Рабочая программа, методические указания и задания на контрольные работы и курсовой проект для студентов факультета «Управления и информатизации» специальности
1 чел. помогло. | скачать МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕХНОЛОГИЙ И УПРАВЛЕНИЯ (образован в 1953 году) ____________________________________________________________________ Кафедра «Пищевые машины»Дистанционное Пищ. маш. – 20.03.1706 зчн. скр. обучение Пищ. маш. – 20.03.1706 зчн. плн. Пищ. маш. – 20.05.1706 зчн. скр. Пищ. маш. – 20.05.1706 зчн. плн. В.Н. Вельтищев, Ю.А. Калошин, Ю.В. Зуева^Рабочая программа, методические указания и задания на^4-го и 5-го курсов полной заочной формы обучения и3-го курса сокращенной заочной формы обучения www.msta.ru ^ УДК 664. 002. 5В 28 Вельтищев В.Н., Калошин Ю.А., Зуева Ю.В. Расчет и конструирование машин и аппаратов пищевых производств (РКМ). Рабочая программа, методические указания и задания на контрольные работы и курсовой проект. – ^ В данной работе в кратком и систематическом виде изложено содержание курса «Расчет и конструирование машин и аппаратов пищевых производств». Особое внимание уделено рабочей программе, которая разбита на отдельные темы. Кроме рабочей программы имеются задания на контрольные работы и курсовой проект, а также методические указания по выполнению заданий по контрольным работам и курсовому проекту. Рабочая программа, методические указания и задания на контрольные работы и курсовой проект предназначена для студентов-заочников 3-го курса сокращенной формы обучения, 4-го и 5-го курсов полной формы обучения специальности 1706. Автор: проф., к.т.н. Вельтищев Вячеслав Николаевич проф., к.т.н. Калошин Юрий Аркадьевич ст. преп. Зуева Юлия Викторовна Рецензент: проф. Самойленко П.И. Редактор: Свешникова Н.И. ISBN © Московский государственный университет технологий и управления, 2004 109004, Москва, Земляной вал, 73 СОДЕРЖАНИЕ 1. Введение ………………………………………………………………….… 4 2. Порядок изучения дисциплины ……………...………………………..….. 5 3. Рабочая программа ……………………………………………………….... 5 4. Задания на контрольную работу ……………………………..…………… 8 5. Методические указания по выполнению контрольной работы ……..… 12 6. Задания на курсовой проект …………………………………………...… 13 7. Исходные данные к заданиям на курсовой проект …………………….. 16 8. Методические указания по выполнению курсового проекта ...……..… 20 9. Литература ……………………………………………………………..…. 22 ВВЕДЕНИЕ Учебная дисциплина « Расчет и конструирование машин и аппаратов пищевых производств» относится к специальным дисциплинам и является одной из завершающих подготовку инженеров по специальности 17.06 «Машины и аппараты пищевых производств». Цели дисциплины:
Задачи дисциплины:
В результате изучения дисциплины студент должен:
^ Как обычно, основной формой изучения дисциплины является самостоятельная работа над литературой, необходимый объем которой будет дан ниже. После проработки литературного материала выполняются контрольные работы и курсовой проект по индивидуальным заданиям. По отдельным, наиболее сложным разделам программы будут прочитаны лекции, проведены практические занятия и лабораторные работы. Студенты 3-го курса сокращенной формы обучения изучают весь материал, изложенный в рабочей программе, прорабатывают последовательно все ее темы, выполняя курсовой проект. На установочной сессии они активно участвуют в лекционных и практических занятиях, уясняют и прорабатывают материал курсового проекта. На лабораторно - экзаменационной сессии по группам проходят практические занятия и лабораторные работы, защищают заранее отрецензированный курсовой проект и после этого сдают экзамен. Студенты 4-го курса полной формы обучения на установочной сессии прорабатывают на лекциях материал тем 1 - 4 рабочей программы. В межсессионный период выполняют контрольную работу, состоящую из заданий 1, 2, 3 и 4. На второй сессии закрепляют изученный материал на практических занятиях и сдают зачет в объеме этого материала. Студенты 5-го курса полной формы обучения на первой сессии изучают материал, изложенный в темах 5 - 8 рабочей программы. В межсессионный период выполняют курсовой проект. На второй сессии закрепляют материал на практических и лабораторных занятиях, отрабатывают по группам лабораторные работы, защищают заранее отрецензированный курсовой проект и после этого сдают экзамен по материалу всей рабочей программы (материалу 4 - го и 5 - го курсов). Студенты не защитившие курсовой проект к экзамену не допускаются. Весь изученный материал данной дисциплины входит в выпускной Государственный экзамен. Поскольку кафедра «Пищевые машины» является выпускающей по специальности 1706, постольку элементам расчета и конструирования оборудования придается особое значение. ^ Тема 1. Вводная часть. Исторические аспекты, перспективы развития и совершенствования пищевого оборудования. Значение дисциплины в свете задач по социально - экономическому и техническому развитию пищевой промышленности. Расчеты и конструирование в практической деятельности дипломированного специалиста технического профиля. Содержание дисциплины и ее связь с общенаучными и специальными дисциплинами. Тема 2. Общие вопросы проектирования машин и аппаратов. Виды конструкторской документации. Задачи анализа и синтеза оборудования. Системы автоматизации. Классификация производственного оборудования. Машины I, II и III классов, их отличительные особенности. Основные циклы работы оборудования. Синхронизация движения рабочих органов машин. Цикловые диаграммы, их виды и методы построения. Совмещение движения рабочих органов. Законы движения рабочих органов, их классификация и характеристики. [1], стр. 405 - 437, 526 - 558, [3]. Тема 3. Исполнительные механизмы машин. Базисные механизмы. Классификация механизмов. Основные кинематические зависимости базисных механизмов. Кулачковые механизмы, их проектирование на заданные законы движения рабочего органа. Шарнирно - рычажные и шарнирно - зубчатые механизмы, методы их расчета и конструирования. Гидравлические, пневматические и электрические приводы рабочих органов машин. Основы силового расчета исполнительных механизмов. Расчет исполнительных механизмов и передач на ЭВМ. [1], стр. 451 - 521, [3]. Тема 4. Вибрационное оборудование пищевых производств. Назначение и область применения. Условия реализации и интенсификации технологического процесса с применением вибрации. Выбор параметров вибрационных машин и их расчет. Способы возбуждения полезных колебаний рабочих и транспортирующих органов. Конструкция и расчет вибровозбудителей. Основы вибрационного перемещения. Вибрационные машины для выполнения рабочих и транспортных операций. Машины для вибрационного разделения сыпучих смесей. Определение основных параметров просеивающих машин. Способы снижения вибрации оборудования. Уравновешивание привода и балансировка машин. Способы виброизоляции и динамическое виброгашение. [1], стр.55 – 80, [2], [3]. Тема 5. Тепловая и емкостная аппаратура. Теплообменные аппараты пищевых производств. Классификация и типаж теплообменной аппаратуры. Основы теплового, конструктивного и механического расчета аппаратов. Тепловые напряжения. Рациональные формы аппаратов. Расчет оболочек под действием внутреннего и наружного давлений. Расчет днищ и фланцевых соединений. Укрепление отверстий. Опоры, лазы и люки. Компенсаторы, кольца и ребра жесткости. Трубопроводы, арматура и фурнитура. Тепловая изоляция. Гидравлический расчет трубопроводных магистралей. Изготовление и монтаж теплообменных аппаратов. [2], [4]. Тема 6. Машины с вращающимися рабочими органами. Барабанные машины. Конструирование и расчет основных параметров барабанов на заданные технологические условия. Барабанные смесители, центрифуги и сепараторы, их назначение и основные характеристики. Расчеты на прочность барабанов и роторов. Резонансные явления при работе ротационных машин. Расчет критической скорости вала ротора. Способы уменьшения вибрации валов. [1], гл. X, XII, [2]. Машины для смешивания сыпучих и пластичных пищевых продуктов. Классификация машин в зависимости от особенностей технологического процесса и конструкции рабочих органов. Основы расчета рабочих органов машин. [1], гл. XIII. Машины для перемешивания жидких продуктов. Классификация мешалок по назначению и конструкции. Расчет предельной частоты вращения лопастей и мощности привода. [1], гл. XIV, [11]. Машины для дозирования компонентов пищевых продуктов. Назначение и области применения. Классификация дозаторов для жидких и сыпучих продуктов их устройство и принцип работы. Расчет основных параметров дозирующих устройств. [1], гл. XVII. Экструзионные машины. Шнековые прессы. Расходно - напорные характеристики пресса. Прочностной расчет шнеков и барабанов шнековых прессов. [1], стр. 317 - 334, 347 - 358. Машины для измельчения пищевых продуктов. Назначение и области применения измельчающих машин. Классификация мельниц по способам измельчения и конструкции рабочих органов. Дисковые мельницы. Основные виды и особенности конструкций дисковых мельниц. Прочностной расчет дисков и бандажей. Вальцевые мельницы, их виды и расчет параметров на заданный процесс. Механизмы регулирования межвалкового зазора, их устройство и расчет. Прочностной расчет валков. Питающие механизмы мельниц, расчет параметров их работы. Мельницы ударного действия. Виды мельниц и особенности их работы. Расчет минимальной скорости молотков. Уравновешивание молотков на удар. Прочностной расчет элементов мельниц.[1], гл. Х, [11]. Тема 7. Поршневые машины. Назначение и применение поршневых машин. Конструктивные схемы. Схематизация сил, действующих на элементы машин. Гидравлические прессы. Особенности устройства и работы. Расчет основных параметров гидропрессовых установок. [1], стр. 342 - 347, [11]. Брикетирующие прессы. Особенности устройства и работы. Индикаторная диаграмма. Расчет и проектирование привода машин с «пиковой» нагрузкой. [1], стр. 309 - 317; [5], стр. 303 - 309; [11]. Карусельные прессы. Назначение, устройство и основные типы карусельных прессов. Расчет основных параметров.[5], стр. 309 - 311, [3]. Тема 8. Современные методы экспериментальных исследований. Экспериментальные методы исследования технологического оборудования. Основы тензометрии машин. Порядок экспериментальных исследований: план, программа, подготовительные операции, проведение исследований, обработка результатов исследований, выводы и отчет. Математическое моделирование процессов. Оптимизация параметров. Использование ЭВМ при проведении, анализе и обработке результатов исследований работы технологического оборудования. [1], гл. XXII. ^ З А Д А Н И Е № 1. Для упаковки порции продукта, имеющей форму бруска, в оберточный материал необходимо совершить следующие операции (см. аналогию [1], стр. 548): 1.Установка порции на проведение рабочих операций (t1), 2. Трехсторонняя продольная обертка материалом порции (t2), 3. Окончание продольной обертки материалом порции (t3), 4. Вертикальное подгибание материала с торцов изделия (t4), 5. Горизонтальное подгибание материала с торцов изделия (t5), 6.Съем завернутого изделия с оборудования (t6). ТРЕБУЕТСЯ: 1. Дать технологическую схему обработки изделия (по операциям). 2. Дать принципиальные технологические схемы обработки изделия на машинах I, II и Ш классов, пояснив принцип работы машины каждого класса. 3. Дать циклограммы обработки изделия на машинах каждого класса. 4.Дать определение каждому основному циклу машин и рассчитать их, а также рассчитать производительность каждого класса машин. Примечание: Данные для выполнения задания принять по таблицам 1 и 2 в зависимости от предпоследней и последней цифры шифра студента. Таблица 1.
Таблица 2.
З А Д А Н И Е № 2 Машина для просеивания продукта имеет плоское сито с углом наклона - , которое совершает колебательное движение в плоскости с углом наклона - при помощи эксцентрикового механизма с эксцентриситетом - e. ТРЕБУЕТСЯ: 1. Дать расчетные схемы и вывод формул для определения частоты вращения приводного вала, при котором продукт будет перемещаться вниз по поверхности сита - n1; вверх по поверхности сита - n2; начнет отрываться от поверхности сита - n3. 2. Рассчитать n1, n2 и n3 при заданных значениях: угла наклона поверхности сита - о; угла наклона плоскости колебаний - о; эксцентриситета - е, мм и приведенного коэффициента трения продукта по поверхности сита - f. 3. На основании результатов расчета по п.2 определить рабочую частоту вращения приводного вала - nраб, составить кинематическую схему привода и дать его кинематический расчет. Примечание: Данные для выполнения задания принять по таблицам 5 и 6 в зависимости от предпоследней и последней цифры шифра студента. Таблица 5.
Таблица 6.
З А Д А Н И Е №3 Дозатор сыпучего продукта по конструкции может быть: 1 - шнековым; 2 - барабанным; 3 - ленточным; 4 - тарельчатым. Производительность дозатора - П, кг/ч. Насыпная плотность продукта - , кг/м3. ТРЕБУЕТСЯ: 1. Дать схемы, описания устройства и работы указанных типов дозаторов. 2. Дать полные выводы формул для определения производительности каждого из указанных дозаторов. 3. Задаваясь реальными размерами рабочих органов каждого дозатора, по формулам п.2 рассчитать частоту вращения: шнека - n1; барабана - n2; приводного барабана - n3; тарелки - n4 в об/мин. 4. Дать кинематические схемы и кинематические расчеты приводов указанных дозаторов. 5. Дать обоснованный вывод по практическому применению одного из указанных дозаторов для реального производства. Примечание: Данные для выполнения задания принять по таблицам 7 и 8 в зависимости от предпоследней и последней цифре шифра студента. Таблица 7.
Таблица 8.
З А Д А Н И Е №4 Барабанный смеситель сыпучих продуктов периодического действия имеет производительность - ^ , кг/ч. Задано также: время смешивания - t, мин; диаметр барабана - D, м; длина барабана - L, м. ТРЕБУЕТСЯ: 1. Дать принципиальную схему, описание устройства и работы смесителя. 2. Дать вывод формулы для определения рабочей частоты вращения барабана - nб, об/мин и рассчитать ее, приняв коэффициент трения продукта по поверхности барабана - f = 0,8. 3. Дать вывод формулы для определения мощности привода барабана смесителя - N, Вт и рассчитать ее, приняв насыпную плотность продукта = 750, кг/м3. 4. Дать кинематическую схему привода смесителя и сделать его кинематический расчет, подобрав для него электродвигатель. Примечание: Данные для выполнения задания принять по таблицам 9 и 10 в зависимости от предпоследней и последней цифре шифра студента. Таблица 9.
Таблица 10.
^ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ По заданию №1. Отличительные признаки машин различных классов, их схемы, циклограммы и основные циклы даны в литературе [1], [3]. 1. Для машины IБ класса с частичным совмещением выполнения операций временем совмещения соседних операций - t можно задаться в зависимости от заданных продолжительностей рабочих операций: t = ti / 2 , где i – номер совмещаемой рабочей операции кроме установочной и съемной, которые не совмещаются. 2. Для машины IIIА класса угол между соседними рабочими позициями ротора должен соответствовать времени наиболее длительной операции. Из этого условия можно определить частоту вращения ротора, а следовательно и основные циклы. 3. Для машины IIIБ класса (однооперационной) временем выполнения операции является время наиболее длительной из заданных операций. По заданию №2 Подобные схемы и метод расчета частоты вращения вала механизма привода плоского сита изложен в литературе [3], стр. 62 – 71. Только следует обратить внимание на то, что, в отличие от изложенного, в задании фигурируют два угла: и . Поэтому, конечно, расчетные схемы будут отличны от тех, что указаны в учебном пособии. Для составления расчетных схем лучше брать эти углы утрированно увеличенными (около 30 – 45о), для того чтобы векторы сил не сливались друг с другом.
|
Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка: 