Дәріс 5. Механикалық процестер. Ұсақтағыштар

Дәріс жоспары.

1. Ұсақтау машиналар жөнінде жалпы мәліметтер.

2. Ұсақтағыштардың жұмыс істеу принципі және конструкциялары: жақты, білікті, балғалы, шарлы, конусты.

Құрылыс өнеркәсібінде ұсақталатын материалдардың түрлері өте әртүрлі, сондықтан оларды ұсақтайтын машиналардың түрлері де әртүрлі. Дегенмен, машиналар мынадай жалпы талаптарга жауап берулері керек:

1) машиналардың істен шығатың ұсақтағыш элементтерін алмастыру тез және оңай болу керек;

2) ұсатылған материалдың бөлшектерінің өлшемдері бірдей және ұсақтағыштың құрылымы ұсақтау дәрежесін мүмкіндігінше тез және оңай өзгертетін болу керек.

3) құрғақ материалдарды ұсақтағанда шаң аз шығу керек;

4) белгілі дәрежеге дейін ұсақталған материал ұсатқыштан тез шығарылуы керек;

5) ұсақтағыштың массасы мүмкіндігінше аз болуы керек.

Сыналардың (9) өзара орнын ауыстыру арқылы ұсақтау дәрежесін яғни ұсақталған материал шығатын тесіктің енін реттеуге болады.

6.4-суретте жақты ұсақтағыштың жалпы көрінісі келтірілген. Ұсақтағыштың корпусының алдыңғы қабырғасы болат құймасынан жасалған қозғалмайтын жақ. Жақтардың беті бұдыр бетті болат плиталарымен қапталады. Бұл болат плиталар тез тозатын болғандықтан, оларды тозуға төзімді материалдардан (марганецті немесе хромды құйма болаттан) алмалы-салмалы етіп жасайды.

Ұсақтағыштағы ұсақтайтын күш керуші плиталар (3) арқылы беріледі. Артқы керуші плита қатты майдаланбайтын заттар түскенде ұсақтағышты сынудан сақтап қалады. Бұл плита қаттылығы төмен материалдан жасалынып, ұсақтағышқа қатты металды материал түскенде сынады да, кейін оны алмастырады. Материал жүктелетін тесіктің ені сыналар (5) көмегімен реттеледі. Ұсатқышта қозғалыс электрқозғалтқыштан қайысты беріліс және маховик (6) арқылы беріледі.

Артықшылықтары: құрылымының қарапайымдылығы және сенімділігі; кең көлемде қолданылуы; қызметі оңай және ыңгайлы.

6.3-сурет. Жақты ұсақтағыштың тәсімі: 1- қозғалмайтын жақ; 2- қозғалмалы жақ; 3- эксцентрикі білік; 4- шатун; 5-алдыңғы плита; 6-артқы плита; 7- жетек; 8- серіппе; 9-реттеу сыналары.		6.4-сурет. Жакты ұсақтағытың жалпы көрінісі: 1- корпус; 2- алмастырылатын плиталар; 3- керуші плиталар; 4- ішпек; 5- реттеу сыналары; 6-маховик.

Конусты ұсақтағыштар. Конусты ұсақтағыштарда материал қысу және үйкеу тәсілдерімен ұсақталады. Ұсақталатын материал сыртқы қозғалмайтын және ішкі айналатын конустардың аралығына беріледі. Ішкі айналатын конус сыртқы конусқа эксцентрикалы болып орналасады. Конусты ұсақтағыштар құрылыс өнеркәсібінде өте кем қолданылады.

6.5-сурет. Конусты ұсақтағыштың тәсімі: 1- сыртқы қозғалмайтын конус; 2- ұсақталатын материал; 3-ішкі қозғалатын конус.		6.6-сурет. Білікті ұсақтағыштың тәсімі: 1,2-біліктер; 3-ұсақтағыштың корпусы; 4- серіппе.

Білікті ұсақтағыштар. Құрылыс өнеркәсібінде астықты, кұнжараны, жеміс-жидектерді және т.б. ұсақтауда білікті ұсақтағыштар құрылыс өнеркәсібінде кенінең қолданылады. Ұсақталатың материал горизонталь біліктердің арасында қысу және үйкеу тәсілдерімен майдаланады. Біліктер саны әртүрлі болуы мүмкін (бір жұп немесе бірнеше жұп). Жұп біліктер бір-біріне қарама-қарсы бағытта айналып, материал екеуінің арасында ұсақталады. Біліктердің беті тегіс, бұдыр және тісті болуы мүмкін. Біліктер шойыннан жасалынады да, беті тозуға төзімді марганецті болатпен қапталады.

Екі білікті ұсақтағыштардың тәсімі 6.6-суретте көрсетілген. (1) біліктің подшипнигі қозғалмайтын, ал (2) біліктің подшипнигі жылжымалы болады. Ұсақталмайтын қатты зат түскенде білік (2) серіппе (4) көмегімен жылжып оны өткізіп жібереді.

Білікті ұсақтағыштың өнімділігін жуық шамамен мына формуламен есептеуге болады:

, кг/сағ (6.8)
мұнда - екі білік арасындағы қуыстың ені, м; - қуыстың, яғни біліктің ұзындығы, м; - білік диаметрі, м; - айналу жиілігі, айн/мин; -материалдың тығыздығы, кг/м³; -түзету коэффициенті, (? = 0,5?0,7 астық үшін).

Ұсақтағыштың білігіндегі қуатты теориялық жолмен анықтау мүмкін емес, сондықтан оны тәжірибелік мәліметтер бойынша әр материалға және ұсатқыш дәрежесіне байланысты анықтайды.

	Мұндай ұсақтағыштардың жұмысшы органы - стерженге (3) еркін орналасқан балғалар (2) болады. Ұсақтағыш білігі айналғанда балғалар қоректендіргіш (1) арқылы берілетін материалды соққылап майдалайды. Ұсақталған материал елек (4) тесіктерінен өтеді. Үсақтау дәрежесін електің тесігінің диаметрің және балғалардың айналу жылдамдығын өзгерту арқылы реттеуге болады. Өнімділігін (т/сағ) мына формуламен шамалап есептеуге болады.
6.7-сурет. Балғалы ұсақтағыш: 1-қоректендіргіш; 2- балғалар; 3-стерженьдер; 4- елек.

Жұмсалатын қуат (кВт) мына эмпирикалық формуламен есептеледі:

	Дискінің айналу жиілігі минутына 200 ?1000 рет. Сокқылау жылдамдығы 300 м/с дейін, ал соққылау жиілігі - 10-3?10-4 секунд. Ұсақтау дәрежесі і = 10-нан аспайды және оны дискінің айналу жылдамдығын өзгерту арқылы реттеуге болады.
6.8-сурет. Дезинтегратор: 1,7- біліктер; 2,3- дискілер, 4 - саусақтар /соққыштар/, 5,8- жүктелетін және шығарылатын бункерлер; 6,9- шкивтер.

G < P_о.т.

Ортадан тепкіш күш:

мұнда m - шардың массасы; кг; ? - барабанның айналуының бұрыштық жылдамдығы, рад/с; R - шардың айналуының радиусы, м.

Бұрыштық жылдамдық

Онда ортадан тепкіш күш:

G < P_о.т. болғандықтан

D - диірмен барабанының диаметрі

1,2- қуыс цапфалар; 3- шарлар.

ІІІарлармен қатар цилиндрлі стержендерде қолданылады. Оларды диірменнің ішіне корпус осіне параллель етіп орналастырады. Шарлы диірмендерге материал алдын-ала 50?60 мм дейін ұсақталынып беріледі. 6.9-суретте шарлы диірменнің тәсімі көрсетілген.

Материал қуысты цапфа (1) арқылы беріледі, ал ұсақталған материал өздігінен келесі қуыс цапфа (2) арқылы шығарылады.

Барабанның пішініне және оның ұзындығының L диаметріне D қа-тынасына байланысты қ ы с қ а (), құбырлы (), цилиндрлі - конусты болып бөлінеді.

6.10- сурет. Арынды диірменнің тәсімі: 1, 2- камера бұрылыстары; 3-желбезектер; 4- сору; 5- майдаланатын материалды беретін транспортер; 6-шанақ; 7- эжектор; 8- энерготасымалдағыштың құбыры; 9- майдалау зонасы; 10- коллектор; 11- соплалар

Сығылған ауа (аса ысытылған бу) 8?12 атм қысымда құбыр (8) арқылы соплалар (11) жүйесімен камераның астыңғы жағына беріледі. Соплаларды жұп-жұбымен екі қатарға орнатады.

Бұл кезде әр жұп ағын вертикаль жазықтықта бір-бірін кесіп өтеді. Сонымен бірге соплалар тік жазықтықтан белгілі бұрышпен орналасып, камерадағы ауаның циркуляциясына жағдай жасайды. Ағындардың бір-бірін кесіп өткен нүктелерінде және пайда болған құйындар бөлшектердің бір-бірімен соқтығысуы арқылы майдаланылады.

Камераның бұрылыстарында (1) және (2) пайда болатын ортадан тепкіш және ортаға тартқыш күштер әсерінен ірі бөлшектер құбырдың сыртқы қабырғасына лақтырылады да, тік камера бойымен қайтадан майдалау зонасына беріледі. Құбырдың ішкі қабырғасына жақын майда жеңіл бөлшектер ауа ағынымен желбезектер (3) арқылы сыртқа шығарылады. Ірі бөлшектер желбезектермен (3) соқтығысып төмен қарай ауа ағынына лақтырылады. Майда бөлшектер ауа ағынымен бірге сорылып диірменнен шығарылады. Дайын өнімді ажырату үшін ортадан тепкіш шаңтұндырғыштар және маталы шаңұстағыш сүзгілер қолданылады.

Артықшылықтары: Майдалаудың жоғары тиімділігі, айналатын бөлшектердің жоқтығы, ұсақтау процесін басқа процестермен (кептіру, айдау, экстракция) біріктіріп өткізу мүмкіндігі.

Кемшіліктері: Ұнтақтауға көп энергияның жұмсалуы. Құрылыс өнер-кәсібінде арынды диірмендер эфирлі майлы шикізаттарды өңдеуде қолданылады.

6.11-сурет. Конусты коллоидты диірмен: 1- білік; 2- ротор; 3- корпус; 4- бұранда; 5- статор; 6- канавкалар; 7- воронка; 8- қақпақ; 9- штуцер.

Аппараттың негізгі жүмыс органдары - статор (6) және конусты ротор (2). Статор (2) корпуска 1 бұранда (4) арқылы бекітілген. Қақпақтағы (8) воронка (7) арқылы материал статор (5) мен ротор (2) арасындағы қуысқа беріліп ұнтақталып штуцер (9) арқылы майдаланып шығарылады. Статор және ротор арасындағы қуыстың шамасы 0,05 мм дейін бұранда (4) арқылы реттеледі. Ротор 100?125 м/с жылдамдығында айналады. Коллоидты диірмен сулап майдалауда қолданылады.

1. Ұсақтағыштарға қандай талаптар қойылады. 2. Орташа ұсақтау үшін пайдаланылатын ұсақтағыштар. 3. Құрылғының жұмыс істеу теориясы, қуат шығынын және өлшемдерін анықтауға арналған есептеу формулалары. 4. Ірі ұсақтау үшін пайдаланылатын ұсақтағыштар. 5. Құрылғының жұмыс істеу теориясын, қуат шығынын және өлшемдерін анықтауға арналған есептеу формулалары. 6. Майда ұсақтау үшін пайдаланылатын ұсақтағыштар. 7. Құрылғының жұмыс істеу теориясын, қуат шығынын және өлшемдерін анықтауға арналған есептеу формулалары.

Ұсынылатың әдебиет: 4.1.1.
Дәріс 6. Механикалық процестер. Кесу.

Дәріс жоспары.

1. Кесу теориясы негіздері.

2. Кесу түрлері мен тәсілдері.

3. Кесу құрылғылардың негізгі түрлері.

Құрылыс өнеркәсібінде негізгі технологиялық процестердің бірі кесу болып табылады. Мысалы, тәтті тағам бұйымдары өндірісінде - кәмпит массасын, нан өндірісінде - қамыр массасын, консерві өндірісінде - көкөніс пен жеміс-жидектерді, қант өндірісінде - қызылшаны, ет өндірісінде - етті кесу керек болады.

Бұл материалдардың физикалы-механикалық қасиетіері әртүрлі болғандықтан, оларды кесу тәсілдері, кесетін құрал мен құрылғының түрлері, кесу жылдамдығы әртүрлі болады.

Кесу машиналарына қойылатын талаптар:

- жоғары өнімділікті;

- кесіліен өнімнің сапасы жоғары;

- пайдалану қарапайымдылығы;

- аз энергетикалық шығын;

- өлшемдері кіші.

Құрылыс материалдарын кесетін құрылғылар мынадай түрлерге бөлінеді:

1. 
   қолдануына байланысты: қатты, морт, серпімді-тутқыр-пластикалы және әртекті материалдарды кесу үшін.
   
2. 
   жұмыс істеу әрекетіне байланысты: мерзімді,үздіксіз және жартылай үздіксіз әрекетті;
   
3. 
   кесу құралының түріне байланысты: пластиналы, дискалы, ішекті (струналы), гильотинды, роторлы, ультрадыбысты, лазерлі;
   

6.12-суретте кесу құралдарының роторлы, гильотинды, дискалы және ішекті (струналы) түрлері келтірілген.

6.І2-сурет. Кесу құралдарының түрлері:

а - ротор; б - гильотинды пышақ; в -дискалы пышақ; г - ішекті (струна) пышақ.

Кесу теориясы. Материалдарды кескенде оларға белгілі бір пішін және өлшем беріледі. 6.13-суретте материалдарды кесу тәсімі көрсетілген. Кесу кезде шекаралық қабаттың бұзылуы салдарынан материалдар бөліктерге бөлінеді. Суретте көрсетілгендей бұзылу алдында серпімді және пластикалық деформация болады. Бұл деформациялар кесу кұралына сыртқы қүштің әсер етуінен болады. Кернеу материалдың уақытша кедергісіне теңескенінде материал бұзылады.

Кесу кездегі жұмыс серпімді және пластикалы деформацияға, сонымен бірге кесу құралымен материал арасындағы үйкелісті женуге жұмсалады.

Кесу жұмысы теориялық жолмен былай анықталады: Кесу құралы (пышақ) жиегінің 1 м ұзындығына материалды бұзатын күшті Р(Н/м) деп белгілейік. Ауданы l·l (м²) материалды кесуге жұмсалған жұмыс А (Дж)

1 м² ауданға жұмсалған кесудің меншікті жұмысы - А_мен ( Дж/м² )

6.13-сурет. Материалды кесу тасімі: 1-кесілетін материал; 2-кесу құралы; 3-пластикалық деформация аймағы; 4-серпімді деформация аймағы; 5-шекаралық аймақ; 6 -бұзылу сызығы.

6.2-кестеде кейбір материалдар үшін Р және А_мен мәндері келтірілген.

6.2-кестеде

Қызылшаны кесуге арналған дискалы кескіш 6.14-суретте көрсетілген.

6.14-сурет. Дискалы кесу: 1- дискі; 2-қозғалмайтын барабан; 3-қаптама; 4-пышақты рамалар		6.14-сурет.а-пышақты рама; б-пышақты рамаға орналастыру тәсімі: 1-пышақты көтеру; 2-санылау; 3-планка; 4-пышақ.

6.15 -суретте ортадан тепкіш кесудің тәсімі келтірілген. Бұл кескіште пшақтар (1) цилиндрлі корпустың жасаушысы бойынша орналасқан. Қалақтары (4) бар улитканың (3) пышақ жиегіне қарама-қарсы минутына 100 ?120 рет айналғанында қызылша қалақтармен (4) іліп алынып, пышаққа итеріліп беріледі де, кесіледі. Сосын кесілген өнім корпуспен қаптама (5) арасындағы кеңістік арқылы шығарылады.

6.15-сурет. Ортадан тепкіш кесу: 1- пышақ; 2- цилиндрлі конус; 3-улитка; 4-қалақтар; 5-қаптама.		6.16-сурет. Картоп үккіш: 1-барабан; 2-тісті аралар; 3,4 - қысатын бұғаулар; 5- тор.

6.17-суретте тәтті тағам өндірісінде қолданатын роторлы кесу көрсетілген. Қалып машиналарының кәмпит массасы (3) науа (2) арқылы кесу құралдарына беріледі. Пышақтар еркін айналатын роторға орнатылады. Әр ширатылып шыққан масса үшін өзінің роторы болады. Ширатылған массаның жылжуының әсерінен ротор айналады. Кесілген кәмпиттер (5) конвейер лентасына (6) беріледі.

6.17-сурет. Роторлы кесу.		6.18-сурет. Зырылдауық

Материал шнек арқылы пышақты торға қысылып, материал бөлшектері тесіктен жаншылып шығады, ал торға қысылған ұздіксіз айналатын жазық пышақтың жүзімен материал кесіледі. Шнектің айналу саны 600 - 200 минутына.

Өзінді тексеруге арналған сұрақтар.

1. Кесу құрылыс өнеркәсібінің қандай технологиялық процестерінде қолданылады? 2. Кесу машиналарына қандай талаптар қойылады? 3. Кесу жұмысы теориялық жолмен қалай анықталады? 4. Кесу машиналарының түрлері?