ГЛАВА 5. Механическое оборудование

5.1. Общие сведения о машинах и механизмах

В современном представлении машина — это устройство, выполняющее механические или иные движения для преобразования энергии, материалов (грузы, предметы и другие объекты труда) и информации в целях замены или облегчения физического труда человека. Рабочей машиной называется машина, предназначенная для преобразования материалов. Рабочие машины подразделяются на транспортные и технологические.

Транспортной машиной называют рабочую машину, в которой преобразование материала состоит только в изменении положения перемещаемого объекта. Под материалом на транспортных машинах понимают любой перемещаемый предмет. Примерами транспортных машин могут быть автомобили любых моделей, тепловозы, самолеты, подъемники, краны и т.д. Если транспортная машина применяется для перемещения людей, то под материалом понимается кабина лифта и т.д.

Технологической машиной называют рабочую машину, в которой преобразование материала состоит в изменении его формы, свойств и состояния обрабатываемого объекта. Технологические машины, в которых продукт подвергается физико-механическим, биохимическим, тепловым, электромагнитным и другим воздействиям, приводящим к изменению его физико-химических свойств или агрегатного состояния, — это технологические аппараты.

Машина, в которой преобразование энергии, материалов и информации выполняется без участия человека, называется машиной-автоматом. Совокупность машин-автоматов, соединенных между собой и предназначенных для выполнения определенного единого технологического процесса, называется автоматической линией.

Современные автоматические линии являются комплексом в который входят энергетические машины в виде приводов, транспортные машины для перемещения обрабатываемого объекта, технологические машины, изменяющие форму, состав и структуру обрабатываемого объекта, контрольно-управляющие машины, контролирующие качество и размеры получаемых изделий и регулирующие качество и размеры получаемых изделий и регулирующие режим движения двигателей и рабочих органов, и, наконец, информационные машины, производящие подсчет выпускаемой продукции и хранящие информацию о ее параметрах и режимах обработки.

Принципиальное и конструктивное построение машин и аппаратов определяется применяемым способом воздействия (обработки) на материал, а также техническими требованиями, предъявляемыми к их работе. Всякая технологическая машина (аппарат) состоит из двигателя, передаточного и исполнительного механизмов, рабочего органа, устройств и механизмов управления, контроля и защиты. Двигатель — механизм, осуществляющий преобразование различных видов энергии в механическую работу (двигатель внутреннего сгорания, паровая машина, электродвигатель и др.).

Передаточный механизм имеет своей задачей передачу движения от двигателя к технологической машине или исполнительным механизмам. Из-за того что вал двигателя имеет обычно более высокую частоту вращения, чем основной вал технологической машины, передаточные механизмы уменьшают частоту вращения вала двигателя до необходимого уровня.

Исполнительными механизмами называются те механизмы, которые непосредственно воздействуют на обрабатываемую среду (материал) и служат для преобразования движения передаточного механизма и передачи его в преобразованном виде рабочему органу. Исполнительные механизмы, как правило, являются механизмами циклического действия.

Рабочие органы — детали исполнительного механизма, которые вступают в непосредственное соприкосновение с обрабатываемым материалом и совершают механическую работу по преодолению технологических сопротивлений (при нарезании, изменении формы и линейных размеров тел и т.д.). Рабочие органы подразделяются на ножи, шнеки, лопасти и др. Рабочие органы должны иметь определенную форму и линейные размеры, а законы их движения — удовлетворять условию получения нужного усилия.

Механизмами управления, контроля и защиты называются устройства, осуществляющие функции изменения режимов работы машины, определения параметров (электрических, механических, биологических и др.) как обрабатываемого материала, так и самой технологической машины, обеспечивая также безопасность работы машины.