Нагревательные элементы электротермических установок

рассчитаны на конкретное значение мощности и напряжения. Чтобы

обеспечить номинальный режим, нагревательные элементы подключают к

питающей сети соответствующего напряжения.

В процессе работы электротермической установки мощность

электрических нагревателей можно регулировать, например, изменяя

напряжение питания Uн или сопротивление нагревателя Rн. Наиболее

просто мощность регулировать ступенчато, переключая нагревательные

элементы электротермических установок на различные схемы соединения.

При этом изменяются либо число подключенных к сети элементов и их

общее сопротивление, либо напряжение на каждом из них.

Нагреватели мощностью до 1 кВт обычно выполняют однофазными,

а свыше 1 кВт - трёхфазными.

Однофазные нагревательные установки с регулируемой мощностью

имеют два или более нагревательных элемента (секции). Регулируют

мощность таких установок, переключением секций, включая их

параллельно или последовательно.

Билет

1.Понятия о машинах и механизмах

Деталь - это изделие, полученное из однородного по марке материала без сборочных операций.Сборочная единица - изделие, полученное с помощью сборочных операций.Механизм - комплекс деталей и сборочных единиц, созданных с целью выполнения определённого вида движения ведомого звена с заранее заданным движением ведущего звена.Машина - это комплекс механизмов, созданный с целью превращения одного вида энергии в другой, либо для совершения полезной работы, с целью облегчения человеческого труда.

Механические передачи.

Передачи - это механизмы, предназначенные для передачи движения.

Механизмы, применяемые в современных машинах и системах классифицируются по многим признакам.

По области применения и функциональному назначению:

- механизмы летательных аппаратов;

- механизмы станков;

- механизмы кузнечных машин и прессов;

- механизмы двигателей внутреннего сгорания;

- механизмы промышленных роботов (манипуляторы);

- механизмы компрессоров;

- механизмы насосов и т.д.

По виду передаточной функции на механизмы:

- с постоянной передаточной функцией;

- с переменной передаточной функцией:

- с нерегулируемой (синусные, тангенсные);

- с регулируемой:

- со ступенчатым регулированием (коробки передач);

- с бесступенчатым регулированием (вариаторы).

По виду преобразования движения:

- вращательное во вращательное (редукторы, мультипликаторы, муфты)

- вращательное в поступательное;

- поступательное во вращательное;

- поступательное в поступательное.

По движению и расположению звеньев в пространстве:

- пространственные;

- плоские;

- сферические.

По изменяемости структуры механизма на механизмы:

- с неизменяемой структурой;

- с изменяемой структурой.

По числу подвижностей механизма:

- с одной подвижностью W = 1;

- с несколькими подвижностями W > 1:

- суммирующие (интегральные);

- разделяющие (дифференциальные).

По виду кинематических пар (КП):

- с низшими КП (все КП механизма низшие);

- с высшими КП (хотя бы одна КП высшая);

- шарнирные (все КП механизма вращательные – шарниры).

По способу передачи и преобразования потока энергии:

- фрикционные (сцепления);

- зацеплением;

- волновые (создание волновой деформации);

- импульсные.

По форме, конструктивному исполнению и движению звеньев:

- рычажные;

- зубчатые;

- кулачковые;

- планетарные;

- манипуляторы.

Билет.

1.Осн.требования,прдъявляемые к машинам и механизмам

Машины и механизмы должны удовлетворять требованиям технологии обработки сырья и продуктов. Для этого необходимо, чтобы конструктивные, кинематические и гидравлические параметры оборудования обеспечивали оптимальные режимы технологических процессов и высокие технико-экономические показатели (расход электроэнергии, металлоемкость, низкая стоимость и др.).

Рабочие органы и инструменты должны обладать высокой износоустойчивостью, чтобы в процессе работы частицы металла или материала не попадали в продукт и не вызывали его порчи.

Конструкция деталей и узлов машин и механизмов должна быть технологической, т. е. обеспечивать быструю замену изношенных и неисправных органов. Размеры узлов для присоединения сменных исполнительных механизмов должны быть унифицированными, а собственно узлы и детали — взаимозаменяемыми и стандартизованными. Это позволит сократить номенклатуру запасных деталей и облегчить выполнение ремонтных работ. Технологичность конструкции обеспечивает также минимальные затраты в процессе изготовления и эксплуатации машины.

Необходимо, чтобы машины и механизмы отвечали требованиям техники безопасности и производственной санитарии. Для этого машины заземляют, а рабочие органы, инструменты и элементы передачи закрывают кожухами, крышками, облицовками или заключают в корпуса.

Выпускаемые в настоящее время машины все в большей степени отвечают требованиям производственной эстетики. Правильные пропорции машин, простота их формы, удобное расположение механизмов управления, загрузочных и разгрузочных устройств способствуют повышению производительности труда и созданию безопасных условий работы

2. Газовые горелки

 

Устройства, обеспечивающие сжигание газа в целях получения теплоты, называют газовыми горелками.

 

Газ — главный альтернативный по отношению к электричес­кой энергии энергоноситель. Основное преимущество газообразного топлива перед электричеством — дешевизна вырабатываемой теплоты. Единица теплоты, полученной в результате сжигания газа, в 7…13 раз дешевле, чем при использовании электрической энергии.

недостаток

Однако газ взрывоопасен и, вытесняя из воздуха кислород, образует удушающие смеси, а продукты сгорания при неправильной эксплуатации могут содержать токсический оксид углерода (СО — угарный газ). Кроме того, для подвода газа используют технически сложные и дорогостоящие магистральные газопроводы, хранилища и системы газоснабжения. Персонал, обслуживающий газовое оборудование, проходит обязательное обучение правилам эксплуатации, а система газоснабжения контролируется газовой инспекцией Госгортехнадзора РФ.

Конструкции газовых горелок.

На предприятиях общественного питания и торговли применяют в основном инжекционные газо­вые горелки. В этих устройствах предварительно перемешиваются газ и необходимый для горения воздух. Воздух подается в специальный смеситель за счет кинетической энергии мощной высоко­скоростной струи газа, вытекающего через специальное отвер­стие малого сечения («сопло»).

Газовые горелки обладают широким спектром достоинств. Конструкция газовой горелки очень проста. Ее запуск занимает доли секунды и работает такая горелка практически безотказно. Газовые горелки используются для отопительных котлов или промышленного применения.

Инфракрасные (ИК) газовые горелки

Их называют беспламенными или микрофакельными. Они обеспечивают высококачественное сжигание газа вследствие ин-жекции всего воздуха, необходимого для горения. Такие горелки широко применяют в газовых грилях, а также в плитах

  26 Билет

1.Типы и детали соединений

Применяемые в машиностроении соединения разделяют на две основные группы: подвижные и неподвижные.
Подвижные соединения образуют кинематические пары (вал и подшипник, винт в гайке и т. д.). В этом случае, если одна деталь охватывает другую с гарантированным зазором, обеспечивается возможность взаимного перемещения сопрягаемых деталей соединения. Кинематические пары бывают вращательные, поступательные и винтовые. В машинах работают преимущественно вращательные пары, обеспечивающие лучшую плавность и большую скорость движения, чем поступательные.
Неподвижные (или глухие) соединения — это такие, в которых собранные детали всегда имеют неизменное положение, а следовательно, не могут перемещаться одна относительно другой. Примерами таких соединений могут быть сварные или заклепочные соединения, соединения, получаемые путем запрессовки, и др.
Подвижные и неподвижные соединения в зависимости от возможности их разборки (демонтажа) разделяют на разъемные и неразъемные.
Примеры соединений: неподвижные разъемные резьбовые, шпоночные, шлицевые, конусные; неподвижные неразъемные — соединения запрессовкой или развальцовкой, а также заклепочные; подвижные разъемные — валы— подшипники скольжения, плунжеры — втулки, зубья колес, каретки — станина; подвижные неразъемные — некоторые подшипники качения, запорные клапаны.

Резьбовые соединения

Соединение деталей с помощью резьбы является одним из старейших и наиболее распространенных видов разъемного соединения. К ним относятся соединения с помощью болтов, винтов, шпилек, винтовых стяжек и т.д.

Резьба

Резьба – выступы, образованные на основной поверхности винтов или гаек и расположенные по винтовой линии.

Классификация резьб:

По форме профиля:

упорные;

треугольные;

прямоугольные;

круглые;

трапецеидальные;

По форме основной поверхности:

цилиндрические;

конические;

По назначению:

крепежные;

ходовые;

специальные;

По направлению винтовой линии:

правые;

левые.

Заклепочные соединения

Клепаное соединение - неразъемное. В большинстве случаев его применяют для соединения листов и фасонных профилей. Соединение образуют расклепыванием стрежня заклепки, вставленное в отверстие деталей.

При расклепывании вследствие пластических деформаций образуется замыкающая головка, а стержень заклепки заполняет зазор в отверстии. Силы, вызванные упругими деформациями деталей и стержня заклепки, стягивают детали. Относительному сдвигу деталей оказывают сопротивление стержни заклепок и частично силы трения в стыке.

Сварные соединения

Сварное соединение – неразъемное. Оно образуется путем сваривания материалов деталей в зоне стыка и не требует никаких вспомогательных элементов. Прочность соединения зависит от однородности и непрерывности материала сварного шва и окружающей его зоны. Сварное соединение является наиболее совершенным из неразъемных соединений, так как лучше других приближает составные детали к цельным. При сварном соединении проще обеспечить условия равнопрочности, снижения массы и стоимости изделия.

Применяемые в современном машиностроении виды сварки весьма разнообразны. Каждый из них имеет свои конкретные области применения. Из всех видов сварки наиболее широко распространена электрическая.

Различают два вида электрической сварки:

Электродуговая сварка: основана на использовании теплоты электрической дуги для расплавления металла.

Контактная сварка основана на использовании повышенного омического сопротивления в стыке деталей и осуществляется несколькими способами.

Соединение пайкой и склеиванием

В отличии от сварки пайка и склеивание позволяют соединять детали не только из однородных, но и из неоднородных материалов, например: сталь с аллюминием6 металлы со стеклом, графитом, фарфором, керамика с полупроводниками: пластмассы, дерево, резина и пр.

Шпоночные и зубчатые (шлицевые) соединения

Служат для закрепления деталей на осях и валах. Такими деталями являются шкивы, зубчатые колеса, муфты, маховики, кулачки и т.д. Соединения в основном нагружаются вращающим моментом

Соединения деталей посадкой с натягом

Соединение двух деталей по круговой цилиндрической поверхности можно осуществить непосредственно без применения болтов, шпонок и др. Для этого достаточно при изготовлении деталей обеспечить натяг посадки, а при сборке запрессовать одну деталь в другую.

Билет

1.Типы и хар-ка деталей передач

Валы и оси.

Вал - это деталь, предназначенная для поддержания других деталей с целью передачи вращательного момента.

В процессе эксплуатации вал испытывает изгиб и кручение.

Ось - это деталь предназначенная только для поддержания на неё насаженных других деталей, в процессе работы ось испытывает только изгиб.

Вал отличается от оси тем, что передает вращающий момент Т. Ось момента Т не передает. Оси могут быть вращающимися и не вращающимися. Вал всегда вращается.

Большинство валов имеют неизменяемую геометрическую форму оси – жесткие оси. Гибкие валы – с изменяемой в пространстве осью (например, в приводах спидометра и других приборов, в бормашинах и т.д.).

По форме геометрической оси различают валы прямые и непрямые – коленчатые служащие для преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное (или наоборот), и эксцентриковые.

Опорные части валов и осей называются цапфами; промежуточные цапфы (например, в коленчатых валах) – шейки, концевые – шипы. Отсюда опоры валов и осей называются подшипниками. Для вертикального вала - соответственно пята и подпятник.

Основными критериями работоспособности валов являются прочность, жесткость и виброустойчивость

Подшипники – это опоры валов, вращающихся осей и деталей, вращающихся вокруг валов и осей. Они воспринимают нагрузки, приложенные к валу, и передают их на корпус и раму машины.

По роду трения подшипники разделяют на:

Подшипники скольжения

Простейшие подшипники, широко применяющиеся в узлах, не испытывающих больших нагрузок и ударов, или не очень критичных к люфтам. Представляют собой трущуюся пару материалов с низким коэффициентом трения (металл-полиэтилен, сталь-бронза и др.). Со временем более мягкий материал истирается, возникает люфт, соответствующую деталь требуется заменить

Подшипники качения

Состоят из двух деталей с нанесенными дорожками качения, тел качения (обычно шарики) и иногда — сепаратора, отделяющего тела качения друг от друга, удерживающего на равном расстоянии и направляющего их движение. Иногда дорожки качения выполняют непосредственно на валу или на поверхности корпуса детали.

Используются в сильно нагруженных узлах, не допускающих люфта: втулки, каретка, рулевая колонка, шарниры задней подвески, педали. Также такие подшипники могут использоваться в роликах заднего переключателя и в иных компонентах высокого уровня.

Обозначение подшипников по ГОСТ 3189-89

Муфты

С помощью этих устройств осуществляется постоянное или временное соединение валов, стальных канатов, труб, кабелей и прочих элементов и узлов.

 

Все виды муфт можно разделить на соединительные муфты и муфты приводов механизмов и машин.

Соединительные муфты предназначены для обеспечения прочности соединения, герметичности, защиты от коррозии и пр.

Муфты приводов механизмов и машин предназначены:

 

для передачи вращательных движений и вращающего момента с вала на вал, которые расположены на одной оси;

для передачи вращательных движений с вала на какую-либо деталь, расположенную на нем, например, зубчатое колесо, шкив и пр., не изменяя при этом вращающий момент;

для компенсации незначительных монтажных отклонений;

для разъединения валов;

для автоматического управления;

для бесступенчатого регулирования передаточного отношения;

для предохранения механизмов от выхода из строя и пр.

 

Глухие муфты:соед-ют два вала (втулочная муфта)работает как одно целое.Выполнена ввиде втулки,которая надевается на два вала и скрепляется шпонками или штифами

Компенсирующие муфты:допускают небольшое радикальное и угловые смещения одного вала относительно др.(упругая втулочно-кольцевая муфта)

Сцепные муфты:позволяют соед-ть или разъед-ть валы без остановки машины с помощью механизма управления(кулачковая муфта)

Предохранительные муфты:применяются для передачи вращающего момента,не превышающего определенного значения(муфты свободного хода)

2. Электрический нагреватель – основной элемент электротермической установки, преобразующий электрическую энергию в тепловую. Конструктивное исполнение электрического нагревателя определяется нагреваемой средой, характером нагрева, мощностью, технологическим назначением и другими условиями.

 

В зависимости от конструкции и технологического назначения электрические нагреватели выполняют с электрической изоляцией, защитными устройствами, а также с устройством для крепления и подвода электрического тока.

 

По исполнению различают открытые, защищенные и герметические нагреватели.

 

В нагревателях открытого исполнения резистивное тело – нагревательное сопротивление – не изолируют от нагреваемой среды, а размещают непосредственно в ней.

 

Нагреватели из материала с высоким удельным электрическим сопротивлением изготовляют в виде проволочных или ленточных зигзагов, проволочных спиралей и крепят на керамических стержнях, трубах или изоляторах в воздушном потоке (электрокалориферы) или в воздушном пространстве (электропечи) электротермических установок.

 

Достоинство открытых нагревателей – простота устройства, ремонтоспособность и возможность обеспечения высокого коэффициента теплоотдачи с поверхности нагревательного элемента. К недостаткам следует отнести сравнительно низкий срок службы, невысокую механическую прочность и невозможность использования в агрессивных средах.

 

В нагревателях защищенного исполнения нагревательные сопротивления, изготовляемые из материала с высоким удельным электрическим сопротивлением, размещают в защитном корпусе, предохраняющем их от механических повреждений и от нагревательной среды.

 

Наиболее совершенными и универсальными являются герметические трубчатые электронагреватели (ТЭН). Их эффективно используют в электрокалориферах, водонагревателях, электрических печах, теплоаккамулирующих установках, электрокипятильниках, бытовых плитах и др. Промышленность выпускает ТЭН напряжением от 12 до 380 В, мощностью от 100 до 25000 Вт, развернутой длиной от 0.25 до 6.3 м и диаметром трубки от 6 до 16 мм.

 

ТЭН представляет собой тонкостенную металлическую трубку (оболочку), в которую запрессована спираль из проволоки с большим удельным электрическим сопротивлением. Концы спирали приварены к контактным стержням, снабженным с внешней стороны контактными устройствами для подключения к сети. Спираль изолируется от стенок трубки наполнителем из периклаза (плавленая окись магния), обладающим высокими диэлектрическими свойствами и теплопроводностью. В качестве наполнителя допускается использовать кварцевый песок, электрокорунд и другие материалы. Торцы трубки герметизируют тепловлагостойким составом и изолирующими втулками, что исключает доступ воздуха и влаги внутрь ТЭН

Билет 11.