Подручја рада
Претрага
60 И 61. ПАРЦИЈАЛНЕ ФУНКЦИЈЕ У ПРОЦЕСУ КОРИШЋЕЊА ЕНЕРГИЈЕ

Уводни део: Стационарни машински системи, као машине алатке или у хемијској, прехрамбеној, текстилној, графичкој и другим индустријама, најчешће користе електричну енергију. Она се преко електромотора трансформише у механичку,  дејством обртног момента на вратилу мотора при одређеној угаоној брзини.

 Мобилни машински системи који се при раду крећу (возила, бродови, летелице, трактори...), користе хемијску енергију горива у моторима са унутрашњим сагоревањем.

 У конструисању мотора за одређену количину енергије, основна је тенденција да мотори имају што мање мере, веће угаоне брзине и мање обртне моменте. Али, како извршни органи машинских система најчешће могу успешно остварити своју функцију при мањим угаоним брзинама и већим обртним моментима, јавља се потреба да се промени стање механичке енергије. Делови у којима се ова енергија мења јесу механички преносници енергије или снаге.

 Пренос енергије од вратила мотора до извршног органа без промене стања или до мењачког преносника и од њега – остварује се одређеним елементима преноса енергије (спојницама, мећувратилима и др.).

 Да би се ова функција боље остварила, неки машински ситеми морају имати извесну количину сачуване, акумулиране енергије. У хидрауличким системима са клипним пумпама равномернији проток течности под притиском остварује се помоћу акумулатора енергије (суд са течношћу и са ваздухом под притиском).

 За разлику од функције извршних система, функција енергетских система заснива се првенствено на трансформацији енергије. У хидроелектранама се потенцијална и кинетичка енергија воде у хидротурбинама претварају у менахничку, а она преко електрогенератора у електричну. У термоелектранама хемијска енергија се претвара у топлотну, она се непосредно преноси на воду и пару и у парним турбинама претвара у механичку и, на крају, у електричну, као у хидроелектарнама.

 У нуклеарним електранама – нуклеарна енергија горива претвара се у топлотну, а даљи процес њеног трансформисања у електричну, исти је као у термоелектранама.

 Средишњи део: 

 Парцијалне функције у процесу обраде радних и погонских материјала

 У сваком машинском систему постоји материјал који представља предмет функције или помоћу кога се остварује функција система.

 По структури, саставу, стању, облику, пореклу и својствима, материјали су врло различити. У рударским системима – радни материјал је руда,  у хемијским нафта и друга хемијска једињења, у саобраћајним – материјал којим се превозе људи, у производном машинству – делови или материјал који се обрађују...

 Материјали се излажу низу промена, односно, обрада. У рударским машинским системима – руда већ копањем мења облик, транспортује се и дроби, складишти за даљу обраду. У ваљаоницама – метали одрећених мера и пречника, загревају се у пећима, транспортују до ваљаоничких машина у којима се обликују у гредице или жице... У пољопривреди, трактор са комбајном, као машински систем, за радни материјал имају пшеницу која се коси, врше, транспортује, складишти... У хемијској индустрији од основних материјала добијају се нови производи, другачијег хемијског састава и структуре од материјала који је послужио као почетни.

 Ови примери показују да радни материјали у радном процесу могу да мењају облик, структуру, хемијски састав, топлотно и друга стања, да се преносе, складиште и чувају за даљу употребу. Сви ови процеси су парцијалне функције, а то важи и за горива која се користе у овим системима.

 Поред наведених материјала, у машинским системима се користе и материјали опште примене, који омогућују функцију појединих делова система, невезано од опште функције. То су, на пример, мазива. Она представљају функцијске погонске материјале.

 Парцијални процеси подмазивања представљају парцијалне функције машинског система.

 

 Парцијалне функције које служе за управљање машинским системима 

 Управљање машинским системима и провера њиховог рада остварују се на основу познавања стања радних и погонских материјала, енергије и основних делова значајних за исправан рад система. Подаци о овим стањима добијају се непосредним мерењем показатеља стања (физичке величине, температура, притисак, брзина, јачина струје....).

 Провера исправности рада и остваривања претходно анализираних парцијалних функција подмазивања – врши се на основу параметара праћења стања уља, познавања величине притиска и температуре на местима значајних за функцију парова који се подмазују.

image001.jpg

У подсистему за подмазивање (слика ) који чине пумпа са усисним и потисним водовима, пречистач, хладњак за хлађење уља, резервоар и вентили, мере се следеће величине:

 - притисак и температура у потисном воду испред места подмазивања,

 - температура уља иза места подмазивања,

 - пад притиска испред и иза пречистача и 

 - ниво уља у резервоару.

 Мерење се остварује претварањем једног вида енергије у други, као и коришћењем мерних средстава.

 Температура се најједноставније мери коришћењем мерних радних материјала живе или алкохола, који се шире на топлоти.

 Преношењем топлоте од средине на мерни материјал добија се податак о температури. Овакви термометри користе се за ниже темпаратуре, а за мерење високих и на местима удаљеним од места управљања, користе се мерачи са електричном енергијом. Електрични отпор проводника мења се променом температуре и мерењем овог отпора добијају се подаци о топлотном стању.

 Процес преноса топлотне енергије, пренос електричног сигнала до места управљања и преображај сигнала у визуелни или други показатељ, представљају парцијалне функције које служе за управљање машинским системима. 

 Елементарне функције 

 Укупна функција машина састоји се од елементарних функција садржаних у више различитих машина. Свака од ових функција може бити заснована на већем броју физичких принципа.На сваком од ових принципа могуће је конципирати више физичких урећаја – механизама, машина (слика 1).

image001.jpg 

                                     слика -1

Свака машина и урећај могу бити конципирани од пет елементарних функција (слика 2):

1) Директна спрега (ангажовање) нпр. зупчаника, 

 2) Лабава спрега (каиш),

 3) Потпуно ограничење (завртањ),

 4) Делимично ограничење (лежај) и

 5) Обједињавања (нпр. кућица мењача).

 Сви функционални модули могу бити удружени или интегрисани у следећих шест подсистема (слика3):

 1) Акумулација

 2) Гранање

 3) Промена

 4) Вођење

 5) Задавање

 6) Варирање.

 На функционалне модуле могу се применити логички оператори и, или и не, тако да сваки функционални модул и подсистем поседује више варијаната, па се функција система може конципирати у више различитих варијанти. Оне се после процењују или валоризују. Сваки модул и подсистем поседују своје границе кроз које врше измену материје, енергије и нформација са другим модулима из система.

 Креативни део процеса конструисања машине састоји се од дефинисања структуре функције коју треба решавати и у процени и у избору најповољније варијанте решења.

 Сваки од разматраних модула конципирања конструкције састоји се од скупа:

 - информација о стандардним величинама,

 - правила условљених природним законима или искуством,

 - конструкторских параметара решених тако да потпуно одређују производ, и

 - параметара којим је модул повезан са другим модулима, надређеном паралелном или хијерархијском везом.

 Концепцијска анализа и реализација сваког модула одвијају се фазно, од прелиминарне идеје, преко њеног развоја, до потпуне реализације.

  Закључни део: 

 Извршиоци парцијалних и елементарних функција

 

 Делови машинских система помоћу којих се остварују парцијалне функције – чине елементе система. Могу да представљају и подсистеме, групе или склопове.

 Извршиоци елементарних функција представљају елементе конструкције или машина.

 Елементи машина који се не могу раставити на више делова без разарања су – основни делови машинског ситема, машине или склопа.

 Према начину извршавања, парцијалне функције се сврставају у групе.

 Свака од парцијалних функција остварује се извршавањем елементарних функција које могу бити различито комбиноване или повезане у одговарајућу структуру.

 На пример, спојница – кочница на слици 15.4.1 може се рашчланити на спојницу и кочницу која ће свака за себе обављати своју парцијалну функцију.

 Структура елементарних функција најпростије се формира ако се свака од функција може извршити помоћу једног машинског елемента.