КРОЛЕВЕЦЬКА ЗАГАЛЬНООСВІТНЯ ШКОЛА №7 I-II СТУПЕНІВ

„ОРГАНІЗАЦІЯ РОБОТИ ЕЛЕВАТОРУ” (СПОСТЕРЕЖЕННЯ ЗА РІЗНИМИ ВИДАМИ МЕХАНІЧНОГО РУХУ)
(урок-екскурсія)

	                                              
 
                                                          вчителя фізики, математики,              
                                                          інформатики 
                                                          та курсу „Основи здоров’я”
			                            Ковтуна В’ячеслава Олександровича 

Кролевець – 2013 р.
Тема. Організація роботи елеватору. Спостереження за різними видами механічного руху (поступальний, обертальний, похила площина).

Цілі: 
1.	На основі теоретичних знань  ознайомити учнів із різноманітністю видів механічного руху машин і механізмів елеватора. На прикладі окремих видів механічного руху встановити адаптації та взаємозв’язки. Згадати закон збереження та перетворення енергії. Продовжити формувати в учнів вміння спілкуватися з техногенним середовищем.
2.	Формувати в учнів відповідальне ставлення до екологічних проблем, забезпечуючи при цьому активні форми навчання, елементи нових педагогічних технологій, здатність засвоювати технічний матеріал.
3.	Сприяти усвідомленню учнями наукових основ гармонії техніки та природи через філософські основи екологічного гуманізму.

Базові поняття і терміни: елеватор та його приміщення з відповідними машинами та механізмами: робоча будівля; силосні корпуси з конвеєрними галереями; споруди для розвантаження зерна; споруди для сушіння зерна; споруди для зберігання і навантаження відходів на засоби автомобільного та залізничного транспорту; машини і механізми для підйому зерна (норії); ларі (приймальні); силосний корпус; конвеєри; транспортер для зерна; ККД похилої площини (транспортера) і т.д.

Тип уроку: урок-дослідження, систематизація знань з елементами дослідження

Методи і методичні прийоми: проблемне навчання, міні-дослідження в групах 

Хід екскурсії.
1.	Організаційна частина (2 хв.)
2.	Інструктаж з техніки безпеки.
3.	Повідомлення теми, мети та завдань екскурсії.

1. Характеристика послуги із зберігання зерна.
Елеватор (англ. elevator – той, що піднімає) - зерносховище, обладнане для підйому, сушіння і зберігання великої (10-150 тис. т) кількості зерна. Розрізняють такі види елеваторів:
1.	Заготівельні (лінійні) – приймають зерно від сільських господарств, місткість 15-100 тис. т;
2.	Виробничі – біля млинів, місткість 8-40, іноді більше 100 тис. т;
3.	Перевалочні (базисні і портові елеватори) – для тривалого зберігання і перевантаження з одного виду транспорту до іншого, будують на великих залізничних станціях і в портах, місткість 50-150 тис. т;
4.	Фондові (базисні) – для тривалого зберігання державного зернового резерву.
 	Елеватор являє собою спорудження, що складається з декількох силосів – ємностей для зерна. Силос являє собою залізобетонну башту висотою 30-50 м з круглим (діаметром 6-10 м) або квадратним (3-4 м) перерізом. Зерно з прийомних бункерів піднімають транспортерами вгору до будівлі на надсилосний поверх, зважують, очищають від домішок, сушать і по конвеєрах засипають його в силоси. Висипають зерно через воронки на дні силосу на підсилосному поверсі. Часто зерно в елеваторах дезінфікують. Температура зерна регулюється по всіх рівнях.
 	Будівництво елеваторів стало можливим після винаходу Дж. Дартом транспортера для зерна з паровим приводом у м. Баффало (США) в 1842 р. Перший елеватор побудований в м. Дулут (США) в 1845 р. Перші елеватори в Україні були побудовані в 1893 р. в Одесі та Миколаєві.
 	Найбільший у світі елеватор перебуває у м. Канзас-Сіті (США). Він має висоту 64 м і складається з 182 зерносховищ, з яких найбільші містять по 320 т зерна.
Зберігання зерна є важливим технологічним процесом, від якого залежить збереження споживчих властивостей товару досить тривалий проміжок часу.
Складність організації зберігання великих мас зерна пов'язана з створенням необхідних умов для забезпечення збереження фізіологічних і фізико-хімічних властивостей зерна. Необхідними умовами споживання послуги із зберігання зерна є наявність місця зберігання (сховищ) і створення умов для збереження кількості і якості розміщеного в них зерна (забезпеченість послугами обробки). В якості таких сховищ для зерна в сільському господарстві використовуються елеватори.
Елеватор зерновий – це споруда для зберігання великих партій зерна і доведення його до кондиційного стану без втрати його споживчих властивостей. Елеватор являє собою з'єднані в корпуси силоси (ємності) з монолітного або збірного залізобетону (висотою зазвичай 30 м, круглі, діаметром 6-7 м), зблоковані з робочою будівлею, де розміщено основне технологічне та транспортне обладнання. На елеваторах підтримується певна температура і вологість повітря, необхідні для збереження якості зібраного зерна. Загальна ємність елеватора повинна забезпечувати якісне зберігання зерна
Залежно від призначення елеватори поділяють на:
1.	Хлібоприймальні або заготівельні, приймають зерно від господарств, очищають від домішок, сушать і відвантажують споживачеві (ємність 15-100 тис. т);
2.	Виробничі, споруджують при млинах, круп'яних, комбікормових, крохмалепатокових заводах і. т. п. (10-150 тис. т);
3.	Базисні, призначені для тривалого зберігання зерна, прийнятого з залізничного транспорту та відвантажується на залізничні вагони (100-150 тис. т);
4.	Перевалочні і портові, будують у місцях перевалок зерна з одного виду транспорту на інший – на великих залізничних станціях, в морських портах (50-100 тис. т).
Елеватори за своїм функціональним призначенням використовуються безпосередньо для зберігання зерна протягом тривало періоду часу, а не продуктів його переробки.
Відповідно до Класифікація видів економічної діяльності, введеним в дію з 01.01.2003 р. замість Загальноросійського класифікатора галузей народного господарства (ЗКГНГ), частин 1 і 4 (стосовно економічної діяльності) Загальноросійського класифікатора видів економічної діяльності, продукції і послуг (ОКДП), комплекс послуг із зберігання зерна класифікується наступним чином:
1.	Транспортна обробка вантажів і зберігання.
2.	Зберігання і складування.
3.	Зберігання і складування зерна.
Таким чином, розглянутий вид послуг відповідно до Класифікації представляє самостійне угруповання, яке включає послуги з приймання, зберігання, подрібнення, сушіння та відвантаження зерна. Даний вид послуг є однорідним за своїм функціональним призначенням і не має замінників по цілі споживання.
Для зберігання зерна використовуються елеватори, хлібоприймальні пункти, комбінати хлібопродуктів, власні сховища виробників зерна або сховища інших зерновиробничих господарств, а також власні сховища зернопереробних господарюючих суб'єктів (міні-млини, крупоцехи, міні-пекарні, комбікормові заводи, птахофабрики, підприємства-виробники пива). Призначення всіх спеціалізованих зерносховищ – забезпечення збереження кількості та якості розміщеного в них зерна.
Зберігання зерна та продуктів його переробки має здійснюватися в певних умовах, відповідно до наказу Міністерства хлібопродуктів СРСР №185 від 21.06.1988 "Про затвердження Інструкції зі зберігання зерна, олійного насіння, борошна та крупи" (далі – Інструкція).
Відповідно до Інструкції зерно, яке надходить на зберігання, піддають обробці (очищенню, сушінню, охолодженню, знезараженню та ін.) у строки, що забезпечують збереження його якості. При цьому з моменту надходження зерна на зберігання протягом усього періоду його зберігання організовується систематичний контроль за якістю і станом його кожної партії. Контроль проводять за температурою зерна, вологістю, зараженістю шкідниками хлібних запасів, запахом, кольором та іншими показниками якості, нормованими діючої нормативно-технічної документацій.
Зберігання зерна на елеваторах має ряд особливостей і переваг. Елеватори ХПП і КХП не тільки приймають зерно на зберігання, а й виробляють його післязбиральної обробки: очищення, сушіння, знезараження. Необхідність таких робіт пов'язана зі створенням умов для тривалого (до врожаю наступного року) зберігання стійких партій зерна, що відповідає вимогам борошномельної та круп'яної промисловості. Базисні кондиції очищеного і висушеного зерна пшениці мають такі характеристики:
-	вологість - 14,5%;
-	засміченість - 1%;
-	зернова домішка - 2%.
Технологічний процес зберігання на елеваторі передбачає вертикальний спосіб зберігання, що забезпечує зберігання зерна протягом тривалого терміну (до врожаю наступного року). При цьому здійснюється системне спостереження за температурою зерна і зовнішнього повітря, зараженістю шкідником. На ХПП і КХП використовується складський метод зберігання, при якому необхідна якість зерна для виробництва борошна зберігається протягом 6-9 місяців.
Набувачами послуги зі зберігання зерна є:
1.	Господарюючі суб'єкти (юридичні особи та господарські підприємці), які здійснюють виробництво сільськогосподарської продукції;
2.	Господарюючі суб'єкти, уповноважені здійснювати закупівлі зерна в регіональний і муніципальний продовольчі фонди;
3.	Господарюючі суб'єкти, що здійснюють комерційні закупівлі зерна, у сільгоспвиробників та інших господарюючих суб'єктів для подальшого перепродажу;
4.	Господарюючі суб'єкти, що надають послуги сільгоспвиробникам та здійснюють розрахунки з ними в натуральній формі (зерном);
5.	Господарюючі суб'єкти, які закуповують зерно для подальшої переробки і не мають власних потужностей для зберігання.
На практиці не завантаженість потужностей елеваторних комплексів, ставить у переважне становище покупців послуг зберігання і фактично конкуренція існує тільки між продавцями послуг.
Взаємовідносини між продавцями і покупцями послуг із зберігання зерна регулюються Цивільним кодексом. Діяльність із зберігання зерна та продуктів його переробки передбачає укладення договору зберігання та надання послуг із зберігання. Відповідно до глави 47 Цивільного кодексу за договором зберігання одна сторона зобов'язується зберігати річ, передану їй другою стороною, поклажодавцем і зберегти цю річ у схоронності. Діяльність із зберігання здійснюється при укладенні договору між зберігачем і поклажодавцем за відповідну винагороду і носить БЕЗОПЛАТНИЙ характер. Обов'язок зі сплати винагороди міститься в відплатних договорах, як правило, укладених з особою, для якої дана діяльність є професійною.
У регіонах, де немає виробництва зерна, послугами елеваторних комплексів користуються тільки господарюючі суб'єкти, уповноважені здійснювати закупівлі зерна в регіональний і муніципальний продовольчі фонди. Закупівлі зерна виробляються в інших областях, або у посередників. У зерновиробничих регіонах зерновиробники залежно від кон'юнктури ринку і власних цілей діяльності можуть розпорядитися врожаєм зерна по різному:
-	продати посередникам;
-	продати елеваторного комплексу;
-	зберігати на елеваторному комплексі поки в результаті сезонних коливань не підніметься ціна на зерно;
-	зберігати на власних площах, для зменшення витрат з метою продажу або подальшого використання;
-	переробляти з метою продажу продукту переробки за вищою ціною.
Вибір тієї чи іншої лінії поведінки залежить від фінансової спроможності зерновиробників, врожайності, поведінки інших виробників, кон'юнктури внутрішнього та світового ринку зерна та інших причин.
Надання послуг із зберігання зерна здійснюється як правило на основі прямих договорів між продавцями і покупцями послуг (договорів складського зберігання). Мають місце бартерні угоди. При цьому більшість договорів укладається на умовах „франко-елеватор”, тобто транспортування зерна до місця зберігання здійснюється транспортом споживача послуг.
У процесі зберігання виконуються роботи не тільки по сушці і подрібненню зерна, але й послуги з навантаження і розвантаження зерна, лабораторним дослідженням, документального оформлення прав власності на здане на збереження зерно третім особам, з відпуску зерна автомобільним або залізничним транспортом.
Контроль за якістю зберігання зерна здійснює виробничо-технологічна лабораторія, яка є структурним підрозділом елеваторних комплексів. Лабораторія здійснює контроль за веденням технологічного процесу зберігання зернових культур, виробництва продукції, дотриманням встановлених норм якості та виходу продукції. Раз на квартал представником державної хлібної інспекції проводяться перевірки кількісно-якісного обліку зерна. 

2. Основні будівлі і споруди елеватора.
Сучасний елеватор включає комплекс споруд, пов'язаних спільними виробничими процесами, з яких основні – приймання, зважування, зберігання, відпуск зерна, а спеціальні – очищення, сушіння і сортування зерна.
Будинки і споруди елеватора за функціональними ознаками можна розділити на:
1.	Виробничі, призначені для приймання, зберігання, підробітки та відпуску зерна та зернової продукції.
2.	Допоміжні, обслуговуючі виробництво.
3.	Невиробничі.
До основних виробничих будівель та споруд елеваторів відносяться: робоча будівля; силосні корпуси з конвеєрними галереями; споруди для розвантаження зерна з залізничного, автомобільного і водного транспорту і навантаження зерна на ці види транспорту; споруди для сушіння зерна; споруди для зберігання і навантаження відходів на засоби автомобільного та залізничного транспорту.
У робочій будівлі елеватора розміщують машини і механізми для підйому зерна (норії), зважування, очищення, а також механізми для переміщення і розподілу зерна. Робоча будівля є основним у комплексі елеватора, навколо якого групуються і з яким пов'язують всі його інші виробничі споруди.
Силосний корпус – це власне зерносховище, яке складається з різного числа силосів.
До складу елеватора можуть входити й інші додаткові виробничі будівлі та споруди, такі, як спеціальні будівлі та споруди для очищення та сортування зерна, камера для збору пилу, цех відходів, склади для підлогового зберігання зерна та ін.
До допоміжних обслуговуючим виробництво будівлям і спорудам елеватора відносяться: силова станція, склади палива, ремонтні майстерні, пожежне депо, лабораторія тощо, до невиробничих будівель і споруд – їдальня, побутові пристрої, адміністративний корпус і т.д.
Комплекс будівель і споруд елеватора встановлюється в кожному випадку залежно від типу елеватора, виконуваних функцій і обсягу робіт.

3. Технологічний процес.
Технологічний процес елеватора в загальному випадку може бути представлений наступною схемою.
Зерно, доставляється автомобільним транспортом, приймають у спеціальній коморі, під проїздами якої знаходяться приймальні – ларі. Прибуваючі по залізниці вагони з зерном встановлюють на прийомних шляхах над ґратами прийомних скринь. Зерно зі скринь по стрічковому конвеєру, що проходить під ними в підземній галереї, подається до черевикам норій, встановленим у робочій будівлі елеватора.
Зерно, яке надходить водним транспортом, приймають за допомогою викидних норій, пневматичних установок з вакуум-насосами, плавучих перевантажувачів та інших пристосувань.
Норія піднімає зерно на самий верх робочої будівлі і скидає його в ларі, під якими встановлені ковшові або автоматичні ваги. Після зважування зерно потрапляє в ларі або безпосередньо на розподільчий поверх, звідки самопливом по трубах направляється на очищення, сушіння та зберігання в силосний корпус або для відпустки на підприємство, автомобільний, залізничний транспорт або судно.
Під розподільним поверхом розташований надсилосний поверх (часто поєднують з розподільним поверхом), з якого надсилосні конвеєри передають зерно в силоси для зберігання. Нижче в робочій будівлі знаходяться силоси для зерна, що підлягає очищенню, очисні машини, приміщення для розподілу зерна і відходів після очищення і ще нижче під ними – силоси для очищеного зерна.
Силоси над очисними машинами і під ними забезпечують безперервну і регулярну роботу цих машин і в той же час зберігають продуктивність норій та конвеєрів при передачі зерна на очищення і при збиранні його після очищення. Після очищення зерно з силосів самопливом надходить до черевикам норій, розташованим в підвальному приміщенні, і піднімається знову вгору для передачі на зберігання, відпустки або сушки.
Зерносушарку включають в габарити робочої будівлі або силосного корпусу або ж розташовують поблизу робочої будівлі елеватора. Зерно на неї зазвичай подається по трубах самопливом. З сушарки зерно прибирають подсушільним транспортом або норією.
Силоси розвантажують (спорожнюють) через випускні отвори в днищах: зерно самопливом по похилих скатах днищ надходить з силосів на нижні (підсилосні) конвеєри і подається в робочу будівлю.
На залізницю та автомобільний транспорт зерно відпускають по спеціальних трубах, що йде з розподільчого поверху робочої будівлі або самопливом по трубах з відсіків у верхній частині бічних силосів. На водний транспорт зерно надходить з відпускної галереї, що розташовується на набережній і забезпечена конвеєром. На підприємство зерно подають або самопливом або конвеєром, поміщеним в надземній галереї.
Схилом або підйомом називають негоризонтальну ділянку шляху, залежно від того, в якому напрямі розглядається рух.

При русі по схилу (підйомі) розрізняють: l – довжину, h – різницю висот або рівнів початку і кінця підйому, b – основу, і – крутизну схилу (або підйому).
Крутизною схилу (або підйому) називають скалярну величину, що визначається відношенням різниці висоти до основи
і = h/b = tgα.
Висновок 1: при використанні похилої площини одержуємо виграш у силі у стільки разів у скільки програємо у відстані. (Пояснення на основі закону збереження енергії. Звернути увагу на те, що при виконанні дослідів відношення P до F менше ніж відношення l до h внаслідок дії сили тертя. )
Висновок 2. ККД похилої площини не залежить від ваги тіла, яке піднімають. (Пояснення: залежність сили, яку потрібно прикласти, щоб піднімати тіло похилою площиною, від ваги тіла. Чим більша сила притискає тіло до поверхні, тим більша сила тертя виникає при цьому.)
Висновок 3. ККД похилої площини залежить від кута нахилу площини. Із збільшенням кута нахилу площини ККД зростає. (Пояснення – математично. h / l = sin α, тоді  η = P / F* sin α , і за результатами дослідів показати, що сила тертя при зміні кута нахилу площини змінюється менше ніж змінюється sin кута.)
Питання до учнів.   Поскільки  із збільшенням кута нахилу похилої площини ККД зростає, то доцільніше використовувати більш похилу площину чи крутішу?
VI.   Підсумок уроку.
Учитель. Знання, які ви сьогодні отримали, дуже важливі і мають практичне спрямування. Похилу площину використовували з давніх давен і використовують сьогодні. 
Найвеличніший механік світу Архімед винайшов нескінченний гвинт та водопідйомну машину, названу Архімедовим гвинтом.  Водопідйомна машина Архімеда – це циліндрична труба завдовжки 4-6 м, відкрита з обох боків. По осі труби розміщений вал із гвинтовою поверхнею. Один кінець гвинта розташовували в тому місці, куди мала підніматися вода, другий кінець опускають у рідину. Під час обертання гвинта вода піднімається вздовж  труби і виливається із верхнього отвору.   Дія гвинта базується фактично на принципі похилої площини. Цим винаходом ми користуємося і донині у звичайних кухонних м’ясорубках.

Транспортери, які використовують у шахтах, елеваторах та на фабриках, є також прикладами похилої площини.
 Отже і сьогодні прості механізми мають широке застосування як самі по собі, так і як частини складних механізмів.