По конструкции врубовые машины бывают продольно-баровая, поперечно-баровая, поворотно-баровая, универсальная. По назначению врубовые машины применяются для подготовительных работ, для очистных работ, дальнейшее усовершенствование конструкции врубовых машин направлено на увеличение проходимости, надежности, мощности, производительности.
Горный комбайн
Горный комбайн – машина, предназначенная для выработки и погрузки в транспортное средство горной массы. Устройство горного комбайна включает: отбойный инструмент, разрыхляющий пласт породы, погрузочный инструмент, сгружающий породу на транспортное средство, двигатель, механизм передвижения устройства управления и улавливания пыли. Первый горный комбайн, разработанный на основе врубовой машины, был построен в России в 1932 г. Конструкторы А. И. Бахмутский, Г. И. Роменский, В. Г. Яйких. В 1935 г. горные комбайны появились в Великобритании и в 1938 г. – в Германии. Современные горные комбайны используются для добычи каменного угля и других полезных ископаемых: марганца, каменной соли, металлических руд.
Горные комбайны различаются по назначению: очистные, для добычи полезного ископаемого, проходческие, для выработки пласта, нарезные, для осуществления подготовительных нарезных выработок угля. Основные рабочие органы горных комбайнов различают по типам в зависимости от конструкции и способа работы: баровые, оборудованные барами, режущие цепи которых разрушают массу; барабанные – вращающийся барабан разрушает массу резанием.
Шнековые – разрушающие массу резанием и погружающие на конвейер.
Короночные – разрушают массу вращающейся коронкой с резцами. Буровые – вырезающие в массе кольцевые щели, разрушающие породу и погружающие на конвейер.
Планетарные – породу разрушают планетарно движущиеся резцы.
Погрузочные устройства горных комбайнов различают по способу погрузки: скребковые – использующие для погрузки скребки ковшовые, погружающие массу ковшами, механизмы передвижения различаются по способу действия: рельсовые, гусеничные, пневматические, колесные, шагающие, или с канатной тягой.
Двигатели горных комбайнов, как правило, электрические.
Очистные горные комбайны различаются по способу выемки горной массы: широкозахватные – с шириной захвата 1,2—2,4 м; узкозахватные – с шириной захвата 1 м. Рабочее устройство таких комбайнов, как правило, баровое, барабанное, шнековое. Известные типы очистных горных комбайнов в России: «Кировец», «Темп»; в Великобритании: «Андерсон-Бойс», «Трепан-Ширер»; в Германии: «Эйкхофф», в США «Джой». Производительность очистных комбайнов до 5000 т угля, мощность 400 кВт. Проходческие горные комбайны различаются по проведению выработок по углю или по породе, по форме сечения – круглое, прямоугольное, трапециевидное, по направлению – наклонные или горизонтальные. Известные типы проходческих горных комбайнов в России «Караганда» и ПК-3, в Великобритании «Бретби», в Германии «Эйкхофф», в США «Роббинс». Нарезные горные комбайны для подготовки забоя проводят нарезные выработки по углю шириной 2,6 м.
Дальнейшее совершенствование конструкций горных комбайнов направлено на расширение их использования, улучшение качества угля, увеличение надежности, энергооснащенности, производительности, использование автоматического управления, улучшение условий работы.
Гребнечесальная машина
Основные рабочие устройства машины – гребни. Они выполняют процесс чесания волокна, подготавливая его к прядению. Гребнечесальные машины используются для обработки хлопка, шерсти, льна. Гребни очищают волокно от примесей, сора, прочесывают и распрямляют его, гребнечесальные машины различаются по способу работы: периодического или непрерывного действия. Периодическое действие основано на последовательном прочесывании волокна, зажатого тисками. Чесание выполняет вращающийся круглый гребень с иглами. Иглы располагаются рядами с наибольшей частотой 30 игл на 1 см. Вычесанные короткие волокна и примеси снимаются щеткой, отделительные цилиндры захватывают прочесанное волокно и его еще раз прочесывает с двух сторон прямой гребень с двумя рядами игл. Гребнечесальные машины периодического действия обрабатывают в основном грубое волокно шерсти.
Процесс чесания волокон как подготовка к прядению с древности оставался ручным до XVI в. Когда с развитием машинного производства стали появляться чесальные машины, в конце XVIII в. в странах Европы и в России в основном в начале XIX в., первые гребнечесальные машины появились в 1845 г. во Франции (конструктор Ж. Хейльман).
В России такие машины появились в 1760 г. в Серпейске на фабрике Р. Глинкова. Современные гребнечесальные машины – основное оборудование прядильного производства, они вырабатывают средней плотности равномерное длинное волокно. Дальнейшее усовершенствование чесальных машин развивается параллельно с другим оборудованием прядильного производства и направлено на увеличение производительности, качества, использование новых технологий и систем управления.
Деревообрабатывающий станок
Деревообрабатывающий станок – машина для обработки древесины.
Деревообрабатывающий станок.
На деревообрабатывающем станке получают изделия и материалы из дерева: доски, брус, фанеру, древесные плиты, конструкции для изготовления мебели, окна, двери, тару, лыжи, паркет, перекрытия, музыкальные инструменты, детали для декоративной отделки интерьеров. Деревообрабатывающие станки используются на деревообрабатывающих заводах и в небольших мастерских. Комбинированный станок, способный выполнять разные действия, имеет несколько шпинделей, установленных на общей станице, универсальный имеет один шпиндель, но на нем устанавливают разные деревообрабатывающие инструменты. Механизм привода электрический, применяется также и дистанционное управление. Обработка древесины существовала очень давно, так как дерево использовалось и в домостроении, в судостроении, для изготовления мебели, посуды, оружия, различных конструкций. Но инструменты для деревообработки были примитивными и низкопроизводительными. Деревообрабатывающая промышленность как отрасль появилась в начале в. И с середины XIX в., с общим ростом машиностроения стала интенсивно развиваться. В России в конце в. началось фабричное изготовление мебели, фанеры и других изделий из древесины, но технический уровень производства отставал от развитых стран. Но в начале XX в. уже появились хорошо оснащенные предприятия по деревообработке, в основном лесопильные, в Архангельске, Онеге. В 30-е гг. XVIII в. рост деревообрабатывающих предприятий увеличился, что связано с общим развитием промышленности в стране. Деревообрабатывающие заводы были построены на Урале, Красноярске, Днепропетровске, Киеве, Ленинграде, Тавде, Карелии, на Дальнем Востоке и северо-западе. Сейчас деревообрабатывающая промышленность – это хорошо оснащенная, перспективная и развивающаяся отрасль народного хозяйства. На больших деревообрабатывающих заводах работают станки-автоматы, станки-комбайны, автоматические линии с дистанционным управлением.
Модификация деревообрабатывающих станков зависит от рода выполняемой работы. Виды деревообрабатывающих станков: дереворежущие, сборочные, отделочные. Самые распространенные – это дереворежущие станки. На таком станке специальными дереворежущими инструментами из древесины получают заданные заготовки, детали или изделия. Способы резания древесины различны – это распиливание, строгание, точение, сверление, фрезерование, шлифование, лущение. Для распиливания используются пилы возвратно-поступательного или прямолинейного вращения. Для фрезерования применяются прямолинейные или фасонные резцы, сверление осуществляется специальными сверлами. Строгание происходит на специальных строгальных станках. Шлифование осуществляется абразивным материалом. Для получения из отходов древесины сырья для целлюлозно-бумажных предприятий используется дробление. В зависимости от вида процесса резания и использованного инструмента деревообрабатывающие станки бывают распиливающие, строгальные, токарные, фрезерующие, сверлильные, дробильные, шлифовальные. Отделочные станки применяются для нанесения на готовые изделия лакокрасочных покрытий, декоративных, защитных. Для этого станки снабжены специальными вальцами. Дальнейшее совершенствование деревообрабатывающих станков направлено на увеличение скорости обработки древесины, производительности, использования новых способов или материалов, увеличение видов изготовляемой продукции и повышение ее качества.
Доменная печь
Доменная печь – устройство для производства чугуна восстановительной плавкой железных руд или концентратов. Основное оборудование доменного цеха – доменная печь – это круглая шахтная печь, футерованная огнеупорной кладкой. Для защиты кожуха печи от разгара используют холодильные устройства. Кожух печи и колошниковое устройство установлены на фундаменте и удерживаются колоннами. Исходный материал для плавки называется шихтой и состоит из железной руды, марганцевой руды, агломерата, окатышей. Шихта на колошник печи подается скипами или ленточным конвейером. Через приемную воронку скипы разгружаются в печь. Воздух подается через воздухонагреватели, продукт плавки выходит через летки в ковши, находящиеся в нижней части. Основные характеристики доменной печи – это полезная высота (расстояние между осью летки и нижней кромкой загрузочного конуса) и полезный объем, измеряющийся в м
3
3
Железнодорожный кран
Железнодорожный кран – стреловой самоходный подъемный кран. Его поворотная часть вместе с кабиной установлена на поворотный круг на автомобильном шасси. Механизм подъема груза – лебедка со стальным канатом, к которому крепится грузозахватное приспособление – крюк. Механизм приводит в движение дизельный двигатель. Управление краном осуществляет крановщик из кабины.
Стреловое устройство с негоризонтальным перемещением грузов, изменение вылета стрелы является установочным движением и осуществляется при ненагруженной стреле. Грузоподъемность железнодорожного крана переменная, и при наименьшем вылете стрелы и применении выносных опор она может быть до 40 т, а у специальных монтажных – до 300 т. Конструкции крана сварные и выполнены из прочных сплавов. Широкое использование кранов налажено в XX в., что связано с потребностью транспорта. Железнодорожные краны используются на перегрузочных, монтажных работах, на железной дороге, для чего могут быть установлены на рельсах. Модификации зависят от грузоподъемности. Основная задача совершенствования конструкции крана – это увеличение его основных характеристик: грузоподъемности, вылета стрелы, маневренности, высоты подъема груза, производительности.
Зубообрабатывающий станок
Зубообрабатывающий станок – металлорежущий станок, на котором обрабатываются зубчатые колеса и рейки – основные детали зубчатой передачи. Зубчатые передачи используются в редукторах и дифференциальных механизмах.
На зубообрабатывающих станках производят черновую и чистовую обработку зубьев, их доводку, закругление, приработку зубчатых колес. Для осуществления этих действий используют зуборезный инструмент. Самые первые металлорежущие станки появились в конце XVIII в. Но широкое их использование и внедрение произошло в середине XIX в. во многих странах Европы и России с ростом промышленного производства.
Современные металлорежущие станки используются на машиностроительных, станкостроительных производствах.
Модификация зубообрабатывающих станков различается по типу применяемого зуборезного инструмента, который осуществляет различную обработку зубчатых колес. Виды зубообрабатывающих станков: зубофрезерные, зубодолбежные, зубострогальные, зубошевинговальные, зубошлифовальные, зубохонинговальные, зубопритирочные, зубообкаточные, зубозакругляющие.
Зубофрезерные станки. Вертикальные, с подвижным столом и неподвижной стойкой или с неподвижным столом и подвижной стойкой. На таких станках нарезают различные зубчатые колеса. Основной зуборезный инструмент этого станка – червячная фреза. Станок позволяет нарезать зубчатые колеса диаметром 2—750 мм и с модулем 0,05—10 мм.
Зубодолбежные станки. Вертикальные, их зуборезный инструмент – долбяк, движущийся возвратно-поступательно параллельно оси заготовки. Нарезание происходит методом обкатки. На зубодолбежных станках нарезают цилиндрические зубчатые колеса с прямыми или косыми зубьями, наружного и внутреннего зацепления, блоки зубчатых колес, зубчатые рейки, секторы, шлицевые валики. Диаметры колес 15—500 м с модулем 0,2—6 мм, и диаметры 800—1600 мм с модулем 8—12 мм.
Зубострогальные станки. Обработка зубчатого колеса происходит методом обкатки одним или двумя резцами. На таком станке обрабатывают конические зубчатые колеса с прямыми зубьями. Процесс нарезания идет при движении резцов к вершине конуса заготовки, обратный ход – холостой. Модуль 2,5—25 мм, длина зуба 20—285 мм.
Зубошевинговальные станки. Обработка зубчатого колеса идет бреющим резанием, при взаимном скольжении зацепленных зубьев инструмента, и зубьев обрабатываемого зубчатого колеса, при встречном движении. Направление подачи – параллельное, диагональное и касательное. Зуборезный инструмент – шевер – дисковый, реечный или червячный. Дисковый и реечный предназначены для обработки зубчатых колес, червячный – для червячных.
Зубошлифовальные станки. Различаются по исполнению – с вертикальным или горизонтальным расположением обрабатываемого зубчатого колеса.
Их инструмент – фасонный шлифовальный круг. Шлифование идет методом обкатки. Шлифовальные круги совершают вращательное и возвратно-поступательное движение, обкатываясь по обрабатываемому зубчатому колесу, они своими торцами шлифуют поверхности зубьев.
Зубохонинговальные станки. Их инструмент – зубчатый хон – зубчатое колесо с геликоидальным профилем, из пластмассы, и отделано абразивным порошком, зернистость которого выбирается от требований к шероховатости поверхности. На таких станках уменьшают шероховатость поверхности профиля зубьев. Зубчатый хон устанавливается в центре станка и совершает вращательное и возвратно-поступательное движение вдоль своей оси и оси обрабатываемого зубчатого колеса.
Зубопритирочные станки. Их инструмент – притир – чугунное зубчатое колесо, смазанное смесью мелкого абразивного порошка с маслом. Притир находится в зацеплении с обрабатываемым зубчатым колесом, которое обкатывают тремя притирами. Оси притиров наклонены к оси обрабатываемого зубчатого колеса. Притиры совершают возвратно-поступательное движение. На этих станках осуществляют притирку зубчатых колес после их термической обработки.
Зубообкаточные станки. На них обрабатывают в масляной среде без абразивного порошка незакаленные зубчатые колеса. Инструмент этих станков – изготовленное с высокой точностью закаленное колесо. Оно называется лон. В процессе обкатки сглаживается поверхность зубьев обрабатываемого зубчатого колеса. Но такой способ обработки применяют только для изготовления зубчатых колес, не требующих высокой точности.
Зубозакругляющие станки. Их инструмент – пальцевая коническая фреза, совершающая вращательное и возвратное поступательное движение. На этих станках идет закругление прямых и косых зубьев зубчатых колес наружного и внутреннего зацепления диаметром до 320 мм. В процессе обработки ось инструмента (фрезы) вертикальна, заготовка же наклонена к этой оси под углом 30—45° и закрепляется в приспособлении.
Дальнейшее усовершенствование конструкции зубообрабатывающих станков идет по увеличению их производительности и качества.
Индукционно-плавильная печь
Индукционно-плавильная печь – электротермическое устройство для плавки различных материалов способом индукционного нагрева. Индукционный нагрев осуществляется в теплопроводящих материалах возбуждением в них электрических токов переменным электромагнитным полем. При этом источником электромагнитного поля является нагревательный индуктор – электромагнитное устройство, состоящее из индуктирующего провода, создающего это переменное электромагнитное поле, и токопроводов, при помощи которых индуктирующий провод подключается к источнику электрической энергии. Переменное электромагнитное поле создается токами низкой – 50 Гц, средней – до 10 кГц, и высокой – более 10 кГц частоты. Как правило, для питания индуктора используются машины-преобразователи или ламповые генераторы. Индукционный нагрев – самый совершенный способ передачи электроэнергии и преобразования ее в тепловую энергию.