Глава 2

ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ О МАШИНАХ И АППАРАТАХ

Машиной называется сочетание механизмов, осуществляющих опре­деленные целесообразные движения для преобразования энергии или производства работы. Основными частями любой машины являются двигательный, передаточный и исполнительный механизмы, работа ко­торых протекает во взаимосвязи. В качестве двигательного механизма применяются двигатели, в которых тот или иной вид энергии преобразу­ется в механическую энергию вращающегося вала или прямолинейно движущегося поршня. Исполнительными механизмами служат орудия, с помощью которых производится изменение свойств, состояния, формы или положения обрабатываемого объекта. Для того чтобы исполнитель­ный механизм был приведен в движение от двигательного механизма, нужны передаточные механизмы.

В условиях фармацевтического производства в качестве двигателей чаще всего используются электродвигатели и в меньшей степени паро­вые машины. Что касается передаточных механизмов и механизмов пре­образования движения, то они встречаются в машинах и аппаратах фармацевтического производства почти во всем известном разнооб­разии.

Каждый передаточный (точнее приемно-передаточный) и преобра­зующий движение механизм представляет собой кинематическую цепь, состоящую из кинематических пар и звеньев. Звеньями называют твер­дые тела, входящие в механизм. Например, звеньями являются шату­ны, приводные ремни, валы, подшипники и др. Кинематической парой будет любое подвижное соединение двух соприкасающихся звеньев, на­пример поршня и цилиндра. Эта кинематическая пара допускает только поступательное движение поршня в цилиндре и потому она (и аналогич­ные пары) называется поступательной парой. Шатун, который может поворачиваться около поршневого кольца, представляет вместе с ним так называемую вращательную пару. Винт с гайкой является винтовой парой.

Соединения нескольких кинематических пар составляют кинематиче­скую цепь, которая может содержать различное число звеньев. Напри­мер, у кривошипно-шатунного механизма четыре звена, а у цепной пе­редачи они насчитываются десятками.

44

J>uc. 4. Фрикционная передача. Объяс-«ение в тексте.

Передаточные механизмы

Передаточные механизмы бывают двух типов: 1) с непосредственным касанием закрепленных на валах деталей; 2) со включением промежу­точной гибкой связи, например ремня. В обоих случаях ведомая деталь захватывается ведущей вследствие либо трения в месте их соприкос­новения, либо наличия на сопряженных деталях взаимно зацепляющих выступов и впадин. Скорости вращения ведомого и ведущего валов ■обычно различны; отношение этих скоростей называется передаточным числом (отношением).

Механизмы с непосредственным касанием деталей

Фрикционная передача. Этот передаточный механизм состоит из двух колес (рис. 4), прижатых друг к другу настолько сильно, что при вра­щении колеса 1 начинает вращаться колесо 2 (в противоположные сто-

'Рис. 5. Зубчатая пе­редача. Объяснение в тексте.

Рис. 6. Червячная передача. Объяснение в тексте.

роны). Движение, таким обра­зом, передается исключительно благодаря трению между обода-ми колес. Поскольку возможно проскальзывание одного колеса по другому и вследствие этого наруше­ние передаточного числа, фрикционные передачи находят применение только при передаче небольших усилий. Вместо колес фрикционные пе­редачи могут иметь катки цилиндрической или конической формы, а также диски.

Зубчатая передача. Сюда относятся механизмы для передачи движе­ния посредством зубчатых колес и зубчатых реек. Зубчатые коле­са на ободах имеют выступы (зубья). С целью увеличения плавности передачи вместо обычных прямозубных колес (рис. 5, а) применяют косозубные (рис. 5, б) и шевронные (рис. 5, в) зубчатые коле­са. По взаимному расположению осей сопряженных зубчатых колес различают цилиндрические зубчатые передачи (рис. 5, г), применяемые для передачи между параллельными валами, и конические зубчатые передачи (рис. 5, д), используемые между валами с пересекающимися осями. Если передачу вращения между параллельными осями необхо­димо осуществить, не изменяя направления вращения, применяют зуб­чатые колеса с внутренним зацеплением (рис. 5, е).

Зубчатая рейка (стержень или планка с нарезанными на одной стороне зубьями) в сочетании с зубчатым колесом служит для превра­щения вращательного движения в прямолинейно-поступательное (рис. 5, ж). Это сочетание находит применение в подъемных меха­низмах.

Червячная передача. Для передачи вращения между взаимно перпен­дикулярными непересекающимися осями при большом передаточном числе (до 100) применяется червячная передача (рис. 6), которая со­стоит из червяка ) (винта) и зубчатого колеса 2.

Механизмы с промежуточной гибкой связью

Ременные передачи. В тех случаях, когда расстояние между осями двигателя и машины велико, для передачи вращения применяют ремен­ные передачи. Для этой цели на каждую ось накрепко насаживают колеса, называемые шкивами, на которые в свою очередь надевают приводной ремень. Шкив, который передает вращение, называется ве­дущим, а принимающий вращение — ведомым.

• Ременные передачи весьма широко применяются, несмотря на относи­тельную громоздкость и некоторое непостоянство передаточного числа вследствие проскальзывания ремня. Основные достоинства — бесшум­ность, способность выдерживать перегрузки и простота ухода.

Цепная передача. Передача вращения между параллельными осями может быть осуществлена также при помощи замкнутой (бесконечной) цепи, надетой на снабженные зубьями колеса-звездочки, закрепленные на валах.

46

Рис. 7. Кривошипный в тексте.

механизм. Объяснение

Механизмы преобразования движения

Кривошипный механизм. Кривошипный, или кривошипно-шатунный механизм применяется для преобразования прямолинейно-посту­пательного движения во вращательное и наоборот. Кинематическая цепь этого механизма (рис. 7, а) состоит из следующих звеньев: криво­шипа /, шатуна 2 и ползуна 3, соединенных между собой вращательны­ми парами (шарнирами) и поступательной парой. Кривошип (рис. 7, б)—эксцентрично расположенная цапфа или палец ), соеди­ненный с вращающим валом 2 посредством плеча 3. Шатун (рис. 7, в) представляет собой стержень (тяга, шток) /, имеющий круглое или двухтавровое сечение, концы которого расширены в головки. Одной из головок (2) шатуны шарнирно соединяются с ползуном, другой (3) — с пальцем кривошипа. Ползун (рис. 7, г) состоит из салазок /, скользя­щих по направляющим цапфы 2 для присоединения шатуна 3 со што­ком. Кривошипные механизмы широко применяются в поршневых на­сосах, компрессорах, паровых машинах, двигателях внутреннего сгора­ния и многих машинах.

Кулисный механизм. Является разновидностью кривошипного меха­низма, который предназначен для преобразования вращательного дви­жения в возвратно-качательное. Кулисное приспособление встречается в паровых машинах, в механизме парораспределения, на ряде станков, машин и аппаратов.

Кулачковый механизм (рис. 8). Представляет собой кинематическую пару, состоящую из кулачка 1 и толкателя 2. Кулачковые механизмы находят широкое применение, так как с помощью кулачкового механиз­ма можно передать самые разнообразные движения.

Эксцентриковый механизм. Если контур кулачка делают в форме ок­ружности, но заставляют ее вращаться около оси, не совпадающей с центром, такой кулачок называется эксцентриком. Эксцентрик можно

47

Рис. S. Кулачковый механизм. Объ­яснение в тексте.

Рис. 9. Эксцентриковый механизм. Объяснение в тексте.

рассматривать и как разновидность кривошипа, возникающую в резуль­тате увеличения диаметра вала или пальца до такого размера, что ис­чезает плечо (рис. 9). Эксцентрики предназначены для преобразования вращательного движения в поступательно-возвратное. Находят широкое применение в разных машинах, в том числе в таблеточных прессах.

Общие понятия об аппаратах

При производстве лекарственных препаратов и лекарств, кроме ма­шин, широко используются различные аппараты. Аппарат —устройство, в котором на продукт или исходные материалы осуществляется воздей­ствие, сопровождающееся изменением физико-химических свойств или их агрегатного состояния (например, перколяторы, сушилки, дистилля­торы и др.). В аппарате протекают диффузионные, тепловые, химиче­ские и другие процессы. Основной частью любого аппарата является рабочая камера, в которой исходные материалы или продукты обраба­тываются под влиянием физико-химических и биологических факторов.

Основные характеристики аппаратов и машин

Одной из основных характеристик аппаратов и машин является их производительность. Ее можно выражать двояко: 1) количеством исход­ных материалов, поступающих в единицу времени; 2) количеством по­лучающихся продуктов в единицу времени. Количество материалов (или продуктов) выражают в весовых или объемных единицах, а при выпуске штучных изделий — в штуках. Так, например, производитель­ность таблеточных машин будет выражаться в штуках таблеток в ми­нуту (шт/мин), производительность экстракционных батарей — в л/сут, производительность шаровой мельницы — в кг/ч и т. д.

Производительность аппаратов и машин находится в прямой зависи­мости от размеров и скорости протекания процессов в аппаратах и ма­шинах. Очевидно, чем больше емкость перколятора, тем большее ко­личество настойки при прочих равных условиях можно получить с его помощью. Ротационные таблеточные машины более производительны, чем эксцентриковые, потому что примерно при равных габаритах они конструктивно совершеннее и процесс таблетирования в них протекает значительно быстрее.

48

АПУ МОСОЬЛ

исполкома Т Аптека N:

дпу л,	ОСО6ПИСГ ном f АПТ6КА		|
	(НАРУЖНОЕ)
N	.19. ..г.	Гр
Цена..

^ПТЕЧМОе УПРАВЛЕНИЕ 9 *

МОСОЬЛИС ПОЛНОМ A J АПТЕНА N

ВНУТРЕННЕЕ

Гр

| По .... ломко . . . раз е ;

еды

„....".... 19 ... .г. Цена.

Б ЕРЕЧЬ ОТ ДЕТЕЙ

БГречь от ДЕТЕЙ

г

АПТЕЧНОЕ УПРАВЛЕНИЬЛ

мпсоблисполнома f АПТЕКА NT.'

19....г. Цена

БЕРЕЧЬ ОТ ДЕТЕЙ

д

О S ш		д:;у МОСОБП о
	<■>	ГЛАЗНЫЕ КАПЛИ
> р ь х И"! Г: I □"		Гп. . По .... капель... раз в день в [ я аз
m 2 -		„. .. "....19 ...г. Цена ......
		БгРЬЧЬ ОТ ДЕТЕЙ

m ^r С -

> Р Ь \

АПУ МОСОЬП ИСПОЛКОМА

Г ЛАЗНАЯ МАЗЬ

Гр

„ ". 19 г. Цен,]...

БЕРЕЧЬ 01 ДЕТГЙ

Ж

ВНУТРЕННЕЕ

о .., .напель.... развдень

еды

...,". .19 г Цена

БЕРЕЧЬ ОТ ДЕТЕЙ

БЕРЕЧЬ ОТ ДСТЕЙ U

БЕРЕЧЬ ОТ ДЕТЕЙ

К

Рис. <?. Образцы этикеток для оформления лекарств аптечного производства.

а — з — для лекарств ex tempore: а — порошки для внутреннего применения; б — лекарства для на­ружного применения; в — инъекции; г—микстуры; д — мази; е — глазные капли; ж — глазные мази; з — капли для внутреннего применения; и—п — для внутриаптечных заготовок: и — лекар­ства для внутреннего применения; к — лекарства для наружного применения;

АПТЕЧНОЕ УПРАВЛЕНИЕ А МОСОЬЛИСГЮЛНОМА I An

БЕРЕЧЬ ОТ ДЕТЕЙ

АПУ МОСОБЛ _ ИСПОЛКОМА ТР Аптека №

Г ЛАЗНАЯ МАЗЬ

о*
ш
1РОХЛ 1ЩЕНН

ИСПОЛКОМА ^ ^Апте*3 №

Г ЛАЗНЫЕ КАПЛИ

Б ЕРЕЧЬ ОТ ДЕТЕЙ

О. х О 3"

БЕРЕЧЬ ОТ ДЕТЕЙ

ПЕРЕД УПОТРЕБЛЕНИЕМ ВЗБАЛТЫВАТЬ

Р

БЕРЕЧЬ ОТ ДЕТЕЙ

/7

ХРАНИТЬ В ЗАЩИЩЕННОМ ОТ СВЕТА МЕСТЕ

ХРАНИТЬ В ПРОХЛАДНОМ МЕСТЕ

/77

ОБРАЩАТЬСЯ ОСТОРОЖНО Ф

СЕРДЕЧНОЕ

БЕРЕЧЬ ОТ ОГНЯ

Рис. 3. Продолжение.

л — инъекции; м — мази; к — глазные капли; о —глазные мази; п — капли в нос; р—ц — предупре­дительные надписи.

Помимо производительности, аппараты и машины характеризуются мощностью, т. е. работой, затрачиваемой или получаемой в единицу времени. Мощность выражают в джоулях в секунду.

Различают мощность, требующуюся (затрачиваемую) на валу аппа­рата или машины, и мощность двигателя, который приводит машину в движение. Вследствие потерь энергии в передаточных и преобразую­щих движение механизмах мощность двигателя всегда больше мощно­сти на валу. Или, иначе говоря, полезная мощность всегда меньше фактически затрачиваемой мощности. Отношение полезной мощности к фактически затрачиваемой носит название коэффициента полезного действия (к.п.д.). Чем ближе этот коэффициент к единице, тем, очевид­но, совершеннее работает тот или иной аппарат или машина.