Выбор и расчет необходимого оборудования являются одним из наиболее важных этапов разработки проекта предприятия. Основанием для подбора оборудования является мощность предприятия (масса переработанного сырья) и технологическая схема его переработки с обозначением последовательности отдельных операций и их режимов.
При выборе оборудования предпочтение следует отдавать автоматическому или непрерывно-действующему оборудованию.
Общие принципы расчета и выбора технологического оборудования
Технологическое оборудование по характеру воздействия на продукт делят на аппараты и машины.
В аппаратах осуществляют теплои массообменные, физикохимические, биохимические и другие процессы, в результате которых изменяются физические и химические свойства обрабатываемого продукта или изменяется его агрегатное состояние. Характерным признаком аппарата является наличие реакционного пространства или камеры.
В машинах осуществляется механическое воздействие на продукт, в результате чего изменяются его геометрические и физикомеханические показатели. Конструктивной особенностью машин является наличие движущихся исполнительных (рабочих) органов.
В зависимости от характера работы машины и аппараты могут быть периодического, полунепрерывного и непрерывного действия.
В оборудовании первого типа продукт подвергается воздействию в течение определенного времени, после которого он подлежит выгрузке. В оборудовании полунепрерывного (циклического) действия загрузка продукта и воздействие на него осуществляются непрерывно в течение всего рабочего цикла, а выгрузка происходит через определенные промежутки времени. В оборудовании непрерывного действия загрузка, обработка и выгрузка продукта выполняются одновременно.
В процессе работы на технологическом оборудовании проводят не только основные (измельчение, перемешивание, варка и т. д.), но и вспомогательные (загрузка, перемещение, контроль, выгрузка и т. п.) операции. В зависимости от соотношения этих операций, а также участия человека в их выполнении различают оборудование неавтоматического, полуавтоматического и автоматического действия. В неавтоматическом (простом) оборудовании вспомогательные и часть основных операций выполняются вручную. В полуавтоматическом оборудовании вспомогательные операции не механизированы. В автоматах все основные и вспомогательные операции выполняются оборудованием без участия человека.
В зависимости от сочетания технологического оборудования в производственном потоке различают отдельные единицы (выполняют одну операцию), агрегаты (выполняют последовательно различные операции), комбинированное оборудование (выполняет законченный цикл операций) и поточные автоматические линии (выполняют все технологические операции в непрерывном потоке).
Работа машин и аппаратов оценивается по техническим и технологическим показателям, составляющим их техническую характеристику. К числу таких показателей обычно относят:
• производительность, т. е. количество перерабатываемого сырья
или изготовляемой продукции в единицу времени;
• потребляемую мощность, выражаемую количеством пара,
хладоносителя, электроэнергии, расходуемым в единицу времени;
• параметры электроэнергии (напряжение, частота, количество фаз), пара (температура, давление) и хладоносителя (вид, температура);
• параметры сырья и конечной продукции;
• параметры режима работы технологического оборудования и его отдельных элементов (давление, температура, частота вращения и др.);
• габаритные размеры и массу технологического оборудования;
• условия эксплуатации (характеристика производственного помещения, температура и относительная влажность воздуха).
Первые два показателя являются наиболее важными, так как в определенной степени позволяют судить о техническом уровне оборудования и соответствии его мировым стандартам.
Выбор технологического оборудования осуществляется в соответствии с выбранной технологической схемой производства заданного вида или ассортимента продукции. Определение количества единиц однотипного оборудования производится с таким расчетом, чтобы в цехе было установлено минимальное количество единиц оборудования с максимально возможным коэффициентом его использования.
Расчет технологического оборудования заключается в расчете его производительности Qр, мощности установленного электродвигателя Nэд, времени работы оборудования tраб и необходимого количества однотипных единиц n.
Расчет производительности единицы оборудования Qр производится по определенным формулам, приведенным для каждого вида оборудования отдельно в соответствующих разделах.
Время работы оборудования tраб (ч),определяется по формуле
tраб = М / Qф, (3.1)
где М масса сырья, подвергаемого обработке за смену, кг;
Qф фактическая (паспортная) производительность оборудования,
кг/ч.
Количество единиц однотипного оборудования n (шт.),
определяется по формуле
n = М / (Qф· tсм), (3.2)
где М масса сырья, подвергаемого обработке за смену, кг;
Qф фактическая (паспортная) производительность единицы оборудования, кг/ч; tсм продолжительность смены, ч.
Выбранное подъемно-транспортное оборудование должно обеспечивать повышение производительности труда и его облегчение и использоваться с высокой экономической эффективностью.
Количество подъемно-транспортных машин, необходимое для выполнения соответствующего объема погрузочно-разгрузочных и складских работ, определяется по формуле:
где М — потребное количество машин для выполнения работ, единиц;
Ог — годовой объем грузооборота, подлежащий перегрузке данным видом подъемно-транспортных машин, т.;
ПЭ — эксплуатационная производительность машин, т/ч;
Ср — число смен работы машин в сутки;
Днр — число нерабочих дней машины в году;
Кн — коэффициент неравномерности грузооборота (грузопотока).
Для определения производительности машины подсчитывают ее фактическую среднюю производительность за расчетный период, исходя из средних нагрузок, средних расстояний перемещения грузов и средних скоростей ее движения.
Эксплуатационная часовая производительность подъемно-транспортной машины может быть определена по формуле:
где Пэ — эксплуатационная производительность машин периодического действия, т/ч;
Пт — техническая (конструктивная) производительность машин, т/ч;
Кз— коэффициент использования машины по загрузке (грузоподъемности, мощности);
Кв — коэффициент использования машины по времени.
Коэффициент использования машины по загрузке (грузоподъемности) определяют по формуле:
где ОСР — средняя масса транспортируемого груза за один цикл работы, т;
Гм — номинальная грузоподъемность машины, т.
Коэффициент использования машины во времени рассчитывают по формуле:
где ТР — фактическая продолжительность работы машины за смену за вычетом простоев машины на профилактику, заправку, техническое обслуживание, перерывы в работе, предусмотренные для водителя, ч;
ТН — нормативная продолжительность рабочей смены, ч.
При разработке схемы разборки ставится задача расчленить заданный узел на составные элементы таким образом, чтобы можно было осуществить разборку
наибольшего количества этих элементов независимо одного от другого (параллельно).
Такое расчленение дает возможность при организации ремонтных работ обоснованно закрепить те или другие ремонтные работы за конкретными исполнителями.
Схему разборки строят так, чтобы соответствующие сборочные единицы были представлены в ней в том порядке, в котором эти элементы представляется возможным снимать при разборке узла. СЕ и детали изображают на схеме в виде прямоугольников с указанием индекса, наименования и количества элементов. Прямоугольник, изображающий сборочную единицу для большей наглядности можно выделить, обозначив его контур двойной линией (Рис 1).
 |
На схеме прямоугольники, характеризующие сборочные единицы, рекомендуется размещать слева, а детали справа по ходу линии.
Началом разборки является сборочная единица, а концом - базовая деталь. Для примера рассмотрим первичный вал коробки передач автомобиля (Рис 2).
Рис 2. Первичный вал коробки передач автомобиля в сборе
1 - первичный вал; 2 - гайка; 3 - стопорное кольцо; 4 - шарикоподшипник
радиальный однорядный; 5 - кольцо стопорное; 6 - ролик 8x20.
В отчете дается краткое описание разборки. Разборка рассматриваемого узла производится в следующей последовательности:
Отвернуть гайку шарикоподшипника 2, снять стопорное кольцо 3, вынуть шарикоподшипник 4, снять стопорное кольцо 5 и вынуть ролики из роликоподшипника 6.
Образец технологической схемы разборки представлен на Рис 3.
Количество рабочих мест определяется программой конкретного ремонтного предприятия и трудоемкостью выполнения перечисленных операций.
Рис.3. Технологическая схема разборки вала первичного в сборе
Практические рекомендации по выполнению разборки образца изделия.
Разборку необходимо выполнять в строгой последовательности, предусмотренной технологическим регламентом. Основные приемы и принципы разборки заключаются в следующем:
Сборочные единицы разбирают непосредственно на месте общей разборки, а также местах их ремонта и сборки в соответствии с технологической схемой.
Сначала снимают детали, которые легко можно повредить (нагнетательные трубки, штанги, рычаги, тяги и др.). Затем демонтируют отдельные сборочные узлы, которые разбирают на других рабочих местах.
При снятии крупных деталей, закрепленных большим числом болтов, во-избежании появления трещин сначала отпускают на пол-оборота все болты и гайки и только после этого их вывертывают.
Заржавевшие соединения перед отвертыванием смачивают керосином.
После разборки крепежные детали укладывают в сетчатые корзины для последующей промывки. Не разрешается применять зубило и молоток для отвертывания болтов, гаек, штуцеров и др., так как это может их повредить. Фасонные гайки и штуцера отвертывают специальными ключами.
Запрессованные детали снимают под прессом или с помощью съемников и приспособлений. В отдельных случаях, штуцеры, втулки и оси можно выпрессовать специальными выколотками с медными наконечниками и молотками с медными байками.
При выпрессовке подшипника из корпуса усилие прикладывают к наружному кольцу, а с вала к внутреннему. Запрещается использовать ударный инструмент.
Снятые детали желательно укладывать на стеллажи и приспособления для транспортирования на мойку, так чтобы не повредить рабочие поверхности.
Нельзя разбирать детали, которые при изготовлении обрабатывают в сборе (крышки коренных подшипников с блоками и др.). Кроме этого, запрещается снимать детали, подлежащие совместной балансировке, а также приработанные пары деталей и годные для дальнейшей работы (конические шестерни главной передачи, шестерни масляных насосов и др.). Детали, не подлежащие обслуживанию, метят, связывают проволокой - вновь соединяют болтами и укладывают в отдельную тару или сохраняют их комплектность другими способами.
Построение технологической схемы сборки СЕ.
Технологическая схема сборки, как и структурно-технологическая схема разборки представляет собой вспомогательный технологический документ (не входящий в число документов обязательной технической документации, который в графическом виде показывает:
- последовательность соединения деталей и сборочных единиц входящих в изделие;
- состав сборочных единиц входящих в изделие;
- выполнение операций, не связанных с присоединением деталей и сборочных единиц (контроль, регулировка, заливка масла или рабочих жидкостей, окраска, упаковка и др.)
Технологическая схема сборки предназначена для:
- раскрытия структуры изделия и возможности применения узловой сборки;
- формализации и алгоритмизации разработки технологического процесса сборки;
- оценки конструкции изделия с технологической точки зрения.
Для проектирования технологического процесса сборки наиболее приемлемой формой технологической схемы сборки, является схема обеспечивающая ранжирование сборочных единиц по уровням и порядкам. При составлении такой технологической схемы сборки используют также ряд формализационных описаний и обозначений.