§ 13. Элементы машиноведения. Составные части машин
Вы уже знаете из 5 класса, что машина — это устройство, предназначенное для выполнения какой-либо работы путём преобразования одного вида энергии в другой. Важнейшая особенность каждой машины — наличие трёх основных частей: двигателя, передаточного механизма и рабочего (исполнительного) органа.
Например, в автомобиле есть двигатель внутреннего сгорания, в котором энергия топлива превращается в энергию движения. Рабочими органами являются ведущие колёса автомобиля, а между двигателем и колёсами расположены передаточные механизмы.
Для управления работой любой машины существуют устройства управления: рычаги, педали, кнопки. Некоторыми машинами управляют автоматические устройства, сигналы которым поступают с компьютера.
В 5 классе вы изучали некоторые механизмы передачи движения — винтовой и фрикционный механизмы, а также ремённую передачу. Мы рассмотрим ещё несколько механизмов передачи движения, являющихся составными частями машин: цепной, зубчатый, реечный (табл. 9).
Таблица 9
Виды механизмов (передач)
Цепной механизм передачи движения имеется у велосипеда. Он состоит из цепи и двух звёздочек.
Зубчатый механизм (зубчатая передача) есть у ручной дрели. Механизм состоит из двух зубчатых колёс, которые вращаются в разных направлениях. Меньшее из двух находящихся в зацеплении колёс называют шестернёй. Зубчатые колёса могут быть цилиндрическими или коническими (как у дрели).
В реечном механьише при вращении зубчатого колеса 1 рейка 2 перемещается поступательно, и наоборот, при поступательном движении рейки 2 колесо 1 вращается. Например, в настольном сверлильном станке при повороте рукоятки подачи (с закреплённым на ней зубчатым колесом) шпиндель со сверлом (связанный с рейкой) движется поступательно.
В механизме, состоящем из двух звеньев (зубчатых колёс, звёздочек и др.), одно звено является ведущим, а другое ведомым. Ведущее звено передаёт движение ведомому звену. Например, звёздочка цепной передачи велосипеда, которую вы вращаете педалями, является ведущей, а звёздочка, которая закреплена на оси заднего колеса, ведомой.
Отношение диаметра ведомого колеса к диаметру ведущего называют передаточным отношением i:
где D1 — диаметр ведущего колеса;
D2 — диаметр ведомого колеса.
Шестерни зубчатой передачи, звёздочки цепной передачи, шкивы ремённой передачи обычно насаживают на валы. Для их надёжного закрепления на валу и передачи вращательного движения применяют шпоночное соединение (рис. 57, а). В шпоночном соединении в валу вырезают шпоночный паз, в который помещают шпонку — небольшой металлический брусок. Возвышающаяся над поверхностью вала часть шпонки входит в паз, прорезанный в шестерне, шкиве или звёздочке, и таким образом соединяет их с валом. Шпоночное соединение применяется, например, в соединении вала электродвигателя со шкивом ремённой передачи токарного станка для обработки древесины.
Рис. 57. Соединение шестерни с валом: а — шпоночное: 1 — вал: 2 — шпонка: 3 — шестерня: 4 — шпоночный паз; 6 — шлицевое: 1 — шлицевой вал: 2 — шлицы; 3 — шестерня
Иногда необходимо, чтобы зубчатое колесо могло не только передавать вращательное движение, но и перемещаться вдоль вала. В этом случае применяют шлицевое соединение (рис. 57, б). Для такого соединения на поверхности вала прорезают продольные канавки. В результате этого на валу образуются выступы — шлицы. А в отверстии колеса прорезают продольные пазы, в которые эти шлицы входят. Шлицевое соединение применяется, например, в шпинделе настольного сверлильного станка.
Практическая работа № 13
Изучение составных частей машин
- Ознакомьтесь с механизмами, имеющимися в школьной учебной мастерской. Запишите в рабочую тетрадь их названия и назначение.
- Замерьте диаметры зубчатых колёс ручной дрели и определите передаточное отношение этой зубчатой передачи.
Выполните поиск в Интернете, какие ещё механизмы, кроме имеющихся в мастерской, применяются в современных машинах. Расскажите о них на следующем уроке.
Новые слова и понятия
Основные части машин: двигатель, передаточный механизм, рабочий (исполнительный) орган; механизмы: цепной, зубчатый (зубчатая передача), реечный; шпонка, шлиц.
Структура технологической машины
В общем случае под термином «технологическая машина» понимают любое техническое устройство, предназначенное для осуществления заданного технологического процесса или заданной технологической операции.
Технологическая машина в простейшем случае состоит из трех основных механизмов: двигательного, передаточного, исполнительного. Кроме того, машина может иметь системы управления, защиты и блокировки, а также систему регулирования и механизмы подачи продукта, его транспортирования внутри машины и выгрузки после обработки.
Все основные механизмы технологической машины, а также системы, обеспечивающие ее нормальное функционирование, монтируются на общей станине, образуя единое техническое устройство.
Двигательные механизмы. В этом качестве применяются главным образом электродвигатели переменного однофазного или трехфазного тока, а также двигатели постоянного тока. Необходимо отметить, что в условиях повышенной влажности в производственных помещениях предприятий общественного питания электродвигатели должны быть обязательно защищенного исполнения, т. к. попадание влаги на обмотку может привести к выходу их из строя.
Передаточные механизмы. Передаточный механизм служит для осуществления кинематической связи двигательного и исполнительного механизмов. В качестве передаточного механизма в технологических машинах применяются главным образом механизмы вращательного движения — передачи.
Основное назначение передаточного механизма — это преобразование кинематических и энергетических параметров (частоты вращения, крутящего момента, мощности) двигательного механизма до заданных значений тех же параметров исполнительного механизма. Степень преобразования этих параметров характеризуется передаточным отношением механизма, которое определяется выражением:
где п1, п2 — частота вращения соответственно входного и выходного вала передаточного механизма; Mi, М2.— крутящий момент соответственно на входном и выходном валах; η — коэффициент полезного действия передаточного механизма.
Исполнительные механизмы. Они являются частью технологической машины, которые непосредственно обрабатывают продукт, и конструкция которых определяется характером воздействия на продукт.
Исполнительный механизм состоит из трех основных элементов: рабочего инструмента, рабочей камеры и приводного вала.
Рабочий инструмент является определяющим фактором функционального назначения машины: нож — машина для измельчения продукта, лопасть — машина для перемешивания, терочный диск (конус) — машина для очистки продуктов и т. д.
Рабочая камера служит для ориентирования обрабатываемого продукта с целью обеспечения эффективного воздействия на него рабочего инструмента. В качестве примера можно привести корпус мясорубки, бачок взбивальной машины, дежу тестомесильной машины и т. д. Рабочая камера имеет загрузочное устройство и устройство для выгрузки обработанного продукта.
Приводной вал, соединенный, как правило, с передаточным механизмом, предназначен для передачи вращательного движения передаточного механизма в соответствующее движение рабочего инструмента или обрабатываемого продукта.
Таким образом, в зависимости от своего назначения и соответствующего конструктивного исполнения технологическая машина может выполнять одну или несколько технологических операций. Поэтому различают однооперационные, многооперационные и многоцелевые технологические машины. Однооперационная машина выполняет только одну технологическую операцию. Многооперационной называется машина, выполняющая несколько операций, составляющих заданный технологический процесс. Многоцелевая машина представляет собой универсальный привод, конструкция которого обеспечивает кинематическое присоединение различных сменных исполнительных механизмов, выполняющих определенные технологические операции.
Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет
Общее устройство технологической машины
Машина состоит из трех основных механизмов: двигательного, передаточного и исполнительного, а также механизмов управления, регулирования, защиты и блокировки.
Двигательные механизмы- электродвигатели однофазного или трехфазного перемешенного тока (асинхронные).
Передаточные механизмы предназначены для передачи движения к рабочим органам исполнительных механизмов, изменения скорости направления вращения, преобразования одного вида движения в другой.
Передачи: зубчатые (цилиндрические, конические, червячные), ременные (плоско-клиноременные), цепные (втулочные, втулочно-роликовые, зубчатые, пластинчатые), фрикционные (цилиндрические, конические).
Зубчатые передачи состоят из двух входящих в зацепление зубчатых колес: для передачи вращательного движения между параллельными валами применяют цилиндрические передачи; с пересекающимися — конические; перекрещивающимися – червячные. Для передачи сложного вращательного движения используется планетарный зубчатый механизм, при котором одно зубчатое колесо неподвижно, другое совершает двойное вращение вокруг своей оси и вокруг оси неподвижного колеса (взбивальные машины).
Ременные передачи применяют для передачи вращательного движения между валами, значительно удаленными один от другого. Передача вращательного движения обеспечивается силой трения между ремнем и шкивами. Для нормальной работы необходимо создать достаточное натяжение в ремне (установкой натяжного устройства или изменением расстояния между шкивами).
Цепные передачи применяют для передачи движения между параллельными, значительно удаленными один от другого валами. Состоят из двух звездочек, закрепленных на ведомом и ведущем валах и шарнирной гибкой цепи, надетой на звездочки. Такие передачи применяют в посудомоечных машинных для передачи движения конвейеру с посудой и в хлеборезках, а так же в тестомесильных машинах.
Фрикционные передачи применяют для передачи движения между параллельными или пересекающимися валами. Они состоят из прижатых один к другому цилиндрических или конических катков. Движение передается за счет силы трения, возникающей в результате прижатия одного катка к другому. Такие передачи применяют крайне редко.
Материалы для изготовления машин. Для изготовления машин общественного питания применяют следующие материалы: нержавеющую сталь, пищевой алюминий, серый и отбеленный чугун, инструментальную сталь и обычные конструкционные стали, а также полимерные материалы.
Нержавеющая сталь применяется при изготовлении исполнительных механизмов, деталей рабочих органов, стенок рабочих камер, загрузочных и разгрузочных устройств.
Инструментальные стали, и отбеленный чугун применяют для изготовления режущих инструментов, жерновов и других рабочих органов.
Пищевой алюминий используют для изготовления корпусов рабочих камер, загрузочных и разгрузочных лотков и т.д.
Серый чугун применяют для изготовления корпусов рабочих камер, корпусов редукторов и др.
Полимерные материалы. В технологических машинах для общественного питания применяются в основном уменьшении адгезии пищевых продуктов при их обработки и стенкам рабочих органов машины или аппарата. Наибольшее распространения полу4или полимерные материалы выполненных на основе оргпласта допущенные СанПиН.
Существуют механизмы управления, регулирования, защиты и блокировки, которые осуществляют пуск и остановку, контроль над работой на заданный режим; для предотвращения неправильного включения и предупреждения производственного травматизма.
Широкое распространение получили универсальные приводы, которые состоят из электродвигателя, редуктора и устройства для поочередного использования приводных механизмов (фаршемешалка, мясорубка, взбивалка), т.е. они применяются в машинах, которые работают недолго и имеют низкий коэффициент использования, где установка индивидуального привода не целесообразна из-за увеличения её стоимости и площади использования.
Промышленность выпускает приводы двух видов: общего назначения (используют в нескольких цехах) и специального назначения (например в мясном).
Малогабаритные приводы УММ-ПР и УММ-ПС используют для предприятий общественного питания речного; морского транспорта ПУВР-0,4 и для железнодорожного транспорта.
Раздел I. Механическое оборудование
Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет
CASTLE.PRI.EE
Машина и её основные части
Машина является устройством, выполняющим механические движения для преобразования энергии, материалов или информации.
Основное назначение машины – частичная или полная замена производственных функций человека с целью облегчения труда и увеличения его производительности.
В зависимости от выполняемых функций машины делятся на:
1.Энергетические, предназначенные для преобразования энергии ( эл. двигатели, эл. генераторы, турбины ).
2.Рабочие машины (станки, автомобили, самолёты, вычислительные машины).
Выполняемая ими работа изменяет форму, размеры или положение материалов (сведений).
Среди рабочих машин различают технологические, транспортные, транспортирующие, вычислительные.
Например, при обработке заготовок шлифовальной машинкой (технологическая машина) изменяются их размеры.
При распиливании материалов на форматной пиле (технологическая машина) изменяются размеры заготовок.
Транспортные машины перевозят грузы и перемещаются сами.
Транспортирующие машины сами неподвижны (конвейер, транспортер), а грузы перемещаются с помощью рабочего органа – ленты, цепи, каната.
Вычислительные машины с большой скоростью производят операции с цифрами, обрабатывая различные данные.
Энергетические машины (машины — двигатели) преобразуют один вид энергии в другой.
К ним относятся электродвигатели, паровые турбины, двигатели внутреннего сгорания, реактивные двигатели.
Каждая машина состоит из специальных и типовых деталей.
К специальным относятся те детали, которые встречаются только в данной машине.
Типовые детали встречаются во всех или во многих машинах.
К ним относятся болты, гайки, шпильки, шпонки, валы, шкивы, шестерни, подшипники.
В каждой машине можно выделить три основных части: двигатель, передаточный механизм, рабочий орган.
В мастерских мы работаем на технологических машинах.
Примерами машины являются сверлильный станок и токарный станок по обработке древесины.
Сверлильный станок представляет собой технологическую машину, предназначенную для получения отверстий.
Три основные части: двигатель — электродвигатель, передаточный механизм — клиноременная передача, рабочий орган — сверло.
Токарный станок предназначен для изготовления различных деталей путем снятия стружки с заготовки.
Основными частями станка являются: двигатель — электродвигатель, передаточный механизм — клиноременная передача, рабочий орган — резец.
