МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФГБОУ ВПО УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЭКОНОМИЧЕСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ

УТВЕРЖДАЮ

Проректор по учебной работе

Л.М.Капустина

«_»2011 г.

РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ МАШИН И АППАРАТОВ

ПИЩЕВЫХ ПРОИЗВОДСТВ

Программа учебной дисциплины Наименование специальности 260601 «Машины аппараты пищевых производств»

Наименование специализации Оборудование предприятий общественного питания Екатеринбург

1. ЦЕЛИ ОСВОЕНИЯ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

Целью изучения дисциплины «Расчет и конструирование машин и аппаратов пищевых производств» является приобретение знаний, теоретической и практической подготовки будущего инженера-механика, необходимых для успешного выполнения профессиональных задач при эксплуатации технологического оборудования предприятий пищевого производства, при конструировании и при проведении работ по созданию новых образцов машин и аппаратов отрасли.

Изучение дисциплины обеспечивает реализацию требований Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования при подготовке специалистов высшей инженерной квалификации специальности 260601 «Машины и аппараты пищевых производств».

В результате изучения дисциплины студенты должны:

а) знать:

методы повышения механической надежности машин и аппаратов пищевых производств;

классификацию типового оборудования по конструктивному признаку;

навыки технически грамотной эксплуатации оборудования, обеспечивающей высокую эффективность и безопасность труда на производстве;

основные требования к конструированию торгово-технологического оборудования;

б) уметь:

анализировать и рассчитывать технологические конструкции на проч-ность, устойчивость и динамические нагрузки;

строить структурные схемы машин и механизмов;

выбирать материалы и технологию изготовления деталей машин

2. МЕСТО УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО

Дисциплина «Расчет и конструирование машин и аппаратов пищевых производств» является одной из составных общепрофессиональных дисциплин, предусмотренных по разделу региональной компонентой (ОПД.Р1) государственного образовательного стандарта для подготовки дипломированных специалистов по специальности 260601 «Машины и аппараты пищевых производств». «Расчет и конструирование машин и аппаратов пищевых производств» и изучается в 7 и 8 семестрах при очной форме обучения и в семестре при заочной форме обучения.

Изучение названного курса предполагает знание студентом дисциплин общематематического, естественнонаучного и общепрофессионального комплекса знаний:

высшая математика (дифференцирование и интегрирование функций, методы отыскания экстремума функций);

информатика (методика решения задач на базе компьютерной техно-логии, работа с графическим материалом в системе AutoCAD);

теория машин и механизмов (теоретические основы синтеза четырехзвенных механизмов с низшими кинематическими парами; синтез кулачковых механизмов);

теоретическая механика (основы теории статических систем и теории колебаний) сопротивление материалов (полный курс в объеме программы вуза);

детали машин (проектирование и расчет нагруженных валов, зубча-тых передач, пружин, крепежных элементов);

технология машиностроения (анализ технологичности деталей и уз-лов);

основы взаимозаменяемости и технические измерения (основы ЕСКД).

В тоже время дисциплина "Расчет и конструирование машин и аппаратов пищевых производств" является базой для освоения специальных дисциплин и дисциплин специализации.

3. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

3.1. Структура учебной дисциплины Общая трудоемкость дисциплины составляет 136 часов, в том числе:

по дневной форме обучения – аудиторных – 68(лекций – 34 ч, практических занятий – 34 ч), самостоятельная работа – 68 ч. ;

по заочной форме обучения – аудиторных –48 (лекций – 24 ч, практических занятий – 24 ч), самостоятельная работа – 88 ч.

Форма промежуточной аттестации – зачет и экзамен.

Структура и трудоемкость дисциплины представлена в таблице 1.

Таблица 1 – Структура и трудоемкость дисциплины Заочная форма обучения Дневная форма обучения № Наименовани е разделов, тем производств.

быстровращающимися узлами.

Изучение дисциплины «Расчет и конструирование машин и аппаратов пищевых производств» предусматривает выполнение курсового проекта по заданным вариантам в объеме 46 часов, в течение учебного семестра.

График изучения дисциплины в течение семестра приведен в календарнотематическом плане и размещен на Портале электронных образовательных ресурсов в разделе «Ресурсы».

3.2. Содержание учебной дисциплины Тема 1. Теоретические основы расчета технологических машин и аппаратов пищевых производств 1.1Структурный анализ машин и аппаратов.

Составление структурных схем. Пример построения структурных схем технологической машины, технологического аппарата.

1.2.Инженерная теория пластин.

Основные понятия и определения инженерной теории пластин; детали оборудования пищевого производства, являющиеся пластинами. Силы и моменты, действующие в стенках нагруженных пластин. Уравнение равновесия элемента нагруженной пластины. Основы прочностного расчета пластин.

1.3.Инженерная теория оболочек.

Основные понятия и определения инженерной теории оболочек. Тонко-стенные сосуды в технологическом оборудовании. Силы и моменты, дейст-вующие в стенках нагруженных оболочек. Понятие о моментной и безмомент-ной теории.

Основные уравнения равновесия для нагруженных оболочек (урав-нение Лапласа и уравнение равновесия зоны). Расчет напряжений в стенках со-судов на основе безмоментной теории оболочек. Расчет деформации в тонко-стенных сосудах.

Краевая задача, краевые и распорные силы, краевые напряже-ния в сопряженных сосудах.

1.4.Устойчивость оболочек.

Понятие об устойчивости оболочек. Коэффициент запаса устойчивости.

Устойчивость длинных и коротких оболочек. Особенности работы оболочек при совместном действи напряжений сжатия, изгиба и кручения.

1.5.Основы инженерной теории колебаний.

Основные понятия и определения. Резонанс. Биение. Расчет максималь-ных сил, передаваемых на основание машин, при колебаниях. Коэффициенты динамичности, демпфирования и передача силы. Жесткость сложных систем, подверженных колебаниям Тема 2. Основы методологии проектирования технологического оборудования.

2.1.Основные требования, предъявляемые к конструированию торговотехнологического оборудования.

Технико-экономический эффект и его значение при разработке новой конструкции. Технологичность оборудования. Общие и частные показатели технологичности конструкции. Унификация и нормализация узлов и деталей.

Агрегатирование.

2.2 Основные задачи, решаемые при конструировании машин.

Материалоемкость оборудования, деталей и узлов; методы снижения материалоемкости. Жесткость конструкции, методы повышения жесткости. проблема долговечности машин и моральное старение.

2.3. Методы и принципы конструирования.

Единая система конструкторской документации (ЕСКД). Роль изобрета-тельства, рационализации и патентной проработки при конструировании. Ос-новные стадии проектирования: техническое задание, техническое предложе-ние, эскизный и технический проекты, разработка рабочей документации.

2.4. Проблемы надежности технологического оборудования.

Инженерные задачи, решаемые с помощью теории надежности. Основные понятия и показатели надежности оборудования.

Тема 3. Влияние материала и технологии изготовления на конструкцию.

3.1 Выбор конструкционного материала.

Основные характеристики материалов, учитываемые при конструирова-нии.

Особенности прочностных расчетов при действии низких и высоких тем-ператур (явления охрупчивания, ползучести, релаксации). Учет влияния корро-зии.

3.2. Выбор допускаемых напряжений. Коэффициенты запаса прочности.

3.3. Влияние метода изготовления на конструкцию аппарата.

Конструирование литой и сварной аппаратуры. Учет условий механиче-ской обработки деталей, сборка и разборка аппарата при его конструировании.

3.4. Влияние материала на конструкцию аппарата Особенности расчета и конструирования аппаратов из двухслойных мате-риалов.

Конструирование аппаратов из неметаллических материалов. Конст-руирование эмалированных материалов.

Тема 4. Расчет и конструирование емкостного и теплового оборудования 4.1. Емкостные аппараты, работающие под атмосферным давлением.

Емкостная аппаратура. Типаж емкостной аппаратуры. Рациональные формы резервуаров и их расчет. ГОСТы и отраслевые нормали на расчет и конструирование емкостного оборудования.

4.2 Конструирование и расчет теплового оборудования, работающего под давлением ГОСТы на сосуды работающие под давлением.

Конструирование и расчет цилиндрических, конических и сферических и эллиптических элементов оборудования. Выбор формы днищ, крышек, заглу-шек.

Расчет горизонтальных аппаратов. Укрепление отверстий. Особенности инженерного расчета аппаратов, работающих под внешним давлением. Кольца и ребра жесткости.

4.3. Особенности конструирования и расчет трубчатых и пластинчатыхтеплообменных аппаратов.

Типаж теплообменной аппаратуры. Расчет и конструирование трубчатых и пластичных теплообменников. Расчет и конструирование трубных решеток.

Температурные напряжения и их компенсация. Тепловые компенсаторы. Трубопроводы, арматура и коммуникации.

4.4 Разъемные соединения.

Требования к разъемным соединениям. Расчет и конструирование флан-цевых соединений (расчет на прочность и плотность). Выбор прокладок. Бес-фланцевые разъемные соединения.

4.5. Конструирование корпусных деталей и узлов.

Узлы для присоединения контрольных приборов, устройств осмотра и других элементов. Устройство для открывания и опрокидывания котлов. Опо-ры, лапы, лазы и люки. Проектирование станин аппаратов.

Тема 5. Расчет и конструирования оборудования с медленно перемещающимися узлами 5.1. Прессующие и транспортирующие шнековые механизмы.

Конструктивные схемы. Определение действующих нагрузок. Расчет на прочность шнека и его витка.

5.2. Конструирование машин для перемешивания пищевых продуктов.

Основы механического расчета мешалок. Особенности расчета рабочих органов лопастной мешалки.

5.3. Конструирование машин для измельчения пищевого сырья.

Рабочие органы машин для резания пищевых продуктов: серповидные, ленточные, гильотинные, дисковые и крестообразные ножи. Основы расчета ножевых валов. Расчет валов на статическую прочность.

5.4. Проектирование систем смазки торгово-технологического оборудо-вания.

Смазочные материалы и их выбор. Конструктивное выполнение смазоч-ного узла.

Оборудование и аппаратура систем жидкой смазки. Оборудование и аппаратура систем густой смазки. Разработка схемы смазки и карты смазки.

Тема 6. Основы расчета узлов, работающих в условиях колебаний. Машины с быстровращающимися узлами.

6.1. Измельчители, мешалки, центрифуги и другие конструктивные схе-мы.

Прочностной расчет роторов с лопатками и другой распределенной на-грузкой.

Конструирование специальных опор валов быстроходного торговотехнологического оборудования.

6.2. Проектирование машин вибрационного действия. Расчет возбудите-лей колебаний.

6.3. Вибрация быстровращающихся валов.

Критическая скорость вращения вала и её расчет. Способы уменьшения вибрации валов.

6.4. Вибрация машин.

Основные параметры виброизоляции машин. Понятие об активной и пас-сивной виброизоляции Расчет и проектирование резиновых и пружинных виброизоляторов.

Тема 7. Основы расчета и конструирования машин-автоматов.

7.1. Общие вопросы конструирования машин-автоматов.

Характеристика основных элементов машин-автоматов: рабочие органы, исполнительные механизмы, привод. Циклограмма машины-автомата и её характеристика. Совмещение движения рабочих органов (цель совмещения движения, методика выполнения).

7.2. Исполнительные механизмы машин-автоматов.

Классификация: механизмы одностороннего и двухстороннего движения, механизмы с одним и несколькими выстоями. Шарнирно-рычажные механиз-мы.

Профилографирование кулачковых механизмов, механизмы прерывистого действия: храповый механизм и механизм мальтийского креста; механизм фиксации.

4. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ

УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ

ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ И ИХ УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ

ОБЕСПЕЧЕНИЕ

4.1. Текущий контроль Результаты освоения учебной дисциплины (модуля) оцениваются следующими средствами текущего контроля успеваемости:

1. Индивидуальный опрос.

2. Контрольная работа.

3. Самоконтроль.

4. Тестирование.

5. Собеседование.

Методическое обеспечение текущего контроля:

1. Индивидуальный опрос и собеседование проводится на семинарских (практических) занятиях по вопросам к каждой теме. Перечень вопросов приве-ден в методических указаниях к практическим занятиям (в тематике семинар-ских занятий).

2. Задания к контрольным работам включают решение задач по темам из задачника для очной формы обучения. Для заочной формы обучения задания к контрольной работе приведены в методических указаниях для студентовзаочников.

3. Самоконтроль осуществляется по вопросам, перечисленным в разрезе тем в методических указаниях и заданиях по самостоятельной работе и путем решения тестовых заданий для самоконтроля.

Методические указания к практическим занятиям (тематика семинарских занятий), сборник задач, методические указаниях и задания по самостоятель-ной работе, методические указаниях и задания к контрольной работе для сту-дентовзаочников размещены на Портале электронных образовательных ре-сурсов по дисциплине «Расчет и конструирование машин и аппаратов пищевых производств» в разделе «Ресурсы».

Тестовые задания для самоконтроля и текущего контроля размещены на Портале электронных образовательных ресурсов по дисциплине «Расчет и конструирование машин и аппаратов пищевых производств» в разделе «Тесты и экзамены».

4.2. Промежуточная аттестация Промежуточная аттестация по итогам освоения дисциплины проводится в форме зачета и экзамена.

Вопросы (задания) к экзамену (зачету) размещены на Портале электронных образовательных ресурсов по дисциплине «Расчет и конструирование машин и аппаратов пищевых производств» в разделе «Ресурсы».

4.3. Использование балльно-рейтинговой системы для текущего контроля и промежуточной аттестации Для текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации используется балльно-рейтинговая система в соответствии с «Положением об академическом рейтинге».

Текущий рейтинг по дисциплине «Расчет и конструирование машин и аппаратов пищевых производств» определяется с учетом посещаемости, участия студентов в аудиторной и самостоятельной работе, выполнении лабораторных работ, а также внеаудиторной работе (участие в конференциях, олимпиадах, конкурсах и др.) Требования, критерии оценки для расчета текущего рейтинга по дисциплине размещены на Портале электронных образовательных ресурсов в разделе «Ресурсы».

5. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ (МОДУЛЯ)

Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины «Рас-чет и конструирование машин и аппаратов пищевых производств» включает конспект лекций (авторское учебное пособие «(название)» или (и) учебник «(название)»), презентационные материалы для чтение лекций и проведения практических (семинарских) занятий.

Электронная версия конспекта лекций, учебного пособия, учебника, презентации представлены на Портале электронных образовательных ресурсов по дисциплине «Расчет и конструирование машин и аппаратов пищевых производств» в разделе «Ресурсы».

Для изучения дисциплины «Расчет и конструирование машин и аппаратов пищевых производств» следует использовать основную литературу, дополнительную литературу, базы данных Консультант – Плюс, Гарант, программное обеспечение и Интернет-ресурсы:

а) основная литература:

1. Остриков А.Н. Расчёт и конструирование машин и аппаратов пищевых производств. – СПб.: ГИОРД,2003.-350 с.

2. Минухин Л.А., Зимин А.И.Курсовое проектирование машин и аппаратов пищевых производств: Учеб.пособие, Урал.гос.экон.ун-т.–Екатеринбург Издательство УрГЭУ, 2006.

3. ГОСТ 14249-89 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчёта на проч-ность.

Группа ГО 2. Введён 01.01.90.-79с.

4. Рабочая программа по дисциплине «Расчёты и конструирование машин и аппаратов пищевых производств» Урал.гос.экон.ун-т.–Екатеринбург Издательство УрГЭУ, 2006. – 10с.

б) дополнительная литература:

1. Харламов С.В. Практикум по расчёту и конструированию машин и аппа-ратов пищевых производств. – Л.: Агропромиздат, Ленинградское отде-ление, 1991.

2. Расчёт и конструирование машин и аппаратов пищевых производств:

Учеб.пособие/Л.А.Минухин, С.А.Тимофеева; М-во общего и проф. образования РФ; Урал.гос.экон.ун-т.–Екатеринбург Издательство УрГЭУ, 1996. – 83с.: ил.

3. Соколов В.И. Основы расчёта и конструирования машин и аппаратов пищевых производств. – 2е изд., перераб. и доп. – М.: Колос, 1992.- 399с.

4. Лунин О.Г., Вельтищев В.Н. Теплообменные аппараты пищевых производств.

– М.: Агропромиздат, 1987. – 239с.

5. Лащинский А.А. Конструирование сварных химических аппаратов: Справочник. – Л.: Машиностроение, 1981. -382с.

Краткий справочник конструктора нестандартного оборудования / Под редакцией В.И. Бакуменко. – М.: Машиностроение, 1997. – Т.1, 539 с., Т.2, 519 с.

в) базы данных:

7) интернет-ресурсы:

6. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ УЧЕБНОЙ

ДИСЦИПЛИНЫ

Реализация данной учебной дисциплины осуществляется с использованием материально-технической базы, обеспечивающей проведение всех видов учебных занятий и научно-исследовательской работы обучающихся, предусмотренных программой учебной дисциплины и соответствующей действующим санитарным и противопожарным правилам и нормам:

. оборудованные кабинеты и аудитории,. лаборатории,. компьютерные классы (а. 321),. аудитории, оборудованные мультимедийными средствами обучения.

Программа составлена в соответствии с требованиями ГОС ВПО по специальности 260601 «Машины и аппараты пищевых производств», квалификация – инженер.

Программа размещена на Портале электронных образовательных ресурсов в разделе «Ресурсы».

Автор(ы) Минухин А.И., проф, д.т.н., Лазарев В.А., ст. преп.

Рецензент(ы) Программа одобрена на заседании Учебно-методической комиссии Института питания и пищевых биотехнологий (протокол № от года).