Основы проектирования устройств для ремонта технологического оборудования. Характеристика документированных методик. Организационно-технические и технологические способы повышения и обеспечения надежности технических систем

Технологическое оборудование

При производстве пива используется следующее оборудование:

  • 1. Варочный цех:
    • · Фильтрчан
    • · Сусловарочный котел
    • · Компьютерный пульт управления
    • · Заторный и отварочный котлы
  • 2. Бродильно-лагерный цех:
    • · Цилиндро-конические танки
    • · Горизонтальные бродильные чаны
    • · Классические лагерные танки
  • 3. Фильтрация:
    • · Фильтрационная установка SCHENK (Германия)
    • · Фарфасное отделение
    • · Дрожжевое отделение
  • 4. Цех розлива пива:
    • · Линия розлива (0,5 стекло)
    • · Линия розлива (3л ПЭТ)
  • 5. Станция CIP
  • 6. Станция сбора углекислоты

Характеристика документированных методик

В процессе деятельности предприятия используются соответствующие документированные методики, определяющие способ производства, влияющих на качество, на основе стандартов, технических условий, нормативных документов на способ производства. К нормативным документам относят документы, устанавливающие правила, принципы, характеристики, касающиеся различных видов деятельности и результатов.

Требования, устанавливаемые нормативными документами, основываются на современных достижениях науки и техники, технологии и регламентированных стандартов, прогрессивных научных стандартов других стран.

К стандартам относят документы, в которых в целях добровольного многократного использования устанавливаются характеристики продукции, правила осуществления и характера процесса производства и всех стадий и этапов жизненного цикла продукции.

Технические документы, не являясь нормативными, рассматриваются как нормативные, если на них есть ссылка в контрактах или договорах на поставку товаров.

При производстве пива и безалкогольных напитков в ОАО «Вятич» используются следующие нормативные документы: ГОСТы или государственные стандарты (на сырье, на готовую продукцию, на средства производства); ТУ или технические условия (на готовую продукцию, они проектируются на самом предприятии); СанПиНы или санитарные правила и нормы (используются для контроля качества сырья и готовой продукции по микробиологическим показателям и показателям безопасности). Примеры документов приведены в Приложении.

определения необходимого числа для АТП

Выбор и определение необходимого числа оборудования целесообразно начинать с базового (подъёмники, эстакады и др.), затем комплектовать оборудованием для оснащения постов, составлять наборы образцов оборудования личного пользования.

В настоящее время существуют две методики выбора:

1. Выбор технологического оборудования с использованием “Табеля”. “Табель технологического оборудования” устанавливает типовые перечни и потребность в оборудовании по усреднённым показателям (единым типам автомобилей, условиям их эксплуатации, типовым технологиям ТО и ТР, нормативам трудоёмкости).

2. Методика НИИАТ.

Определение потребности АТП в оборудовании заключается в выборе и составлении перечня необходимого оборудования и установления штатного (необходимого) количества каждого образца. При определении потребности в ряде базовых образцов путём расчёта используются данные о распределении трудоёмкостей ТО и ТР (в процентах по видам работ). При определении потребности в недорогих и простых по устройству образцах достаточно использовать 1 – 2 фактора АТП.

Методика предусматривает несколько способов определения потребности АТП в оборудовании:

1. Технологический расчёт по суммарной годовой трудоёмкости работ ТО и ТР, выполняемых с использованием образца, числу постов и рабочих мест, зон и участков.

2. Экспертно – технический способ. По оценке технологической необходимости в образце для операции или работ, выполнение которых без него невозможно, опасно для использования, или же при этом существенно снижается качество результатов или производительность труда.

3. Комбинированный способ, сочетающий технологический расчёт и экспертно – технический способ.

При выборе и составлении перечня оборудования, необходимого для данного АТП используют данные действующего “Табеля”, нормативы численности рабочих, занятых на ТО и ТР подвижного состава, “Положение о ТО и Р подвижного состава автомобильного транспорта”, технологическую документацию по ТО и ТР для данного АТП, каталоги – справочники по технологическому оборудованию отечественных и зарубежных производителей.

Экспертно – технический способ применяется в случае, когда число оборудования не поддаётся определению расчётом из – за малой суточной трудоёмкости или загрузки, или использования для не систематически выполняемых операций.

Определение штатного числа оборудования для АТП комбинированным способом производится главным образом для оборудования, штатное число которого определяется технологическим расчётом, но при этом результаты корректируются с учётом технологических, технических и других требований АТП или образца.

Лекция №2 Основные конструктивные элементы и узлы теплового оборудования.

Вопросы:

1. Рабочие камеры.

2. Греющие элементы.

3. Тепловая изоляция.

4. Транспортирующие и перемешивающие устройства.

6. Средства техники безопасности и контрольно-регулирующие устройства.

Рабочие камеры . Основным элементом теплового аппарата, предназначенного для тепловой обработки пищи, является рабочая камера. Она представляет собой пространство, в котором находится пищевой продукт в момент теплового воздействия.

К закрытым рабочим камерам относятся: варочные сосуды пищеварочных котлов и автоклавов, паровые камеры, камеры для ИК - и СВЧ-обработки, и т. д.

Открытые рабочие камеры сообщаются с окружающей средой. Они могут иметь форму параллелепипеда, куба, цилиндра или другую, в которых одна из поверхностей, формирующих объем, отсутствует.

Закрытые рабочие камеры выгодно отличаются от открытых по многим технико-экономическим параметрам: они характеризуются меньшими потерями теплоты и, как следствие, меньшими удельными энергозатратами; в этих камерах более точно выдерживаются технологические параметры и, следовательно, достигается более высокое качество кулинарных изделий.

Несмотря на недостатки, камеры открытого типа также широко распространены на предприятиях общественного питания. Это связано с их простотой в изготовлении и возможностью реализовать в некоторых из них многие технологические процессы, что делает их незаменимыми вспомогательными аппаратами.


Объем рабочей камеры определяют, чаще всего исходя из объема продуктов, находящихся в ней, с учетом коэффициента запаса:

font-size:14.0pt;line-height:150%">где V КАМ – объем рабочей камеры, м3; V ПРОД - объем продуктов, м3; φ - коэффициент запаса.

Объем пищевого продукта определяется по требуемой производи­тельности с учетом продолжительности тепловой обработки:

font-size:14.0pt;line-height: 150%">где D - производительность аппарата, кг/с; τ - продолжительность тепловой обработки, с; ρпр - плотность продукта, кг/м3,

Греющие элементы. Продукты, размещенные в рабочих камерах, нагреваются путем контакта с той или иной греющей средой, которая, в свою очередь нагревается греющими элементами.

Греющие элементы размещаются в рабочих камерах с учетом требований технологии приготовления пищи при условии обеспечения минимальных потерь сырья и энергии, а также снижения общей себестоимости продукции.



Тепловая изоляция . Это слой материала, уменьшающий тепловые потери в окружающую среду. Температура наружных стенок аппаратов, покрытых тепловой изоляцией, не превышает 60 "С для варочных аппаратов и 70 "С для жарочных, что исключает возможность ожогов.

Основные требования к теплоизоляционным материалам: низкий коэффициент теплопроводности, теплостойкость и влагостойкость.

В ряде случаев, когда температура рабочей камеры невелика, роль тепловой изоляции может выполнять воздушная прослойка между камерой и корпусом. При этом толщина слоя воздушной прослойки не должна превышать 5...10 мм.

Весьма эффективной и экономичной является комбинированная тепловая изоляция, состоящая из внешней воздушной прослойки и слоя теплоизоляционного материала, примыкающего к рабочей камере или поверхности греющего элемента, размещенного на ее стенках.

Расчет тепловой изоляции чаще всего сводится к определению толщины ее слоя.

а - коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности тепловой изоляции к воздуху, Вт/(м2 К); t нар - температура наружной поверхности теплоизоляционного слоя, равная температуре наружной стенки теплового аппарата, "С; t окр - температура окружающего воздуха, °С; t вн - максимальная температура внутреннего слоя тепловой изоляции, °С; λиз- коэффициент теплопроводности материала тепловой изоляции, Вт/(м К).

Коэффициент теплоотдачи:

α = 9,7 + 0,07(t нар - t ок p ).

Транспортирующие и перемешивающие устройства . Транспортирующие устройства применяют в аппаратах непрерывного действия для перемещения пищевого продукта внутри рабочей камеры.



Рис. 1. Принципиальные схемы транспортирующих устройств:

а - ленточных; б - цепных; в - шнековых; 1 - ведущий барабан; 2 - ведомый барабан; 3 - рабочая камера; 4, 5 - промежуточные валики; 6 - холостая ветвь транспортера; 7 - рабочая ветвь транспортера; 8 - сетчатые емкости; 5 - вал; 10 - лопасть шнека (/ р - длина рабочего участки транспортера)

Основным рабочим элементом ленточных технологических транспортирующих устройств (рис. а) служит лента, выполненная, как правило, из отдельных пластин.

Скорость движения ленты не превышает 0,1...0,3 м/с.

Производительность ленточного транспортера определяется по формулам:

при перемещении штучных грузов

G = 3600 nυ / b ,

где G - производительность, шт/ч; n - количество обрабатываемых изделий, располагающихся одновременно по ширине ленты, шт.; υ - скорость ленты, м/с; b - расстояние между обрабатываемыми изделиями по длине ленты, м;


при перемещении сыпучих материалов сплошным слоем производительность (кг/с)

G = ρLhυ

где р - насыпная масса обрабатываемого пищевого продукта, кг/м3; L - ширина - слоя продукта на ленте, м; h - высота слоя продукта, м.

На предприятиях общественного питания цепные транспортеры чаще всего используют в паровых камерах, предназначенных для варки или размораживания пищевых продуктов.

В качестве основного элемента цепных транспортеров используют цепь, составленную из отдельных стальных звеньев, гибко соединенных между собой. К этой цепи обычно подвешивают перфорированные емкости, предназначенные для размещения пищевого продукта.

Производительность цепного транспортера (кг/ч) может быть определена по формуле

G = 3600 V емк ρφυ / b ,

V емк - объем емкости для продукта, м3; φ - коэффициент, учитывающий степень заполнения емкости (φ = 0,7 + 0,9); b - расстояние между емкостями.

Шнековые транспортирующие устройства (рис. в) иногда называют винтовыми. Они применяются в цилиндрических рабочих камерах.

Производительность шнекового транспортирующего устройства приближенно определяют по формуле

где G - производительность, кг/с; D - наружный диаметр шнеке, м; d - диаметр вала, м; S - шаг витка лопасти шнека, м; S 1 - толщина лопасти, м; n - частота вращения шнека, с-1; р - плотность продукта, кг/м3; φ" - коэффициент, учитывающий неравномерность загрузки сырья (φ" = 0,15...0,2).


Перемешивающие устройства . В рабочих камерах аппаратов, предназначенных для тепловой обработки вязких пищевых продуктов с низким коэффициентом теплопроводности, для интенсификации процесса нагрева размещают перемешивающие устройства (мешалки).

Рис. 2. Принципиальные схемы мешалок:

а) горизонтальных; б) горизонтальных с наклоном (φ - угол наклона лопасти); в) вертикальных; г) планетарных; д) якорных; е) винтовых; ж) двухвинтовых; з) эллипсовидных

В аппаратах периодического действия при перемешивании однородных жидкостей применяют мешалки с горизонтальными лопастями (рис. а). Радиально расположенные прямые лопасти создают интенсивное движение жидкости в полости их вращения и слабое перемешивание по высоте столба жидкости. Для большей интенсификации перемешивания лопасти иногда изготовляют наклонными (рис. б).

Мешалки с вертикальными лопастями (рис. в) применяют при нагреве и смешении жидкостей разной плотности. Такие мешалки обеспечивают хорошее смешение жидкостей по всему объему.

Мешалки с планетарным механизмом (рис. г) используют в том случае, когда требуется особенно интенсивное перемешивание жидкости по всему объему.

Мешалки с якорными лопастями (рис. д) применяют в выпарных, варочных и плавильных аппаратах. Эти мешалки предназначены для постоянного перемешивания оседающих частиц пищевого продукта с целью предотвращения возможного пригорания или перегрева этих частиц во время технологического процесса.

Мешалки с винтовыми (рис. е), двухвинтовыми (рис. ж) и эллипсовидными (рис. з) лопастями обеспечивают хорошее перемешивание вязких пищевых продуктов по всему объему.

Несущие элементы тепловых аппаратов. Элементы, воспринимающие и перераспределяющие силу тяжести, силовое воздействие рабочих органов машин и механизмов, а также гасящие вибрации, возникающие при их работе, называют несущими.


Наиболее часто встречаются в конструкциях тепловых аппаратов в качестве несущих элементов станины и каркасы, размещаемые на основаниях.

Основания - это места установки машин и механизмов. В качестве основания могут использоваться полы производственных помещений или специально подготовленные бетонированные фундаменты.

Станины - опорные элементы, закрепляемые на основаниях, обеспечивающие распределение статической и гашение динамических нагрузок.

Обычно станины выполняют цельнометаллическими массивными, что позволяет понизить центр тяжести аппарата, придать ему необходимую устойчивость.

Каркас - несущая конструкция, на которой крепят рабочую камеру аппарата, передаточный и транспортирующий механизмы, а также системы, обеспечивающие безопасность и автоматическое регулирование процессов технологической обработки пищи.

Изготовляют каркасы в виде цельнометаллических сварных или сборно-разборных (с использованием крепежных резьбовых соединений) конструкций. В качестве основных элементов каркаса обычно используют стандартный металлопрокат - уголки, швеллеры, балки.

Средства техники безопасности, контрольно-регулирующие устройства и вспомогательные элементы конструкции

К наиболее общим средствам техники безопасности относятся:

1. Средства, исключающие воздействие электрического тока на организм человека: система защитного заземления; система защитного зануления; система защитного отключения; система защиты от токов короткого замыкания и токовой перегрузки;

2. Средства, исключающие воздействие природного газа на обслуживающий персонал;

3. Средства, исключающие поступление образующихся продуктов термического распада веществ в рабочих камерах, и средства, исключающие поступление продуктов сгорания топлива в рабочее помещение; специальные вентиляционные каналы (вентиляционные устройства); тяговые устройства;

4. Средства, исключающие механическое разрушение в результате повышенного давления или вакуума , - предохранительные клапаны.

5. Контрольно-измерительные средства - термометры, манометры, мановакуумметры различных типов, предназначенные для регистрации основных технологических параметров тепловых аппаратов.

Подробно изложены теоретические основы расчета и конструирования специализированного технологического оборудования для проведения операций технического обслуживания и ремонта автомобилей. Даны классификации групп оборудования. Рассмотрены принципы действия и конструктивные особенности основных типов технологического оборудования. Описан порядок расчета и подбора основных элементов технологического оборудования. Приведены основные положения системы технического обслуживания и ремонта технологического оборудования.
Для студентов высших учебных заведений. Может быть полезен специалистам автотранспортных и автосервисных предприятий, а также специалистам, проектирующим технологическое оборудование.

ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ.
Основными понятиями, которыми надлежит оперировать при проектировании технологического оборудования, являются следующие.
Изделие - любой предмет или набор предметов производства, изготовленный предприятием.
Деталь - изделие, изготовленное из однородного по наименованию и марке материала без применения сборочных операций, например винт, гайка, вал, литой корпус.

Сборочная единица - изделие, составные части которого подлежат соединению между собой сборочными операциями (свинчиванием, сочленением, пайкой, опрессовкой и т.п.).
Узел - сборочная единица, которая может выполнять определенную функцию в изделиях одного назначения только совместно с другими составными частями.

Агрегат - сборочная единица, обладающая полной взаимозаменяемостью, возможностью сборки отдельно от других составных частей изделия или изделия в целом и способностью выполнять определенную функцию в изделии или самостоятельно.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие
Введение
Глава 1. Механизация технологических процессов технического обслуживания и текущего ремонта
1.1. Общие положения
1.2. Методика определения показателей механизации работ на предприятиях автомобильного транспорта
1.3. Основные аспекты механизации технического обслуживания и текущего ремонта на предприятиях автомобильного транспорта
Глава 2. Основы проектирования технологического оборудования
2.1. Основные понятия
2.2. Общие принципы и правила конструирования технологического оборудования
2.3. Стадии проектирования технологического оборудования
2.4. Виды конструкторских и эксплуатационных документов
Глава 3. Проектирование приводов технологического оборудования
3.1. Общие сведения
3.2. Пневматический привод
3.2.1. Общие сведения и классификация
3.2.2. Пневмодвигатели
3.3. Гидравлический привод
3.3.1. Общие сведения и классификация
3.3.2. Выбор насосов гидравлических приводов
3.3.3. Выбор гидроаппаратуры и расчет трубопроводов
3.3.4. Расчет потерь давления в гидравлической системе и КПД гидравлического привода
3.3.5. Гидродвигатели
3.3.6. Гидравлические емкости и кондиционирование рабочих жидкостей
3.4. Пневмогидравлические преобразователи
3.5. Электромеханический привод
Глава 4. Оборудование для очистных и уборочно-моечных работ
4.1. Общие сведения и классификация
4.2. Оборудование для струйной очистки изделий
4.2.1. Общая характеристика оборудования для струйной очистки
4.2.2. Расчет и конструирование моющих рамок струйных установок
4.2.3. Расчет насосов струйных моечных установок
4.3. Щеточные и струйно-щеточные моечные установки
4.4. Оборудование для погружной очистки изделий
4.4.1. Общая характеристика моечного оборудования погружного типа
4.4.2. Расчет и конструирование устройств для интенсификации процессов очистки погружением
4.5. Оборудование для реализации специальных способов очистки
4.6. Ультразвуковые моечные установки
4.7. Теплотехнический расчет моечно-очистного оборудования
Глава 5. Очистные сооружения предприятий автомобильного транспорта
5.1. Общие сведения и классификация
5.2. Способы очистки моющих растворов
5.3. Расчет очистных сооружений
Глава 6. Подъемно-транспортное оборудование
6.1. Общие сведения и классификация
6.2. Осмотровые канавы и эстакады
6.3. Домкраты
6.4. Подъемники
6.5. Опрокидыватели
6.6. Электротали, краны
6.7. Конвейеры
6.8. Основные правила эксплуатации грузоподъемных механизмов
Глава 7. Смазочно-заправочное оборудование
7.1. Общие сведения и классификация
7.2. Конструктивные особенности смазочно-заправочного оборудования
7.3. Оборудование для приготовления и раздачи сжатого воздуха
7.3.1. Компрессоры
7.3.2. Воздухосборники
7.3.4. Компрессорные станции
7.4. Комбинированное смазочно-заправочное оборудование
Глава 8. Контрольно-диагностическое оборудование
8.1. Методы и средства диагностирования автомобилей
8.2. Стенды для диагностирования тягово-экономических качеств автомобилей
8.2.1. Общие сведения и классификация
8.2.2. Расчет опорно-приводного устройства роликовых стендов для диагностирования тяговых качеств автомобилей
8.2.3. Расчет параметров нагружателя роликового силового стенда для диагностирования тяговых качеств автомобилей
8.2.4. Расчет роликового инерционного стенда для диагностирования тяговых качеств автомобилей
8.3. Методы и средства диагностирования тормозных систем автомобилей
8.3.1. Общие сведения и классификация
8.3.2. Расчет роликовых стендов для диагностирования тормозных систем автомобилей
8.4. Оборудование для диагностирования двигателей
8.5. Оборудование для проверки и регулировки углов установки колес автомобилей
8.6. Стенды для проверки амортизаторов и зазоров в сочленениях подвески автомобилей
8.7. Диагностические комплексы
Глава 9. Разборочно-сборочное и слесарно-монтажное оборудование
9.1. Общие сведения и классификация
9.2. Оборудование для разборки и сборки резьбовых соединений
9.3. Оборудование для разборки и сборки соединений с натягом
9.3.1. Расчет сил в соединениях с натягом
9.3.2. Съемники
9.3.3. Прессы
9.4. Разборочно-сборочные стенды
9.5. Сборочные приспособления
Глава 10. Оборудование для технического обслуживания и ремонта колес автомобилей
10.1. Общие сведения и классификация
10.2. Стенды для монтажа и демонтажа шин
10.3. Оборудование для ремонта шин и камер
10.4. Стенды для балансировки колес автомобилей
Глава 11. Оборудование для ремонта кузовов
11.1. Общие сведения и классификация
11.2. Приспособления и стенды для силовой правки кузовов
11.3. Контрольно-измерительное оборудование
Глава 12. Оборудование для выполнения малярных работ
12.1. Общие сведения и классификация
12.2. Оборудование для подготовки поверхностей к окраске
12.3. Оборудование для нанесения лакокрасочных материалов
12.4. Оборудование для сушки лакокрасочных покрытий
12.5. Окрасочно-сушильные камеры
Глава 13. Эксплуатация технологического оборудования
13.1. Общие положения по техническому обслуживанию и ремонту технологического оборудования
13.2. Принципы дифференциации и оценки оборудования для составления системы технического обслуживания и ремонта
13.3. Система технического обслуживания и ремонта технологического оборудования
13.4. Методы организации технического обслуживания и ремонта технологического оборудования
13.5. Метрологическое обеспечение технологического оборудования
13.6. Обеспечение экологической безопасности технологического оборудования
Приложения
Заключение
Список литературы.

В настоящее время расчет потребности АТП в технологическом обору­довании и его выбор производится по данным действующего Табеля техно­логического оборудования и специализированного инструмента для АТП России. Табель, как руководящий нормативный документ для всех АТП России, устанавливает типовые перечень и потребность в оборудовании по усредненным показателем (единым типам автомобилей, условиям их экс­плуатации, типовым технологиям ТО и ТР, нормативам их трудоемкостей и т.п.) для специализированных АТП и не учитывает такие важные факторы, как разномарочность и разнотипность парка подвижного состава, местные производственные условия и условия эксплуатации автомобилей на АТП и т.д. Недоучет этих факторов приводит к ошибочности принимаемых реше­ний при определении потребностей АТП в оборудовании, к снижению воз­можного перспективного уровня механизации ТО и ТР, эффективности ме­ханизации, нерациональному использованию оборудования и его распреде­лению между участками и т. д.

Методика, разработанная в НИИАТе, дает возможность более правильного и объективного выбора и определения потребности в оборудовании каждого АТП на основе данных, характеризующих местные условия производства и ра­боты подвижного состава. Методика может быть использована при:

Определении требуемых перечней и необходимого числа единиц тех­нологического оборудования при реконструкции существующих и проекти­ровании новых АТП, отдельных зон, участков;

Оценке правильности оснащения конкретного АТП технологическим оборудованием;

Распределении технологического оборудования между зонами, участ­ками, постами;

Составлении ежегодных заявок АТП на приобретение нового техноло­гического оборудования;

Разработке перспективных планов развития производственной базы АТП.

Методика распространяется на все типы и модели технологического оборудования и инструмента, используемого при ТО и TP автомобилей.

Выбор и составление перечня необходимого оборудования должны производиться по данным номенклатуры, технических характеристик об­разцов, приведенных в действующем Табеле, рекомендуемых в Методике, а определение штатного количества каждого образца согласно рекомендаци­ям, приведенным в разделах Методики.

Методика позволяет более полно учитывать местные условия работы АТП, существенно уменьшить вероятность принятия ошибочных решений при оснащении рабочих постов и мест оборудованием и распределении его между зонами и участками ТО и TP, способствует получению более высокого технико-экономического эффекта от осуществления намеченных мероприятий по механизации, повышению качества и снижению стоимости работ ТО и ТР.

Определение потребности АТП в оборудовании заключается в выборе и составлении перечня необходимого оборудования и установлении штатного (необходимого) количества каждого образца.

Определение потребности в оборудовании производится на основании анализа и взаимной рациональной увязки факторов АТП и СТО факторов оборудования.

Данные по АТП определяются по соответствующим (технической, отчетной и другой) документациям или расчетам, а по оборудованию - по техническим характеристикам каждого образца, приведенным в действующем Табеле каталогах по оборудованию, паспорте образца или в других ис­точниках информации. При реконструкции АТП или строительстве новых данные устанавливаются по проектной документации.

В зависимости от характера осуществляемых на АТП мероприятий при определении потребности в оборудовании учитываются все или только часть факторов АТП. Более разностороннему и глубокому анализу подвер­гаются факторы оборудования и АТП при определении потребности в дорогостоящих, сложных, крупногабаритных образцах оборудования.

При определении потребности в ряде базовых образцов оборудования (линии мойки автомобилей и др.) путем расчета необходимо использовать данные о распределении трудоем костей ТО и TP в процентах по видам работ, приведенные в действующем Положении о ТО и ремонте подвижного состава автомобильного транспорта.