Павлов И.Н. Инженер по направлению подготовки Химическая технология энергонасыщенных материалов и изделий. Введение в специальность

Подождите немного. Документ загружается.

инженерных задач, дается научный анализ изучаемым явлениям,

процессам, конструкциям.

Лабораторные занятия позволяют углублять и закреплять

теоретические знания, получаемые студентами на лекциях, проверять

экспериментально научно-теоретические положения, знакомиться с

оборудованием, приборами, материалами, изучать на практике методы

научных исследований.

Учебные планы по многим дисциплинам предусматривают

семинары, практические занятия, расчетно-графические работы,

которые следуют за лекциями.

Практические занятия развивают и закрепляют у студентов

навыки систематической самостоятельной работы над учебным

материалом, вырабатывают навыки применения теоретических знаний

к решению практических задач.

Наряду с перечнем курсов, изучаемых в вузе, учебный план

включает также практику студентов на промышленных предприятиях.

Практика на заводах сближает студента с избранной специальностью,

определяет место будущей работы, способствует закреплению

полученных знаний путем решения практических задач, возникающих

на производстве, практического изучения технологических процессов,

ознакомления с конструкциями и условиями эксплуатации машин и

аппаратов. Она вводит студента в производственные условия работы и

помогает овладевать основными навыками по данной специальности.

В высших технических учебных заведениях страны установилась

следующая система производственной практики: на младших курсах

на первой практике проводится общее ознакомление студентов с

заводом, и они работают в период практики непосредственно в цехах.

На старших курсах студенты проходят практику по специальности,

связанную с изучением производственного процесса, оборудования,

экономики и организации производства.

На последнем курсе проводится практика по теме дипломного

проекта, во время которой студенты овладевают навыками работы

инженера на заводе или в научно-исследовательском институте и

подбирают материал для дипломного проекта.

Курс обучения в высшем техническом учебном заведении

заканчивается большой и ответственной работой – дипломным

проектом, который является проверкой знаний, полученных студентом,

его творческой самостоятельности в решении инженерно-технических

задач.

Основной формой учета знаний студентов в высших технических

учебных заведениях является экзамен и зачет. Учебными планами

строго регламентируются дисциплины, по которым проводятся

экзамены и зачеты, и предусматривается время на проведение зимних

и весенних экзаменационных сессий.

Содержание учебных планов подчинено решаемым высшими

учебными заведениями задачам, решаемым высшими учебными

заведениями по подготовке достойных высококвалифицированных

специалистов, хорошо знающих свое дело и умеющих применять свои

знания на практике.

Учебный план подготовки инженеров по специальностям

включает изучение фундаментальных наук, общественных и

гуманитарных наук, общеинженерных и специальных дисциплин.

Как правило, студенты всех инженерных специальностей в вузе, в

соответствии с учебными планами, должны приобрести глубокие

знания в области фундаментальных наук: математики, физики, химии.

Математика играет исключительно важную роль в практической

деятельности инженера. Нет ни одной отрасли машиностроения,

которая не пользовалась бы услугами этой древнейшей науки. Изучая

математику, студенты получают знания, необходимые для успешного

усвоения других курсов, для подготовки к будущей практической

деятельности.

Сейчас нельзя представить деятельность крупных предприятий

без использования электронных вычислительных машин. Инженер

должен уметь обращаться с электронной вычислительной машиной и

пользоваться основными программами и редакторами применительно к

овладеваемой специальности. Поэтому в учебных планах инженерных

специальностей имеются соответствующие курсы дисциплин.

Важное значение в подготовке инженеров имеет изучение

физики. Физика получила большое развитие, выразившееся в глубоком

проникновении в различные области техники. Физика все в большей

степени становится теоретической базой техники. Особенно важными

для инженера по технологии производств являются такие разделы, как

физика твердого тела, физика жидкого состояния, ультразвук и др.

Использование новых материалов, в частности полимеров,

успешное ведение современного технологического производства

невозможны без глубоких знаний химии, которые необходимы для

успешного изучения общеинженерных и специальных дисциплин и для

будущей практической деятельности.

Следует отметить, что многие технологические процессы

основываются на использовании физико-химических и химических

процессов. Такими процессами являются электрохимическое

полирование, химический метод обработки, химико-термическая

обработка рабочих поверхностей деталей машин и др.

Одним из основных направлений развития научных основ

технологии производств в различных отраслях следует считать

установление более тесных связей с фундаментальными науками

(математикой, физикой, химией) и использование их достижений в

практике производств. Можно привести много примеров (магнитно-

импульсная, электронно-лучевая и электроэрозионная обработка и др.),

показывающих, как такие связи позволили создать новые методы

обработки или способствовать выбору более оптимального решения

той или иной технологической проблемы.

Важная роль в подготовке высококвалифицированных

специалистов в вузах отводится общественным дисциплинам.

Изучаются эти дисциплины на протяжении всего периода обучения в

вузе. К гуманитарным наукам в техническом вузе относится

иностранный язык.

Овладение иностранными языками дает возможность шире

использовать знания, накопленные человечеством на протяжении

веков, и знакомиться в подлинниках с зарубежными научно-

техническими достижениями.

Цикл общеинженерных дисциплин, изучаемых в вузах, включает

теоретическую механику, сопротивление материалов, теорию

механизмов и машин, детали машин и подъемно-транспортные

устройства, материаловедение, взаимозаменяемость, стандартизацию и

технические измерения, гидравлику и гидравлические машины,

электротехнику, процессы и аппараты производств и др.

Прогресс в создании новой техники, наиболее совершенных

аппаратов, машин и механизмов, новых технологических процессов и

оборудования знаний в области анализа нагрузок различных элементов

механизмов, их структуры и законов движения под действием внешних

сил и сил сопротивления, расчета инженерных сооружений на

прочность и жесткость. Указанные вопросы рассматриваются в курсах

«Теоретическая механика», «Теория механизмов и машин»,

«Сопротивление материалов». Завершает этот цикл общеинженерных

дисциплин курс «Детали машин», в котором освещаются методы,

правила и нормы проектирования деталей, исходя из заданных условий

их работы в машине, обеспечивающие придание деталям

наивыгоднейших форм, размеров, выбор необходимых материалов и

назначение технических условий изготовления деталей.

Курс «Материаловедение» знакомит студентов с взаимосвязью

между структурой и свойствами материалов, применяемых в технике,

и дает необходимые сведения для рационального выбора материала

деталей машин.

Важным среди общеинженерных курсов, читаемых всем

инженерным специальностям вузов, является курс

«Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения», в

котором излагаются основы учения о взаимозаменяемости деталей и

технике измерений, и который связывает конструкторские и

технологические дисциплины.

Основные законы движения жидкостей рассматриваются в курсе

«Гидравлика и гидравлические машины». Важность и значение этого

курса для подготовки инженеров в технических вузах в настоящее

время возрастает, так как область применения гидравлических передач

в машиностроении непрерывно расширяется.

Ввиду широкого распространения и усложнения схем

электрооборудования всевозможных машин для всех инженерных

специальностей важны знания в области электротехники, которые

излагаются на соответствующих курсах.

К общеинженерным курсам относятся также курсы:

«Термодинамика и теплопередача», «Технология конструкционных

материалов». Курс «Технология конструкционных материалов»

является комплексной дисциплиной, содержащей совокупность знаний

о способах получения машиностроительных материалов и средствах их

физико-химической переработки с целью придания им свойств и

конфигурации, необходимых в производстве. В курсе даются основные

сведения о различных отраслях производства: металлургии черных и

цветных металлов, литейном производстве, обработке металлов

давлением, сварке и резке, обработке резанием, а также о свойствах и

обработке неметаллических материалов.

Курс «Технология конструкционных материалов» создает

технологические основы для выполнения студентами проекта по

деталям машин и базу для усвоения специальных инженерных

дисциплин.

Специальные дисциплины читаются только студентам

определенной специальности. Они знакомят студентов с основами

теории, расчета, конструирования и эксплуатации машин конкретного

назначения, а также с конкретными технологическими процессами, их

теорией, расчетом, аппаратурным оформлением и др. К специальным

дисциплинам также относится экономика промышленности;

организация, планирование и управление предприятием;

автоматизированная система управления предприятием.

В нашей стране проведены огромные научно-методические

работы, в результате которых сформировались рассматриваемые

профилирующие курсы, являющиеся не сборником рецептов и

описанием отдельных достижений практики, а дисциплинами,

имеющими тесную связь с фундаментальными и общеинженерными

курсами, освещающими на весьма высоком теоретическом уровне

научные основы технологии машиностроения, общие принципы

проектирования машин и аппаратов и их эксплуатации.

Инженер в значительной степени объясняется языком чертежа.

Чертеж необходим для изготовления детали. Он дает представление о

размерах и форме детали, материале из которого она изготовлена,

допусках на размеры и др. Чертеж имеет интернациональный характер.

Он понятен каждому технически грамотному человеку. С помощью

сборочных чертежей уясняется взаимное расположение деталей, их

соединение и крепление. Они дают

представление об устройстве узла,

механизма или машины.

В своей практической деятельности при разработке конструкции

машины и технологии изготовления ее деталей инженеру приходится

выполнять чертежи чаще, чем писать служебные документы, чаще

читать чертежи, чем читать соответствующие руководящие материалы

и др. Поэтому в вузе необходимо научиться хорошо владеть умением

проектировать всевозможные механизмы и быстро читать чертежи

машин, аппаратов, узлов.

Общую геометрическую интуицию и пространственное

представление человека в значительной степени расширяет изучение

курса «Начертательная геометрия» и выполнение заданий по

инженерной графике. Подготовка студентов по черчению способствует

развитию у них навыков чтения чертежей, техники черчения,

использования средств (приспособлений), применяемых при

выполнении графических работ в конструкторских бюро и на

предприятиях.

Большую роль в развитии навыков проектирования,

самостоятельной творческой работы студентов играет курсовое и

дипломное проектирование. Проект состоит из графической части и

расчетно-пояснительной записки. Проектирование способствует

закреплению, углублению и обобщению знаний, полученных

студентами за время обучения, и применению этих знаний к решению

конкретной инженерной задачи. В учебных планах число проектов по

большинству технических специальностей установлено в количестве

5–6. Последний проект студента является дипломным, на основе

которого Государственная экзаменационная комиссия решает вопрос о

присвоении студенту квалификации инженера.

Чтобы выполнить проект, необходимо овладеть основами

пространственного воображения, основами конструирования и расчета

деталей и принципами их сопряжения в машины и механизмы. Нужны

знания по технологии, процессам и аппаратам, экономике и

организации производства. Требуется овладеть навыками по сбору

информации и ее использованию при решении инженерных задач.

Этим целям отвечают соответствующие дисциплины и практика.

Поэтому к дипломному проекту студент готовится на протяжении всей

учебы в институте. В работе над проектом студент должен показать

умение самостоятельно решать инженерные задачи и проявить свои

творческие способ-ности.

Опыт показывает, что наиболее часто оригинальные проекты

выполняют студенты, которые в результате глубокого овладения

знаниями в избранной области подходят к дипломному

проектированию с зародившимися идеями создания новых

конструкций или разработки новых технологических процессов.

В дипломном проекте чрезвычайно желательны элементы научно-

исследовательского характера. Такие проекты всегда высоко

оцениваются экзаменационными комиссиями.

Опыт показал, что с наибольшим успехом разрабатываются темы,

выдвигаемые непосредственно предприятиями. Темы таких проектов

могут выдвигаться профилирующей кафедрой и соответствовать

разрабатываемой ею научной тематике, а также возникать во время

прохождения студентами практики на заводе, работы в

конструкторском или технологическом бюро.

Особенно полезными оказываются дипломные проекты по

разработке новых перспективных машин и технологических процессов,

которые на многие годы определяют направление будущей

производственной деятельности выпускника вуза. В настоящее время в

вузах реальные дипломные проекты составляют значительную часть.

Стремление к самосовершенствованию. В процессе работы

инженер постоянно расширяет звания, приобретенные во втузе. Рост

инженерных знаний, накопление опыта и расширение кругозора

продолжаются и после окончания втуза. Молодой инженер читает

технические книги и журналы, участвует в конференциях научно-

техни-ческих обществ и учится на курсах повышения квалификации.

Диплом инженера – это лишь конец одного отрезка жизни и начало

другого. Обучение во втузе направлено на создание у молодого

инженера хороших задатков в долгом процессе

самосовершенствования. Окончивший втуз студент – это еще не

инженер. Ему требуется еще много для того, чтобы он стал

квалифицированным инженером.

2 ПРОИЗВОДСТВО ЭНЕРГОНАСЫЩЕННЫХ

МАТЕРИАЛОВ И ИЗДЕЛИЙ

Подготовленный специалист по направлению «Химическая

технология энергонасыщенных материалов и изделий» владеет

знаниями в области промышленного производства, технологического

оформления процессов получения взрывчатых веществ (ВВ),

особенностей аппаратурного содержания производств, методов

контроля параметров производства и автоматического управления.

Инженер, работающий в области получения ВВ, в своей деятельности

использует знания и умения, основанные на достижениях

теоретической химии, математики и физики, которые являются базой

современной технологии ВВ. При этом необходимо уметь

устанавливать количественную зависимость между отдельными

параметрами и составлять математическое описание процессов, что

позволяет проводить моделирование процессов и устанавливать

оптимальные условия интенсификации и автоматизации производства.

Специфика переработки энергонасыщенных материалов и

производства изделий накладывает особый отпечаток на деятельность

инженера в данной области. Факторы, обусловливающие

технологическое оформление процесса производства ВВ,

разнообразны. Учет их влияния обычно сводится к построению

наименее опасного и вместе с тем наиболее экономически

целесообразного процесса. Последнее подразумевает обеспеченность

сырьем и его оптимальную стоимость, хороший выход и качество

целевого продукта, высокую производительность простоту

аппаратурного оформления и т.п. Исключительно важное значение

имеет повышение эффективности использования сырья и энергии.

Первая задача может быть решена созданием безотходных

производств, что наиболее целесообразно и с точки зрения охраны

окружающей среды. Одно из направлений решения второй задачи –

использование теплоты химических реакций, например, для нагрева

воды, применяемой для промывки продукта или отопления зданий.

Особый подход к проектированию технологических процессов и

эксплуатации оборудования производств ВВ основан на особых

требованиях, предъявляемых к применению исходных материалов и

производству готовых изделий.

Одной из особенностей промышленных предприятий,

производящих ВВ, по сравнению с предприятиями других отраслей,

является угроза вспышки или взрыва, при реальной возможности

которых происходит работа. Поэтому необходимо с неослабевающим

вниманием следить за всеми операциями, связанными со взрывчатым

материалом, и постоянно заботиться о безопасности труда. Технике

безопасности в производстве ВВ уделяется особое внимание. Только

тот технологический процесс применим, который наименее опасен и

менее сложен в производстве. Необходимо помнить, что ВВ опасны

лишь при известных условиях, и задача технолога состоит в том, чтобы

исключить возможность возникновения этих условий, предусмотреть

все возможные вольные и невольные отклонения от режима и не

допустить возникновения опасности. Поэтому при разработке

технологии, выборе сырья, аппаратуры, оборудования и инструмента

должны быть особо выделены все опасные операции и приняты

необходимые профилактические меры. На опасных операциях должны

широко применяться автоматические контрольно-измерительные

приборы, электронная техника и автоблокировка.

К основным специфическим требованиям можно отнести

условия, обеспечивающие нераспространение пожара или взрыва с

одной фазы производства на другую и эффективное предупреждение

возможных взрывов и пожаров. Выполнение этих требований наиболее

надёжно обеспечивает непрерывное производство с автоматическим и

дистанционным управлением, которое позволяет вывести

обслуживающий персонал из здания во время технологического

процесса.

Соответственно, конструктивное и технологическое оформление

должно обеспечить производительность, качество и надежную работу

при возмущающих воздействиях (пределы должны точно определяться

регламентом).

Повышенные требования предъявляются к размещению

оборудования в зданиях. Выполнение таких требований обеспечивает

безопасное ведение технологического процесса, создание условий для

нормальной работы людей и своевременного их вывода в случае

аварии в безопасные зоны.

Технологическое оформление процессов получения ВВ

базируется на свойствах исходных, промежуточных и конечных

продуктов и определяется характером протекающих реакций (тепловой

эффект, газовыделение и т.п.). Например, большое значение имеет

скорость реакции. Технологические процессы строят так, чтобы можно

было воздействовать на скорость, изменяя ее в ту или иную сторону и

создавая тем самым возможность управления процессом.

Технология ВВ изучает заводское оформление химических и

физических процессов превращения исходных материалов в готовое

ВВ. Многие ВВ можно получать из различных исходных материалов и

несколькими методами. При выборе наиболее рационального из них

для заводского оформления необходимо знать все возможные

варианты синтеза, а также механизм и кинетику происходящих при

этом химических превращений. Сравнение этих вариантов по всем

показателям позволяет сделать правильный выбор технологического

процесса и аппаратурного оформления стадии производства. В связи с

этим, специфические требования предъявляются к конструкциям

оборудования и его эксплуатации в рамках производств по получению

ВВ.

При проектировании оборудования предприятий должны быть

выполнены все необходимые требования:

 расчет на прочность и выбор конструкции с учетом

вида перерабатываемого материала и технологического процесса;

 выбор материала для изготовления машин, аппаратов

и коммуникаций с учетом агрессивности, пожаро- и взрывоопасности

среды;

 требования к элементам конструкции (недопущение

застойных зон);

 требования к качеству сварных соединений;

 требования к уплотнениям;

 требования к перемешивающим устройствам;

 требования к теплообменникам;

 требования надежности работы машин и

оборудования, средств автоматики и дозирующих устройств.

Из-за специфики технологического процесса (непрерывность,

отсутствие людей в рабочих помещениях, точность дозирования и

большая взрывоопасность) каждая остановка или отказ могут привести

к браку, аварии.

Непременным условием длительности бесперебойной работы

являются механическая надежность, конструктивное совершенство и

эксплуатационные достоинства.

Механическая надежность оборудования характеризует

прочность, жесткость, устойчивость, долговечность и герметичность.

Прочность оборудования тесно связана с требованиями по

безопасности. Чтобы снизить опасность, всякий процесс

предпочтительно вести в замкнутом объеме. Так вальцевание менее

опасно, чем прессование (на вальцах могут быть вспышки, на прессах

– взрывы).

Конструктивное совершенство характеризуется простотой

устройства, малым весом и габаритами, малыми затратами на

изготовление, высоким КПД.

Эксплуатационные достоинства характеризуются удобством,

простотой и дешевизной эксплуатации.

Под неизменностью технологической фазы понимается

способность технологического оборудования в течение определенного

интервала времени выполнять все заданные ему функции при

сохранении значений рабочих характеристик в пределах,

установленных регламентом технологического процесса.

Под отказом понимается событие полной утраты оборудованием

свойства выполнять заданные ему функции или выход параметров за

допустимые пределы.

Повысить надежность машин и средств автоматизации можно:

 совершенствуя их конструкции;

 совершенствуя качество изготовления деталей машин;

 соблюдая правила эксплуатации.

Чтобы соответствовать предъявляемым требованиям:

 инженер должен знать устройство машин, принцип их

действия, строго соблюдать правила технического обслуживания и

ремонта;