Технологические машины и оборудование¶

Технологические машины и оборудование — совокупность технических средств, предназначенных для выполнения производственных операций, связанных с изменением формы, размеров, свойств или состояния обрабатываемого материала (сырья, заготовок, деталей, полуфабрикатов). К этой категории относят станки, прессы, литейные и сварочные установки, прокатные станы, конвейеры, смесители, дробилки, упаковочные и фасовочные агрегаты, а также вспомогательные устройства, обеспечивающие их работу. Технологические машины отличают от энергетических (преобразующих энергию) и транспортных (перемещающих грузы и людей) машин по основному назначению: они непосредственно воздействуют на предмет труда.

¶Место в системе машин

В общей классификации машин технологические занимают центральное положение в производственном цикле. Энергетические машины (двигатели, генераторы) снабжают их энергией, транспортные — перемещают сырьё и готовую продукцию, а информационные и управляющие устройства регулируют режимы работы. Совокупность технологической машины, приводящего двигателя и системы управления образует рабочее место или агрегат, а их объединение в последовательную цепочку — производственную линию.

¶Классификация

Технологические машины классифицируют по нескольким признакам.

По характеру воздействия на материал:

• Обрабатывающие — изменяют форму и размеры (металлорежущие станки, деревообрабатывающие, прессы, гибочные машины).
• Формообразующие — придают изделию заданную конфигурацию из расплава или сыпучей массы (литейные машины, экструдеры, машины литья под давлением).
• Разделяющие — дробят, режут, измельчают (дробилки, мельницы, отрезные станки).
• Смешивающие и дозирующие — готовят однородные массы и отмеряют порции (смесители, дозаторы).
• Соединяющие — сваривают, склёпывают, склеивают, паяют (сварочные установки, клепальные машины).
• Упаковочные и фасовочные — формируют, наполняют и закрывают тару.

По степени автоматизации выделяют машины с ручным управлением, полуавтоматы, автоматы и автоматические линии; по числу одновременно обрабатываемых предметов — одно- и многопозиционные; по отрасли применения — металлообрабатывающие, деревообрабатывающие, пищевые, текстильные, полиграфические, строительные и другие.

¶Устройство

Типовая технологическая машина включает несколько функциональных частей:

• Привод — источник движения (электродвигатель, гидро- или пневмодвигатель, двигатель внутреннего сгорания).
• Передаточный механизм — редукторы, ремённые и цепные передачи, преобразующие движение привода.
• Исполнительный (рабочий) орган — резец, шпиндель, штамп, нож, шнек, непосредственно контактирующий с материалом.
• Несущая система — станина, рама, корпус, воспринимающие нагрузки.
• Система управления — от механических кулачковых устройств до программируемых контроллеров и систем ЧПУ.
• Вспомогательные устройства — системы смазки, охлаждения, удаления стружки, защиты и блокировок.

¶История развития

Простейшие технологические машины (ручные мельницы, ткацкие станки, кузнечные молоты) известны с древности и приводились в движение мускульной силой, водой или ветром. Промышленный переворот XVIII–XIX веков связан с появлением универсального парового двигателя и механических станков: токарного суппорта, механического ткацкого станка, парового молота. В конце XIX — начале XX века распространились электропривод, автоматические станки-автоматы и поточные линии. Во второй половине XX века началась автоматизация на базе электроники: появились станки с числовым программным управлением, промышленные роботы, гибкие производственные системы. В России крупные центры станкостроения сложились в Москве, Ленинграде, Коломне, Рязани, Иванове; отрасль выпускала токарные, фрезерные, шлифовальные станки, кузнечно-прессовое и литейное оборудование.

¶Основные характеристики

Технический уровень машины оценивают по ряду показателей:

¶Применение

Технологические машины применяются практически во всех отраслях материального производства. В машиностроении это металлорежущие и кузнечно-прессовые станки, в металлургии — прокатные станы и разливочные машины, в химической промышленности — реакторы, экструдеры, центрифуги, в пищевой — тестомесы, фасовочные автоматы, в строительстве — бетоносмесители, дробильно-сортировочные комплексы, в лёгкой промышленности — прядильные и ткацкие машины. Отдельную группу образуют машины для добычи и первичной переработки сырья: буровые установки, проходческие комбайны, обогатительное оборудование.

¶Тенденции развития

Современное развитие технологических машин связано с повышением степени автоматизации и цифровизации. Распространяются станки с ЧПУ и обрабатывающие центры, промышленные роботы, аддитивные установки (3D-принтеры), системы компьютерного моделирования и предиктивной диагностики. Растёт внимание к энергоэффективности, снижению материалоёмкости, экологичности и возможности быстрой переналадки под новые изделия. Важное направление — создание гибких автоматизированных производств, объединяющих оборудование в управляемые сети.

¶Подготовка кадров и наука

Проектирование и эксплуатация технологических машин опираются на дисциплины «Детали машин», «Теория механизмов и машин», «Технология машиностроения», «Автоматизация производственных процессов». Подготовку специалистов ведут технические университеты; научные исследования сосредоточены в отраслевых институтах и конструкторских бюро, занимающихся расчётом прочности, динамики, износостойкости и точности оборудования.

Источники: учебники по теории механизмов и машин, технологии машиностроения, справочники по станкам и кузнечно-прессовому оборудованию, отраслевые энциклопедии машиностроения.