—> —>

—> —>

—> —>

§ 10. Технологические машины. Составные части машин

Какую роль, на ваш взгляд, играют машины и механизмы в развитии общества? Приведите примеры.

Вы уже знаете из 5 класса, что машина — это устройство, предназначенное для выполнения какой-либо работы путём преобразования одного ви да энергии в другой . Например, электродвигатель преобразует энергию, станок – материалы, ЭВМ – информацию.

В зависимости от функций, которые выполняют машины, они делятся на рабочие, энергетические и информационные.

Энергетические машины преобразуют один вид энергии в другой. Можно различить несколько видов энергетических машин: паровые, электрические, двигатель внутреннего сгорания и реактивный двигатель. Например, в обычном автомобиле энергетическая машина — бензиновый двигатель, который преобразует химическую энергию топлива в механическую энергию вращения. В электрическом двигателе электрическая энергия преобразуется в механическую энергию вращающейся части двигателя — ротора.

Рис. 1. Карьерный самосвал грузоподъёмностью 610 тонн

Информационные машины преобразуют информацию. К этой группе относятся электронно-вычислительные машины.

Рис.2. Кассовый аппарат

К рабочим машинам относятся технологические, транспортные, транспортирующие и бытовые машины. Транспортные машины осуществляют перемещение людей и грузов на большие расстояния. К ним относятся самолёты, локомотивы, автомобили (рис.1). Транспортирующие машины перемещают людей и грузы на малые расстояния. К этой группе относятся эскалаторы, подъёмные краны (рис. 3), конвейеры.

Рис. 3. 128-метровый портальный кран отечественного производства

Технологические машины предназначены для преобразования материалов. Примером технологической машины является токарный станок для обработки древесины СТД-120М (рис. 4), основное назначение которого — изготовление деталей из древесины посредством точения.

Рис.4. Токарный станок по обработке древесины

Бытовые машины используются в домашнем хозяйстве. К этой группе относятся, например, пылесосы, стиральные и посудомоечные машины, миксеры, соковыжималки (рис. 5).

Рис. 5. Соковыжималка и холодильник

Важнейшая особенность каждой машины — наличие трёх основных частей: двигателя, передаточного механизма и рабочего (исполнительного) органа. Двигатель — это устройство, которое преобразует какой-либо вид энергии (электрическую, тепловую, химическую) в механическую работу. Это источник движения рабочей машины. Рабочий орган выполняет необходимые технологические операции или сообщает движение заготовке и инструменту. Например, в сверлильном и токарном станках — это шпиндель. Передаточные механизмы служат для передачи движения от двигателя к рабочему устройству. Примером такого механизма является ремённая передача в токарном станке для обработки древесины.

В машинах, приспособлениях и инструментах движение от одних деталей должно передаваться другим. Механические системы, предназначенные для передачи или преобразования движения, называются механизмами . Существует большое количество разнообразных механизмов.

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. 1).

Таблица 1. Виды механизмов (передач)

Цепной механизм передачи движения имеется у велосипеда. Он состоит из цепи и двух звёздочек.

Рис.6. Цепная передача в велосипеде

Зубчатый механизм (зубчатая передача) есть у ручной и электрической дрелях . 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).

Рис. 7. Зубчатая передача

В реечном механизме 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.

Рис. 8. Реечная передача

винтовой механизм в зажимах столярного верстака.

Рис. 9. Винтовой механизм

Для передачи вращательного движения на сравнительно большое расстояние используют ремённую передачу , состоящую из двух шкивов и надетого на них плоского или клиновидного ремня.

Рис. 10. Ремённая передача

Например, в автомоб иле 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 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. 11, 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. 11. Соединение шестерни с валом: а — шпоночное: 1 — вал: 2 — шпонка: 3 — шестерня: 4 — шпоночный паз; б — 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. 11, 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 «Изучение составных частей машин»

1. Ознакомьтесь с механизмами, имеющимися в школьной учебной мастерской. Запишите в рабочую тетрадь их названия и назначение.
2. 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.

Укажите основные узлы машины техоснащение

Общие сведения о машинах на предприятиях общественного питания

Машина — это совокупность механизмов, выполняющих определенную работу или преобразующих один вид энергии в другой. В зависимости от назначения различают машины — двигатели и рабочие машины.

В зависимости от назначения рабочие машины могут выполнять определенную работу по изменению формы, размеров, свойств и состояния объектов труда. Объектами труда в предприятиях общественного питания служат пищевые продукты, подвергающиеся различной технологической обработке — очистке, измельчению, взбиванию, перемешиванию, формированию и т.д.

По степени автоматизации и механизации выполняемых технологических процессов различают машины неавтоматические, полуавтоматические, автоматические:] В машинах неавтоматического действия загрузка, выгрузка, контроль и вспомогательные технологические операции выполняются поваром, закрепленным заданной машиной. В машинах полуавтоматического действия основные технологические операции выполняются машиной, ручные остаются только транспортные, контрольные и некоторые вспомогательные процессы. В машинах автоматического действия все технологические и вспомогательные процессы выполняются машиной. Они используются в составе поточных и поточномеханизированных линий и полностью заменяют труд человека.

§ 1 Классификация машин

В зависимости от назначения и вида обрабатываемых продуктов, машины предприятий общественного питания можно подразделить на несколько групп.

1. Машины для обработки овощей и картофеля — очистительные, сортировочные, моечные, резательные, протирочные и т.д.

2. Машины для обработки мяса и рыбы— мясорубки, фаршемешалки, рыхлители мяса, котлетоформировки и т.д.

3. Машины для обработки муки и теста— просеиватели, тестомеси-тельные, взбивательные и т.д.

4. Машины для нарезки хлеба и гастрономических продуктов — хлеборезка, колбасорезка, маслоделители и т.д.

5. Универсальные приводы — с комплектом сменных исполнительных машин.

6. Машины для мытья столовой посуды и приборов.

7. Подъемно-транспортные машины.

Требования к материалам, используемым для изготовления машин

Машины изготавливаются из металлических и неметаллических материалов. Выбор материала зависит от назначения машин и способа их изготовления. При выборе материала учитываются требования прочности и жесткости деталей, а также технологичность изготовления деталей.

Деталь, изготовление которой возможно наименее трудоемкими и производительными процессами (ковкой, отливкой), считается технологичной. Прочность — это способность детали под действием внешних приложенных сил не допускать поломки и остаточных деформаций.

Жесткость — это способность детали под действием внешних приложенных сил допускать упругие деформации только в установленных пределах.

Материалы, используемые для изготовления рабочих камер, должны быть нейтральными к продуктам и моющим средствам, не подвергаться коррозии, не оказывать вредного действия на продукты и хорошо очищаться от них. Основным материалом для изготовления машин является сталь и чугун, механические свойства которых зависят от содержания в них углерода, а также от примесей и добавок к ним (легирование).

Из цветных металлов применяются алюминий, медь, хром, никель, цинк и сплавы на их основе, которые имеют хорошую прочность, малый удельный вес и хорошо обрабатываются. Цветные маталлы используются для изготовления деталей, соприкасающихся с пищевыми продуктами. Все материалы, контактирующие с пищевыми продуктами, должны быть антикоррозийными, легко поддаваться чистке, мытью, обеззараживанию и просушиванию, и не вступать в реакцию с продуктами и моющими средствами.

В последние годы большое распространение получили неметаллические материалы: пластмассы, стекло, кожа, резина, поролон и различные пластики. В отличие от металлов они имеют преимущество в анти-коррозийности и бесшумности, хотя их применение снижает жесткость и прочность деталей.

Основные части и детали машин

Современные машины состоят из большого числа деталей различного назначения. Соединяясь между собой, детали образуют узлы. Основными узлами любой машины, используемой в предприятиях общественного питания, являются: станина, корпус, рабочая камера, рабочие органы, передаточный механизм и двигатель.

Станина — служит для установки и монтажа всех узлов машины. Изготавливается она обычно литой или сварной и имеет отверстия для закрепления машины на рабочем месте.

Корпус машины — предназначен для размещения внутренних частей машины — рабочей камеры, передаточного механизма и т.д. Иногда станина и корпус изготавливаются как одно целое.

Рабочая камера — место в машине, где продукт обрабатывается рабочими органами.

Рабочие органы — это узлы и детали машин, непосредственно воздействующие на продукты питания в процессе их обработки.

Передаточный механизм — передает движение от вала двигателя к рабочему органу машины, одновременно обеспечивая требуемые скорость и направление движения. Как правило в качестве двигателя машины используется электродвигатель.

Понятие о передачах

Передачей называется механическое устройство, передающее вращательное движение от вала электродвигателя к валу рабочих органов. Одновременно передачи позволяют изменять скорость вращения вала, направление движения на противоположное и преобразовывать один вид движения в другой.

В механических передачах вал с закрепленными на нем деталями, передающими вращение,, называется ведущим, а вал с деталями вращения — ведомым.

Все механические передачи можно разделить на ременные, зубчатые, червячные, цепные и фрикционные.

Зубчатые передачи (рис. 1-1) — это механизм, состоящий из 2-х зубчатых колес, сцепленных между собой. Эти передачи получили широкое применение в передаточных механизмах машин.

В зависимости от конструкции и расположения зубчатых колес, зубчатые передачи подразделяются на цилиндрические, конические и планетарные. По способу зацепления зубьев, зубчатые передачи делятся на передачи с внешним и внутренним зацеплением.

В зависимости от расположения зубьев, колеса подразделяются на прямозубые, косозубые и шевронные. Для передачи сложного вращательного движения используется планетарный зубчатый механизм (рис. 1-2″а»), при котором одно зубчатое колесо неподвижно, другое совершает двойное вращение: вокруг своей оси и вокруг оси неподвижного колеса (взбивальная машина).

Ременная передача (рис. 1-2 «г») — осуществляется при помощи двух шкивов, закрепленных на ведущем и ведомом валах, и надетого на эти шкивы ремня. Вращение от одного вала к другому передается посредством трения, возникшего между шкивом и ремнем.

Ремень в поперечном сечении может иметь форму прямоугольника — плофкоременная передача, трапеции — клиноременная передача, круга — круглоременная передача. Ремни выполняются из кожи или хлопчатобумажной и прорезиненной ткани. Нормальная работа зависит от правильного натяжения ремня. Ременная передача бесшумна в работе, проста по кон-струкции и предохраняет машину от поломки в случае заклинивания, так как ремень будет пробуксовывать. На предприятиях общественного питания широкое применение получила клиноременная передача, применяемая в картофелечистках, мясорубках, холодильных агрегатах и т.д.

Червячная передача (рис. 1-2 «б») применяется для передачи

движения между валами с пересекающимися осями. Состоит она из винта со специальной резьбой (червяк) и зубчатого колеса с зубьями соответствующей формы. Эти передачи компактны, бесшумны и значительно снижают скорость вращения вала.

Цепная передача (рис. 1-2 «в) состоит из 2-х закрепляемых на валах звездочек и шарнирной гибкой цепи, которая надевается на звездочки и служит для их связи. Эти передачи применяются в механизмах и машинах при больших расстояниях между валами и параллельном расположении их осей. Цепные передачи обеспечивают постоянное передаточное отношение и по сравнению с ременной передачей позволяют передавать большие мощности, кроме того, оцной цепью можно приводить в движение нескольких валов. К недостаткам цепной передачи можно отнести высокую стоимость обслуживания, сложность изготовления и шума в процессе работы.

Фрикционная передача (рис. 1-2″д») —

состоит из 2-х катков, насаженных на валы и прижатых один к другому. Вращение от ведущего катка передается ведомому за счет силы трения.

При передаче вращения между параллельными валами применяются цилиндрические передачи, между пересекающимися валами — конические.

Эти передачи просты по конструкции, бесшумны в работе и само предохраняются от перегрузок, однако имеют некоторые недостатки: низкий КПД

— 80-90%, непостоянное передаточное число и повышенный износ катков.

Кривошипно-шатунный механизм предназначен для преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное движение рабочего инструмента. Он состоит из коленчатого вала, шатуна и поршня. При вращении коленчатого вала, шатун заставляет поршень перемещаться возвратно-поступательно. Этот механизм применяется в компрессорах холодильного оборудования.

Рис. 1-1. Зубчатые передачи.
а — прямозубая, б — косозубая, в — шевронная, г — коническая, д — с круговыми зубьями, е-с внутренним зацеплением.

Рис. 1-2. Передаточные механизмы.
а — планетарная передача, 1 — неподвижное колесо,

2 — ведомое колесо, 3 — водило; б — червячная передача,

— вал с червяком, 2 — червячное колесо; в — цепная передача, 1 — звездочка, 2 — цепь; г — ременная передача, 1 — шкив,

2 — ремень; д — фрикционная передача, 1 — каток.