Расчет и конструирование машин и аппаратов пищевых производств

A. H. Остриков, В. Н. Василенко, В. В. Пойманов





                РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ МАШИН И АППАРАТОВ ПИЩЕВЫХ ПРОИЗВОДСТВ





Учебник


















3-е издание, переработанное и дополненное


















Москва Вологда «Инфра-Инженерия» 2023

УДК 637/663/664
ББК 36.81-5
    0-76


Рецензенты:
доктор технических наук, профессор, генеральный директор
АО «Воронежский научно-исследовательский институт комбикормовой промышленности» Афанасьев Валерий Андреевич;
кандидат сельскохозяйственных наук, и. о. зав. кафедрой технологического оборудования, процессов перерабатывающих производств, механизации сельского хозяйства и безопасности жизнедеятельности Воронежского государственного аграрного университета им. императора Петра I Королькова Надежда Валентиновна


    Остриков, А. Н.
0-76      Расчет и конструирование машин и аппаратов пищевых произ-
     водств : учебник / А. Н. Остриков, В. Н. Василенко, В. В. Пойманов. -3-е изд. перераб. и доп. - Москва ; Вологда : Инфра-Инженерия, 2023. -476 с. : ил., табл.
           ISBN 978-5-9729-1093-9

     Даны теоретические основы и методики расчетов наиболее распространенных в пищевой промышленности машин и аппаратов на прочность, жесткость и устойчивость. Представлен анализ состояния и динамики показателей качества работы технологического оборудования.
     Для студентов, обучающихся по направлениям «Технологические машины и оборудование», «Проектирование технологических машин и комплексов». Может представлять интерес для научных работников, проектировщиков, инженерно-технических работников пищевых предприятий и слушателей институтов повышения квалификации пищевых и перерабатывающих отраслей агропромышленного комплекса России.

                                                         УДК 637/663/664
                                                         ББК 36.81-5






ISBN 978-5-9729-1093-9

     © Остриков А. Н., Василенко В. Н., Пойманов В. В., 2023
     © Издательство «Инфра-Инженерия», 2023
                            © Оформление. Издательство «Инфра-Инженерия», 2023

ОГЛАВЛЕНИЕ


Предисловие..................................................... 8
Методические рекомендации...................................... 12
Введение....................................................... 13
Глава 1. Классификация и основы теории производительности технологического оборудования.................................. 14
      Классификация технологического оборудования.............. 14
      Основы теории производительности машин................... 17
      Контрольные вопросы...................................... 21
Глава 2. Основы методологии проектирования и конструирования технологического оборудования.................................. 22
      Основные понятия и определения........................... 22
      Особенности процессов производства технологического оборудования пищевых производств......................... 22
      Конструкционные материалы, применяемые в пищевом машиностроении................................. 26
      Механические свойства и характеристики материалов....... 47
      Прогнозирование конструкций машин........................ 63
      Основы системного анализа................................ 63
      Требования эксплуатации и производства, предъявляемые к конструкциям машин....................... 65
      Основные принципы оптимального конструирования........... 66
      Контрольные вопросы...................................... 66
Глава 3. Единая система конструкторской документации.......... 68
      Область распространения стандартов ЕСКД.................. 68
      Виды изделий и их структура.............................. 69
      Виды и комплектность конструкторских документов.......... 72
      Стадии разработки конструкторской документации........... 75
      Контрольные вопросы...................................... 77
Глава 4. Общие принципы конструирования технологического оборудования.................................. 79
      Общие правила конструирования оборудования............... 79
      Основные требования, предъявляемые к конструированию машин и аппаратов пищевых производств.......................... 82
      Ряды предпочтительных чисел.............................. 86
      Материалоемкость и облегчение деталей и узлов............ 87
      Способы упрочнения материалов............................ 92
      Жесткость конструкции.................................... 94
      Факторы, определяющие жесткость конструкции.............. 94
      Конструктивные способы повышения жесткости............... 96
      Контрольные вопросы...................................... 99
Глава 5. Основы теории надежности машин....................... 100
      Основные понятия и термины теории надежности............ 100
      Показатели надежности................................... 102
      Физика отказов.......................................... 103
      Общие зависимости теории надежности..................... 104

3

      Законы распределения в период износовых отказов......... 107
      Надежность в период совместного действия внезапных и постепенных отказов................................... 110
      Контрольные вопросы..................................... 112
Глава 6. Расчет и конструирование аппаратов, работающих под давлением...................................... 113
      Расчет пластин.......................................... 113
      Изгиб круглых пластин, нагруженных симметрично.......... 113
      Расчет круглых пластин, подвергаемых растяжению......... 115
      Расчет оболочек......................................... 117
      Безмоментная теория оболочек вращения................... 117
      Изгиб цилиндрической оболочки при симметричном нагружении (моментная теория)........................... 121
      Применение моментной теории к расчету сферических и конических оболочек................................... 123
      Емкостные и теплообменные аппараты...................... 125
      Определение оптимальных размеров цилиндрического сосуда с плоским днищем................................. 126
      Определение толщины стенки тонкостенного цилиндрического аппарата, находящегося под внутренним давлением......... 127
      Укрепление отверстий в оболочках........................ 129
      Узлы сопряжения оболочек................................ 131
      Надежность и долговечность емкостных и теплообменных аппаратов............................... 135
      Принцип линейного суммирования усталостных повреждений............................................. 137
      Срок службы аппарата в условиях ползучести.............. 137
      Расчет аппаратов на устойчивость........................ 139
      Фланцевые соединения.................................... 142
      Контрольные вопросы..................................... 144
Глава 7. Расчет и конструирование тепловой аппаратуры......... 146
      Тепловые взаимодействия................................. 146
      Конструктивные способы уменьшения термических напряжений в стяжных соединениях........................ 148
      Уменьшение тепловых напряжений.......................... 152
      Температуронезависимое центрирование.................... 157
      Контрольные вопросы..................................... 159
Глава 8. Расчет оборудования для разделения жидких пищевых продуктов............................................. 160
      Роторные машины......................................... 160
      Расчет цилиндрических роторов сепараторов И центрифуг на прочность................................ 162
      Особенности расчета перфорированных цилиндрических роторов.................................. 164
      Расчет конической обечайки (ротора) центрифуги и сепаратора на прочность............................... 165
      Расчет сопряжений роторов центрифуг..................... 167

4

      Цилиндроконические роторы центрифуг.................... 171
      Оценка «трещиностойкости» конструкций роторов.......... 174
      Контрольные вопросы.................................... 175
Глава 9. Конструирование самоустанавливающихся механизмов................................................... 177
      Механизмы, их структура и число степеней свободы....... 177
      Проверка механизмов на избыточные связи................ 184
      Определение классов кинематических пар без учета влияния зазоров на их подвижность.............................. 188
      Определение классов кинематических пар с учетом влияния зазоров на их подвижность.............................. 194
      Выявление особо вредных избыточных связей по плоской или сферической схеме механизма............. 195
      Применение кинематических соединений в рациональных механизмах.............................. 197
      Определение избыточных связей и подвижностей механизмов............................................. 202
      Конструктивные решения принципа самоустанавливаемости.................................. 207
      Контрольные вопросы.................................... 213
Глава 10. Расчет и конструирование ротационных машин........ 214
      Ротационные машины..................................... 214
      Расчет на прочность быстровращающихся дисков постоянной толщины..................................... 215
      Расчет на прочность быстровращающихся дисков сложного профиля....................................... 218
      Конструкция и геометрия ножа........................... 220
      Расчет ножей на прочность.............................. 222
      Контрольные вопросы.................................... 224
Глава 11. Расчет и конструирование поршневых машин........... 225
      Поршневые машины....................................... 225
      Расчет шатуна.......................................... 230
      Расчет поршня компрессора.............................. 235
      Контрольные вопросы.................................... 238
Глава 12. Расчет оборудования для разделения сыпучих пищевых продуктов............................................ 239
      Элементы прикладной теории колебаний................... 239
      Свободные колебания.................................... 240
      Свободные колебания при наличии сил сопротивления жидкости............................................... 242
      Вынужденные колебания при отсутствии сил сопротивления.......................................... 242
      Вынужденные колебания с учетом сил вязкостного сопротивления.......................................... 243
      Колебания систем с несколькими степенями свободы....... 245
      Энергетический метод определения частоты собственных колебаний.................................. 246

5

      Критические угловые скорости при отсутствии сил сопротивления......................................... 247
      Критическая угловая скорость валов при наличии сил сопротивления......................................... 249
      Влияние размеров ротора на критическую угловую скорость валов........................................ 251
      Вибрационные машины................................... 252
      Расчет безударных вибрационных машин.................. 252
      Мощность, необходимая для поддержания вибрации........ 257
      Виброизоляция......................................... 259
      Способы виброзащиты................................... 260
      Конструктивные методы борьбы с шумом и вибрациями..... 264
      Расчет виброизоляции.................................. 265
      Жесткость виброизоляторов............................. 266
      Жесткость пружинных виброизоляторов................... 267
      Расчет резинового виброизолятора...................... 267
      Контрольные вопросы................................... 268
Глава 13. Расчет и конструирование аппаратов с медленновращающимися рабочими органами.................... 270
      Аппараты с медленно вращающимися рабочими органами.... 270
      Методика расчета вращающихся барабанных аппаратов..... 271
      Расчет оборудования для прессования и формования...... 277
      Расчет перфорированного барабана шнековых прессов..... 278
      Прочностной расчет шнека.............................. 281
      Производительность шнековых устройств................. 283
      Контрольные вопросы................................... 284
Глава 14. Расчет и конструирование исполнительных механизмов машин............................................ 286
      Шарнирно-стержневые механизмы......................... 286
      Кулачковые механизмы.................................. 291
      Мальтийские механизмы................................. 295
      Планетарные механизмы................................. 302
      Зубчатые механизмы прерывистого действия.............. 305
      Храповые механизмы.................................... 309
      Контрольные вопросы................................... 315
Глава 15. Расчет и конструирование транспортирующих машин....................................................... 316
      Классификация транспортирующего оборудования.......... 316
      Ленточные конвейеры................................... 317
      Цепные конвейеры...................................... 329
      Элеваторы............................................. 346
      Конвейеры без тягового органа......................... 351
      Г равитационный транспорт............................. 356
      Контрольные вопросы................................... 357
Глава 16. Основы триботехники............................... 358
      Качество и свойства поверхностей трения............... 361
      Физико-химические свойства поверхностей деталей....... 365

6

      Виды трения............................................. 368
      Механизм изнашивания металлических поверхностей........ 374
      Усталость при изнашивании металлических поверхностей............................................ 377
      Конструктивные способы повышения износостойкости детали.................................................. 382
      Технологические способы повышения долговечности трущихся деталей........................................ 383
      Фреттинг-коррозия....................................... 387
      Смазывание деталей машин................................ 390
      Контрольные вопросы..................................... 394
Глава 17. Основы мехатроники.................................. 396
      Определения и терминология мехатроники.................. 396
      Принципы построения мехатронных систем.................. 398
      Уровни интеграции мехатронных систем.................... 400
      Интеграция и мехатронный подход к проектированию....... 401
      Мехатронные модули...................................... 406
      Функция и структура мехатронного модуля................. 409
      Синергетическая интеграция в мехатронных модулях........ 414
      Модули движения......................................... 418
      Мехатронные модули движения............................. 422
      Электродвигатели........................................ 430
      Преобразователи движения................................ 430
      Контрольные вопросы..................................... 431
Глава 18. Методы и средства исследования машин и аппаратов................................................... 432
      Вибрационная диагностика................................ 437
      Применение тензометрирования для определения действительных напряжений............................... 444
      Применение поляризационно-оптического метода определения действительных напряжений с использованием явления фотоупругости.................. 449
      Контрольные вопросы..................................... 450
Глава 19. Компьютерные технологии проектирования и конструирования......ююю.................................... 452
      Классификация систем автоматизированного проектирования (САПР)................................... 452
      Математическое обеспечение САПР......................... 454
      Техническое обеспечение САПР............................ 456
      Информационное обеспечение САПР......................... 459
      Программные продукты САПР............................... 461
      Контрольные вопросы..................................... 470
Заключение.................................................... 471
Библиографический список...................................... 472

7

ПРЕДИСЛОВИЕ


    Дисциплина «Расчет и конструирование машин и аппаратов пищевых производств» относится к части, формируемой участниками образовательных отношений, блока 1 для направлений подготовки «Технологические машины и оборудование» и «Проектирование технологических машин и комплексов». Создание и внедрение в промышленность современной, высокоэффективной техники, прогрессивной технологии и материалов, способствующей повышению производительности, улучшению условий работы, экономии материальных и трудовых ресурсов, а также направленных на охрану окружающей среды, является главной задачей развития машиностроения.
    Цель дисциплины - подготовка обучающихся к производственно-технологической, научно-исследовательской, проектно-конструкторской и организационно-управленческой видам профессиональной деятельности, связанной с оптимальным проектированием и конструированием современных, надежных, высокоэффективных машин и аппаратов, а также систематизация у обучающихся знаний, полученных в результате фундаментальной подготовки по математическим и общим естественнонаучным, общепрофессиональным и специальным дисциплинам, для решения инженерных задач, связанных с расчетом и конструирование технологического оборудования.
    Задачи дисциплины:
    -      изучение методологии проектирования машин; определение основных направлений прогресса в машиностроении;
    -      изучение основ теории производительности машин, основ квалиметрии и теории надежности;
    -      изучение методов расчета и конструирования машин и аппаратов пищевых производств для выбора наиболее рационального метода повышения эффективности машин, снижения материалоемкости, повышения долговечности и надежности оборудования;
    -      поиск путей и разработка новых способов решения нестандартных производственных задач, связанных с конструированием пищевого технологического оборудования;
    -      анализ состояния и динамики показателей качества работы технологического оборудования.
    Изучение его отдельных разделов включает сведения, излагаемые в материаловедении, технологических процессах в машиностроении, сопротивлении материалов, теоретической механике, теории механизмов и машин, деталях машин, технологическом оборудовании и т. д.
    Важнейшими условиями создания прогрессивного оборудования, позволяющего эффективно решать проблему комплексной переработки сельскохозяйственного сырья и производства продуктов питания, являются:
    -      всемерное снижение стоимости новых конструкций машин на единицу производительности (мощности);
    -      повышение в оптимальных пределах единичной мощности машин при одновременном уменьшении их габаритов;

8

    -     снижение энергопотребления, удельной металлоемкости;
    -      обеспечение экономичности в эксплуатации, надежности и безопасности конструкций машин.
    Реализация этих мероприятий можно осуществить как за счет использования новых конструкторских решений и автоматизированных методов расчета, так и за счет применения перспективных материалов повышенной прочности, новых экономичных профилей проката и т. п. Применение методов оптимального проектирования технологического оборудования, основанных на использовании математического моделирования на ЭВМ, позволит в значительной степени автоматизировать процесс расчета и конструирования машин и выбрать наиболее оптимальный вариант предлагаемых решений.
    Требования к уровню освоения содержания дисциплины. В результате изучения дисциплины «Расчет и конструирование машин и аппаратов пищевых производств» и в соответствии с федеральным государственным образовательным стандартом высшего образования по направлениям «Технологические машины и оборудование» и «Проектирование технологических машин и комплексов»
    Обучающийся должен знать:
    -      основные проблемы научно-технического развития техники пищевой промышленности; основные направления прогресса в машиностроении;
    -      технологическое оборудование отрасли, его классификацию, устройство, особенности эксплуатации; проблемы улучшения качества машин;
    -      принципы конструирования технологического оборудования и автоматизированных технологических линий пищевых производств;
    -      статистические методы обработки экспериментальных данных для анализа эффективной работы технологического оборудования;
    -      методы расчета машин и аппаратов на прочность, жесткость, устойчивость и колебания;
    -      техническую документацию, необходимую при расчете и конструировании оборудования;
    -     экспериментальные методы испытания машин и аппаратов;
    -      принципы и правила конструирования с применением информационнокоммуникационных технологий и с учетом основных требований информационной безопасности;
    -      основные понятия и показатели теории надежности, общие зависимости теории надежности;
    -      методы и способы проведения патентных исследований, показатели технического уровня проектируемых изделий;
    -      критерии выбора основных и вспомогательных материалов, способов реализации технологических процессов;
    -      стандартные методы расчета при конструировании деталей и узлов изделий машиностроения.

9

    Обучающийся должен уметь:
    -      проводить теоретические и экспериментальные исследования в области технологического оборудования с использованием современных методов планирования эксперимента, средств вычислительной техники;
    -      переходить от расчетной схемы к реальной конструкции и наоборот;
    -      находить оптимальные и рациональные технические режимы работы оборудования;
    -      выполнять основные расчеты и составлять необходимую техническую документацию, проектировать и конструировать технологическое оборудование отрасли;
    -      совершенствовать и оптимизировать действующее технологическое оборудование машин на базе системного подхода к анализу качества сырья и требований к конечной продукции;
    -      осуществлять технический контроль, разрабатывать техническую документацию по соблюдению режима работы оборудования;
    -      выполнять стандартные испытания по определению физико-механических показателей металлов, диэлектрических материалов, используемых для покрытий поверхности рабочих органов;
    -      проводить расчеты и конструирование типовых узлов технологического оборудования, находить пути модернизации оборудования с целью повышения качества изделий;
    -      выполнять литературный обзор и патентный поиск на основе информационной и библиографической культуры с применением информационнокоммуникационных технологий и с учетом основных требований информационной безопасности;
    -      определять качество конструкции машины и ее составляющих элементов, определять показатели надежности в различные периоды эксплуатации оборудования;
    -      внедрять результаты исследований и разработок в области машиностроения;
    -      разрабатывать рабочую, проектную и техническую документацию, оформлять законченные проектно-конструкторские работы;
    -      проводить патентные исследования, определять показатели технического уровня проектируемых изделий;
    -      применять прогрессивные методы эксплуатации технологического оборудования при изготовлении технологических машин.
    Обучающийся должен владеть:
    -      методиками выбора основных и вспомогательных материалов и способов реализации основных технологических процессов и применения прогрессивных методов эксплуатации технологического оборудования при изготовлении изделий машиностроения;
    -      численными методами расчета проектируемых машин и автоматизированных технологических линий, а также их узлов и деталей;

10

    -      методами моделирования технологического оборудования и автоматизированных технологических линий с использованием стандартных пакетов и средств автоматизированного проектирования;
    -      методами определения остаточного ресурса технологического оборудования, методами прогнозирование уровня надежности функционирования оборудования;
    -      методами проверки соответствия разрабатываемых проектов и технической документации стандартам, техническим условиям и другим нормативным документам;
    -      методами и способами проведения патентных исследований, определения показателей технического уровня проектируемых изделий;
    -      навыками проверки технического состояния и остаточного ресурса технологического оборудования, навыками организации профилактического осмотра и текущего ремонта оборудования;
    Необходимость издания данного учебного пособия обусловлена отсутствием аналогичных изданий, в которых был бы систематизирован такой обширный материал по расчету и конструированию машин и аппаратов пищевых производств.
    После выхода второго издания учебника прошло десять лет. За это время в адрес авторов поступило много положительных отзывов, свидетельствующих о заинтересованности специалистов в этом учебнике. Это вызвало необходимость переиздания книги.
    Третье издание учебника состоит из предисловия, методических рекомендаций, введения, 19 глав, заключения и библиографического списка. Учебник дополнен двумя новыми главами по методам и средствам исследования машин и аппаратов, а также компьютерным программным продуктам для проектирования и конструирования. В учебнике сделаны некоторые дополнения, а также учтены ряд пожеланий, высказанных в отзывах.
    Использование учебника позволит улучшить подготовку высококвалифицированных специалистов для пищевой промышленности. В нем учтены самые последние современные достижения в пищевой технологии и оборудовании. Учебник реализует высокоэффективную технологию обучения, охватывающую такие виды учебной деятельности, как лекции, практические занятия и лабораторные работы, а также все формы самостоятельной работы.
    Отличительной особенностью успешного внедрения учебника в учебный процесс явилась гибкость и эволюционность его структуры при внесении изменений и дополнений в объем и содержание дисциплины.
    Учебник может представлять интерес для научных работников, проектировщиков, инженерно-технических работников пищевых предприятий и слушателей институтов повышения квалификации пищевых и перерабатывающих отраслей агропромышленного комплекса России. Он может быть использован также студентами других инженерных специальностей.
    Учебник представляет обобщение результатов совместной многолетней научно-педагогической деятельности авторов.

11

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

   Материал учебника изложен таким образом, что охватывает наиболее типовые и распространенные задачи по расчету и конструированию основных видов технологического оборудования пищевой промышленности.
   Компоновка по главам соответствует графику учебного процесса и максимально приближена к полекционному дозированию программного материала. Это обеспечивает более полное раскрытие содержания учебной дисциплины с учетом последних достижений и создает условия для самостоятельной творческой работы студента, сохраняя преемственность знаний.
   Предлагаемая последовательность изложения материала формирует научнотехническое мышление, творческое применение полученных знаний в деятельности будущего инженера. Этому в значительной мере способствует структура глав и перечень контрольных вопросов, что позволяет организовать контроль качества усвоения учебного материала студентами, а студенту реально оценить свою самостоятельную работу.
   Сочетание разработки эскизов конструируемых элементов оборудования и методик расчета основных параметров делает излагаемый материал более доступным для успешного усвоения и формирует творческие способности и навыки.
   Студенты приобретают навыки проектирования машины, знакомятся с методологическими аспектами расчета и конструирования оборудования.

12

ВВЕДЕНИЕ


    Стратегическим направлением увеличения производства продуктов питания является развитие прогрессивной технологии, обеспечивающей высокое качество готовой продукции на основе внедрения новой техники, способствующей экономии исходного сырья, энергии, материалов.
    Создание и внедрение в промышленность современной, высокоэффективной техники, прогрессивной технологии и материалов, повышающих производительность, улучшающих условия работы, экономию материальных и трудовых ресурсов, а также направленных на охрану окружающей среды, - главная задача развития машиностроения.
    В связи с ростом производства пищевых продуктов процессы интенсификации и повышения экономичности обработки пищевого сырья, получения научно обоснованных исходных данных для проектирования и методики расчета оборудования становятся еще актуальнее.
    Значительный удельный вес физически и морально устаревшего оборудования на пищевых предприятиях, необходимость его коренного обновления обусловливают потребность в специалистах, способных рассчитывать и проектировать новое прогрессивное оборудование, основанное на использовании новых технологий, получении готового продукта высокого качества и повышении технического уровня производства.
    Важнейшими условиями создания прогрессивного оборудования, позволяющего эффективно решать проблему комплексной переработки сельскохозяйственного сырья и производства продуктов питания, являются:
    -      всемерное снижение стоимости новых конструкций машин и аппаратов на единицу производительности (мощности);
    -      повышение в оптимальных пределах единичной мощности оборудования при одновременном уменьшении их габаритов;
    -     снижение энергопотребления, удельной металлоемкости;
    -      обеспечение экономичности в эксплуатации, надежности и безопасности конструкций машин и аппаратов.
    Реализацию этих мероприятий можно осуществить за счет использования новых конструкционных решений, автоматизированных методов расчета перспективных материалов повышенной прочности, новых экономических профилей проката и т. п.
    Применение методов рационального проектирования технологического оборудования, основанных на использовании математического моделирования на ЭВМ, позволит в значительной степени автоматизировать процесс расчета и конструирования машин, выбрать наиболее оптимальный вариант предлагаемых решений.
    Системный подход к проектированию и конструированию, использование современных прикладных программ позволят будущим инженерам создавать инновационное оборудование для разных отраслей пищевой промышленности.
    Авторы постоянно консультировались между собой, что позволило выработать согласованную и логичную последовательность глав, единый подход в изложении материала.

13

Глава 1


КЛАССИФИКАЦИЯ И ОСНОВЫ ТЕОРИИ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ МАШИН

Классификация оборудования

    Технологическое оборудование классифицируется по следующим признакам:
    -     функциональному назначению;
    -     виду осуществляемого процесса;
    -     принципу действия и конструктивному выполнению;
    -     характеру действия;
    -     системе и степени автоматизации.
    Помимо этих признаков каждому виду оборудования присущи свойства и особенности частного порядка. Они рассматриваются в соответствующих главах, посвященных расчету и конструированию различных машин и аппаратов.
    В зависимости от характера воздействия на обрабатываемый продукт технологическое оборудование можно разделить на машины и аппараты.
    В машинах осуществляется механическое воздействие на продукт, в результате чего изменяются его форма, размеры и другие физико-механические показатели. Конструктивной особенностью машин является наличие движущихся исполнительных (рабочих) органов. Форма, размеры, материал и характер перемещения этих органов зависят от их назначения.
    В аппаратах осуществляются тепло-, массообменные, физико-химические, биохимические и другие процессы, в результате которых происходит изменение физических и химических свойств обрабатываемого продукта или изменение его агрегатного состояния. Характерным признаком аппарата является наличие реакционного пространства или камеры. Для интенсификации процессов аппараты могут быть снабжены дополнительными механизмами. Кроме того, для работы аппаратов обычно обязательно наличие различных рабочих жидкостей (холодной и (или) горячей воды, пара, газа, и т. п.), которые называются теплоносителями или хладагентами. Взаимодействие последних с обрабатываемым продуктом в аппарате может происходить напрямую или через разделяющую поверхность.
    В некоторых случаях технологическое оборудование является комбинацией машины и аппарата, поскольку в нем одновременно осуществляется механическое, физико-химическое и тепловое воздействие.
    По принципу действия технологическое оборудование делится на устройства периодического, полунепрерывного и непрерывного действия.
    В процессе работы технологическое оборудование выполняет не только основные (измельчение, перемешивание, варка и т. п.), но и вспомогательные (загрузка, перемещение, контроль, выгрузка и т. п.) операции. В зависимости от

14

соотношения этих операций, а также участия человека в их выполнении различают оборудование ручного, полуавтоматического и автоматического действия и кибернетические машины (роботы).
    В автоматах все основные и вспомогательные операции выполняются оборудованием без участия человека. Если автомат способен производить логические операции, вырабатывать и осуществлять в соответствии со своим целевым назначением программу действия с учетом переменных условий протекания технологического процесса, то он называется самонастраивающимся или кибернетическим. В полуавтоматическом оборудовании вспомогательные операции не механизированы. В неавтоматическом (простом) оборудовании вспомогательные, а также часть основных операций выполняются вручную.
    Классификация по первым трем признакам дается в курсах «Процессы и аппараты» и «Технологическое оборудование». В курсе «Расчет и конструирование машин и аппаратов пищевых производств» дается классификация по характеру действия и степени автоматизации, т. к. лишь это необходимо для расчета производительности и выбора типа проектируемого оборудования.
    По характеру действия технологическое оборудование разделяется на 3 вида: однопозиционные, поточные и комбинированные (рис. 1.1).


Рис. 1.1. Классификация технологических пищевых машин по характеру действия и взаиморасположению рабочих органов и обрабатываемых предметов

    Однопозиционные (непроходные) - обычно разового действия машин (ОПМ) - это такие, в которых процесс обработки от начала до конца происходит в одном и том же месте и в которых приступить к обработке следующего предмета можно только после того, как из машины будет выгружен уже готовый предмет.

15