Основні вимоги до обладнання та технологічних процесів

Вимоги до технологічних процесів, обладнання та його комплексів обумовлюються метою створення машинної технології. Ця робота повинна ґрунтуватися на вирішенні низки принципових питань: визначенні оптимального варіанту технологічного процесу і поділу лінії на ділянки, обчисленні кількості потоків та підборі машин, виборі транспортних і перевантажувальних пристроїв, просторовому розміщенні обладнання лінії і т.д. Всі ці завдання повинні бути вирішені так, щоб при дотриманні всіх вимог до якості продукції витрати виробництва були найменшими і лінія мала високі техніко-економічні показники.

Вимоги до технологічних процесів. Технологічні процеси харчових виробництв характеризуються різноманіттям, що викликає великі труднощі в комплексній механізації та автоматизації.

Тільки механізовані процеси можуть бути автоматизованими. Механізацію та автоматизацію технологічних процесів проводять з метою заміни важкої і монотонної фізичної праці, коли є шкідливі умови на підприємстві і коли забезпечується економічний ефект у результаті підвищення продуктивності праці і поліпшення якості продукції, що випускається.

Обраний технологічний процес повинен забезпечувати можливість механізації основних і допоміжних технологічних операцій найбільш простими способами, синхронізації операцій на окремих ділянках і зручність транспортування напівфабрикатів.

Вибір оптимального варіанту технологічного процесу - складний етап проектування потокової лінії, тому вона повинна створюватися на основі заздалегідь відпрацьованих технологічних процесів для кожного етапу виробництва.

Технологічний процес для потокової лінії слід розглядати таким чином, щоб в лінії було найменше можливе число робочих позицій і машин. Це дозволить розмістити лінію на найменшій площі і скоротити витрати на обладнання, так як один складний агрегат часто коштує менше, ніж кілька простіших.

У більшості випадків для раціонального вирішення питань необхідно не тільки оснастити лінії механізмами і приладами, але і підготувати сам об'єкт автоматизації технологічних процесів до умов механізації та автоматизації. Форму, розміри та інші показники виробу слід уважно дослідити з точки зору можливості спрощення його виготовлення (без погіршення якості) і приведення цих показників у відповідність вимогам сучасної техніки і можливостями автоматизації. Виникають ситуації, коли для зручності механізації прийняті раніше параметри виробів змінюють.

При виготовленні продукції вручну на немеханізованих лініях розрізненню форм, їх типорозмірів та відхилень у розмірах особливого значення не надавали. При створенні ж механізованих і автоматизованих потокових ліній уніфікація і стандартизація виробів і напівфабрикатів, а також обмеження відхилень в розмірах або інших параметрах набувають першорядне значення. Не можна, наприклад, уявити собі чітку роботу загортального автомата, якщо цукерки матимуть значні відхилення від номінальних розмірів. Відповідно, системно утворюючим фактором лінії є стабільність вхідних і вихідних параметрів процесів в машинах і апаратах.

Створюючи потокову лінію, розробники повинні передбачати застосування найбільш інтенсивних технологічних режимів. Це дозволить, з одного боку, скоротити розміри технологічних ліній, а з іншого - підвищити швидкість обробки напівфабрикату і збільшити обсяг продукції. Однак слід зауважити, що при значному форсуванні режимів можливий і зворотній результат. Наприклад, підвищення швидкостей може призвести до швидкого зносу робочих органів і частим простоєм лінії для їх заміни або регулювання, а також до погіршення якості виробів, так як обраний режим не буде відповідати фізико-хімічними властивостями оброблюваного матеріалу, зокрема його реологічним властивостями.

Таким чином, при надмірному збільшенні швидкості може знизитися надійність роботи лінії, зрости простої для заміни робочих органів і погіршитися якість виробів. Збільшуючи швидкість, можна, з одного боку, зменшити тривалість обробки виробу, але, з іншого боку, це викличе збільшення витрат на амортизацію, зміст і оновлення робочих органів зважаючи на зменшення їх зносостійкості. Тому для кожного конкретного випадку необхідно знайти оптимальне значення швидкості, при якій сума витрат, віднесена до одиниці готової продукції, була б мінімальною.

Напівфабрикати та вироби мають ряд специфічних властивостей (липкість, плинність і сипучість, неміцність поверхневих шарів і т.д.), які слід враховувати при виборі транспортувальних пристроїв. Необхідно забезпечити зручність транспортування, найменшу можливість відносного руху (ковзання) виробів по робочих поверхнях транспортних пристроїв і найменше число змін положення та перевалок виробів. Як структура технологічного потоку, так і властивості і форма напівфабрикатів обумовлюють іноді необхідність використання для транспортування спеціальних пристосувань-супутників у вигляді форм, лотків, дек і т.д., які зазвичай мають гладку поверхню.

Застосування пристосувань-супутників значно впливає на компонування лінії, так як з'являються додаткові конвеєри для повернення звільнених супутників до вихідних позицій.

Вимоги до технологічного обладнання. Перш ніж підбирати і проектувати обладнання потокових ліній, необхідно визначити не тільки типорозміри передбачуваної до випуску продукції, а й рівень спеціалізації або універсальності ліній, від якого значною мірою залежатимуть конструкції машин. На підприємствах невеликої потужності, мабуть, цілеспрямовано встановлювати універсальні переналагоджувані лінії. Великі підприємства, навпаки, бажано оснащувати спеціалізованими лініями, на кожній з яких можна буде випускати вироби певних типорозмірів Необхідно взяти до уваги, що вартість переналагоджуваної лінії значно вище, ніж спеціалізованою.

Можливі три основні способи створення потокових ліній:

- З нових спеціалізованих машин, які здійснюють заздалегідь відпрацьовані технологічні процеси;

- З чинного, відповідним чином модернізованого і оснащеного технологічного обладнання;

- З окремих типових елементів.

На практиці здійснюють змішані варіанти, коли лінії створюють, наприклад, з діючих машин, але на деяких операціях застосовують нове спеціальне обладнання.

По можливості слід включати до складу ліній існуючі перевірені типи машин, при необхідності слід модернізувати їх.

Серед діючого парку машин є велика кількість таких, яким можна комплектувати потокові лінії за умови приєднання до них спеціальних пристроїв, які живлять і транспортують. Доцільно максимально використовувати наявні автомати і напівавтомати, а також інші машини, збільшивши ступінь автоматизації їх і забезпечивши відповідними завантажувальними, розвантажувальними пристроями, а також приладами контролю.

При проектуванні потокових ліній велика увага має бути приділена дотриманню умов безаварійної роботи, зручності обслуговування і техніці безпеки. Виконання цих вимог може позначитися на комплектуванні лінії.

Вимоги до формування комплексів обладнання. Для синхронізації роботи машин потокової лінії, тривалість окремих технологічних операцій повинна бути однакова або кратна, а продуктивність машин повинна бути вирівняна.

Якщо машини, що входять в лінію, мають приблизно однакову продуктивність, то можна застосовувати наскрізну однопотокову компоновку з транспортним пристроями, які передають напівфабрикат від однієї машини до іншої. Якщо ж машини по продуктивності істотно відрізняються один від одного, то слід застосовувати багатопотокові лінії з паралельною роботою однотипних малопродуктивних машин в потоках, що сходяться або розходяться. Для цього необхідно застосовувати спеціальні перенавантажувальні й розподільні пристрої, здійснювати спеціальну компоновку обладнання. У даному випадку внаслідок технологічних причин виникнуть незалежні ділянки потокових ліній. Кожна з ділянок повинна мати систему управління, пов'язану з іншими ділянками, також незалежні системи автоматичного транспортування виробів і їх орієнтації. Таким чином, лінія з різною в окремих її ділянках тривалістю робочого циклу, по суті, являє собою кілька послідовних потокових ліній, пов'язаних один з одним лише загальним для цих ліній автоматичним управлінням.

Крім технологічних факторів на компонування лінії часто впливає конфігурація цеху або будівлі, в якій передбачається розміщення ліній. Можливі повороти потоку також викликають необхідність введення додаткових перевантажувальних пристроїв і ділення лінії на окремі ділянки.

Поділ лінії на ділянки ускладнює і здорожує її, тому що викликає необхідність установки перевантажувальних пристроїв, збільшення числа приводів конвеєрів, електроапаратури і т.д. Однак багато технологічних та будівельних причин роблять такий розподіл неминучим.

Можливі окремі випадки, коли поділ потокових ліній на ділянки доцільно, хоча це і пов’язане з ускладненням і не є конструктивною неминучістю. Так, при жорсткому зв'язку між машинами, простої однієї з них викличуть зупинку всієї лінії; чим більше машин входить в лінію, тим більше втрат продуктивності буде через простої. Тому при великому числі взаємопов'язаних машин іноді доцільно створювати лінію з нежорстким зв'язком між машинами, розділивши її на незалежні ділянки, і передбачити роботу цих ділянок або у вигляді єдиного автоматизованого потоку, або незалежно один від одного. Помістивши між ділянками бункерні пристрої або накопичувачі з запасом напівфабрикатів або виробів, можна частково компенсувати простої ділянок, так як при простої однієї ділянки інші можуть працювати деякий час за рахунок виробів, наявних в бункерах. Проте ефективність такого поділу лінії на ділянки зменшується внаслідок ускладнення і подорожчання її механізмів. Тому поділ ліній на велику кількість ділянок не завжди доцільно.

При великому числі взаємопов'язаних машин лінію слід ділити на ділянки з проміжними накопичувачами так, щоб час простоїв, а отже, і втрати продуктивності на цих ділянках були однаковими. Кількість, частота і причини простоїв можуть бути різними. Вони залежать від конструктивної досконалості машин і ступеня надійності їх роботи, технічного стану, рівня організації виробництва і цілого ряду випадкових причин.

Експлуатаційна продуктивність потокової лінії визначається експлуатаційною продуктивністю останньої ділянки або останньої машини, які крім власних простоїв можуть мати простої, викликані простоями попередніх ділянок лінії.

Тут слід зазначити, що під час простою останньої ділянки слід розуміти не тільки тривалість його фактичної зупинки, але і час роботи вхолосту, коли ділянка не зупиняється, але продукції не дає. Наприклад, при випадковій зупинці тістодільника конвеєрну піч зупиняти не можна, так як в пекарній камері знаходяться тістові заготовки. Таким чином, піч деякий час працюватиме вхолосту, не даючи продукції. При цьому час роботи печі буде залежати від тривалості простою тістоділильної машини.

Для того щоб визначити час простою останньої машини лінії з гнучким зв'язком між машинами, необхідно провести тривалі експерименти для отримання статистичних даних про частоту простоїв обладнання і законів їх розподілу.

У потокових лініях з жорстким зв'язком між машинами тривалість простою лінії дорівнює тривалості простою будь-якої машини. Таким чином, технологічні лінії складаються з комплексів обладнання. Функціональна структура ліній проглядається настільки чітко, що часто комплекси А, В і С називають самостійними лініями, наприклад, лінія для упаковки молока, лінія для отримання шоколадних мас і т. д.

Компонування лінії - це насамперед коригування технології, модернізація обладнання, створення засобів управління технологічними процесами, єднальними їх в один великий процес (технологічну систему), а не просте з'єднання машин і апаратів в ланцюжок за допомогою конвеєрів різних типів.

Контрольні запитання

Дата добавления: 2014-12-25