Контрольная работа по "Техническому оснащению"

                                                                                                        Т- 209/13                                                                 
 
 

Министерство  образования и науки

Республики Казахстан

Петропавловский строительно-экономический колледж 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Контрольная работа

по Техническому оснащению

                                   учащейся группы Т-21

                                          Хариной И.В. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                                                                         г. Петропавловск   2009г.                                                                                                                  

                                                 Вариант 13 

1. Неразъёмные соединения.
2. Классификация теплового оборудования.
3. Льдогенераторы.

1. Неразъёмные соединения

Жесткие соединения деталей могут быть двух типов - разъёмные и неразъёмные. К неразъёмным относятся сварные и заклёпочные соединения, а также соединения пайкой, склеиванием, посадкой с натягом и др.

   Сварные соединения. Сварными называются неразъёмные соединения, осуществляемые посредством сварного шва. Сварной шов получают путём сварки – технологического процесса с применением нагрева места стыка и использования сил взаимодействия между молекулами соединяемых деталей.

   Основные виды сварки: сварка плавлением и сварка давлением. При сварке плавлением места соединения деталей нагреваются до плавления, и при застывании зоны расплавленного материала образуется сварной шов. При сварке давлением нагрев производится до температуры, при которой материалы соединяемых деталей переходят в пластическое состояние, после чего детали сжимают. В результате взаимной диффузии молекул через поверхность стыка происходит прочное соединение деталей. Для местного нагрева деталей используют различные виды энергии – химическую (газовая сварка), электрическую (электродуговая и контактная сварки) и др.

   При газовой сварке для нагрева соединяемых деталей используется энергия, выделяющаяся при горении газа, например ацетилена, в кислороде. Для формирования шва в пламя газовой горелки при сварке вносят пруток металла, который, плавясь, заполняет место сварки.

   При электродуговой сварке нагрев и плавление места соединения производиться электрической дугой, возникающей между электродом и деталью. При электродуговой сварке плавящимся электродом металл последнего плавится и заполняет шов. К разновидности дуговой электросварки, относится сварка плавящимся и неплавящимся (вольфрамовым) электродом в среде аргона или углекислого газа.

   При контактной сварке тепло  выделяется при пропускании тока  через обе соединяемые детали, причём в месте контакта материал  либо плавиться,  либо разогревается до высоких температур, обеспечивающих быструю взаимную диффузию молекул металла соединяемых деталей через поверхность контакта. К разновидностям контактной сварки относятся стыковая сварка, точечная, роликовая и др.

   Существуют  также сварка трением (разогрев свариваемых поверхностей осуществляется трением их одна о другую); сварка ультразвуком (позволяет сваривать даже сталь с алюминием и его сплавами); электронно-лучевая сварка (плавление материала производится электронным лучом в вакууме).

   Сварные швы, выполненные электродуговой сваркой, подразделяются на две основные группы – стыковые и валиковые. Стыковые швы применяются при соединении деталей торцовыми поверхностями. Эти соединения работают на все виды деформаций и называются соединениями встык (рис. 1, а, б).

   Валиковые  швы применяются при соединении  деталей внахлёстку (рис. 1, в, г,  д, е), втавр (рис. 1, ж) и углом (рис. 1, з). Соединения в нахлёстку могут воспринимать нагрузки в плоскости расположения соединяемых деталей. Соединения втавр могут воспринимать все виды нагрузки. Угловые соединения не воспринимают никаких нагрузок.

   В соединениях  встык при осевом нагружении  деталей (рис. 1, а) швы рассчитываются  на прочность по формуле

                                        Pp(сж) < [Q]р(сж),

                                             ls

где Pp(сж) - сила растяжения (сжатия), воздействующая на шов;

l – длина шва;

s – наименьшая толщина свариваемых деталей (условная высота шва);

[Q]p(сж) – допускаемое напряжение растяжения (сжатия) шва.

  Левая часть этой формулы представляет расчётное напряжение в шве, полученное исходя из предположения о равномерном распределении напряжения по поперечному сечению шва и равенстве площади поперечного сечения шва произведению l на s.

   Расчёт косого шва (рис.1, б) на прочность не производится: шов считается равнопрочным по отношению к соединяемым деталям.

   Расчёт валиковых швов производится  на срез по плоскости, проходящей  через биссектрису прямого угла.

   При растягивающих или сжимающих  нагрузках, приложенных к соединяемым деталям, расчётная формула имеет вид

                                         Рр (сж) < [  ]cр,

                                             Fср

где слева находится величина срезающего (касательного) напряжения. Fср – площадь среза, принимаемая равной произведению суммы длин отдельных швов на высоту шва h (рис. 1, и, к, л).

   Для нормального валикового шва  (рис.1, и) h = 0,7k (k – катет шва), для выпуклого (рис. 1, л) h = k,  для вогнутого (рис. 1, к) h=0,5k.. 
 
 
 
 
 
 
 

                                                         Рис.1 

  Паяные соединения. Паяные соединения выполняются пайкой. При пайке детали нагревают до температуры плавления припоя – специального материала или сплава, плавящегося при более низкой температуре, чем металл соединяемых деталей. Расплавленный припой смачивает поверхности деталей и соединяется с ними силами молекулярного сцепления. После остывания детали оказываются соединёнными одна с другой прослойкой застывшего припоя. Для облегчения соединения припоя с металлом детали применяют различные вещества – флюсы.

   Заклёпочные соединения. В заклёпочных соединениях детали соединяются специальными элементами – заклёпками, представляющими собой цилиндрический стержень 2 с закладной головкой 1 на конце (рис.2, а), который вставляется в просверленные или продавленные отверстия в соединяемых деталях. При горячей клёпке стальные заклёпки предварительно нагревают до температуры 1000 С. Выступающий конец заклёпки с помощью обжимки превращается при клёпке в замыкающую головку 3, а стержень заклёпки принимает размер отверстия. Разновидностью заклёпок являются пистоны – заклёпки трубчатого сечения, применяемые для ненагруженных или слабо нагруженных соединений. Форма и размеры заклёпок стандартизированы. На рисунке 2 изображены заклёпки с полукруглой (б), потайной (в), полупотайной (г), и плоско-конической (д) головкой и пистоны (е, ж). Заклёпки изготавливаются из сталей, алюминия и его сплавов, меди. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                                                                                   Рис.2 

   Заклёпочные швы выполняются внахлёстку (рис. 2, к) или встык с одной или двумя (рис. 2, и) накладками. В зависимости от расположения заклёпок различают однорядные заклёпочные швы (рис. 2, н), двухрядные (рис. 2, м) и т. д.

   Заклёпочные соединения рассчитывают  на срез стержня заклёпок (рис. 2, к, л), смятие стержня заклёпок или стенок отверстия, а также на срез и разрыв скрепляемых элементов (рис. 2, н).

   Диаметр отверстия под заклёпку  d обычно берется в полтора-два раза больше толщины s скрепляемых элементов; шаг заклёпок  в ряду t для удобства размещения заклёпок выбирается в пределах (3-6)d. Для предотвращения среза деталей заклёпками расстояние l от первого ряда заклёпок до края детали обычно принимается не менее 1,5 d.

   К классу заклёпочных соединений  относятся и такие неразъёмные  соединения, которые получаются после неупругих деформаций соединяемых деталей (например, рис. 2, з).     

2. Классификация теплового оборудования

   Тепловое оборудование предприятий  общественного питания классифицируется  по технологическому назначению, способу обогрева, источнику тепла (вид энергоносителя), принципу работы, конструктивному решению, степени автоматизации.

   По технологическому назначению тепловое оборудование подразделяется на универсальное и специализированное. К универсальному оборудованию относятся плиты, т.к. на них можно осуществить все способы тепловой обработки пищевых продуктов (основные, вспомогательные и комбинированные). Специализированное оборудование подразделяется на варочное (котлы, автоклавы, вакуум-аппараты и т.д.), жарочное (сковороды, фритюрницы, жарочные (пекарные) шкафы) и вспомогательное (мармиты, тепловые стойки, ряд теплообменников).

   По способу обогрева тепловое оборудование подразделяют на контактные и поверхностные теплообменники. Примером контактного оборудования, в котором нагрев пищевого продукта происходит при непосредственном соприкосновении с ним теплоносителя, могут служить пароварочные аппараты. В них пищевой продукт соприкасается с водяным паром, который отдаёт свою теплоту продукту. Другой пример контактного оборудования – фритюрницы, в которых обжариваемый продукт погружён непосредственно в жир (фритюр). К этому виду оборудования относятся так же контактные теплообменники, в которых жидкость нагревается при непосредственном соприкосновении с продуктами сгорания.

   Поверхностные теплообменники подразделяются на теплообменники с непосредственным и косвенным обогревом. У теплообменников с непосредственным обогревом теплообмен между греющей средой и обрабатываемым продуктом происходит через разделительную стенку – поверхность нагрева. Это плиты, кипятильники, пищеварочные котлы с непосредственным обогревом и поверхностные теплообменники с непосредственным обогревом. У этого вида теплообменников передача тепла от более нагретой среды к менее нагретой происходит через поверхность нагрева, расположение (рубашечные, кожухотрубные и др.) и конфигурация (трубчатые горизонтальные, трубчатые вертикальные и др.) которых являются важнейшими признаками их классификации (рис. 3). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Кроме того, эти теплообменники классифицируются по направлению потока рабочих сред, которое может быть прямоточным и противоточным (рис. 4), а также по числу ходов рабочих сред и жесткости конструкции. 
 
 
 
 
 

 У  теплообменников с косвенным  обогревом теплообмен между источником тепла и пищевым продуктом происходит через промежуточные теплоносители (вода, водяной пар, ВОТ, минеральные масла). К ним относится ряд конструкций пищеварочных котлов и сковород. У них промежуточный теплоноситель находиться в замкнутом пространстве – между источником тепла и рабочей камерой.

   По источникам тепла различают тепловое оборудование с огневым, газовым, паровым и электрическим обогревом.

  К огневому оборудованию относится оборудование, работающее на жидком и твердом топливе. Главным элементом этого оборудования является топка, в которой происходит сжигание топлива. Обогрев поверхности нагрева происходит топочными газами и непосредственно пламенем.

   Газовое оборудование по существу также может быть отнесено к огневому, так как поверхности нагрева обогреваются в нём продуктами сгорания и непосредственно пламенем. Однако оно условно выделяется в самостоятельную группу ввиду существенного конструктивного отличия от твердотопливного и жидкотопливного оборудования (газовые горелки, автоматическое регулирование теплового режима, особые условия эксплуатации).

   Основным элементом оборудования с паровым обогревом является нагревательное устройство, обычно конструктивно оформленное в виде рубашки. Это оборудование, как правило, работает на насыщенном паре, который конденсируется в рубашке и отдаёт теплоту фазового превращения.

   У оборудования с электрическим обогревом основным элементом является электронагреватель, в котором электрическая энергия преобразуется в тепловую или энергию электромагнитного поля.

   По принципу работы (способу действия) различают тепловое оборудование периодического (прерывного), непрерывного и комбинированного действия. К оборудованию периодического действия относится такое оборудование, в котором загрузка сырья и выгрузка готовой продукции производятся прерывно, периодически. В оборудовании непрерывного действия обе операции осуществляются непрерывно. В оборудовании комбинированного действия одна из этих операций производится периодически, другая – непрерывно.

   По конструктивному  решению  тепловое оборудование может быть подразделено на несекционное и секционное, немодулированное и модулированное.

   Несекционное оборудование характеризуется  различными мощностью и размерами.  Такое оборудование обладает  существенными недостатками: усложняет  внедрение современных принципов  проектирования предприятий, что  приводит к нерациональному использованию  оборудования; усложняет механизацию производства; не позволяет создавать поточные механизированные линии и др.

   Секционирование оборудования предусматривает  изготовление отдельных секций, составляющих аппараты различной  мощности в зависимости от  производственной необходимости. Секционирование оборудования позволяет широко применять единый размер аппаратов – модуль. За модуль принята величина М=100мм. Длина и ширина секций модулированного оборудования, образующих общий стол-настил, должны быть кратны этому модулю. Обычно ширина напольного оборудования равна 4М. Высота комплекта модулированного оборудования 850мм+10мм. Секционное модулированное оборудование обладает рядом достоинств: возможностью осуществления последовательности и взаимосвязи различных стадий технологического процесса; сокращением затрат рабочего времени персонала на перемещение по кухне; улучшением микроклимата, т.к. оборудование оснащено местными вентиляционными откосами и др.

   По степени автоматизации тепловое оборудование подразделяется на неавтоматизированное, полуавтоматизированное и автоматизированное. При эксплуатации неавтоматизированного оборудования (плиты, котлы, кипятильники, работающие на огневом обогреве) контроль за его безопасной работой и соблюдением теплового режима производиться обслуживающим персоналом. При эксплуатации полуавтоматизированного оборудования (газовые плиты, газовые котлы с непосредственным обогревом и др.) контроль за его безопасной работой осуществляется автоматически, а тепловой режим работы поддерживается вручную. При эксплуатации автоматизированного оборудования (электрические котлы и жаровни, ряд газовых котлов и жаровен, электрокипятильники и др.) контроль за его безопасной работой и соблюдением теплового режима производиться автоматически.

   Разобраться во всём многообразии оборудования позволяют его индексация и типаж. Для теплового оборудования принято буквенно-цифровая индексация. Первая буква индекса соответствует технологическому назначению оборудования и подразделяет его на группы: К – котлы (кипятильники), П – плиты, Ф – фритюрницы и т.п. Вторая буква индекса обозначает вид оборудования по одному из важнейших признаков классификации (конструктивное решение, принцип работы, технологическое назначение и т.п.). Например, ПС – плиты секционные, КН – кипятильники непрерывного действия и т.п. Третья буква индекса соответствует виду энергоносителя: КПТ – котёл пищеварочный твёрдотопливный, КНЭ – кипятильник непрерывного действия электрический и т.п. Модулированное оборудование обозначается буквой М, например, АПЭСМ – аппарат пароварочный электрический секционный модулированный. Цифровая часть индексации выделяет основные типоразмеры, при этом основанием для выделения типоразмеров является характерный для данного оборудования параметр: для плит и сковород – площадь жарочной поверхности в м, для котлов – вместимость в дм, для кипятильников – производительность по кипятку в кг/ч и т.п. Например, КПЭ-60 – котёл пищеварочный электрический вместимостью 60 дм. Последняя цифра, если она имеется, соответствует году серийного выпуска аппарата данной конструкции: КНТ-200-68 – кипятильник непрерывного действия твердотопливный производительностью 200 кг/ч конструкции 1968г.

   Аппараты для тепловой обработки  продуктов должны удовлетворять  требованиям технологии приготовления пищи, обеспечивать тепловую обработку продуктов при минимальной затрате энергии, обладать высокой износоустойчивостью и по возможности легко разбираться, последнее облегчает и ускоряет их ремонт и создает условия для нормальной эксплуатации оборудования. Тепловые аппараты для предприятий общественного питания должны отвечать требованиям техники безопасности и производственной санитарии. 

3. Льдогенераторы

   Искусственный водный лёд получают  путём замораживания воды в  специальных аппаратах – льдогенераторах. Изготавливается искусственный лёд в виде блоков, цилиндров и чешуек. Лёд, приготовленный из питьевой воды, является пищевым. Наиболее широкое применение на предприятиях общественного питания получили следующие аппараты для получения льда: «Торос-2», ЛГ-10М и ЛТЭ-35.

   Льдогенератор «Торос-2».  Льдогенератор (рис.5) представляет собой бескаркасный металлический шкаф с двойными стенками, между которыми проложена теплоизоляция. Внутри шкафа расположена камера для приготовления льда, нижняя часть которой является бункером для его хранения, и машинное отделение с компрессорно-конденсаторным агрегатом ВСр-0,351АЛ. Камера для приготовления льда сверху закрывается легкосъёмной крышкой, которая уплотняется по контуру полихлорвиниловыми уплотнителями с магнитными вставками. В камере размещены испаритель 3 с коллектором, механизм щупа 2, водосборник 5, режущая решетка 7, водяной насос 4 с запорным поплавковым клапаном и ванночка 6. Испаритель изготовлен из двух листов нержавеющей стали. Верхний лист, на который намораживается лёд, имеет гладкую полированную поверхность, ограниченную с трёх сторон бортами, нижний лист – выштампованные каналы для прохождения фреона. По всему периметру испарителя проходит трубка, образующая оттаивающий контур. Водяной насос центробежного типа приводиться в движение от электродвигателя. Корпус насоса состоит из двух крышек. В корпусе находиться улитка. Крыльчатка насоса насажена на удлинённый вал электродвигателя. В верхнюю крышку насоса вварена трубка для подачи воды в коллектор. Насос смонтирован и погружён в воду. Режущая решетка состоит из прямоугольной рамы и нихромовых струн. Струны при помощи пластинчатых пружин натянуты на рамку двумя параллельными ярусами. Направление струн верхнего яруса совпадает с направлением движения сползающего льда. Струны нижнего яруса расположены перпендикулярно. В результате образуется сетка с квадратными ячейками 32*32 мм. Во время работы льдогенератора струны находятся под напряжением 24В. Пласт льда, сползая с испарителя, попадает на режущую решетку. Верхний ярус решетки режет пласт льда на полосы, нижний ярус на кубики, которые попадают в бункер ёмкостью 25 кг. Толщина намораживаемого льда регулируется в пределах 8-16 мм. Механизмом щупа.

    Принцип работы льдогенератора. Льдогенератор работает циклично. Ванночка 6, в которую помещен насос, заполняется водой через запорный поплавковый клапан. Насос 4 подает воду через коллектор на охлаждаемый испаритель 3. Коллектор равномерно распределяет воду по поверхности испарителя. Избыток воды собирается водосборником 5 и сливается в ванночку 6 насоса. Когда толщина льда на испарителе достигает заданной величины, механизм щупа через микропереключатель отключит электродвигатели насоса, щупа и вентилятора и откроет соленоидный вентиль для подачи горячих паров фреона в испаритель. Горячие пары фреона, пройдя через соленоидный вентиль и контурную магистраль испарителя, поступают в испаритель 3, который начинает оттаивать. Лёд сползает на горячие струны решетки 7, которые режут его на кубики. Последние падают в бункер. После сползания льда с испарителя щуп возвращается в исходное положение и начинается новый цикл замораживания. Цикл повторяется до полной загрузки бункера. Как только лёд в бункере закроет кожух 8 капилляра термостата, льдогенератор выключается. При разборе льда, льдогенератор вновь включается. Производительность льдогенератора 40-50 кг/сутки.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                                                                                                   Рис.5 

   Льдогенератор ЛГ-10М. Льдогенератор (рис.6) представляет собой каркас, внутри которого расположены камеры для намораживания льда, бункер 1 для его хранения и машинное отделение. В камере для намораживания льда размещены испаритель 6 и ТРВ 9, водоподающее устройство и режущая решетка 4 с ртутным переключателем 5. Водоподающее устройство состоит из водяного коллектора 7 ванны с поплавковым клапаном 10, центробежного насоса поддона и сифонной трубки. Режущая решетка выполнена из двух рядов нихромовых струн, которые образуют квадратные ячейки. К струнам подводится ток напряжением 12В. Змеевик испарителя вмонтирован в алюминиевую плиту, по периметру которой положена трубка для системы оттаивания. Толщина намораживаемого льда регулируется с помощью термодатчика, расположенного над поверхностью испарителя. Под режущей решеткой установлен бункер для сбора и хранения льда. В машинном отделении находятся агрегат ФАК-1,1Е 11, щиток управления, трансформатор и фреоновый соленоидный вентиль.

   Принцип действия. Вода поступает в ванну, затем подаётся насосом в водяной коллектор. Выходя из отверстий коллектора, она растекается по испарителю и покрывает его равномерным слоем. Часть ее замерзает на испарителе, часть стекает в поддон, а затем в ванну. По достижении заданной толщины лёд коснётся корпуса датчика, который выключит водяной насос и включит соленоидный клапан. Тёплый фреон направится в трубку обогрева контура плиты, а из неё, минуя ТРВ, – в змеевик испарителя. При этом испаритель подогревается, лёд подтаивает и сползает на режущую решетку. Верхние струны режут пласт на полосы, нижние – на кубики, которые падают в бункер. После образования льда ртутный переключатель выключит соленоидный вентиль и включит двигатель насоса. При заполнении бункера до определённого уровня термостат отключит льдогенератор; понижение уровня льда в бункере вновь приведет к автоматическому включению льдогенератора. Производительность льдогенератора 3-3,2 кг/ч. Размер кубиков 38*32*18 мм. Ёмкость бункера 70 кг. льда. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                                                                                                     Рис.6

   Льдогенератор ЛТЭ-35. Льдогенератор (рис.7) представляет собой шкаф, разделённый на два отделения: для приготовления льда и машинное. В отделении для приготовления льда находятся испаритель 9 с датчиком (щупом), ванна 16, коллектор 7, бункер-накопитель 15, режущая решетка 12 и насос 17. Режущая решетка снабжена поворотным датчиком 11, который взаимодействует с микропереключателем 10. Для подачи воды в ванну установлен соленоидный клапан, а для слива остатка воды – соленоидный клапан слива.

   Принцип работы. Льдогенератор работает циклично в автоматическом режиме. После включения в сеть ванна через соленоидный клапан заполняется водой. Количество воды регулируется положением микропереключателя. По достижении верхнего уровня воды в ванне поплавковый датчик поднимается, кулачок воздействует на микропереключатель и поступление воды прекращается. При этом начинают работать холодильный агрегат и насос. Насос подаёт воду в коллектор, который равномерно орошает всю поверхность испарителя. Жидкий холодильный агент проходит по каналам испарителя и за счёт теплоты, отбираемой от его поверхности, испаряется. Вода при этом охлаждается и намерзает на испарителе. Когда заданное количество воды будет израсходовано на образование льда, поплавковый датчик опустится, воздействуя при этом на микропереключатель. Тут же выключается вентилятор конденсатора и насос и включается соленоидный клапан оттаивания и соленоидный клапан слива. При открытом соленоидном клапане оттаивания горячие пары холодильного агента из компрессора поступают непосредственно в испаритель. В результате испаритель нагревается, нижний слой льда подтаивает, и пласт соскальзывает на режущую решетку. Пласт льда, переместившийся на решетку, отклоняет подвижную гребёнку, которая своим поводком переключает контакты микропереключателя, вызывая там самым включение решетки. Разрезанный лёд падает в бункер. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                                                                                                 Рис.7

  Правила эксплуатации. Льдогенератор устанавливают в стороне от отопительных приборов. Перед работой аппарат осматривают, открывают запорный вентиль, регулируют поступление воды, подключают к сети. Толщину намораживаемого льда регулируют с помощью термодатчика и термостата. По окончании работы льдогенератор отключают от электросети и производят его санитарную обработку.