При технологической подготовке производства решают следующие основные задачи:
обработка конструкции машины на технологичность;
разработка технологических процессов изготовления и технического контроля заготовок и деталей, сборки, а также вспомогательных работ, начиная с получения исходных материалов и заготовок и кончая упаковкой готовой продукции;
типизация и нормализация технологических процессов и технологической оснастки;
установление технических норм времени на изготовление машины, норм расхода материалов и технологической оснастки;
проектирование специального и нормализованного инструмента, приспособлений, штампов и другой технологической оснастки, необходимой для изготовления заготовок, деталей, сборки и также для контроля качества;
изготовление и доводка запроектированной технологической оснастки;
проектирование и изготовление специального оборудования, средств механизации и автоматизации основных и вспомогательных производственных процессов, транспортных средств и нестандартного оборудования, связанных с технологическим процессом и организацией рабочих мест;
расчет потребного оборудования и разработка планировок его размещения;
расчет производственной мощности цехов, участков, линий;
доводка технологических процессов для обеспечения внедрения запроектированных.
Технологическая подготовка производства, проводимая на основе конструкторской документации, должна обеспечить комплексную разработку технологии основных и вспомогательных процессов изготовления новых конструкций машин по всем стадиям производства. Главной и самой ответственной частью подготовки производства является проектирование технологических процессов и конструирование технологической оснастки. Конечной целью проектирования любого производства является выпуск заданного вида продукции, изделия.
ГОСТ 14.202-73 устанавливает правила показателей технологичности конструкций изделий. Эти показатели предназначены для количественной оценки технологичности разрабатываемой конструкции. Рекомендуется следующая номенклатура показателей технологичности конструкций изделий.
По трудоемкости:
Трудоемкость изготовления изделия.
Трудоемкость изготовления по видам работ.
Трудоемкость подготовки изделия к функционированию.
Трудоемкость профилактического (технического) обслуживания.
Трудоемкость ремонта изделия.
По себестоимости:
Технологическая себестоимость изделия.
Себестоимость подготовки изделия к функционированию.
Изделия получают путем соответствующей переработки полимерного сырья.
Машинные технологические процессы химических производств и их классификация.
Процесс обработки сырья, полуфабрикатов, изделий, в результате которого происходит качественное изменение обрабатываемого объекта, называется технологическим.
Под обработкой объекта, таким образом, понимаются изменения его свойства состояния, размеров в результате химического или физического воздействия. Под обработкой понимаются также процессы сборки (в ходе которых группа деталей объединяется в изделие), процессы контроля и сортировки изделий по заданным параметрам (размер, марка, твердость и пр.), выполнение которых связано с количественной оценкой свойств объекта, и некоторые другие процессы.
В зависимости вида оборудования, используемого для выполнения технологических процессов химических производств, различают машинные, аппаратные и смешанные технологические процессы.
При машинных технологических процессах изделие обрабатывается путем воздействия рабочих органов машины (рабочие органы перемещаются относительно объекта обработки). Примерами машинных технологических процессов являются механическое измельчение, прессование, перемешивание и т.п. Для таких процессов применяются соответственно дробилки или мельницы, прессы, мешалки и другое оборудование.
Для аппаратных технологических процессов характерно статическое состояние элементов используемого оборудования. Процесс ведется в определенном рабочем пространстве аппарата, основным содержанием процесса является изменение химических свойств или теплового состояния объекта, массообмен и т. д. К таким процессам относятся химические реакции, процессы нагревания, выпарки, ректификации, намагничивания и др.
Следует отметить, что в некоторых аппаратах имеются подвижные рабочие органы, которые способствуют более интенсивному течению процесса (мешалки в реакторах, вращающиеся печи и т. п.), однако наличие движущихся устройств не изменяет основной природы процесса и его содержания.
Для смешанных технологических процессов характерно применение и машинного, и аппаратного оборудования, используемого последовательно или параллельно. Например, в процессе изготовления изделий из реактопластов производится горячее прессование изделия в замкнутой форме. В этом случае процесс формования (механический) идет одновременно с тепловым процессом (нагреванием изделия) и химическим процессом (поликонденсацией) Для таких отраслей химической промышленности, как переработка пластических масс, изготовление резинотехнических изделий, изготовление силикатных изделий, смешанные технологические процессы являются наиболее характерными.
Что касается машин-автоматов, под автоматом (от греческого αντοματοζ - самодействующий) в широком смысле понимают такое искусственно созданное устройство (машину, аппарат, прибор, приспособление), которое позволяет осуществлять определенную функцию (действие, процесс) без непосредственного участия человека.
Широко известны различные приборы-автоматы: информационные, энергетические, счетные, метеорологические и т. п.; большое распространение получили бытовые и торговые автоматы
Особое положение среди автоматов занимают технологические машины-автоматы (машины-автоматы), в которых воспроизводится непрерывный или многократно повторяющийся в течение заданного времени определенный технологический процесс. Объектом нашего рассмотрения являются машины-автоматы и автоматические линии химических производств. В этом оборудовании осуществляются главным образом машинные и некоторые смешанные технологические процессы. Машина-автомат является лишь средством для достижения цели — выполнения технологического процесса, поэтому основой для проектирования машины-автомата является детальное изучение процесса, а при наличии нескольких способов его проведения— выбор наилучшего (оптимального) варианта технологического процесса.
В нашем случае представляет особый интерес классификация технологических процессов по характеру взаимодействия между орудиями труда и объектом обработки. Характер этого взаимодействия существенно влияет на структурную и кинематическую схему машины, конструкцию ее рабочих органов, производительность машины и возможность ее универсального использования.
По Л.Н. Кошкину существуют четыре класса технологических процессов в зависимости от характера взаимодействия орудий труда и объектов обработки (рис. 1).
Рис. 1. Схема классификации технологических процессов (по Л.Н. Кошкину)
К технологическим процессам I класса относятся процессы, в которых рабочий орган касается объекта обработки теоретически в одной точке. К таким процессам условно можно отнести механическую обработку отпрессованных из пластмасс изделий резцом, снятие грата-облоя, высокочастотную сварку полимерной пленки электродом в виде ролика и др.
Для осуществления этих процессов движение рабочего органа относительно объекта обработки должно быть сложным, и, следовательно, должна быть сравнительно сложной кинематическая схема механизма, воспроизводящего траекторию точки контакта.
В технологических процессах II класса взаимодействие между рабочим органом и объектом обработки происходит по линии. Примерами такого взаимодействия являются вальцевание, каландрирование, механическая обработка фасонным резцом. Траектория движения рабочего органа относительно изделия проще, чем траектория при процессах I класса; кинематическая схема машины для осуществления такого процесса более простая.
В технологических процессах III класса рабочий орган и объект обработки соприкасаются по поверхности (штамповка, прессование, литье под давлением и т. п.). Движение рабочего органа относительно объекта обработки простейшее, обычно поступательное.
К технологическим процессам IV класса, относятся процессы объемного взаимодействия объекта обработки с рабочей средой. Представителями этого класса являются аппаратные процессы (химическая обработка, нагревание, намагничивание, пропитка и т. п.). Рабочее движение объекта обработки заменяется в них транспортным движением, обеспечивающим перемещение изделия в рабочем объеме аппарата.
Из сказанного следует, что чем выше класс технологического процесса, тем проще кинематические цепи, обеспечивающие относительное движение рабочих органов и изделия, т.е. тем проще машина.
Рассмотрим еще одну классификацию машинных технологических процессов. В зависимости от степени дискретности различают прерывно-операционные и непрерывно-операционные технологические процессы. Для первых характерно наличие пауз между отдельными этапами процесса, следствием чего является прерывистое воздействие рабочих органов машины на объект обработки. Например, при существующих методах формования вулканизации резинотехнических изделий отдельные операции процесса, начиная с момента загрузки и до момента выгрузки изделия включительно, выполняются с перерывами между отдельными операциями. При непрерывно-операционном процессе производятся большей частью штучные объекты. В химической промышленности это изделия из пластмасс, резины, брикеты из различных порошковых продуктов, катализаторные таблетки и т.п. Для непрерывно-операционных процессов характерно отсутствие пауз между отдельными последовательными этапами процесса, следствием чего является и непрерывное воздействие на объект обработки рабочих органов. По такого рода технологическим процессам обычно производятся нештучные изделия (производство из полимерных материалов пленок, труб, профильных изделий и т.п.).