Для производства любых товаров (за исключением интеллектуального труда) требуются специальные механизмы. Иначе – технологическое оборудование. Это могут быть станки для обработки металлов резанием, кузнечно-прессовое оборудование, литейные, ткацкие и другие виды станков, а также оборудование для пищевой, химической, фармацевтической и других видов промышленности. Перечень можно продлить до бесконечности. Технологическое оборудование предприятия определяет его конкурентоспособность и востребованность производимой продукции.
Общие понятия
Исходное сырье и материалы загружаются и подвергаются обработке на оборудовании технологического процесса. После завершения определенной операции материал либо заготовка претерпевают существенные изменения. Так, например, при загрузке стальных изделий в печь, дальнейшего нагрева их до критических температур и охлаждения свойства материала изменяются скачкообразно. В качестве среды охлаждения может выступать воздух, промышленное масло, вода (как в чистом виде, так и с разнообразными присадками) и даже легкоплавкий металл. В зависимости от преследуемых целей, потребуется наличие конкретного технологического оборудования. Это зачастую дорогая импортная техника. С техническим обслуживанием такого оборудования едва ли сможет справиться слесарь без специальной подготовки.
Классификация оборудования
Прежде всего все станки, аппараты и механизмы, которые принимают участие в технологическом процессе производства изделий, классифицируют по характеру влияния на сырье (заготовку). Еще одним важным параметром является структура цикла изготовления изделий. Кроме того, оборудование можно классифицировать по производительности (количеству выполняемых операций в единицу времени), по назначению и по степени автоматизации и механизации.
Авторы различных учебных пособий придерживаются разных методологий при классификации технологического оборудования. Это создает определенные трудности для самостоятельного изучения ряда инженерных дисциплин. Особым разнообразием подходов характеризуются зарубежные учебники. В условиях России рекомендуется брать за основу приведенный перечень.
Классификация по степени автоматизации
По данному критерию технологическое оборудование делят на механизмы с ручным управлением, полуавтоматы и автоматы.
Следует сказать, что оборудование с ручным управлением постепенно исчезает из обихода. В соответствии с современными представлениями, человек не должен выполнять физически тяжелую работу, которую могут выполнять роботы. Однако в некоторых случаях универсальные станки применяются. Причем в ближайшей перспективе они не будут вытеснены автоматикой. Это, прежде всего, касается ремонтных мастерских, которые занимаются вспомогательным обслуживанием производств.
Воздействие на обрабатываемое сырье или заготовку
По данному признаку принято все машины и аппараты делить на две большие группы. Это технологическое оборудование, которое в процессе обработки меняет геометрию (размеры, формы) заготовки. Ко второй же группе относятся машины, которые при воздействии на сырье и материалы изменяют их физические и химические свойства.
Примерами технологического оборудования первого вида могут служить токарные, фрезерные и другие металлообрабатывающие станки, а также оборудование литейной группы, машины для горячей и холодной ковки металла и т.д.
Вторая группа – это промышленные печи для термообработки металлов и сплавов, оборудование для варки сахара и другие аналогичные аппараты.
Следует отметить, что у оборудования первой группы, как правило, гораздо больше движущихся частей. К тому же оно испытывает значительные нагрузки. Поэтому ремонт технологического оборудования данного класса осуществляется гораздо более часто. Машины, которые не участвуют в формообразовании поверхностей изделий, работают стабильно и выходят из строя крайне редко. Так, например, промышленные печи чаще всего выходят из строя по причине перегорания нагревателей.
Встречаются редкие высокотехнологичные экземпляры оборудования, которые представляют собой машины универсального типа, способные обрабатывать изделия и придавать ему заданную форму и свойства. Такое оборудование может быть отнесено одновременно как к первому, так и ко второму виду.
Классификация оборудования по структуре цикла
Цикл процесса обработки – это не что иное, как время от начала загрузки исходного сырья или установки заготовки до завершения процесса обработки и отправки предметов труда на склад либо на следующую операцию.
Машины бывают периодического и непрерывного действия. Как те, так и другие обладают своими преимуществами и недостатками, которые отражаются на экономических показателях деятельности предприятия.
Оборудование периодического действия
В первом случае заготовка (сырье) обрабатывается машиной в течение определенного времени, после чего она снимается с приспособления и отправляется на дальнейшие операции, а машина обрабатывает очередное изделие (порцию сырья). Примером таких машин служат металлообрабатывающие станки, доменные печи, промышленные мясорубки и другие. Такие машины относятся к основному технологическому оборудованию. Хотя и из этого правила есть исключения.
Эксплуатация технологического оборудования периодического действия требует от исполнителя работ специальной подготовки и навыков. В противном случае такие машины будут постоянно выходить из строя.
Оборудование непрерывного действия
Отличительная особенность таких машин – одновременная выгрузка готового сырья (изделий) и поступление полуфабрикатов (установка заготовок) в машину. Таким образом, организован непрерывный цикл производства. Технологическое оборудование работает в режиме нон-стоп. Отсутствие технологических перерывов негативно сказывается на работе оборудования. С течением времени случаи выхода его из строя учащаются.
Примером машины непрерывного действия является автомат по производству изделий из полиэтилена: на вход поступают гранулы пластика, при этом постоянно выходит и наматывается на бобину полиэтиленовая лента. Также к такому оборудованию относятся автоматы роторного типа.
Преимущество от использования такого оборудования заключается в его просто невероятной производительности. Она подчас превышает производительность традиционных машин прерывного цикла в несколько десятков раз.
Классификация по количеству выполняемых операций
По данному признаку все оборудование можно поделить на многооперационное и однооперационное.
Каждый из двух типов имеет свои показания к применению для разных видов производств, а также достоинства с недостатками. Не всегда более дорогое оборудование будет выполнять свою работу лучше, чем гораздо более дешевые отечественные аналоги.
Однооперационные машины
Из названия понятно, что к данному классу технологического оборудования относят машины и механизмы, которым отведена задача выполнять лишь одну технологическую операцию.
Примерами такого технологического оборудования могут служить ленточные пилы. Данный станок может выполнять сугубо одну функцию – нарезку проката на заготовки разной длины. Примеры из другой отрасли промышленности – мясорубка в мясоперерабатывающем цеху мясокомбината, аппарат для нарезания хлеба на ровные куски и т.д.
Многооперационные машины
На таком оборудовании может выполняться огромное количество операций. Оно считается универсальным.
Возможность осуществления выпуска большой номенклатуры изделий весьма привлекательна. Однако в массовом и крупносерийном производстве такие машины применять крайне нежелательно по причине их «капризности». Такое оборудование является очень высокотехнологичным, поэтому за ним требуется тщательный уход и техническое обслуживание. В условиях массового производства этим мерам предупреждения поломок, откровенно говоря, не уделяется внимания вообще. Как правило, станки и механизмы ремонтируются по требованию (при возникновении поломок и выходе из строя). Ведь основное технологическое оборудование часто работает в три смены, а порой и семь дней в неделю. Поэтому оно должно быть надежным. Для таких целей используют специальное оборудование. Да, его технологические возможности ограничены, но и конструкция таких станков максимально упрощена, а значит они работают надежно и без поломок. Необходимо лишь следить за уровнем масла в коробке передач и за подачей охлаждающей жидкости в зону резания.
При таких условиях большинство высокотехнологичных решений окажутся невостребованными и будут лишь мешать.