Utilaj Tehnologic

  • Published on
    18-Jul-2015

  • View
    983

  • Download
    0

Embed Size (px)

Transcript

<p>NICOLAE FARCA</p> <p>UTILAJE TEHNOLOGICE</p> <p>ef de lucrri dr.ing. NICOLAE FARCA</p> <p>UTILAJE TEHNOLOGICE</p> <p>Bucureti 2006</p> <p>Prefa</p> <p>CUPRINS</p> <p>1. NOIUNI INTRODUCTIVEUtilajele din industria alimentar i alimentaie public sunt maini de lucru utilizate pentru efectuarea unor operaiuni diversificate n cadrul procesului de producie. Aceste maini trebuie s ndeplineasc o serie de condiii: - realizarea unor operaiuni de calitate superioar; - consumuri energetice reduse iar costurile pe unitatea de produs s fie ct mai mici; - posibilitatea creterii gradului de automatizare a unor operaiuni din cadrul proceselor de producie; - creterea productivitii muncii; - deservirea utilajelor s fie ct mai facil; - utilajele s fie prevzute cu aparatur de msur i control a funcionrii acestora; - liniile tehnologice s fie prevzute cu dispozitive de siguran care s permit blocarea lor n cazul defectrii unei maini. Clasificarea utilajelor tehnologice se poate face dup urmtoarele criterii principale: a). Dup ciclul de lucru se mpart n: - maini i utilaje cu aciune sau funcionare continu; - maini i utilaje cu aciune sau funcionare periodic. b). Dup tipul aciunii se mpart n: - maini i utilaje cu aciune mecanic asupra produsului (cu schimbarea formei i dimensiunilor); - maini i utilaje cu aciuni fizico-chimice ale produselor). c) Dup gradul de automatizare se mpart n: - maini i utilaje fr elemente de automatizare la care cea mai mare parte din operaiuni sunt realizate prin intervenia omului (ncrcare, descrcare, deplasare, etc);</p> <p>maini i utilaje semiautomate la care procesele tehnologice sunt realizate automat iar procesele auxiliare (transport, control) sunt realizate manual; - maini i utilaje automate la care att procesele tehnologice ct i cele auxiliare sunt realizate automat. d) Dup tipul operaiunii executate se mpart n: - maini i utilaje pentru mrunire; - maini i utilaje pentru amestecare; - maini i utilaje pentrusplare; - maini i utilaje pentrudozare; - maini i utilaje pentru ambalare; - etc. e) Dup numrul de operaiuni executate se mpart n: - maini individuale (care execut o singur operaiune); - maini complexe (care execut operaiuni complexe). Sistema de maini trebuie s acopere toate operaiunile din cadrul procesului de producie. Aceast sistem se bazeaz pe analiza unor factori: - tehnico organizatorici gruparea raional a agregatelor de producie, mecanizarea proceselor de producie, automatizarea controlului, etc; - tehnologici proprietile materiei prime, caracterul proceselor de producie; - energetici echilibrul permanent ntre material i energie. Fluxul tehnologic reprezint circulaia continu a materiei prime, n succesiunea operaiilor dintr-un proces de producie. Dup caracterul produciei continue se deosebesc: - fluxuri pe o singur linie n care dintr-un anumit tip de materie prim se fabric un singur tip de produs finit omogen; - fluxuri pe mai multe linii cu o linie principal i mai multe linii auxiliare.</p> <p>-</p> <p>Utilajul reprezint totalitatea uneltelor, aparatelor, mainilor, etc., necesare pentru efectuarea unei anumite lucrri din cadrul procesului de producie. Linia tehnologic reprezint un ansamblu de maini de lucru, instalaii i mijloace de transport, dispuse n ordinea succesiunii operaiilor de fabricare.</p> <p>MATERIALE UTILIZATE N CONSTRUCIA I EXPLOATAREA UTILAJELOR DIN INDUSTRIA ALIMENTARMaterialele folosite n construcia i exploatarea utilajelor tehnologice sunt n general materiale metalice i nemetalice. Pe lng acestea, n exploatarea utilajelor se mai folosesc combustibilii i lubrifianii. Astfel, materialele utilizate se mpart n : Materiale metalice: - feroase ; - neferoase. Materiale nemetalice. Combustibili i lubrifiani. Recunoaterea materialelor se face dup proprietile lor i anume : proprieti fizice : -luciul ; -culoarea ; -structura ; -conductibilitatea termic i electric proprietatea materialelor metalice de a conduce cldura i electricitatea ; -dilatabilitatea nsuirea materialelor metalice de a-i mri volumul la creterea temperaturii ; -fuzibilitatea nsuirea materialelor metalice de a se topi. proprieti chimice : -oxidarea reacia prin care o substan se combin cu oxigenul. proprieti mecanice : -duritatea caracterizeaz rezistena opus de materialul metalic la ptrunderea n el a unui corp cu o duritate mai mare ; -maleabilitatea proprietatea unor materiale de a se deforma permanent, fr fisurare (ex. laminarea n foi subiri) ; -tenacitatea proprietatea unui material metalic de a prezenta deformaii plastice mari, nainte de a se rupe ;</p> <p>-elasticitatea proprietatea unui material metalic deformabil de a reveni la forma i dimensiunile iniiale ; -rezistena proprietatea materialelor solide de a se opune aciunilor mecanice care tind s le deformeze sau s le rup (rezistena la forfecare, compresiune, ntindere, rsucire, etc) ; -rezistena la coroziune proprietatea unui material de a se opune aciunilor distructive ale agenilor fizico-chimici din exterior ; -rezistena la uzur proprietatea materialelor de a se opune distrugerii prin frecare ; -plasticitatea proprietatea materialelor de a nu reveni la forma iniial dup deformare. proprieti tehnologice : -forjabilitatea proprietatea unui material metalic de a se deforma fr fisurare sub influena unor aciuni de ciocnire sau presare (la cald sau la rece) ; -sudabilitatea proprietatea materialului metalic de a putea fi sudat. etc. 2.1. Materiale metalice feroase Aceste materiale sunt reprezentate prin fonte i oeluri. Fonta reprezint un aliaj fier carbon (Fe + C) care conine ntre 1,7-6,67 % C. Pe lng acestea mai cuprinde elemente nsoitoare (Mn, Si, P i S) sau de aliere (Cr, Ni, Mo, Cu, Al, Mg, etc.). Se obine din minereurile de fier n urma topirii acestora. Fonta se utilizeaz ca materie prim pentru obinerea oelurilor i a pieselor turnate. Fontele se clasific n : fonte ordinare (fonta cenuie, fonta alb, fonta maleabil i fonta cu grafit nodular) ; fonte speciale sau aliate (fontele refractare, antifriciune i nalt aliate) ; Fonta cenuie (fonta cu grafit lamelar) datorit grafitului ce intr n compoziia sa se prelucreaz uor prin achiere, este rezistent la uzur , coroziune i compresiune. Din ea se obin piese prin turnare.</p> <p>Fonta alb are o mare duritate i fragilitate i un coninut bogat n siliciu i mangan. Din ea se obin piese prin turnare, care trebuie s aib suprafee dure. Fonta maleabil (fonta cu grafit n cuiburi) se obine din fonta alb n urma unei nclziri la temperaturi ridicate urmat de o rcire lent (procedeu de maleabilizare. Din ea sunt relizate piese care trebuie s aib rezisten mare la oc, presiune i oboseal. Fonta cu grafit nodular este o font superioar obinut prin modificarea compoziiei chimice a fontei cenuii (adugare de elemente grafitizante). Din ea sunt realizate piese importante care au caliti apropiate cu a celor din oel (arbori, roi dinate, etc). Fonta refractar are un coninut mare de Cr, Mn i Si , fiind utilizat pentru obinerea pieselor care trebuie s reziste la temperaturi ridicate i la oxidare. Fonta antifriciune are un coninut ridicat de Cr, Ni, Mn, Mo, Al, Mg, Cu i Si. Din ea sunt realizate piese cu rezisten mare la uzur (cilindri, arbori, etc). Fonta nalt aliat are n compoziie Ni, Si, Al i este utilizat n construcia unor repere din instalaiile de prelucrare a vinului, industria chimic i alimentar. Oelul reprezint un aliaj fier carbon (Fe + C) care are un coninut de 0,04 1,7 % C. Se obine din font prin oxidarea acesteia. Din oel se obin piese prin turnare, laminare, forjare, prelucrare prin achiere, etc. Oelurile se mpart n : -oeluri de uz general (oeluri carbon) utilizate la obinerea majoritii reperelor de la tractoare i maini agricole (ex. oeluri pentru scule, oeluri pentru evi, oeluri pentru arcuri, oeluri rezistente la coroziune, oeluri refractare, etc.). -oeluri aliate cu Ni, Cr, Si, Co, W, Mn, Ti, Va, Al, Cu, pentru mbuntirea proprietilor mecanice, fizice i chimice. Sunt utilizate pentru obinerea unor piese cu rezisten mare la uzur, oxidare, i temperaturi ridicate. Pentru mbuntirea proprietilor pieselor din oel, acestea pot fi supuse unor tratamente termice i termochimice.</p> <p>Tratamentele termice aplicate pieselor din oel sunt urmtoarele : clirea, revenirea, recoacerea. Clirea este tratamentul termic aplicat pieselor din oel pentru mrirea rezistenei i a duritii. Tratamentul const n nclzirea pieselor la o temperatur de 800 850 0 C, urmat de o rcire brusc n ap, ulei sau soluie de sruri. Revenirea este tratamentul termic aplicat pieselor din oel dup ce au fost clite, pentru nlturarea tensiunilor interioare i micorarea fragilitii. Tratamentul const n nclzirea pieselor la temperaturi de 300 350 0 C, urmat de o rcire lent n aer. Recoacerea este tratamentul termic aplicat pieselor din oel turnate, laminate sau forjate pentru anularea tensiunilor interioare n vederea executrii altor prelucrri. Tratamentul const n nclzirea pieselor la temperaturi de 800 900 0 C urmat de o rcire lent. Tratamentele termochimice aplicate pieselor din oel sunt urmtoarele : cementarea, nitrurarea, cromizarea, aluminizarea, etc . Aceste tratamente se execut pentru mrirea duritii i rezistenei la uzur, coroziune. Tratamentele constau n modificarea compoziiei chimice a straturilor superficiale ale pieselor din oel. Piesele se nclzesc la temperaturi de 900 1000 0 C n medii bogate n carbon, azot, sau alte substane. Grosimea stratului mbogit va fi n funcie de durata de nclzire. 2.2. Materiale metalice neferoase n construcia i exploatarea utilajelor tehnologice sunt utilizate materiale metalice neferoase reprezentate prin metale neferoase (cuprul, staniul, zincul, aluminiul, plumbul,etc.) i aliaje neferoase (bronzul, alama, duraluminiul, aliajul antifriciune). Cuprul (Cu) sau arama este un metal neferos de culoare roiatic, maleabil, ductil, cu o foarte bun conductibilitate electric i termic i rezistent la coroziune. Este utilizat pentru confecionarea conductorilor electrici, conductelor, garniturilor,</p> <p>etc., i ca element de aliere n obinerea bronzurilor, alamei i duraluminiului. Staniul (Sn) este un metal neferos de culoare alb - argintie, maleabil, ductil i rezistent la coroziune. Se folosete la cositorirea tablelor din oel, material de aport pentru lipirea moale i ca element de aliere pentru obinerea bronzului i aliajului antifriciune. Zincul (Zn) este un metal neferos de culoare alb albstruie, maleabil n intervalul de temperatur de 100 150 0 C, cu rezisten mare la coroziune. Este utilizat pentru acoperiri galvanice ale tablelor din oel (tabl zincat) i ca element de aliere n obinerea alamei. Aluminiul (Al) este un metal neferos de culoare argintie, cu o foarte bun conductibilitate termic i electric, greutate specific mic, rezistent la solicitri mecanice i la oxidare. Este utilizat pentru confecionarea conductorilor electrici, conductelor, pieselor turnate, etc. Plumbul este un metal neferos de culoare cenuiu albstruie, maleabil i rezistent la coroziune. Este folosit la confecionarea conductelor, fabricarea plcilor pentru acumulatorii electrici i la obinerea aliajelor antifriciune. Bronzul este un aliaj neferos de culoare alb rocat, obinut din Cu i Sn. Este folosit la realizarea lagrelor cu frecare de alunecare (cuzinei, buce) iar prin alierea cuprului cu Al, Zn, Pb, Ni, rezult bronzurile speciale. Alama este un aliaj neferos de culoare roie glbuie, obinut din Cu i Zn. Este utilizat la confecionarea conductelor, recipienilor, robineilor i ca material de aport la lipirea tare (almire). Duraluminiul este un aliaj neferos obinut din Al i Cu, cu o mare rezisten mecanic, folosit la realizarea blocurilor motoare, chiulase, pistoane. Aliajul antifriciune se obine prin alierea unor metale neferoase precum Sn, Pb, Zn, Sb. Cele mai utilizate aliaje antifriciune sunt cele pe baz de Sn i Pb, din care se obin lagrele.</p> <p>2.3. Materiale nemetalice n construcia de utilaje tehnologice se folosesc urmtoarele materiale nemetalice : lemnul, sticla, pielea tehnic, cauciucul, fibrele textile, masele plastice, hrtia i cartonul, materiale ceramice, ferodoul, klingheritul, ebonita, lacurile i vopselurile, etc. Lemnul se utilizeaz la confecionarea ambalajelor din agricultur, platformelor , a unor piese de la mainile agricole i combustibil pentru foc. Este un material higroscopic, supus putrezirii i arderii, cu mas specific mic, se prelucreaz uor i rezist bine la ocuri. Sticla este o topitur de silicai rcit brusc. Se utilizeaz pentru obinerea de geamuri, recipieni, lmpi, faruri, etc. Este un material transparent, fr conductibilitate termic i electric. Pielea tehnic obinut din pielea animalelor (n general de bovine), prelucrat prin tbcire. Se utilizeaz pentru confecionarea curelelor de transmisie, garniturilor de etanare, membranelor,etc. Cauciucul natural sau sintetic este folosit la confecionarea anvelopelor, benzilor transportoare, curelelor de transmisie, nveliurilor pentru cablurile electrice, garniturilor, etc. Este caracterizat prin elasticitate, rezisten bun la rupere i nu este higroscopic. Fibrele textile sunt utilizate pentru confecionarea elementelor de filtrare, curelelor de transmisie, benzilor transportoare, garniturilor de etanare. Ele pot fi de origine vegetal (bumbac, cnep), de origine animal (pr, ln) i de origine mineral (azbest). Masele plastice sunt utilizate pentru obinerea unei mari diversiti de organe de maini. Din mase plastice se realizeaz roi dinate, tuburi flexibile, flane, robinete, izolatori electrici, organe de lucru ale mainilor agricole. Materialele plastice sunt reprezentate prin policlorura de vinil, polietilena, polistirenul, bachelita, textolitul, etc.</p> <p>Hrtia i cartonul sunt utilizate la obinerea de garnituri, elemente de filtrare, etc. Sunt obinute din celuloz prin prelucrarea materialelor vegetale. Materialele ceramice sunt folosite la realizarea unor elemente electroizolante. Au mas specific redus i duritate mare. Ferodoul se obine din azbest i inserii metalice neferoase. Are un coeficient de frecare mare, rezistent la temperatur i uzur. Din el sunt realizate discurile de friciune ale ambreiajelor i frnelor. Klingheritul este un amestec de azbest (70 %) i cauciuc (30 %), fiind utilizat la realizarea garniturilor de etanare (garnitura de chiulas). Ebonita este obinut prin amestecul cauciucului brut cu plastifiante i sulf. Este un material electroizolant, utilizat pentru confecionarea unor carcase electroizolante, piese turnate, tuburi, bare, roi dinate, etc. Lacurile i vopselurile sunt folosite pentru acoperirea suprafeelor din metal i lemn pentru a le proteja de aciunea coroziv a agenilor fizici i chimici.</p> <p>3. ORGANE DE MAINI I MECANISME UTILIZATE N CONSTRUCIA I EXPLOATAREA UTILAJELOR TEHNOLOGICE3.1. Aspecte generale Organul de main reprezint partea component a unui utilaj sau main, cu rol funcional bine definit i care st la baza construciei de subansamble. Organele de maini pot fi alctuite dintr-o singur pies sau dintr-o structur mai complex format din mai multe elemente simple. Organele de maini pot fi mprite n urmtoarele grupe: 1. Organe de maini pentru asamblri - demontabile (uruburi,...</p>