Учреждение образования

«БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ»

УТВЕРЖДАЮ

Ректор БГТУ_ И.М. Жарский

«_» _ 2010г.

Регистрационный № УД - _/баз.

ОСНОВЫ МЕХАНИЗАЦИИ

Учебная программа для специальности 1-36 07 01 «Машины и аппараты химических производств и предприятий строительных материалов»

2010

СОСТАВИТЕЛЬ:

Олег Алексеевич Петров, старший преподаватель кафедры машин и аппаратов химических и силикатных производств Белорусского государственного технологического университета, кандидат технических наук.

РЕЦЕНЗЕНТЫ:

Вавилов Антон Владимирович, заведующий кафедрой «Строительные и дорожные машины» Белорусского национального технического университета, доктор технических наук, профессор.

Царук Федор Федорович, доцент кафедры деталей машин и подъемно транспортных устройств Белорусского государственного технологического университета, кандидат технических наук, доцент.

РЕКОМЕНДОВАНА К УТВЕРЖДЕНИЮ

Кафедрой машин и аппаратов химических и силикатных производств учреждения образования «Белорусский государственный технологический университет» (протокол № 9 от 17.05.2010 г.).

Научно-методическим советом учреждения образования «Белорусский государственный технологический университет» (протокол № 7 от 23.06.2010 г.).

Ответственный за выпуск О. А. Петров

СОДЕРЖАНИЕ

Пояснительная записка Примерный тематический план Содержание дисциплины Примерная тематика практических занятий Информационная часть

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Актуальность изучения дисциплины «Основы механизации»

Решение большинства социально-экономических программ требует не только увеличения объемов производства, но и выхода на новый качественный уровень. Это может быть достигнуто путм широкого внедрения современной техники, наиболее прогрессивных технологических процессов, комплексной механизации и автоматизации производства, создания гибких автоматизированных производств и робототехнических комплексов.

Цель и задачи учебной дисциплины Цель дисциплины:

подготовка студентов к производственной деятельности в качестве инженера-механика в промышленности строительных материалов и химической промышленности.

Основные задачи:

– дать студентам знания по перспективам применения технических средств и устройств для объединения технологических машин в одну технологическую линию и освобождения человека от физически тяжелых, однообразных и лишнных интеллектуального содержания операций;

– выработать у студентов творческий инженерный подход к разработке систем механизации, автоматизации и роботизации производственных процессов.

Эти цели и задачи достигаются:

– на лекциях, где рассматриваются вопросы теории механизмов и машин, используемых для механизации производственных процессов; основные типы исполнительных механизмов, специфичных для промышленности строительных материалов и химических производств; особенности систем управления машинами-автоматами; излагаются теоретические вопросы, раскрывающие целесообразность использования того или иного устройства для механизации производственных процессов; рассматриваются современные направления в развитии таких устройств, а также методы их совершенствования;

– на практических занятиях, которые направлены на приобретение практических навыков по расчету и проектированию элементов схем механизации производственных процессов.

Требования для усвоения учебной дисциплины В результате изучения дисциплины студент должен знать:

– классификацию технологических процессов;

– структуру машинного технологического процесса;

– типовые конструкции машин-автоматов;

– основы проектирования машин-автоматов;

– принципы работы роторных и роторно-конвейерных линий;

– особенности применения роботов и манипуляторов.

Студент обязан уметь:

– правильно производить расчет и составлять кинематические схемы и цикловые диаграммы машин-автоматов.

– проектировать схемы механизации производственных процессов.

– находить оптимальные технические решения по усовершенствованию производственных процессов и оборудования;

Для диагностики сформированности компетенций студентов рекомендуется использовать: тесты, коллоквиумы, индивидуальные задания, контрольные работы.

Для оценки достижений студентов используется следующий диагностический инструментарий (в скобках – какие компетенции проверяются):

- выступление студента по подготовленному реферату (АК-1, АК-3, АК-6, СЛК-1 – СЛК-3);

- проведение текущих контрольных опросов по отдельным темам (ПК- – ПК-3);

- защита выполненных на практических занятиях индивидуальных заданий (АК-3, СЛК-1, ПК-1, ПК-3);

- защита выполненных в рамках управляемой самостоятельной работы индивидуальных заданий (АК-1, АК-3, АК-6, СЛК-1, ПК-1 – ПК-3);

- защита лабораторных работ (АК-1 – АК-3, СЛК-1 – СЛК-3, ПК-1 – ПК-3);

- сдача зачета по дисциплине (АК-1 – АК-6, СЛК-1 – СЛК-3, ПК-1 – ПК-3).

Структура содержания учебной дисципдины Структура содержания учебной дисциплины «Основы механизации»

включает:

курс лекций, в котором рассматриваются особенности использования и строения устройств для механизации производственных процессов;

практические занятия, где студенты закрепляют полученные на Учебный план предусматривает для изучения дисциплины 86 часов, из них 50 аудиторных. Примерное распределение этих часов по видам занятий:

лекции – 34, практические – 16.

Из числа наиболее перспективных и эффективных современных образовательных систем и технологий рекомендуется использовать: учебнометодические комплексы, вариативные модели управляемой самостоятельной работы студентов, блочно-модульные и модульно-рейтинговые системы, информационные технологии, методики активного обучения.

Для диагностики сформированности полученных знаний рекомендуется использовать тесты, индивидуальные задания, контрольные работы, коллоквиумы, рефераты, а также зачеты.

ПРИМЕРНЫЙ ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН

тем Раздел 2. Технологические процессы и использование устройств для их механизации Классификация технологических процессов Структура машинного технологического процесса Машины-автоматы и автоматические линии Раздел 3. Строение машин-автоматов Структура машин-автоматов Исполнительные органы машин-автоматов Раздел 4. Основы теории производительности машин-автоматов Раздел 5. Управление машинамиавтоматами Классификация систем управления Системы управления Раздел 6. Специальные устройства для механизации производственных процессов и типовые конструкции машин-автоматов Машины и механизмы для транспортирования, складирования и дозирования порошкообразных и гранулированных материалов, затаривание жидкостей Типовые конструкции машин-автоматов Раздел 7. Основы проектирования машинавтоматов Принципы и основные этапы проектирования Раздел 8. Роторные и роторно-конвейерные Конструкции и устройство роторных машин Роторно-конвейерные линии Раздел 9. Промышленные роботы и манипуляторы 9.1 Общие сведения о роботах и манипуляторах ныхроботов 10. Раздел 10. Использование машин-автоматов и роботов в производственных линиях 10.1 Роботизированные производственные линии и комплексы 10.2 Гибкие автоматизированные производства

СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Раздел 1. Введение в дисциплину Назначение и задачи дисциплины, е место и роль в подготовке инженеров-механиков. Механизация, как одно из направлений интенсификации технологических процессов. Перспективы использования машин-автоматов, автоматических линий, роботов и робототехнических комплексов (РТК).

Роль ЭВМ и микропроцессорной техники в создании гибких автоматизированных производств и робототехнических комплексов.

Раздел 2. Технологические процессы и использование устройств для их механизации 2.1. Классификация технологических процессов. Классификация процессов в зависимости от характера взаимодействия орудий труда и объектов обработки. Прерывно-операционные и непрерывно-операционные технологические процессы.

2.2. Структура машинного технологического процесса. Основные и вспомогательные операции процесса. Технологический цикл. Анализ цикловых операций, входящих в технологический процесс. Определение оптимальных режимов для каждой операции.

2.3. Машины-автоматы и автоматические линии. Цели и техникоэкономические предпосылки автоматизации. Увеличение производительности труда. Снижение себестоимости продукции. Улучшение качества и повышение стабильности продукции. Улучшение условий труда и повышение безопасности работы.

Раздел 3. Строение машин-автоматов 3.1. Структура машин-автоматов. Поток обрабатываемых объектов.

Энергетический и информационный потоки. Классификация технологических машин. Циклы машин-автоматов: технологический, кинематический, рабочий, энергетический и информационный. Двигательные, передаточные и исполнительные механизмы. Закономерности перемещения рабочих органов.

Кинематические схемы машин-автоматов. Цикловые диаграммы и способы их построения. Совмещение циклов движения рабочих органов.

3.2. Исполнительные органы машин-автоматов. Базовые и специальные исполнительные механизмы, их классификация и применение в машинах-автоматах. Особенности модификаций рычажных, кулачковых, клиновых, винтовых, волновых исполнительных механизмов в машинахавтоматах. Механизмы прерывно-вращательного движения. Механизмы фиксирования. Пассивное и активное ориентирование объектов обработки. Механизмы ориентирования изделий.

Раздел 4. Основы теории производительности машин-автоматов.

4.1. Производительность и ее связь с экономической эффективностью. Работы, выполняемые машинами-автоматами. Производительность технологическая, цикловая и фактическая. Внецикловые потери и оптимальные режимы работы машин-автоматов. Коэффициенты полезного действия, технологическое использование и загрузка машин-автоматов. Пути повышения производительности.

Раздел 5. Управление машинами-автоматами.

5.1. Классификация систем управления. Программные и информационные системы управления. Централизованные, децентрализованные и комбинированные системы.

5.2. Системы управления. Распределительным валом, коммутационным барабаном, путевой контроль.

Раздел 6. Специальные устройства для механизации производственных процессов и типовые конструкции машин-автоматов.

6.1. Механизмы питания машин штучными и погонажными изделиями и материалами. Магазинное, штабельное и бункерное питание машин. Автоматические бункерные захватно-ориентирующие устройства для штучных изделий, их классификация и конструктивные особенности.

Отсекатели изделий. Движение штучных изделий по вибрирующей поверхности, вибробункеры. Транспортирующие и лентопротяжные устройства автоматических питателей, лотки и желоба. Делители и собиратели потоков штучных изделий. Машины для упаковки штучных изделий. Лентоподающие и рукавообразующие устройства. Механизмы контроля, основные виды и методы контроля линейных размеров и других параметров.

6.2. Машины и механизмы для транспортирования, складирования и дозирования порошкообразных и гранулированных материалов, затаривание жидкостей. Способы дозирования сыпучих материалов и жидкостей. Объемные дозаторы: порционные и непрерывного действия.

Машины для затаривания жидких продуктов: по объему, по весу, по уровню.

6.3. Типовые конструкции машин-автоматов. Автоматыпереставители изделий. Стопировщики и кантователи изделий. Автоматукладчик. Автоматические роторные машины. Ротационная таблеточная машина. Термопластавтоматы.

Раздел 7. Основы проектирования машин-автоматов.

7.1. Принципы и основные этапы проектирования. Проектирование кинематических схем и циклограмм машин-автоматов. Проектирование систем управления.

Раздел 8. Роторные и роторно-конвейерные линии.

8.1. Конструкции технологических и транспортных роторов. Механизмы привода роторных машин. Транспортные механизмы и устройства роторных машин.

8.2. Роторно-конвейерные линии. Схемы построения систем технологических машин, как основы комплексной автоматизации производственных процессов.

Раздел 9. Промышленные роботы и манипуляторы.

9.1. Общие сведения о роботах и манипуляторах. Классификация промышленных роботов (ПР), структура и основные показатели. Классификация составных частей роботов. Характеристики исполнительной системы:

зоны обслуживания, координатные системы. Модульный принцип компановки ПР.

9.2. Устройство манипуляторов и промышленных роботов. Устройства передвижения и захвата ПР. Приводы роботов. Система управления ПР.

Функциональные возможности роботов.

Раздел 10. Использование машин-автоматов и роботов в производственных линиях.

10.1. Роботизированные производственные линии и комплексы.

Модульный принцип построения линий. Производительность автоматизированных линий.

10.2. Гибкие автоматизированные производства (ГАП). Принципы построения и функционирования ГАП. Перспективы создания ГАП для химических производств и предприятий строительных материалов. Экономическая эффективность разработки ГАП. Целенаправленность их внедрения в производство.

ПРИМЕРНАЯ ТЕМАТИКА ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ

Тематика практических занятий формируется в соответствии с последовательностью изложения лекционного материала и охватывает практически все основные разделы дисциплины.

На практических занятиях проводится расчет конструктивных параметров устройств для механизации технологических процессов, обретается опыт работы с нормативной документацией по подбору стандартного оборудования. Студентам выдаются индивидуальные задания, что заставляет самостоятельно принимать решение по конструктивному оформлению механизмов и машин.

Рекомендуемый перечень тем следующий:

1. Анализ цикловых операций, входящих в технологический процесс. Определение оптимальных режимов для каждой операции.

2. Разработка кинематических схем МА и основные расчетные зависимости для перемещений.

3. Расчет кинематического цикла МА. Составление циклограмм.

4. Расчет базовых механизмов машин-автоматов.

5. Расчет специальных рабочих органов.

6. Расчет захватных устройств промышленных роботов.

7. Оценка производительности машин-автоматов и автоматизированных линий.

ИНФОРМАЦИОННАЯ ЧАСТЬ

1. Кольман-Иванов Э.Э. Машины-автоматы химических производств. Теория и расчет. – М.: Машиностроение, 1972. – 269 с., ил.

2. Булавин И.А. Машины и автоматические линии для производства изделий тонкой керамики. – М.: Машиностроение, 1979 г.

3. Кошкин Л.Н. Роторные и роторно-конвейерные линии. – М.:

Машиностроение, 1986.

4. Промышленные роботы в машиностроении. Альбом схем и чертежей /Под ред. Ю.М. Соломенцева/ – М.: Машиностроение, 1986.

5. Расчет машин-автоматов: Учебное пособие /Ю.Н. Шаповалов, Е.Б. Бражников: Воронеж. гос. технол. акад. Воронеж, 1997. – 96 с., ил.

6. Юревич Е.И. Основы робототехники. – 2-е изд., перераб. и доп. – СПб.:

БХВ-Петербург, 2005. – 416 с.: ил.

7. Силенок С.Г., Борщевский А.А. Механическое обрудование предприятий строительных материалов, изделий и конструкций. – М.: Машиностроение, 1990.

8. Воробьев Е.И. Механика промышленных роботов. Учебное пособие в 3 т.

Расчет и проектирование механизмов. Кн. 2. - М.: Высшая школа, 1988. – 367 с.

9. Волчкевич Л.И., Кузнецов М.М., Усов В.А. Автоматы и автоматические линии. Учебное пособие, – М.: Высшая школа, 1976.

10. Шаповалов Ю.Н. Упаковывание химической продукции. – Л.: Химия, 1983. – 128 с., ил.

11. Шувалов В.Н. Машины-автоматы и поточные линии. Теория, конструирование, эксплуатация. – Л.: Машиностроение, 1973. – 544 с., ил.

12. Козырев Ю.Г. Промышленные роботы. Справочник – М.:

Машиностроение, 1988. – 376 с., ил.