеткіштері маңызды элементтер болып саналады:

- Жабдықтың функционалдық қасиеттерін сипаттайтын көрсеткіштер,- өнімділік, энергия шығындары, жұмысшы органдардың айналу жиіліктері, күш және т.б.

- Жабдықтың сенімділігі, яғни қажетті функцияларды орындайтын, объектінің қабілеттілігін анықтайтын параметрлердің қабілеттілігін сақтау.

- Эргономикалық және эстетикалық көрсеткіштер, адамдар жүйесіне жататын - машина;

- Бұйымды дайындау мен эксплуатация процестерімен байланысты технологиялық көрсеткіштер;

- Қауіпсіздік, стандарттау, бірыңғайлау, патентті - заңды және экологиялық көрсеткіштер.

Тамақ жабдықты құрастыру кезінде санитарлы-гигиеналық және коррозиялық талаптарды ескеру қажет. Кейбір жағдайларда жабдықтың жаңа конструкцияларын жасау кезінде, жобаланушы объектінің әртүрлі деңгейлеріне жататын көптеген варианттар, конструкциялар ұсынылады. Бұл жағдайда тиімді варианттарды табу үшін реттелген іздеу жүргізіледі. Мұнда жобалаушыға тәуелді (шешуші факторлар) және тәуелді емес конструкция сипаттамаларын анықтайды. Одан кейін салмағын тағайындау арқылы салыстырмалы ылғалдылыққа байланысты жобалау кезінде анықталатын параметрлерді белгілейді. Әрбір шешуші факторға сандық мәндерді қойып, ауыспалы тәуелділіктерді анықтайды.

Осындай реттелген іздеуді ЭЕМ-нің көмегімен жүргізуге болады.
Өзін-өзі тексеру сұрақтары.

1. Жабдықты таңдау немен анықталады? 2. Өнеркәсіпті өнімнің қандай сапалық көрсеткіштері маңызды элементтер болып саналады? 3. Тамақ жабдықты құрастыру кезінде қандай талаптарды ескеру қажет? 4. Кейбір жағдайларда жабдықтың жаңа конструкцияларын жасау кезінде, жобаланушы объектінің әртүрлі деңгейлеріне жататын не ұсынылады? 5. Бұл жағдайда тиімді варианттарды табу үшін қандай іздеу жүргізіледі?

А.Е. Проников. Надежность машин,-М.: Машиностроение,1978.

Соколов В.И. Основы расчета и конструирования машин и аппаратов пищевых производств. - М.: Колос, 1992. – 399 с.

Харламов С.В. Практикум по расчету и конструированию машин и аппаратов пищевых производств. – Л.: Агропромиздат. Ленинградское отд-ние, 1991. – 256 с.

В.М. Соколов. Основы расчета и конструирования деталей и узлов пищевого оборудования. - М.: Машиностроение,1970. – 422 с.
Дәріс № 7. Бұйымдардың түрлері және олардың құрылымы.

Дәріс жоспары:

1. Бұйым туралы түсінік.

2. Бұйымдардың түрлері.

1. Бұйым деп өнеркәсіптерде дайындауға жататын кез-келген зат немесе заттар жиынтығын айтамыз.

Бұйымдар былайша бөлінеді:

• 
  олардың қолданысына байланысты – негізгі бұйым (таратуға немесе жеткізуге арналған) және көмекші өндіріске арналған (өнеркәсіптің тек өз қажеттілігіне арналған).
  
• 
  құрамдас бөліктерінің болу немесе болмауына байланысты – специфицирленбеген (бөлшектер) – құрамдас бөліктері болмайды және специфицирленген (құрастырма бірліктер, кешендер, жиынтық) – екі немесе одан да көп құрамдас бөліктерден тұрады.
  

2. Сонымен бұйымның келесідей түрлері болады: бөлшектер, құрастырма бірліктер, кешендер, жиынтықтар.

Сонымен қатар құрастырма бірліктерге функционалдық қызметтері бірдей құрастырма бірліктер мен бөлшектердің жиынтығы жатады. Мысалы, машинаның, автоматтың, автоматтық желінің электрлі жабдықтары, шыны құбыр өткізгіштегі фланецті-бұрандалы қосылыстың құрамдас бөліктерінің жиынтығы (жартылай жалғастырғыштар, резиналы тығындағыш сақиналар, гайкалар) және басқалар.

1. Бұйым деген не? 2. Бұйымдар қалай бөлінеді? 3. Бұйымның қандай түрлері болады? 4. Бөлшек деген не? 5. Құрастырма бірлік деген не? 6. Кешен деген не? 7. Жиынтық деген не?

А.Е. Проников. Надежность машин,-М.: Машиностроение,1978.

Соколов В.И. Основы расчета и конструирования машин и аппаратов пищевых производств. - М.: Колос, 1992. – 399 с.

Харламов С.В. Практикум по расчету и конструированию машин и аппаратов пищевых производств. – Л.: Агропромиздат. Ленинградское отд-ние, 1991. – 256 с.

В.М. Соколов. Основы расчета и конструирования деталей и узлов пищевого оборудования. - М.: Машиностроение,1970. – 422 с.
Дәріс № 8. Металсиымдылық, тораптар мен бөлшектердің құрылмаларын жасауды жеңілдету.

Дәріс жоспары:

1. Металсиымдылық және оның түрлері.

2. Металсиымдылықты азайтудың негізгі бағыттары.

3. Материалды пайдалану коэффициентін көтеру.
1. Металсиымдылық құрылымдық және өзіндік болып бөлінеді.

Құрылымдық металсиымдылық - таңдап алынған материал номенклатурасын тиімді пайдалануды; қымбат және табылмайтын материалдарды қолданбау мүмкіндігін; стандартты профилдерді пайдалануды т.б. зерттейді.

Өзіндік металсиымдылық – көлемнің машинаның негізгі өлшемдеріне (қуат, өнімділік т.б.) қатынасын зерттейді.

, (8.1)
Өзіндік металсиымдылық (яғни техника-экномикалық сипаттама бірлігіне қатысты) қуаттылығы және өнімділігі әртүрлі, бірақ бірдей жағдайда пайдаланатын машиналарды салыстыру үшін қажет.
2. Металсиымдылықты азайтудың негізгі бағыттары.

1) Салмақты (массаны) азайту;

2) Материалды пайдалану коэффициентін көбейту (машинаның негізгі өлшемінің салмағына қатысты);

3) Тораптар мен бөлшектердің унификациясы;

4) Қатаңдықтың артық мөлшерін азайту, метал материалдарды метал емес түрімен алмастыру, берік материалдарды қолдану арқылы құрастыру сұлбаларының тимділігін арттыру.

Массаны азайту. Әр бөлшектің кесіндісінде және осы кесіндінің әр нүктесінде кернеу бірдей болатын бөлшектерді тиімді салмақтау әдістерінің бірі. Бұл жағдай тек қана салмақ бөлшектің барлық нүктесінде бірдей түскен кезде болады (қысылу-созылу). Осылайша ортақ беріктік (қатаңдық) пайда болады.

Кесіндінің салмақ аз түсетін ортасын жою кернеудің бірдей таралуын қамтамасыз етеді.

Сурет 8.1. Кесіндінің салмақ аз түсетін ортасын жою сұлбасы.

Сурет 8.2. Шатунды иілу күшіне төтеп беру үшін жасалған әртүрлі құрылмаларының сұлбасы.

Сурет 8.3. Әртүрлі күштердің әсері: болттардың созлулары (а) олардың қысылуларына (б) ауыстырылған.

Бөлшектерді жеңілдетудің тағы бір бағыты – күш ағынынан алшақта орналасқан кернеуі аз жерден металды алып тастау (сурет 8.4).

Диск түріндегі шестерняны күш аз түсетін ауданнан металын алып тастап жеңілдету керек. 8.4 (б) суретте ернемектен жіңішкерту тәсілі көрсетілген.

8.4 (в) суретте ойықты жетектемені ішкі құрылмаларын және қалыңдығын жіңішкерту арқылы салмағын жеңілдету түрлері көрсетілген.

8.5 суретте ортақ беріктікке жету үшін білік құрылмасын өзгерту жолдары көрсетілген.




Сурет 8.4. Бөлшектерді жеңілдетудің құрылмалық тәсілдері:

а-шестерня; б-ернемектер (фланецтер); в-ойықты жетектеме (паздық поводоктар).

3. Материалды пайдалану коэффициентін көтеру:

• 
  соғылма бөлшектерді құйма бөлшектермен ауыстыру;
  
• 
  ыстық және суық қалыптаумен дайындау (сурет 8.6);
  
• 
  стандарттық және арнайы жеңілдетілген профилді қолдану.
  

Сурет 8.5. Бірқалыпты беріктікке жету мақсатында біліктердің

құрылмаларын өзгерту.

Сурет 8.6. Қалыпталған тақтайшалы құрылмалар.

Сурет 8.8. Төмендеткіштің жетілдірілген құрылмасының сұлбасы.

Сурет 8.8. Күштік сұлбаны жетілдіру.

1. Металсиымдылық қандай түрге бөлінеді? 2. Құрылымдық металсиымдылық деген не? 3. Өзіндік металсиымдылық деген не? 4. Металсиымдылықты азайтудың негізгі бағыттары қандай? 5. Массаны азайту жолдарын айтыныз? 6. Материалды пайдалану коэффициентін көтеру әдістері қандай?

А.Е. Проников. Надежность машин,-М.: Машиностроение,1978.

Соколов В.И. Основы расчета и конструирования машин и аппаратов пищевых производств. - М.: Колос, 1992. – 399 с.

Харламов С.В. Практикум по расчету и конструированию машин и аппаратов пищевых производств. – Л.: Агропромиздат. Ленинградское отд-ние, 1991. – 256 с.

В.М. Соколов. Основы расчета и конструирования деталей и узлов пищевого оборудования. - М.: Машиностроение,1970. – 422 с.
Дәріс № 9. Материалдарды қысқарту әдістері.

Дәріс жоспары:

1. Материалдарды қысқарту әдістері.

2. Құрылма қатаңдығы.

Құрылмалық болаттар үшін көбінесе жетілдіріледі (улучшение) (сорбитте жоғарғы босаңдатумен шынықтыру) – ол болаттың беріктігін, тұтқырлығын, пластикалық қасиетін жақсартады.

Гук заңы бойынша сығылу-созылу:

мұндағы F-сырық қимасы, мм³; l-күштің қозғалысына бағыттас сырықтың ұзындығы.

Шыдамдылық коэффициенті:

, (9.2)

Айналдыру үшін:

мұндағы I_р – сырықтың қимасының полярлы моментінің инерциясы.

Иілу үшін:

, (9.4)

мұндағы а - жүктелу жағдайына қатысты коэффициент.

1. Ыстық қысыммен өңдеу деген не? 2. Легірлеу деген не? 3. Термиялық өңдеу арқылы қысқартуда не пайда болады? 4. Химия-термиялық өңдеу арқылы қысқартуды қалай түсіндіруге болады? 5. Қатаңдық деген не? 6. Шыдамдылық деген не? 7. Қатаңдық қалай анықталады 8. Шыдамдылық коэффициенті қандай формуламен анықталады?

А.Е. Проников. Надежность машин,-М.: Машиностроение,1978.

Соколов В.И. Основы расчета и конструирования машин и аппаратов пищевых производств. - М.: Колос, 1992. – 399 с.

Харламов С.В. Практикум по расчету и конструированию машин и аппаратов пищевых производств. – Л.: Агропромиздат. Ленинградское отд-ние, 1991. – 256 с.

В.М. Соколов. Основы расчета и конструирования деталей и узлов пищевого оборудования. - М.: Машиностроение,1970. – 422 с.