Til mekaniske og tekniske specialer
Kompileret
Ph.D., lektor Eremeev V.K.
Irkutsk 2008
INTRODUKTION
Disse forelæsningsnoter til kurset "Maskindele" skal betragtes som et resumé af kursets programspørgsmål, der letter assimileringen af undervisningsmateriale og forberedelse til eksamen. Resuméet er præsenteret på grundlag af de vigtigste lærebøger af D.N. Reshetov,
M.I. Ivanova, P.G. Guzenkov "Machine Parts" og metodisk manual af V.K. Eremeeva og Yu.N. Gornov “Maskindele. Kursusdesign". Brug af noterne udelukker på ingen måde forberedelse fra lærebøger, men fremhæver kun de vigtigste bestemmelser, der svarer til kurset "Maskindele" i maskinteknik og mekaniske specialer. En række steder i resuméet gives instruktioner om de spørgsmål, der kun skal udarbejdes fra lærebøger, da de på grund af præsentationens korthed ikke var inkluderet i resuméet. Det drejer sig primært om den beskrivende side af kurset og de enkelte komponenters og maskindeles designtræk.
Resuméet er designet til et forkortet program - 70 forelæsningstimer, så det omfatter ikke dele af kurset som: nittesamlinger, kilesamlinger og specialtyper gear. Det forudsættes, at eleverne på egen hånd kan sætte sig ind i disse spørgsmål. Præsentationen af undervisningsmaterialet i noterne svarer til programmet for kurset "Maskindele" og indholdet af eksamensopgaverne. Rækkefølgen af præsentationen af de enkelte afsnit er blevet ændret en smule i forhold til de vigtigste lærebøger baseret på erfaringerne med at undervise i emnet af forfatteren til dette resumé og for at give eleverne mulighed for at forberede sig på forhånd i praktiske timer til starten af kursusdesign.
"Machine Parts" er det første af de design- og beregningskurser, de læser igrundlæggende design maskiner og maskinermov.
Enhver maskine (mekanisme) består af dele.
Detalje - en del af en maskine, der er fremstillet uden montageoperationer. Dele kan være enkle (møtrik, nøgle osv.) eller komplekse ( krumtapaksel, gearhus, maskinleje osv.). Dele (delvist eller fuldstændigt) kombineres til enheder.
Node- er en komplet samleenhed bestående af en række dele, der har et fælles funktionelt formål (rulleleje, kobling, gearkasse osv.). Komplekse noder kan omfatte flere simple noder (undernoder); for eksempel inkluderer en gearkasse lejer, aksler med gear monteret på dem osv.
Blandt det store udvalg af maskindele og komponenter er der dem, der bruges i næsten alle maskiner (bolte, aksler, koblinger, mekaniske transmissioner og så videre.). Disse dele (samlinger) kaldes detaljergenerelle formål og studeret i kurset "Maskindele". Alle andre dele, der kun bruges i en eller flere typer maskiner (stempler, turbineblade, propeller osv.) er klassificeret som specialdele og studeres i særlige kurser.
Generelle dele bruges i maskinteknik i meget store mængder (for eksempel i USSR indtil 1992 blev der produceret omkring en milliard årligt tandhjul). Derfor giver enhver forbedring i beregningsmetoder og design af disse dele, som gør det muligt at reducere materialeomkostninger, reducere produktionsomkostninger og øge holdbarheden, en stor økonomisk effekt.
Grundlæggende krav til design af maskindele.
Perfektionen af en dels design vurderes af hendepålidelighed og effektivitet . Pålidelighed betyder et produkts evne til at bestå over tiddin præstation. Omkostningseffektiviteten bestemmes af omkostningerne til materiale, produktions- og driftsomkostninger.
Grundlæggende kriterier for ydeevne og beregning af maskindele: styrke, stivhed, slidstyrke, varmebestandighed, vibrationsmodstandvedholdenhed. Værdien af et eller andet kriterium for en given del afhænger af dens funktionelle formål og driftsbetingelser. For eksempel for montering af skruer er hovedkriteriet styrke, og for blyskruer - slidstyrke. Ved design af dele sikres deres ydeevne hovedsageligt ved at vælge det passende materiale, rationelle strukturelle form og beregning af dimensioner i henhold til et eller flere kriterier.
Styrke smerte er hovedkriteriet for ydeevneDe fleste af delene. Svage dele kan ikke fungere. Det skal huskes, at ødelæggelse af maskindele ikke kun fører til nedetid, men også til ulykker.
Der er ødelæggelse af dele på grund af tab statiskstyrke eller træthedsmodstand. Tab af statisk styrke opstår, når værdien af driftsspændinger overstiger materialets statiske styrkegrænse (f. σ V ). Dette skyldes normalt tilfældige overbelastninger, der ikke er taget i betragtning i beregningerne, eller skjulte defekter i dele (vaske, revner osv.). Tab af udmattelsesmodstand opstår som følge af langvarig udsættelse for vekslende spændinger, der overstiger materialets udmattelsesgrænse (f.eks. σ -1 ). Træthedsmodstanden er væsentligt reduceret ved tilstedeværelse af spændingsforhøjere forbundet med delens strukturelle form (filetter, riller osv.) eller med fabrikationsfejl (ridser, revner osv.).
Det grundlæggende i styrkeberegninger studeres i kurset om materialers styrke. I løbet af maskindele overvejes generelle metoder til styrkeberegninger i anvendelse på specifikke dele og giver dem form tekniske beregninger.
Stivhed kendetegnet ved ændringer i størrelsen og formen af en del under belastning.
Stivhedsberegningen involverer begrænsning af de elastiske bevægelser af dele inden for de grænser, der er acceptable for specifikke driftsforhold. Sådanne forhold kan være: driftsbetingelser for de sammenkoblende dele (for eksempel kvaliteten af indgreb af gear og driftsbetingelserne for lejer forringes med store afbøjninger af akslerne); teknologiske forhold (f.eks. er nøjagtigheden og produktiviteten af bearbejdning på metalskæremaskiner i høj grad bestemt af maskinens og arbejdsemnets stivhed).
Standarder for stivhed af dele er etableret baseret på driftspraksis og beregninger. Betydningen af stivhedsberegninger er stigende på grund af den udbredte introduktion af højstyrkestål, som øger styrkeegenskaberne (σ in og σ -1) og elasticitetsmodulet
E(stivhedskarakteristik) forbliver næsten uændret. I dette tilfælde er der oftere tilfælde, hvor dimensionerne opnået fra styrkeberegninger viser sig at være utilstrækkelige med hensyn til stivhed.
Have på - processen med gradvis ændring i dimensioner af dele som følge af friktion. Samtidig øges hullerne i lejer, føringer, gear, cylindre på stempelmaskiner osv. Øget mellemrum reducerer mekanismernes kvalitetsegenskaber: kraft, effektivitet, pålidelighed, nøjagtighed osv. Dele, der er slidt mere end normalt , afvises og udskiftes under reparationer. Utidige reparationer fører til køretøjsnedbrud og i nogle tilfælde en ulykke.
Slidhastigheden og levetiden for delen afhænger af tryk, glidehastighed, friktionskoefficient og slidstyrke af materialet. For at mindske slitage anvendes i vid udstrækning smøring af gnidningsoverflader og beskyttelse mod forurening, antifriktionsmaterialer, specielle typer kemisk-termisk overfladebehandling mv.
Det skal bemærkes, at slid beskadiger et stort antal maskindele. Det øger driftsomkostningerne betydeligt, hvilket nødvendiggør periodisk reparationsarbejde. De høje omkostninger til reparationer skyldes de betydelige omkostninger til manuel, højt kvalificeret arbejdskraft, som er svær at mekanisere og automatisere. For mange typer maskiner er omkostningerne til reparation og vedligeholdelse på grund af slid flere gange højere end prisen på en ny maskine. Slidstyrken af maskindele reduceres betydeligt i nærvær af korrosion. Korrosion er årsagen til for tidlig ødelæggelse af mange maskiner. Op til 10 % af det smeltede metal går årligt tabt på grund af korrosion. For at beskytte mod korrosion, anvendes anti-korrosionsbelægninger, eller dele er lavet af specielle korrosionsbestandige materialer. I dette tilfælde lægges der særlig vægt på dele, der fungerer i nærværelse af vand, damp, syrer, alkalier og andre aggressive medier.
Varmemodstand . Opvarmning af maskindele kan forårsage følgende skadelige konsekvenser: et fald i materialets styrke og udseendet af krybning; et fald i oliefilms beskyttende evne og følgelig en stigning i slid på dele; ændringer i mellemrum i parringsdele, hvilket kan føre til fastklemning eller fastklemning; reduktion af maskinens nøjagtighed (for eksempel præcisionsmaskiner).
For at forhindre de skadelige virkninger af overophedning på maskinens drift udføres termiske beregninger, og om nødvendigt foretages passende designændringer (for eksempel kunstig køling).
Vibrationsmodstand . Vibrationer forårsager yderligere vekslende spændinger og fører som regel til udmattelsesfejl af dele. I nogle tilfælde reducerer vibrationer maskinernes ydeevne. For eksempel reducerer vibrationer i metalskæremaskiner nøjagtigheden af behandlingen og forringer overfladekvaliteten af bearbejdede dele. Resonansvibrationer er særligt farlige. Den skadelige påvirkning af vibrationer viser sig også på grund af en stigning i mekanismers støjkarakteristika I forbindelse med stigningen i maskinhastigheder øges faren for vibrationer, så beregninger for vibrationer bliver stadig vigtigere.
Funktioner ved beregning af maskindele. For at skabe en matematisk beskrivelse af beregningsobjektet og løse problemet så enkelt som muligt, erstattes reelle strukturer i ingeniørberegninger af idealiserede modeller eller designskemaer. For eksempel, ved beregning af styrke, betragtes et i det væsentlige diskontinuerligt og heterogent materiale af dele som kontinuerligt og homogent, og delenes understøtninger, belastninger og form idealiseres. Hvori beregningen bliver omtrentlig, I omtrentlige beregninger er det af stor betydning rigtige valg beregningsskema, evnen til at vurdere de vigtigste og kassere sekundære faktorer.
Fejl i omtrentlige beregninger reduceres betydeligt, når der bruges erfaring i design og drift af lignende strukturer. Som et resultat af at generalisere tidligere erfaringer udvikles standarder og anbefalinger, for eksempel standarder for tilladte spændinger eller sikkerhedsfaktorer, anbefalinger for valg af materialer, designbelastning osv. Disse standarder og anbefalinger, i ansøgningen til beregning af specifikke dele, er givet i de relevante afsnit af denne forelæsningsnoter. Her bemærker vi det unøjagtigheder i beregninger vedrstyrke kompenseres hovedsageligt af sikkerhedsmarginer. Hvori valget af sikkerhedsfaktorer bliver meget anderledesvigtigt trin i beregningen. En undervurderet værdi af sikkerhedsfaktoren fører til ødelæggelse af delen, og en overvurderet værdi fører til en uberettiget stigning i produktets masse og spild af materiale. Under forhold med store mængder produktion af dele til generelle formål bliver materialeoverforbrug meget betydeligt.
Faktorerne, der påvirker sikkerhedsfaktoren, er talrige og varierede: graden af delens ansvar, materialets homogenitet og pålideligheden af dets tests, nøjagtigheden af beregningsformler og bestemmelse af designbelastninger, indflydelsen af teknologiens kvalitet, driftsforhold osv. Hvis vi tager højde for alle de forskellige driftsbetingelser for moderne maskiner og dele samt metoder til deres produktion, vil store vanskeligheder blive tydelige i en separat kvantitativ vurdering af indflydelsen af de anførte faktorer på værdien af sikkerhedsmarginer. Derfor udvikler de i hver gren af maskinteknik, baseret på deres erfaring, deres egne sikkerhedsmarginstandarder for specifikke dele. Sikkerhedsmarginstandarder er ikke stabile. De justeres med jævne mellemrum, efterhånden som erfaringerne opnås, og teknologiniveauet stiger.
I ingeniørpraksis er der to typer beregninger - design og verifikation.
Design beregning - foreløbig, forenklet beregning udført under udviklingen af designet af en del (maskine) for at bestemme dens dimensioner og materiale.
Kontrollere beregning - en raffineret beregning af en kendt struktur, udført for at kontrollere dens styrke eller bestemme belastningsstandarder.
I designberegninger overstiger antallet af ubekendte normalt antallet af designligninger. Derfor er nogle ukendte parametre sat under hensyntagen til erfaringer og anbefalinger, og nogle mindre parametre er simpelthen ikke taget i betragtning. En sådan forenklet beregning er nødvendig for at bestemme de dimensioner, uden hvilke det første tegningsdesign af strukturen er umuligt. Under projekteringsprocessen udføres beregninger og designtegninger parallelt. I dette tilfælde bestemmer designeren et antal dimensioner, der er nødvendige for beregningen ved hjælp af en skitsetegning, og Designberegningen har form af en verifikationsberegning for det påtænkte design. I jagten på den bedste designmulighed er det ofte nødvendigt at udføre flere beregningsmuligheder. I komplekse tilfælde er det praktisk at udføre søgeberegninger på en computer. At designeren selv vælger designskemaer, sikkerhedsmarginer og ekstra ukendte parametre, fører til uklarhed i ingeniørberegninger, ogfølgelig ydeevnen af strukturer. Hvert design afspejler designerens kreativitet, viden og erfaring. De mest avancerede løsninger er ved at blive implementeret.
Design belastninger. Ved beregning af maskindele skelnes der mellem design og nominel belastning. Designbelastning, såsom drejningsmoment T, bestemt som produktet af det nominelle drejningsmoment T n på dynamisk belastningstilstandskoefficient K*T =T n *TIL.
Det nominelle drejningsmoment svarer til maskinens effekt på typeskiltet (design). Koefficient TIL tager højde for yderligere dynamiske belastninger, der hovedsageligt er forbundet med ujævn bevægelse, start og bremsning. Værdien af denne koefficient afhænger af typen af motor, drev og arbejdsmaskine. Hvis maskinens driftstilstand, dens elastiske egenskaber og masse er kendt, er dens værdi TIL kan bestemmes ved beregning. I andre tilfælde værdien TIL vælge ud fra anbefalinger. Sådanne anbefalinger er lavet på grundlag af eksperimentelle undersøgelser og driftserfaring med forskellige maskiner.
Ved beregning af nogle mekanismer indføres yderligere belastningsfaktorer, der tager højde for de specifikke egenskaber ved disse mekanismer, se for eksempel geardrev, kap. 4.
Valget af materialer til maskindele er et kritisk designstadium. Det korrekt udvalgte materiale bestemmer i høj grad kvaliteten af delen og maskinen som helhed. Ved præsentationen af denne problemstilling antages det, at eleverne kender grundlæggende information om egenskaber ved ingeniørmaterialer og metoder til deres fremstilling fra kurser i materialevidenskab, materialeteknologi og materialers styrke.
Når du vælger et materiale, tages følgende faktorer hovedsageligt i betragtning: Overholdelse af materialeegenskaberne med hovedydelseskriteriet (styrke, slidstyrke osv.); krav til vægt og dimensioner af delen og maskinen som helhed; andre krav relateret til formålet med delen og dens driftsbetingelser (anti-korrosionsbestandighed, friktionsegenskaber, elektriske isoleringsegenskaber osv.); overholdelse af materialets teknologiske egenskaber med den strukturelle form og den planlagte metode til bearbejdning af delen (stempling, svejsbarhed, støbeegenskaber, bearbejdelighed osv.); omkostninger og knaphed på materiale.
Sorte metaller , opdelt i støbejern og stål, er mest udbredt. Dette forklares primært af deres høje styrke og stivhed, samt deres relativt lave omkostninger. De største ulemper ved jernholdige metaller er høj densitet og dårlig korrosionsbestandighed.
Ikke-jernholdige metaller - kobber, zink, bly, tin, aluminium og nogle andre - bruges hovedsageligt som komponenter legeringer (bronze, messing, babbitt, duralumin osv.). Disse metaller er meget dyrere end jernholdige og bruges til at opfylde særlige krav: lethed, anti-friktion, anti-korrosion osv.
Ikke-metalliske materialer - træ, gummi, læder, asbest, metalkeramik og plast er også meget brugt.
Plast og kompositmaterialer - relativt ny, men allerede godt mestret af produktionen, hvis anvendelse i maskinteknik udvides i stigende grad. Moderne udvikling af højmolekylære forbindelsers kemi gør det muligt at opnå materialer, der har værdifulde egenskaber: lethed, styrke, varme og elektrisk isolering, modstandsdygtighed over for aggressive miljøer, friktion eller anti-friktion osv.
Plast er teknologisk. De har gode støbeegenskaber og bearbejdes let ved plastisk deformation ved relativt lave temperaturer og tryk. Dette gør det muligt at fremstille produkter af næsten enhver kompleks form fra plast ved hjælp af højtydende metoder: sprøjtestøbning, stempling, tegning eller blæsning. En anden fordel ved plast og kompositmaterialer er kombinationen af lethed og høj styrke. Ifølge denne indikator kan nogle af deres typer konkurrere med de bedste kvaliteter af stål og duralumin. Høj specifik styrke tillader brugen af disse materialer i strukturer, hvis vægtreduktion er særlig vigtig.
De største forbrugere af plast i øjeblikket er den elektriske og radiotekniske og kemiske industri. Her fremstilles huse, paneler, puder, isolatorer, tanke, rør og andre dele udsat for syre, alkalier osv. I andre grene af maskinindustrien anvendes plast hovedsageligt til fremstilling af husdele, remskiver, lejer skaller, friktionsforinger, bøsninger, håndhjul, håndtag...
Den tekniske og økonomiske effektivitet ved at bruge plast og kompositmaterialer i maskinteknik bestemmes hovedsageligt af en betydelig reduktion i maskinernes vægt og en stigning i deres ydeevne samt besparelser i ikke-jernholdige metaller og stål. Udskiftning af metal med plast reducerer arbejdsintensiteten og omkostningerne ved tekniske produkter markant. Ved udskiftning af jernholdige metaller med plast falder arbejdsintensiteten for fremstilling af dele med et gennemsnit på 5. ,6 gange, og prisen - 2. . .6 gange. Ved udskiftning af ikke-jernholdige metaller med plast reduceres omkostningerne med 4. .10 gange.
Pulver materialer opnået ved metode pulvermetallurgi, hvis essens er fremstilling af dele fra metalpulver ved presning og efterfølgende sintring i forme. De anvendte pulvere er homogene eller fra en blanding af forskellige metaller, såvel som fra en blanding af metaller med ikke-metalliske materialer, for eksempel grafit. I dette tilfælde opnås materialer med forskellige mekaniske og fysiske egenskaber (for eksempel højstyrke, slidbestandig, anti-friktion osv.).
I maskinteknik er dele baseret på jernpulver mest udbredt. Dele fremstillet af pulvermetallurgi kræver ikke efterfølgende skærebehandling, hvilket er meget effektivt i masseproduktion. Under moderne forhold masseproduktion Udviklingen af pulvermetallurgi får stor indflydelse.
Anvendelse af probabilistiske beregningsmetoder.
Det grundlæggende i sandsynlighedsteori studeres i særlige grene af matematikken. I løbet af maskindele bruges probabilistiske beregninger i to former: de tager tabelværdier af fysiske størrelser beregnet med en given sandsynlighed (sådanne mængder inkluderer for eksempel de mekaniske egenskaber af materialer σ i, σ_ 1, hårdhed N etc., levetid for rullelejer osv.); tage højde for den specificerede sandsynlighed for afvigelse af lineære dimensioner ved bestemmelse af de beregnede værdier af mellemrum og interferens, for eksempel ved beregning af forbindelser med interferens og spillerum i glidelejer under væskefriktionstilstand.
Det er konstateret, at afvigelser i huldiametre D og aksler d adlyde normalfordelingsloven (Gauss lov). Desuden for at bestemme de sandsynlige huller S s og interferens N s opnåede afhængigheder:
Sp min - max = , 
,
hvor det øverste og det nederste tegn henviser til henholdsvis minimums- og maksimumsafstand eller interferens, S = 0,5 (S min + S max), N = 0,5 (Nmin + N max); tolerancer T D = ES- EJ og Td =es-ei ; ES, es-øvre, en EJ, ei-nedre grænseafvigelser af dimensioner.
Koefficient C afhænger af den accepterede sandsynlighed R sikre, at den faktiske værdi af mellemrummet eller interferensen er inden for grænserne S P min ... S P max eller N P min ... N P max:
P……….. 0,99 0,99 0,98 0,97 0,95 0,99
C………0,5 0,39 0,34 0,31 0,27 0,21
I fig. En grafisk repræsentation af parametrene i formlen for en ier præsenteret. Her f(D)
Og f(d)
massefylde 
sandsynlighedsfordelinger af stokastiske variable D
Og d.
Udsnit af kurver, der ikke tages i betragtning som usandsynlige ved beregning med den accepterede sandsynlighed, er skraverede R.
Brugen af sandsynlighedsberegninger gør det muligt at øge de tilladte belastninger væsentligt med en lav sandsynlighed for fejl. I forhold til masseproduktion giver dette en stor økonomisk effekt.
Maskinens pålidelighed.
Følgende pålidelighedsindikatorer accepteres:
Pålidelighedsindikatorer
Sandsynlighed for fejlfri drift– sandsynligheden for, at der inden for en given driftstid ikke opstår en fejl.
Gennemsnitlig tid til fiasko– matematisk forventning om tid til fejl på et ikke-reparerbart produkt.
Gennemsnitlig tid mellem fejl– forholdet mellem det restaurerede objekts driftstid og den matematiske forventning om antallet af dets fejl i løbet af denne driftstid.
Fejlrate– en indikator for pålideligheden af ikke-reparerbare produkter, svarende til forholdet mellem det gennemsnitlige antal fejlbehæftede objekter pr. tidsenhed og antallet af objekter, der forblev operationelle.
Fejlflowparameter- en indikator for pålideligheden af restaurerede produkter, svarende til forholdet mellem det gennemsnitlige antal fejl i et genoprettet objekt i en vilkårlig kort driftstid og værdien af denne driftstid (svarer til fejlprocenten for ikke-reparerbare produkter, men omfatter gentagne fejl).
Holdbarhedsindikatorer
Teknisk ressource (ressource)– driftstid for en genstand fra starten af dens drift eller genoptagelse af driften efter reparation til den begrænsede driftstilstand. Ressourcen udtrykkes i driftstidsenheder (normalt i timer), eller rejsedistance (i kilometer) eller i antallet af outputenheder.
Livstid– kalenderdriftstid til den begrænsede driftstilstand (i år).
Indikatorer for vedligeholdelse og opbevaring
Gennemsnitlig tid til at genoprette til driftstilstand.
Sandsynlighed for genoprettelse til en fungerende tilstand inden for en given tid.
Holdbarhed: medium ogγ - procent.
Komplekse indikatorer (til komplekse maskiner og produktionslinjer.)
Der er tre perioder, hvor pålideligheden afhænger: design, produktion, drift.
Når man designer grundlaget for pålidelighed er lagt. Dårligt gennemtænkte, utestede designs er ikke pålidelige. Den projekterende skal i beregninger, tegninger, tekniske specifikationer og anden teknisk dokumentation afspejle alle faktorer, der sikrer pålidelighed.
I produktion alle midler til at overskride pålidelighed er tilvejebragtfunktioner fastsat af designeren. Afvigelser fra designdokumentation krænker pålideligheden. For at eliminere indflydelsen fra fabrikationsfejl skal alle produkter kontrolleres omhyggeligt.
Under drift produktets pålidelighed er realiseret. Pålidelighedsbegreber som f.eks pålidelighed og holdbarhed, vises kun under driften af maskinen og afhænger af metoderne og betingelserne for dens drift, det vedtagne reparationssystem, vedligeholdelsesmetoder, driftstilstande osv.
De vigtigste årsager, der bestemmer pålidelighed, indeholder elementer af tilfældighed. Utilsigtede afvigelser fra de nominelle værdier af materialestyrkeegenskaber, nominelle dimensioner af dele og andre indikatorer afhængigt af produktionskvaliteten; afvigelser fra designmæssige driftsbetingelser er tilfældige osv. Derfor bruges sandsynlighedsteori til at beskrive pålidelighed.
Pålidelighed vurderes ud fra sandsynligheden for at forblive i drift sti inden for en given service liv . Tab af ydeevne kaldes afslag . Hvis for eksempel sandsynligheden for fejlfri drift af et produkt i 1000 timer er 0,99, betyder det, at ud af et vist stort antal af sådanne produkter, for eksempel ud af 100, vil en procent eller et produkt miste sin funktionalitet tidligere end efter 1000 timer . Sandsynligheden for fejlfri drift (eller pålidelighedskoefficient) for vores eksempel er lig med forholdet mellem antallet af pålidelige produkter og antallet af produkter, der er udsat for observationer:
P(t) =99/100=0,99.
Værdien af reliabilitetskoefficienten afhænger af observationsperioden t, som indgår i koefficientbetegnelsen. I en slidt bil R(t) mindre end en ny (bortset fra indkøringsperioden, som overvejes specielt).
Pålidelighedskoefficienten for et komplekst produkt er udtrykt ved produktet af pålidelighedskoefficienterne for de indgående elementer:
P(t)= P 1 (t) P 2 (t)... P n (t).
Ved at analysere denne formel kan vi bemærke følgende;
- pålideligheden af et komplekst system er altid mindre end pålideligheden af selve systemetupålidelige element, så det er vigtigttillad ikke nogen ind i systemetintet svagt element.
-
Jo flere elementer et system har, jo mindre pålideligt er det. Hvis systemet for eksempel indeholder 100 elementer med samme pålidelighed R P
(t) = 0,99, derefter pålidelighed P(t) = 0,99 100 
0,37. Et sådant system kan naturligvis ikke betragtes som operationelt, da det er mere inaktivt, end det virker. Dette giver os mulighed for at forstå, hvorfor problemet med pålidelighed er blevet særligt relevant i den moderne periode med teknologisk udvikling hen imod skabelsen af komplekse automatiske systemer. Det er kendt, at mange sådanne systemer (automatiske linjer, raketter, flyvemaskiner, matematiske maskiner osv.) omfatter titusinder og hundredtusindvis af elementer. Hvis disse systemer ikke sikrer tilstrækkelig pålidelighed af hvert element, bliver de ubrugelige eller ineffektive.
Studiet af pålidelighed er en uafhængig gren af videnskab og teknologi.
Nedenfor er de vigtigste måder at forbedre pålideligheden på på designstadiet, som er af generel betydning, når du studerer dette kursus.
1. Det er klart af ovenstående, at en rimelig tilgang til at opnå høj pålidelighed er at designe så enkelt som muligtprodukter med færre dele. Hver del skal være forsynet med tilstrækkelig høj pålidelighed, svarende til eller tæt på pålideligheden af andre dele.
2. En af de enkleste og mest effektive foranstaltninger til at forbedre pålideligheden er at reducere belastningen af dele (øge sikkerhedsmarginer). Dette krav til pålidelighed er dog i konflikt med kravene til reduktion af produkternes størrelse, vægt og omkostninger. For at forene disse modstridende krav rationel brug af højstyrke materialer og styrkelseteknologi: legeret stål, termisk og kemisk-termisk behandling, overfladebehandling af hårde legeringer og antifriktionslegeringer på overfladen af dele, overfladehærdning ved kugleblæsning eller valsning og
osv. For eksempel er det ved varmebehandling muligt at øge belastningskapaciteten af gear med 2 - 4 gange. Forkromning af krumtapakseltapperne på bilmotorer øger slidtiden med 3 til 5 gange eller mere. Skudblæsning af tandhjul, bladfjedre osv. øger materialets træthedslevetid med 2-3 gange.
En effektiv foranstaltning til at forbedre pålideligheden er godtSmøresystem: korrekt valg af olietype, rationelt system til tilførsel af smøremiddel til gnideoverflader, beskyttelse af gnideoverflader mod slibende partikler (støv og snavs) ved at placere produkter i lukkede huse, installere effektive tætninger mv.
Statisk bestemte systemer er mere pålidelige. I disse systemer er de skadelige virkninger af fabrikationsfejl på belastningsfordelingen mindre tydelige.
Hvis driftsforholdene er således, at utilsigtede overbelastninger er mulige, skal designet omfatte beskyttekropsapparater(sikringskoblinger eller overstrømsrelæer).
Bred brug af standardkomponenter og dele, samt standard strukturelle elementer (tråde, fileter osv.) øger pålideligheden. Dette skyldes, at standarder er udviklet ud fra stor oplevelse, og standardkomponenter og -dele fremstilles på specialiserede fabrikker med automatiseret produktion. Samtidig øges produkternes kvalitet og ensartethed.
7. I nogle produkter, hovedsageligt i elektronisk udstyr, for at øge pålideligheden bruger de ikke sekventiel, men parallelkobling af elementer og såkaldt redundans. Ved parallelforbindelse af elementer øges systemets pålidelighed betydeligt, da funktionen af det fejlslagne element overtages af et parallelt eller backup-element. I maskinteknik bruges parallelforbindelse af elementer og redundans sjældent, da de i de fleste tilfælde fører til en betydelig stigning i produkternes vægt, dimensioner og omkostninger.Flyvemaskiner med to og fire motorer kan retfærdiggøre brug af parallelforbindelse. Et fly med fire motorer kommer ikke ud for en ulykke, hvis en eller endda to motorer svigter.
8. For mange maskiner er det af stor betydning vedligeholdelse. Forholdet mellem nedetid under reparationer og arbejdstid er en af indikatorerne for pålidelighed. Designet skal sikre let tilgængelighed til komponenter og dele til inspektion eller udskiftning. Reservedele skal kunne udskiftes medreservedele. Det er tilrådeligt at fremhæve såkaldte reparationsenheder i designet. Udskiftning af en beskadiget enhed med en tidligere forberedt en reducerer maskinens reparationsstilstand betydeligt.
De anførte faktorer giver os mulighed for at konkludere, at pålidelighedener en af de vigtigste indikatorer for produktkvalitet. Ifølge håbetKvaliteten af produktet kan bedømmes ud fra kvaliteten af designetværker, produktion og drift.
En mekanisme er et kunstigt skabt system af kroppe designet til at omdanne bevægelsen af en eller flere af dem til de nødvendige bevægelser af andre kroppe. Maskine - en mekanisme eller kombination af mekanismer, der tjener til
tion af andre organer.
Afhængigt af formålet er der:
Energimaskiner - motorer, kompressorer;
Arbejdsmaskiner – teknologisk, transport, information.
Alle maskiner består af dele, der er kombineret til enheder. En del er en del af en maskine, der er fremstillet uden brug af monteringsoperationer.
En enhed er en stor samleenhed, der har et meget specifikt funktionelt formål.
Der er dele og enheder til generelle og specielle formål.
Dele og samlinger til generelle formål er opdelt i tre hovedgrupper:
Forbindende dele;
Transmission af rotations- og translationsbevægelser;
Dele, der betjener transmissioner.
Skabelsen af maskiner og deres forbindelser fra forskellige dele nødvendiggør, at sidstnævnte forbindes med hinanden. En hel gruppe tjener dette formål.
forbindelsesdele (forbindelser), som igen er opdelt i:
Et stykke - nittet, svejset, klæbende; med interferens;
Aftagelig – gevind; nøgle; splined.
Enhver maskine består af motor, transmission og udøvende mekanismer. Den mest almindelige for alle maskiner er transmission
endelige mekanismer. Det er mest bekvemt at overføre energi gennem rotationsbevægelse. Til at overføre energi i roterende bevægelse tjener de
transmissioner, aksler og koblinger.
Roterende bevægelsestransmissioner er mekanismer designet til at overføre energi fra en aksel til en anden, normalt med konvertering
udvikling (reduktion eller stigning) af vinkelhastigheder og en tilsvarende ændring i drejningsmoment.
Transmissioner er opdelt i transmissioner efter gearing (gear, snekke, kæde) og friktion (rem, friktion).
Roterende transmissionsdele - gear, remskiver, tandhjul er installeret på aksler og aksler. Akslerne tjener til at overføre drejningsmoment
det langs sin akse og for at understøtte de ovennævnte dele. Aksler bruges til at understøtte roterende dele uden at overføre drejningsmoment.
Akslerne er forbundet ved hjælp af koblinger. Der er permanente og koblingskoblinger
Aksler og aksler roterer i lejer. Afhængigt af typen af friktion er de opdelt i rullelejer og glidelejer.
I de fleste maskiner er det nødvendigt at bruge elastiske elementer - fjedre og fjedre, hvis formål er at akkumulere energi eller
forhindre vibrationer.
For at øge ensartetheden af bevægelser, afbalancere maskindele og akkumulere energi for at øge slagkraften, bruges svinghjul,
pendler, kvinder, kopra.
Maskinernes levetid bestemmes i høj grad af antikontaminerings- og smøreanordninger.
En vigtig gruppe består af detaljer og kontrolmekanismer. Derudover omfatter meget betydelige grupper specifikke
Til energimaskiner - cylindre, stempler, ventiler, turbineblade og skiver, rotorer, statorer og andre;
Til transportkøretøjer - hjul, spor, skinner, kroge, skovle og andre.
2 . Grundlæggende om mekanismedesign. Design er processen med at udvikle teknisk dokumentation indeholdende forundersøgelser, beregninger, tegninger, layouts, estimater, forklarende noter og andre materialer, der er nødvendige for produktionen af en maskine. Ud fra typen af billede af objektet skelnes der mellem tegning og volumetrisk design; sidstnævnte involverer at udføre et layout eller en model af objektet. Maskindele er kendetegnet ved tegnemetoden til design. Sættet af designdokumenter opnået som et resultat af design kaldes et projekt.
For at spare designeren fra at udføre arbejdskrævende beregninger, multifaktoranalyse og en stor mængde grafisk arbejde, bruges computere. I dette tilfælde sætter designeren en opgave for computeren og træffer den endelige beslutning, og maskinen behandler hele mængden af information og foretager det første valg. Til en sådan kommunikation mellem menneske og maskine skabes computerstøttede design (CAD) systemer, som hjælper med at øge det tekniske og økonomiske niveau af designede objekter, reducere tid, reducere omkostningerne og kompleksiteten af design. Stadierne i udviklingen af designdokumentation og stadier af arbejdet er etableret af en standard, der opsummerer den erfaring, der er akkumuleret i avancerede lande om design af mekanismer og maskiner.
Den første fase er udviklingen af tekniske specifikationer - et dokument, der indeholder navn, hovedformål og specifikationer, kvalitetsindikatorer og tekniske og økonomiske krav, som kunden stiller til det produkt, der udvikles.
Den anden fase er udviklingen af et teknisk forslag - et sæt designdokumenter, der indeholder tekniske og gennemførlighedsundersøgelser for gennemførligheden af at udvikle produktdokumentation baseret på en analyse af de tekniske specifikationer, en sammenlignende vurdering af mulige løsninger under hensyntagen til videnskabens resultater og teknologi i ind- og udland, samt patentmaterialer. Det tekniske forslag godkendes af kunden og totalentreprenøren. Tredje fase er udviklingen af et foreløbigt design - et sæt designdokumenter indeholdende grundlæggende designløsninger og udvikling af generelle tegningstyper, der giver en generel idé om design- og driftsprincippet for det produkt, der udvikles, dets hovedparametre og overordnede dimensioner. Fjerde fase - udvikling af et teknisk projekt - et sæt designdokumenter indeholdende endelige tekniske løsninger, der giver et komplet billede af produktets design. Projekttegninger består af generelle visninger og samlingstegninger af komponenter opnået under hensyntagen til videnskabens og teknologiens resultater. På dette stadium overvejes spørgsmål om komponenternes pålidelighed, overholdelse af sikkerhedskrav, transportforhold osv. Den femte fase er udviklingen af arbejdsdokumentation - et sæt dokumenter, der indeholder tegninger af generelle visninger, komponenter og dele, designet i sådanne en måde, hvorpå de kan bruges til at fremstille produkter og kontrollere deres produktion og drift (specifikationer, tekniske betingelser for fremstilling, montering, test af produktet osv.). På dette stadie udvikles der designs af dele, der er optimale med hensyn til pålidelighed, fremstillingsevne og effektivitet I overensstemmelse med den arbejdsdokumentation, der er udviklet under designprocessen, skabes der efterfølgende teknologisk dokumentation, der bestemmer produktets fremstillingsteknologi Arbejde, teknologisk , samt regulatoriske og tekniske dokumenter (sidstnævnte omfatter standarder for alle kategorier, tekniske retningslinjer, generelle tekniske krav osv.) udgør samlet den tekniske dokumentation, der er nødvendig for tilrettelæggelse og gennemførelse af produktion, test, drift og reparation af genstanden Produktion (produkt). Driftsbetingelser for delemaskiner er meget forskellige og vanskelige at redegøre nøjagtigt for, derfor udføres beregninger af maskindele ofte ved hjælp af omtrentlige og nogle gange empiriske formler opnået som et resultat af generalisering af den akkumulerede erfaring i design, test og drift af maskindele og samlinger. I processen med at designe maskindele er der to typer beregninger, nemlig: designberegning, hvor hoveddimensionerne af delene eller samlingen normalt bestemmes, verifikationsberegning, når f.eks. værdien af spændinger i farlige sektioner, termiske driftsforhold, holdbarhed og andre er bestemt for den skabte struktur nødvendige parametre.
3. Grundlæggende krav til maskindele på designstadiet. Maskindele skal opfylde følgende krav, der bestemmer perfektionen af delens design: - ydeevne -pålidelighed -økonomisk I. Ydelse- dette er en dels evne til at udføre specificerede funktioner. Der er normalt fem primære præstationskriterier. -Styrke- dette er en dels evne til at absorbere belastninger uden at kollapse.
-Stivhed er en dels evne til at modstå at ændre form under belastning (uden at gennemgå permanent deformation). -Modstandsdygtighed– en dels evne til at modstå ændringer i geometriske dimensioner på grund af slid (slid). - Varmebestandighed– dette er en dels evne til at opretholde funktionalitet under specificerede temperaturforhold uden at reducere ydeevneegenskaberne. -Vibrationsmodstand– en dels evne til at udføre specificerede funktioner uden uacceptable resonansvibrationer.
Hvis delen opfylder alle de anførte ydeevnekriterier, er det yderligere nødvendigt at kontrollere opfyldelsen af følgende krav til dets design -pålidelighed . II. Pålidelighed- dette er en strukturs evne til at udføre specificerede funktioner i et givet tidsrum eller en given driftstid, ved at opretholde ydeevneindikatorer inden for standardgrænser. Pålidelighed er en kompleks egenskab, der består af en kombination af: pålidelighed, holdbarhed, vedligeholdelsesevne og opbevaringsevne. For at øge systemets pålidelighed anvendes flere teknikker. a) - brug af kortere kinematiske kæder (færre antal produkter); b) - brug af redundante (parallelle) systemer, de der. Et parallelt system føjes til kredsløbet, som vil tænde, hvis standardsystemet svigter.III. Økonomisk- et sæt foranstaltninger, der sigter mod at skabe effektive, pålidelige strukturer til minimale omkostninger. 4. Grundlæggende præstationskriterier
Formålet med beregning af maskindele er at bestemme delenes materiale og geometriske dimensioner. Beregningen foretages efter et eller flere kriterier. Styrke– Hovedkriteriet er en dels evne til at modstå ødelæggelse under påvirkning af eksterne belastninger. Det er nødvendigt at skelne mellem materialets styrke og delens styrke. For at øge styrken er det nødvendigt at bruge det rigtige valg af materiale og rationelt valg af delens form. Upsizing er en oplagt, men uønsket rute. Stivhed– en dels evne til at modstå at ændre form under belastning. Modstandsdygtighed– en dels evne til at modstå slid langs overfladen af kraftkontakt med andre dele. Øget slid fører til en ændring af delens form og overfladelagets fysiske og mekaniske egenskaber. Foranstaltninger til at forhindre slid: a) korrekt valg af friktionspar; b) reduktion af temperaturen af friktionsenheden; c) at sikre god smøring; d) forhindrer slidpartikler i at trænge ind i kontaktzonen. Varmemodstand– en dels evne til at opretholde sine designparametre (geometriske dimensioner og styrkeegenskaber) under forhold med forhøjede temperaturer. Et mærkbart fald i styrke forekommer for jernholdige metaller ved t = 350-4000, for ikke-jernholdige metaller - 100-1500. Under langvarig eksponering for en belastning ved forhøjede temperaturer observeres fænomenet krybning - kontinuerlig plastisk deformation under konstant belastning. For at øge varmemodstanden skal du bruge: a) materialer med en lav lineær ekspansionskoefficient; b) specielle varmebestandige stål. Vibrationsmodstand– en dels evne til at fungere i en given bevægelsestilstand uden uacceptable vibrationer. Pålidelighed– en dels evne til at fungere ubetinget i en given levetid. Kn = 1-Q (1.1.1), hvor Kn er pålidelighedskoefficienten - sandsynligheden for fejlfri drift af maskinen, Q - sandsynligheden for delefejl. Hvis en maskine består af n dele, så er Kn = 1-nQ, det vil sige mindre end én; jo færre dele i maskinen, jo mere pålidelig er den.
5.Mekanisk transmission kaldet en enhed til at overføre mekanisk bevægelse fra motoren til maskinens udøvende organer. Det kan udføres ved at ændre værdien og retningen af bevægelseshastigheden, med transformation af bevægelsestypen. Behovet for at bruge sådanne enheder skyldes uhensigtsmæssigheden og nogle gange umuligheden af direkte at forbinde den arbejdende del af maskinen med motorakslen. Roterende bevægelsesmekanismer giver mulighed for kontinuerlig og ensartet bevægelse med det mindste energitab for at overvinde friktion og de mindste inertibelastninger.
Mekaniske transmissioner af rotationsbevægelse er opdelt i:
Ifølge metoden til at overføre bevægelse fra det førende led til det drevne led i gear friktion(friktion, bælte) og engagement(kæde, gear, snekke);
I henhold til forholdet mellem hastighederne af de førende og drevne led på sænker farten(gearkasser) og accelererer(animatorer);
I henhold til den relative position af drivakserne og drevne aksler for gear med parallel, forpurret Og krydsende skaftakser.
Gear transmission kaldes en treleddet mekanisme, hvor to bevægelige led er tandhjul, eller et hjul og en tandstang med tænder, der danner et roterende eller translationelt par med et fast led (krop).
Et gear består af to hjul, gennem hvilke de går i indgreb med hinanden. Et gear med færre tænder kaldes gear, med et stort antal tænder - hjul.
Planetarisk kaldes tandhjul indeholdende tandhjul med bevægelige akser (fig. 2.6). Transmissionen består af et centralt hjul 1 med udvendige tænder, et centralt hjul 3 med indvendige tænder, en bærer H og satellitter 2. Satellitterne roterer rundt om deres akser og sammen med aksen omkring det centrale hjul, dvs. bevæge sig som planeterne.
Når hjul 3 er stationært, kan bevægelse overføres fra 1 til H eller fra H til 1; med en stationær bærer H - fra 1 til 3 eller fra 3 til 1. Med alle frie led kan en bevægelse opdeles i to (fra 3 til 1 og H) eller to kan kombineres til en (fra 1 og H til 3 ). I dette tilfælde kaldes overførslen differential.
Snekkegear bruges til at overføre rotation fra en aksel til en anden, når akslernes akser skærer hinanden. Krydsningsvinklen er i de fleste tilfælde 90º. Det mest almindelige snekkegear (Fig. 2.10) består af det såkaldte Arkimedes' orm, dvs. en skrue med et trapezformet gevind med en profilvinkel i den aksiale sektion svarende til det dobbelte af indgrebsvinklen (2 α = 40°), og et snekkehjul.
Bølge Transmissionen er baseret på princippet om at konvertere bevægelsesparametre på grund af bølgedeformation af mekanismens fleksible led. For første gang blev en sådan transmission patenteret i USA af ingeniør Masser.
Bølgehjul (fig. 2.14) er en type planetgear, hvor et af hjulene er fleksibelt.
Bølgetransmission inkluderer stift gear b med indvendige tænder og roterende fleksibelt hjul g med ydre tænder. Det fleksible hjul går i indgreb med det stive hjul i to zoner ved hjælp af en bølgegenerator (f.eks. en bærer h med to ruller), som er forbundet til transmissionshuset b.
Gear, hvis funktion er baseret på brugen af friktionskræfter, der opstår mellem arbejdsflader på to rotationslegemer presset mod hinanden, kaldes friktionsgear.
For normal transmissionsdrift er det nødvendigt, at friktionskraften F T R var større end den periferiske kraft F t, som bestemmer det givne moment:
F t < F T R . (2.42)
Friktionskraft
F T R = F n f,
Hvor F n– rullernes trykkraft;
f– friktionskoefficient.
Overtrædelse af betingelsen (2.42) fører til glidning og hurtigt slid på rullerne.
Afhængigt af deres formål kan friktionstransmissioner opdeles i to hovedgrupper: transmissioner med et ureguleret gearforhold (fig. 2.15, a); justerbare gear, kaldet variatorer, så du nemt (trinløst) kan ændre gearforholdet.
Bælte består af to remskiver monteret på aksler og en rem, der dækker dem. Remmen placeres på remskiverne med en vis spænding, hvilket giver tilstrækkelig friktion mellem remmen og remskiverne til at overføre kraft fra drivremskiven til den drevne remskive.
Afhængigt af formen af remmens tværsnit er der: fladrem, kilerem og rundrem (Fig. 2.16, a - c) transmissioner.
Kæde transmission består af to hjul med tænder (tandhjul) og en kæde, der omslutter dem. De mest almindelige transmissioner er med en bøsning-rullekæde (fig. 2.19, a) og en tandkæde (fig. 2.19, b). Kædedrev bruges til at overføre mellemstore kræfter (ikke mere end 150 kW) mellem parallelle aksler i tilfælde, hvor centerafstandene er store for geardrev.
Skrue-møtrik transmission tjener til at konvertere rotationsbevægelse til translationel bevægelse. Den udbredte brug af sådanne gear er bestemt af det faktum, at det med et enkelt og kompakt design er muligt at udføre langsomme og præcise bevægelser.
I flyindustrien bruges skruemøtrik-transmissionen i flykontrolmekanismer: til at flytte start- og landingsklapper, til at styre trimflige, roterende stabilisatorer osv.
Fordelene ved transmissionen omfatter designets enkelhed og kompakthed, en stor styrkeforøgelse og bevægelsespræcision.
Ulempen ved overførslen er stort tab til friktion og den tilhørende lave effektivitet.
Mekanismer, der inkluderer stive forbindelser, der er forbundet med kinematiske par af den femte klasse, kaldes løftestangsmekanismer.
I kinematiske par af sådanne mekanismer er trykket og slidhastigheden af led mindre end i højere kinematiske par.
Blandt de forskellige håndtagsmekanismer er de mest almindelige flade firestangsmekanismer. De kan have fire hængsler (hængslede fire-stænger), tre hængsler og et translationelt par eller to hængsler og to translationspar. De bruges til at gengive en given bane for mekanismernes udgangsforbindelser, transformere bevægelse og overføre bevægelse med et variabelt gearforhold.
Gearforholdet for en løftestangsmekanisme forstås som forholdet mellem hovedleddens vinkelhastigheder, hvis de udfører roterende bevægelser, eller holdning lineære hastigheder midten af krumtapstiften og udgangsleddet, hvis det laver translationsbevægelse.
6. En aksel er en del (normalt glat eller trinformet cylindrisk) designet til at understøtte remskiver, tandhjul, kædehjul, ruller osv. installeret på den, og til at overføre drejningsmoment.
Under drift oplever akslen bøjning og vridning, og i nogle tilfælde kan akslerne udover bøjning og vridning opleve træk (kompression) deformation.
Nogle aksler understøtter ikke roterende dele og arbejder kun i torsion.
Aksel 1 (Fig. 1) har understøtninger 2, kaldet lejer. Den del af akslen, der er dækket af understøtningen, kaldes en journal. Endestifterne kaldes tapper 3, og de mellemliggende - halse 4.
En akse er en del, der kun er beregnet til at understøtte akslen.dele placeret på den.
I modsætning til akslen overfører aksen ikke drejningsmoment og virker kun ved bøjning. I maskiner kan akslerne være stationære, eller de kan rotere sammen med de dele, der sidder på dem (bevægelige aksler).
Begreberne "hjulakse", dette er en del, og "rotationsakse", dette er en geometrisk linje af rotationscentre, bør ikke forveksles.
Formerne på aksler og aksler er meget forskellige, fra de enkleste cylindre til komplekse krummede strukturer. Der er kendte designs af fleksible aksler, som blev foreslået af den svenske ingeniør Karl de Laval tilbage i 1889.
Skaftets form bestemmes af fordelingen af bøjnings- og drejningsmomenter langs dens længde. En korrekt designet aksel er en bjælke med samme modstand. Aksler og aksler roterer, og oplever derfor vekslende belastninger, spændinger og deformationer (fig. 3). Derfor er fejl på aksler og aksler af træthedskarakter.
Beregning af akser og aksler for stivhed
Aksler og aksler designet til statisk eller udmattelsesstyrke giver ikke altid normalt arbejde biler Under belastninger F(fig. 12) aksler og aksler deformeres under drift og modtager lineære afbøjninger f og vinkelbevægelser, som igen forværrer ydeevnen af individuelle maskinkomponenter. For eksempel en betydelig afbøjning f motorakslen øger afstanden mellem rotoren og statoren, hvilket påvirker dens drift negativt. Vinkelbevægelser af akslen eller aksen forringer lejernes ydeevne og nøjagtigheden af gearindgreb. Afbøjningen af akslen i gearingen forårsager en koncentration af belastning langs tandens længde. Ved store rotationsvinkler kan akslen komme i klemme i lejet. I metalskæremaskiner reducerer bevægelser af aksler (især spindler) bearbejdningsnøjagtigheden og overfladekvaliteten af dele. I dele- og læsemekanismer reducerer elastiske bevægelser nøjagtigheden af målinger mv.
For at sikre den nødvendige aksel- eller akselstivhed er det nødvendigt at beregne bøjnings- eller vridningsstivhed.
Beregning af aksler og akser for bøjningsstivhed.
Parametrene, der karakteriserer bøjningsstivheden af aksler og akser, er afbøjning aksel f Og hældningsvinkel, samt vridningsvinklen
Betingelse for at sikre den nødvendige bøjningsstivhed under drift:
Hvor f- faktisk afbøjning af akslen (aksen), bestemt af formlen (først bestemmes den maksimale afbøjning i planet (Y) - f y, så i planet (Z) - f z, hvorefter disse afbøjninger summeres vektorielt); [ f] - tilladt afbøjning (tabel 3); og - faktiske og tilladte hældningsvinkler (tabel 3).
Beregning af aksler og aksler for vridningsstivhed.
Den maksimale drejningsvinkel bestemmes også ved hjælp af formlerne for materialestyrke-kurset.
Den tilladte drejningsvinkel i grader pr. meter længde kan tages lig med:
Tilladte elastiske bevægelser afhænger af de specifikke designkrav og bestemmes i hvert enkelt tilfælde. Så for eksempel for cylindriske gearaksler er den tilladte udbøjning under hjulet , hvor T - engagement modul.
Den lille værdi af de tilladte bevægelser fører nogle gange til, at akslens dimensioner ikke bestemmes af styrke, men af stivhed. Så er det ikke praktisk at lave akslen af dyre højstyrkestål.
Det er tilrådeligt at bestemme forskydninger under bøjning ved hjælp af Mohr-integralet eller Vereshchagin-metoden (se kurset "Materialers styrke").
|
7. Lejer Lejer brugt i understøtninger af maskiner og mekanismer, er opdelt i to typer: glide Og rullende. I støtter med lejer glidende indbyrdes bevægelige arbejdsflader af akslen og leje kun adskilt af smøremiddel og rotation af akslen eller huset leje sker under rene glideforhold. I støtter med lejer rullende mellem indbyrdes bevægelige ringe leje der er kugler eller ruller, og rotationen af akslen eller huset sker hovedsageligt under rullende forhold. Lejer rullende, ligesom lejer glidning, under visse betingelser, kan i varierende grad opfylde kravene i forbindelse med formålet med mekanismen, betingelserne for dens installation og drift. Lejer rullende med samme lasteevne har i forhold til lejer glidefordel på grund af mindre friktion ved opstart og ved moderate omdrejningshastigheder, mindre aksiale dimensioner (ca. 2-3 gange), relativ nem vedligeholdelse og smøreforsyning, lave omkostninger (især ved masseproduktion) lejer rullende hjul af små og mellemstore dimensioner), små amplituder af fluktuationer i rotationsmodstand under drift af mekanismen. Desuden ved brug lejer ruller markant ind i højere grad kravet om udskiftelighed og forening af enhedens elementer er opfyldt: hvis det fejler, udskift det leje er ikke svært, da dimensionerne og tolerancerne for sædernes dimensioner er strengt standardiserede, mens de bæres lejer glidning, er det nødvendigt at genoprette arbejdsfladen på akseltappen, udskifte eller genfylde foringen med antifriktionslegering leje, juster den til de krævede dimensioner, og bibehold inden for specificerede grænser arbejdsspalten mellem akslens overflader og leje. Fejl lejer valsning består af relativt store radiale dimensioner og større rotationsmodstand i forhold til lejer glidende under flydende smøreforhold, når overfladerne af akseltappen og foringen er fuldstændig adskilt af et tyndt lag smørevæske. For hastighedskarakteristika lejer rulning påvirker glidefriktionen, der eksisterer mellem separatoren, som adskiller rulleelementerne fra hinanden, og arbejdselementerne leje. Derfor, når du opretter højhastighedsmaskiner, skal du nogle gange ty til at installere lejer glidesystemer, der fungerer under flydende smøreforhold, på trods af betydelige vanskeligheder med deres drift. Desuden i nogle tilfælde lejer rulleelementer har mindre stivhed, da de kan forårsage vibrationer af akslen på grund af den rytmiske rulning af rulleelementerne gennem det belastede støtteområde. Til den manglende støtte på lejer rullende kan også tilskrives deres mere komplekse installation sammenlignet med støtter på lejer split type glidende. Design leje rullende: 1-ydre ring, 2-indre ring, 3-bold, 4-bur. |
Leje slip er en type lejer hvor der opstår friktion, når parringsflader glider. Afhængig af smøring lejer slip kan være hydrodynamiske, gasdynamiske osv. Anvendelsesområde lejer glidende motorer intern forbrænding, generatorer osv.
Fast leje
Et sådant leje absorberer radiale og aksiale belastninger samtidigt i to retninger. Den har aksial støtte på akslen og i huset. Til dette formål anvendes radiale kuglelejer, sfæriske rullelejer og dobbeltrækkede eller parrede vinkelkontaktkuglelejer og koniske rullelejer.
Cylindriske rullelejer med en flangeløs ring kan bruges i en fast understøtning parret med et andet trykleje, der bærer aksiale belastninger. Tryklejet er installeret i et hus med radial spillerum.
Flydende leje
Et flydende leje understøtter kun radial belastning og tillader relativ aksial bevægelse af akslen og huset. Aksial bevægelse forekommer enten i selve lejet (cylindriske rullelejer) eller i en fripasning mellem lejeringen og den tilhørende del.
8. Tætningsanordning- en anordning eller metode til at forhindre eller reducere udsivning af væske eller gas ved at skabe en barriere ved samlingerne mellem maskindele (mekanismer), der består af en eller flere dele. Der er to store grupper: faste tætningsanordninger(ende, radial, konisk) og bevægelige tætningsanordninger(ende, radial, konisk, kombineret).
tætningsmiddel (et stof med høj vedhæftning til de dele, der er forbundet og uopløseligt i tætningsmediet);
pakninger lavet af forskellige materialer og forskellige konfigurationer;
O-ringe lavet af elastisk materiale;
tætningsskiver;
brug af konisk tråd;
kontakt tætning.
Faste tætningsanordninger:
rille tætninger;
labyrinter;
O-ringe lavet af elastisk materiale;
filt ringe;
oliedeflektorer;
manchetter i forskellige konfigurationer;
kronbladssæl;
chevron flere rækker tætninger;
pakdåser;
bælgtætninger;
mekaniske mekaniske tætninger;
mekaniske gastætninger.
Bevægelige tætningsanordninger (tillader forskellige bevægelser såsom aksial bevægelse, rotation (i en eller to retninger) eller kompleks bevægelse):
|
Hårnål forbindelsen består af en tap, skive, møtrik og tilsluttede dele. Forbindelsesdele med stift anvendes, når der ikke er plads til et bolthoved, eller når en af delene, der forbindes, har en betydelig tykkelse. I dette tilfælde er det ikke økonomisk muligt at bore et dybt hul og installere en lang bolt. Stiftforbindelsen reducerer vægten af strukturerne. En af delene forbundet med en stift har en fordybning med et gevind - en fatning til en stift, som er skruet ind i den med ende l1 (se fig. 2.2.24). De resterende dele, der skal forbindes, har gennemgående huller med en diameter på d0 = (1,05...1,10)d, hvor d er diameteren af tapgevindet. Fatningen bores først til en dybde l2, som er 0,5d større end tappens skruede ende, og derefter skæres et gevind ind i muffen. Ved indgangen til fatningen laves en affasning med = 0,15d (fig. 2.2.29, a). Med en stift skruet ind i muffen forbindes delene derefter som ved en boltforbindelse. Skrue(løber) forbindelser henvises til bevægelige aftagelige led. I disse forbindelser bevæger en del sig i forhold til en anden del langs en tråd. Typisk bruger disse forbindelser trapezformede, tryk-, rektangulære og firkantede gevind. Tegninger af skrueforbindelser er lavet efter almindelige regler. Tækket(spaltet) sammensatte er en multi-nøgleforbindelse, hvor nøglen er integreret med akslen og placeret parallelt med dens akse. Tandede samlinger, ligesom nøgleled, bruges til at overføre drejningsmoment, såvel som i strukturer, der kræver, at dele bevæger sig langs akslens akse, for eksempel i gearkasser. Nøglet forbindelse består af en aksel, hjul og nøgle. En nøgle (fig. 2.2.36) er en del af en prismatisk (prismatisk eller kilenøgle) eller segmental (segmentnøgler) form, hvis dimensioner er bestemt af standarden. Nøgler ca. Benforbindelse(Fig. 2.2.38) - cylindrisk eller konisk - bruges til præcis indbyrdes fiksering af fastgjorte dele. Cylindriske stifter sikrer gentagen montering og adskillelse af dele. Splinter bruges til at begrænse den aksiale bevægelse af dele (fig. 2.2.39) for at låse møtrikker. Kileforbindelser(Fig. 2.2.40) giver nem adskillelse af de tilsluttede dele. Kilernes kanter har en hældning fra 1/5 til 1/40.
10. Permanente forbindelser er blevet udbredt inden for maskinteknik. Disse omfatter svejsede, nittede, loddede og klæbende forbindelser. Dette omfatter også samlinger opnået ved presning, hældning, flaring (eller rulning), kernestansning, syning, interferenspasning osv.
Svejsede samlinger fremstilles ved svejsning. Svejsning er processen med at opnå en permanent forbindelse af faste genstande bestående af metaller, plast eller andre materialer ved lokalt at opvarme dem til en smeltet eller plastisk tilstand uden eller ved hjælp af mekaniske kræfter.
Svejset forbindelse er et sæt produkter forbundet ved svejsning.
En svejsning er et materiale, der er størknet efter smeltning. En metalsvejsning adskiller sig i sin struktur fra metalstrukturen i de metaldele, der svejses.
Ifølge metoden til indbyrdes arrangement af de svejste dele skelnes stødsamlinger (fig. 242, EN), hjørne (fig. 242, b), T-stang (fig. 242, V) og overlap (fig. 242, G). Tilslutningstypen bestemmer typen af svejsning. Svejsninger er opdelt i: stød, hjørne (til hjørne, T-samlinger og lapsamlinger), punkt (til lapsamlinger, punktsvejsning).
Med hensyn til deres længde kan svejsninger være: kontinuerlige langs en lukket kontur (fig. 243, EN) og langs en åben kontur (fig. 243, b) og intermitterende (fig. 243, V). Intermitterende sømme har svejsede sektioner af samme længde med lige store intervaller mellem dem. Ved dobbeltsidet svejsning, hvis de svejsede sektioner er placeret over for hinanden, kaldes en sådan søm en kædesøm (fig. 244, EN), hvis sektionerne veksler, så kaldes sømmen en skakternet søm (fig. 244, b).
Nittede samlinger anvendes i strukturer udsat for høje temperaturer, korrosion, vibrationer, samt i forbindelser lavet af dårligt svejsbare metaller eller i forbindelser af metaller med ikke-metalliske dele. Sådanne forbindelser er meget udbredt i kedler, jernbanebroer, nogle flystrukturer og i let industri.
Samtidig falder mængden af brug af nittesamlinger gradvist i en række industrier med forbedringen af svejseteknologien.
Det vigtigste fastgørelseselement i nitte samlinger er nitten. Det er en kort cylindrisk stang med rundt tværsnit, i hvis ene ende der er et hoved (fig. 249). Nittehoveder kan være sfæriske, koniske
skoy eller konisk-sfærisk form. Afhængigt af dette skelnes der halvcirkelformede hoveder (fig. 249, EN), hemmelighed (fig. 249, b), halvhemmelig (fig. 249, c), flad (fig. 249, d).
På montagetegninger er nittehoveder vist ikke ved deres faktiske størrelser, men ved relative størrelser, afhængigt af nittestangens diameter d.
Teknologien til at lave en nittet forbindelse er som følger. Der laves huller i de dele, der skal samles ved boring eller anden metode. Nittens hovedstang indsættes i det gennemgående hul i de dele, der skal sammenføjes, indtil den stopper. Desuden kan nitten være varm eller kold. Den frie ende af nitten strækker sig ud over delen med cirka 1 ,5d. Det er nittet af slag eller stærkt tryk og skaber et andet hoved
Forbindelse af dele ved lodning er meget udbredt i instrumentfremstilling og elektroteknik. Ved lodning opvarmes de tilsluttede dele til en temperatur, der ikke fører til deres smeltning. Mellemrummet mellem de dele, der skal sammenføjes, fyldes med smeltet lod. Loddet har et lavere smeltepunkt end de materialer, der forbindes ved lodning. Til lodning anvendes bløde lodninger POS - tin-bly i henhold til GOST 21930-76 og GOST 21931-76 og hårde lodninger Per - sølv i henhold til GOST 19738-74.
Loddet i visninger og sektioner er afbildet som en solid tykkelseslinje 2S. For at angive lodning bruges et symbol (fig. 252, EN)- en bue konveks til pilen, som er tegnet på lederlinjen, der angiver loddesømmen. Hvis sømmen er lavet rundt om omkredsen, slutter lederlinjen med en cirkel. Antallet af sømme er angivet på linjeføringen (fig. 252, b).
Mærket af loddemetal er registreret enten i de tekniske krav eller i specifikationerne i afsnittet "Materialer" (se § 101).
Klæbefuger giver dig mulighed for at sammenføje en række forskellige materialer. Limsømmen er ligesom loddesømmen afbildet efter en ubrudt linje med en tykkelse på 25. Et symbol er tegnet på lederlinjen (fig. 253, EN), bogstavlignende TIL. Hvis sømmen er lavet rundt om omkredsen, slutter føringslinjen med en cirkel (fig. 253, b). Mærket af lim er registreret enten i de tekniske krav eller i specifikationerne i afsnittet "Materialer".
Krympning (forstærkning) beskytter de tilsluttede elementer mod korrosion og kemisk udsættelse for et skadeligt miljø, udfører isolerende funktioner, giver dig mulighed for at reducere vægten af produktet (fig. 254) og spare materialer.
Rulning og udstansning udføres ved at deformere de dele, der forbindes (fig. 255, a, b). Syning med tråde og metalhæfteklammer bruges til at sammenføje papirark, pap og forskellige stoffer.
GOST 2.313-82 etablerer symboler og billeder af sømme af permanente samlinger opnået ved lodning, limning og syning.
Forbindelsen af dele ved interferenspasning sikres af et system af tolerancer og passer ved en bestemt temperatur før delene svejses.
11. Elastiske elementer (E) - fjedre - er dele, hvis elastiske deformationer er nyttigt brugt i driften af forskellige mekanismer og enheder, enheder, informationsmaskiner. I henhold til deres konfiguration, design og designskemaer er UE'er opdelt i to klasser - stangfjedre og skaller. Stangfjedre er flade fjedre, spiral og skrue (fig. 4.1, a). Brugen af et eller andet designskema er forbundet med designet af den mekanisme, hvor fjederen bruges. Beregningen og designet af stangfjedre er veludviklet og udgør normalt ingen vanskeligheder for designeren. Skaller er flade og korrugerede membraner, korrugerede rør er bælge og rørformede fjedre (fig. 4.1,6). Selvom det er meget vanskeligere at bestemme disse UE'ers operationelle karakteristika, er der udviklet beregningsmetoder, herunder ved hjælp af en computer, som gør det muligt at opnå resultater med en nøjagtighed, der er tilstrækkelig til praktiske behov. I henhold til deres formål er UE'er opdelt i følgende grupper. Målefjedre (transducere), meget udbredt i elektriske måleinstrumenter, trykmålere, dynamometre, termometre og andre måleinstrumenter. Hovedkravet til de operationelle egenskaber ved målefjedre er stabiliteten af afhængigheden af deformation af den påførte kraft. Trækfjedre, der giver kraftkontakt mellem dele (de presser f.eks. skubberen mod knasten, palen mod skraldehjulet osv.). Hovedkravet til disse fjedre er, at pressekraften skal være konstant eller variere inden for acceptable grænser. Viklefjedre (fjedermotorer), meget udbredt i autonome enheder med begrænsede dimensioner og vægt (ure, bånddrevmekanismer). Hovedkravet til egenskaber er evnen til at lagre energien af elastiske deformationer, der er nødvendige for driften af enheden (se kapitel 15). Fjedre af kinematiske enheder - overføringsfjedre, elastiske understøtninger. Disse fjedre skal være fleksible og stærke nok. Støddæmperfjedre kommer i forskellige udformninger. Fjedre skal modstå variable belastninger, stød og store bevægelser. Ofte er designet skabt på en sådan måde, at når fjederen deformeres, opstår der energitab (dissipation). Medieudskillere, der giver mulighed for at overføre kræfter eller bevægelser fra et isoleret hulrum til et andet (forskellige medier, forskellige medietryk). Skal give mulighed for store bevægelser med ringe modstand mod disse bevægelser og tilstrækkelig styrke. Ifølge deres strukturelle former er disse skaller (bælge, membraner osv.) P.). Strømførende elastiske elementer er tynde skrue- eller spiralfjedre eller et strakt gevind. Ofte kombineres strømforsyningsfunktionen med funktionen af en målefjeder Grundlæggende krav til driftsegenskaber: lav elektrisk modstand, høj overensstemmelse. Friktions- og skraldekoblingsfjedre er spiralformede torsionsfjedre (sjældent spiral), som spændes på akslerne (nogle gange inde i bøsningen) og tillader akslerne (eller akslen og bøsningen sat på den) at gå i ind- eller udkobling afhængigt af retningen af gensidig rotation. Et vigtigt krav til materialet i disse fjedre er høj slidstyrke. De operationelle egenskaber af elastiske elementer afspejles primært i deres elastiske egenskaber - afhængigheden af deformation af belastning (kraft, moment). Karakteristikken kan udtrykkes i analytisk form eller i form af en graf. Det kan være lineært (fig. 4.2, a) - det mest foretrukne, men det kan også være ikke-lineært, stigende, henfaldende (fig. 4.2, b). Karakteristikken er begrænset af den maksimale belastning Fpr og den tilsvarende maksimale forskydning λpr (slag, sætning, etc.), hvor resterende deformationer bliver mærkbare eller over hvilke fjederen ødelægges. Fmax og λmax er den maksimale kraft og bevægelse, som fjederen oplever under drift. Kraften Pmax bør ikke overstige de tilladte værdier, derfor Fmax = [F]; λmax = [λ].
kobling(fra tysk Muffe eller hollandsk mouwtje) inden for teknologi, anordninger til permanent eller midlertidig tilslutning af aksler, rør, ståltove, kabler mv.
Koblingen overfører mekanisk energi uden at ændre dens størrelse og retning.
Koblingseksempler
Tilslutningskoblinger
Koblinger til maskin- og mekanismedrev
Tilslutningskoblinger, som afhængig af den udførte funktion giver forbindelsesstyrke, tæthed, beskytter mod korrosion mv.
Koblinger til drev af maskiner og mekanismer, der overfører rotationsbevægelse og drejningsmoment fra en aksel til en anden aksel, normalt koaksialt placeret med den første, eller fra en aksel til en del, der frit sidder på den (remskive, gear osv.) uden at ændre drejningsmomentet .
Funktioner af koblinger
Kompensation for små installationsafvigelser,
Aksel adskillelse,
Automatisk kontrol,
Trinløs regulering af gearforholdet,
Beskyttelse af maskiner mod nedbrud i nødtilstand etc.
Koblinger bruges til at overføre både ubetydelige og betydelige drejningsmomenter og kræfter (op til flere tusinde kW). Forskellige metoder til at overføre drejningsmoment og de mange forskellige funktioner, som koblingen udfører, har ført til en bred vifte af designs af moderne koblinger.
Overførslen af drejningsmoment i en kobling kan udføres af en mekanisk forbindelse mellem dele, udført i form af faste forbindelser eller kinematiske par (Kobling med en positiv lås); på grund af friktionskræfter eller magnetisk tiltrækning (kraftlåsende kobling); inertikræfter eller induktiv vekselvirkning af elektromagnetiske felter (Kobling med dynamisk lukning).
Enhver maskine, mekanisme eller enhed består af individuelle dele kombineret til samleenheder.
En del er en del af en maskine, hvis produktion ikke kræver montageoperationer. Med hensyn til deres geometriske form kan dele være enkle (møtrikker, dyvler osv.) eller komplekse (kassedele, maskinsenge osv.).
En samleenhed (montage) er et produkt, hvis komponenter skal forbindes med hinanden ved skruning, svejsning, nitning, limning osv. De dele, der udgør individuelle samleenheder, er forbundet med hinanden enten bevægeligt eller ubevægeligt.
Fra det store udvalg af dele, der bruges i maskiner til forskellige formål, kan vi fremhæve dem, der findes i næsten alle maskiner. Disse dele (bolte, aksler, geardele osv.) kaldes dele til generelle formål og er emnet for kurset "Maskindele".
Andre dele, der er specifikke for en bestemt type maskine (stempler, turbineblade, propeller osv.) kaldes specialdele og studeres i de tilsvarende specialdiscipliner.
Kurset "Maskindele" etablerer Generelle krav krav til design af maskindele. Disse krav skal tages i betragtning ved design og fremstilling af forskellige maskiner.
Perfektionen af designet af maskindele vurderes ud fra deres ydeevne og effektivitet. Ydeevne kombinerer krav som styrke, stivhed, slidstyrke og varmebestandighed. Rentabiliteten bestemmes af prisen på maskinen eller dens individuelle dele og driftsomkostninger. Derfor er hovedkravene for at sikre effektivitet minimal vægt, enkel design, høj fremstillingsevne, brug af ikke-knappe materialer, høj mekanisk effektivitet og overholdelse af standarder.
Derudover giver kurset "Maskindele" anbefalinger om valg af materialer til fremstilling af maskindele. Valget af materialer afhænger af maskinens formål, formålet med delene, metoderne til deres fremstilling og en række andre faktorer. Det korrekte materialevalg påvirker i høj grad kvaliteten af delen og maskinen som helhed.
Forbindelser af dele i maskiner er opdelt i to hovedgrupper - bevægelige og faste. Bevægelige led bruges til at sikre relativ rotation, translationel eller kompleks bevægelse af dele. Faste forbindelser er designet til stiv fastgørelse af dele sammen eller til montering af maskiner på underlag og fundamenter. Faste forbindelser kan være aftagelige eller permanente.
Aftagelige forbindelser (bolt, nøgle, gear osv.) tillader gentagen montering og demontering uden at ødelægge forbindelsesdelene.
Permanente forbindelser (nitter, svejset, klæbemiddel osv.) kan kun skilles ad ved at ødelægge forbindelseselementerne - nitter, svejsninger mv.
Lad os overveje aftagelige forbindelser.
Denne ordbog er nyttig for nybegyndere bilentusiaster og erfarne chauffører. I den finder du information om bilens hovedkomponenter og deres korte definition.
Automobil ordbog
AUTOMOBIL- et køretøj ført af egen motor(forbrænding, elektrisk). Rotation fra motoren overføres til gearkassen og hjulene. Der er personbiler (biler og busser) og lastbiler.BATTERI- en anordning til lagring af energi med henblik på dens efterfølgende brug. Batteriet omdanner elektrisk energi til kemisk energi og giver den omvendte konvertering efter behov; bruges som en selvstændig kilde til elektricitet i biler.
ACCELERATOR(gaspedal) - regulator for mængden af brændbar blanding, der kommer ind i cylindrene i en forbrændingsmotor. Designet til at ændre motorhastigheden.
STØDDÆMPER- en anordning til blødgøring af stød i bilophæng. Støddæmperen bruger fjedre, torsionsstænger, gummielementer samt væsker og gasser.
KOFANGER- bilens energiabsorberende anordning (i tilfælde af let kollision), placeret foran og bagpå.
LUFT FILTER- tjener til støvfjernelse (bearbejdning) af luft brugt i motorer.
GENERATOR- en enhed, der genererer elektrisk energi eller skaber elektromagnetiske svingninger og impulser.
HOVEDGEAR- en gearmekanisme i en biltransmission, som tjener til at overføre og øge drejningsmomentet fra drivakslen til drivhjulene og dermed øge trækkraften.
MOTOR intern forbrænding er en kilde til mekanisk energi, der er nødvendig for en bils bevægelse. I en klassisk motor omdannes den termiske energi fra forbrændingen af brændstof i dens cylindre til mekanisk arbejde. Der er benzin- og dieselmotorer.
DETONATION- observeret i forbrændingsmotorer med gnisttænding og opstår som følge af dannelse og akkumulering af organiske peroxider i brændstofladningen. Hvis en vis kritisk koncentration nås, opstår detonation, karakteriseret ved en usædvanlig høj hastighed flammeudbredelse og forekomsten af chokbølger. Detonation viser sig i metallisk "bankning", røgfyldt udstødning og overophedning af motoren og fører til afbrænding af ringe, stempler og ventiler, ødelæggelse af lejer og tab af motorkraft.
DIFFERENTIAL- sikrer rotation af drivhjulene ved forskellige relative hastigheder, når de passerer buede sektioner af sporet.
JET- kalibreret hul til dosering af brændstof eller lufttilførsel. I den tekniske litteratur kaldes karburatordele med kalibrerede huller for dyser. Der er jetfly: brændstof, luft, hoved, kompensation, tomgang. Dyser vurderes ved deres gennemløb (ydelse), dvs. mængden af væske, der kan passere gennem et kalibreret hul pr. tidsenhed; flowhastighed er udtrykt i cm3/min.
KARBURATOR- en anordning til fremstilling af en brændbar blanding af brændstof og luft til fødevarer karburatormotorer intern forbrænding. Brændstoffet i karburatoren forstøves, blandes med luft og tilføres derefter cylindrene.
GARDAN MEKANISME- en hængselmekanisme, der sikrer rotation af to aksler i en variabel vinkel på grund af den bevægelige forbindelse af led (hårde) eller de elastiske egenskaber af specielle elementer (elastisk). Serieforbindelsen af to kardanmekanismer kaldes et kardandrev.
CARTER- en stationær del af motoren, normalt kasseformet til at understøtte arbejdsdele og beskytte dem mod forurening. Den nederste del af krumtaphuset (sumpen) er et reservoir til smøreolie.
KRUTMAKSEL- roterende led krumtap mekanisme; bruges i stempelmotorer. I stempelmotorer er antallet af krumtapakslen normalt lig med antallet af cylindre; Knæernes placering afhænger af arbejdscyklussen, maskinernes balanceringsforhold og cylindrenes placering.
SMITTE- en multi-link mekanisme, hvor en trinvis ændring af gearforholdet udføres ved gearskifte placeret i et separat hus.
SAMLER- navnet på nogle tekniske enheder(for eksempel eksamen og indsugningsmanifold forbrændingsmotor).
LUFT- afstanden mellem dele af en maskine eller enhver enhed.
TRYKMÅLER- en anordning til måling af trykket af væsker og gasser.
OLIEFILTER- en anordning til at rense olie fra forurenende mekaniske partikler, harpikser og andre urenheder. Oliefilter er installeret i smøresystemer i forbrændingsmotorer.
MOMENT- kan bestemmes direkte i kgf cm ved hjælp af en momentnøgle med et måleområde på op til 147 N cm (15 kgf cm).
AFFJEDRING- et system af mekanismer og dele, der forbinder hjul med køretøjets karrosseri, designet til at reducere dynamiske belastninger og sikre deres ensartede fordeling på støtteelementer under bevægelse. Ved design kan bilaffjedring være afhængig eller uafhængig.
LEJE- støtte til akseltappen eller rotationsaksen. Der skelnes mellem rullelejer (indre og ydre ringe, mellem hvilke rulleelementerne er kugler eller ruller) og glidelejer (en foringsindsats indsat i maskinlegemet).
SIKRING- den enkleste anordning til beskyttelse af elektriske kredsløb og forbrugere af elektrisk energi mod overbelastning og kortslutningsstrømme. Sikringen består af et eller flere sikringsled, et isolerende legeme og ledninger til at forbinde sikringsleddet med det elektriske kredsløb.
TRÆDE- et tykt lag gummi på ydersiden af et pneumatisk dæk med riller og kamme, der øger dækkets greb på vejbanen.
RADIATOR- en anordning til at fjerne varme fra væsken, der cirkulerer i motorens kølesystem.
HJULKAMBER- letter hjuldrejning og aflaster udvendige lejer.
DISTRIBUTØR- en anordning til tændingssystem for karburatorforbrændingsmotorer, designet til at forsyne elektrisk strøm højspænding til tændrørene.
KAMMAAKSEL- har knaster, der, når akslen roterer, interagerer med pusherne og sikrer, at maskinen (motoren) udfører operationer (processer) i henhold til en given cyklus.
GEARKASSE- gear (snekke) eller hydraulisk transmission designet til at skifte vinkelhastigheder og drejningsmomenter.
RELÆ- en anordning til automatisk omskiftning af elektriske kredsløb baseret på et eksternt signal. Der er termiske, mekaniske, elektriske, optiske og akustiske relæer. Relæer bruges i systemer automatisk kontrol, kontrol, alarm, beskyttelse, omskiftning.
PAKKE- en tætning, der bruges i maskinforbindelser til at tætne mellemrum mellem roterende og stationære dele.
TÆNDRØR- en anordning til antændelse af arbejdsblandingen i cylindrene i en forbrændingsmotor af en gnist dannet mellem dens elektroder.
FORRET- motorens hovedenhed, der drejer sin aksel til den hastighed, der kræves for at starte den.
HUB- den centrale, normalt fortykkede del af hjulet. Har et hul til en aksel eller aksel, forbundet til fælgen med eger eller en skive.
KOBLING- en mekanisme til at overføre drejningsmoment fra en forbrændingsmotor til en gearkasse. Koblingen sikrer kortvarig adskillelse af motorakslen og transmissionsakslen, stødfri gearskifte og jævn start af køretøjet.
TACHOMETER- en anordning til måling af motorens krumtapakselhastighed.
BREMSELÆNDER- tilbagelagt afstand køretøj fra aktiveringsøjeblikket bremseanordning indtil det går helt i stå. Den fulde bremselængde omfatter også den tilbagelagte strækning i tiden fra det øjeblik, føreren opfatter behovet for at bremse, til bremsestyringen aktiveres.
TRUMBLER- tændingsfordeler-fordeler, en enhed i tændingssystemet på karburatorforbrændingsmotorer, designet til at levere elektrisk højspændingsstrøm til tændrørene.
SMITTE- en enhed eller et system til at overføre rotation fra motoren til arbejdsmekanismerne (til bilens hjul).
DÆK- en gummiskal med slidbane, sat på fælgen af et bilhjul. Giver trækkraft af hjul til vejen, blødgør stød og stød.
ØKONOMISER- en anordning i karburatoren til at berige den brændbare blanding, når den er helt åben drosselventil eller bestemmelser tæt på dette.
Som et resultat af at studere dette afsnit skal den studerende:
ved godt
- metodologiske, lovgivningsmæssige og vejledende materialer relateret til det udførte arbejde;
- grundlæggende elementer i design af tekniske objekter;
- problemer med at skabe maskiner forskellige typer, drev, driftsprincip, tekniske egenskaber;
- designfunktioner tekniske midler, der udvikles og anvendes;
- kilder til videnskabelig og teknisk information (herunder internetsider) om design af dele, samlinger, drev og maskiner til generelle formål;
være i stand til
- anvende teoretiske grundlag for at udføre arbejde inden for videnskabelige og tekniske designaktiviteter;
- anvende metoder til at udføre omfattende teknisk og økonomisk analyse i maskinteknik til informeret beslutningstagning;
- selvstændigt forstå standardberegningsmetoder og acceptere dem for at løse problemet;
- vælg strukturelle materialer til fremstilling af dele til generelle formål afhængigt af driftsforhold;
- søge og analysere videnskabelig og teknisk information;
egen
- færdigheder til at rationalisere faglige aktiviteter for at sikre sikkerhed og beskyttelse miljø;
- diskussionsfærdigheder om faglige emner;
- terminologi inden for design af maskindele og produkter til generelle formål;
- færdigheder til at søge efter information om egenskaberne af strukturelle materialer;
- information om tekniske parametre udstyr til brug i byggeri;
- færdigheder i modellering, udførelse af konstruktionsarbejde og design af transmissionsmekanismer under hensyntagen til overholdelse af de tekniske specifikationer;
- færdigheder i at anvende den opnåede information i design af maskindele og produkter til generelle formål.
At studere elementgrundlaget for maskinteknik (maskindele) - kende det funktionelle formål, billede (grafisk repræsentation), designmetoder og verifikationsberegninger af hovedelementerne og maskindele.
At studere designprocessens struktur og metoder - have en forståelse af de invariante begreber i systemdesignprocessen, kende designstadierne og -metoderne. Herunder iterationer, optimering. At opnå praktiske færdigheder i design af tekniske systemer (TS) fra området for maskinteknik, selvstændigt arbejde (med hjælp fra en lærer-konsulent) for at skabe et design til en mekanisk enhed.
Maskinteknik er grundlaget for videnskabelige og teknologiske fremskridt; de vigtigste produktions- og teknologiske processer udføres af maskiner eller automatiske linjer. I denne henseende spiller maskinteknik en førende rolle blandt andre industrier.
Brugen af maskindele har været kendt siden oldtiden. Simple maskindele - metalstifter, primitive tandhjul, skruer, håndsving - var kendt før Arkimedes; der blev brugt reb- og remtræk, lastskruer og leddelte koblinger.
Leonardo da Vinci, som anses for at være den første forsker inden for maskindele, skabte tandhjul med krydsende akser, hængselkæder og rullelejer. Udviklingen af teorien og beregningen af maskindele er forbundet med mange navne på russiske videnskabsmænd - II. L. Chebyshev, N. P. Petrov, N. E. Zhukovsky, S. A. Chaplygin, V. L. Kirpichev (forfatter til den første lærebog (1881) om maskindele); Efterfølgende blev kurset "Maskindele" udviklet i værker af P.K. Khudyakov, A.I. Sidorov, M.A. Savsrin, D.N. Reshetov og andre.
Som en selvstændig videnskabelig disciplin tog kurset "Maskindele" form i 1780'erne, hvor det blev adskilt fra det generelle kursus om bygning af maskiner. Af de udenlandske kurser "Maskindele" var K. Bachs og F. Retschers værker mest brugt. Disciplinen "Machine Parts" er direkte baseret på kurserne "Strength of Materials", "Theory of Mechanisms and Machines", "Engineering Graphics".
Grundlæggende begreber og definitioner. "Machine Parts" er det første af de design- og beregningskurser, de læser i grundlæggende design maskiner og mekanismer. Enhver maskine (mekanisme) består af dele.
Detalje - en del af en maskine, der er fremstillet uden montageoperationer. Delene kan være enkle (møtrik, nøgle osv.) eller komplekse (krumtapaksel, gearhus, maskinleje osv.). Dele (delvist eller fuldstændigt) kombineres til enheder.
Knude repræsenterer en komplet samleenhed, bestående af en række dele, der har et fælles funktionelt formål (rulleleje, kobling, gearkasse osv.). Komplekse noder kan omfatte flere simple noder (undernoder); for eksempel inkluderer en gearkasse lejer, aksler med gear monteret på dem osv.
Blandt det store udvalg af maskindele og samlinger er der dem, der bruges i næsten alle maskiner (bolte, aksler, koblinger, mekaniske transmissioner osv.). Disse dele (samlinger) kaldes dele til generelle formål og læs i kurset "Maskindele". Alle andre dele (stempler, turbineblade, propeller osv.) er klassificeret som dele til særlige formål og studeres i særlige kurser.
Generelle dele bruges i maskinteknik i meget store mængder; omkring en milliard tandhjul produceres årligt. Derfor giver enhver forbedring i beregningsmetoder og design af disse dele, som gør det muligt at reducere materialeomkostninger, reducere produktionsomkostninger og øge holdbarheden, en stor økonomisk effekt.
Bil- en anordning, der udfører mekaniske bevægelser med det formål at omdanne energi, materialer og information, for eksempel en forbrændingsmotor, et valseværk, en løftekran. En computer kan strengt taget ikke kaldes en maskine, da den ikke har dele, der udfører mekaniske bevægelser.
Ydeevne(GOST 27.002-89) maskinkomponenter og dele - en tilstand, hvor evnen til at udføre specificerede funktioner opretholdes inden for de parametre, der er fastsat af den regulatoriske og tekniske dokumentation
Pålidelighed(GOST 27.002-89) - en genstands egenskab (maskiner, mekanismer og dele) til at udføre specificerede funktioner, vedligeholde over tid værdierne af etablerede indikatorer inden for de krævede grænser, svarende til de specificerede tilstande og brugsbetingelser, vedligeholdelse , reparation, opbevaring og transport.
Pålidelighed - en genstands egenskab til kontinuerligt at forblive i drift i nogen tid eller nogen driftstid.
Afslag - Dette er en hændelse, der består af en forstyrrelse af et objekts funktionalitet.
MTBF - driftstid fra en fejl til en anden.
Fejlrate - antal fejl pr. tidsenhed.
Holdbarhed - en maskines egenskab (mekanisme, del) til at forblive i drift, indtil grænsetilstanden indtræder hvornår installeret system teknisk vedligeholdelse og reparationer. Den begrænsende tilstand forstås som en sådan tilstand af et objekt, når videre drift bliver økonomisk uhensigtsmæssig eller teknisk umulig (f.eks. er reparationer dyrere ny bil, dele eller kan forårsage nødsvigt).
Vedligeholdelse- en genstands ejendom, som består i dens tilpasningsevne til at forhindre og opdage årsagerne til fejl og skader og eliminere deres konsekvenser under reparations- og vedligeholdelsesprocessen.
Opbevaring - en genstands ejendom til at forblive i drift under og efter opbevaring eller transport.
Grundlæggende krav til design af maskindele. Perfektionen af en dels design vurderes af dens pålidelighed og effektivitet. Pålidelighed betyder et produkts evne til at opretholde sin ydeevne over tid. Omkostningseffektiviteten bestemmes af omkostningerne til materiale, produktions- og driftsomkostninger.
De vigtigste kriterier for ydeevne og beregning af maskindele er styrke, stivhed, slidstyrke, korrosionsbestandighed, varmebestandighed, vibrationsbestandighed. Værdien af et eller andet kriterium for en given del afhænger af dens funktionelle formål og driftsbetingelser. For eksempel for montering af skruer er hovedkriteriet styrke, og for blyskruer - slidstyrke. Ved design af dele sikres deres ydeevne hovedsageligt ved valg af passende materiale, rationel strukturel form og beregning af dimensioner i henhold til hovedkriterierne.
Funktioner ved beregning af maskindele. For at skabe en matematisk beskrivelse af beregningsobjektet og løse problemet så enkelt som muligt, erstattes reelle strukturer i ingeniørberegninger af idealiserede modeller eller designskemaer. For eksempel, ved beregning af styrke, betragtes delenes i det væsentlige diskontinuerlige og inhomogene materiale som kontinuerlige og homogene, og delenes understøtninger, belastninger og form idealiseres. Hvori beregningen bliver omtrentlig. I omtrentlige beregninger er det korrekte valg af beregningsmodel, evnen til at vurdere de vigtigste og kassere sekundære faktorer af stor betydning.
Unøjagtigheder i styrkeberegninger kompenseres hovedsageligt af sikkerhedsmarginer. Hvori valget af sikkerhedsfaktorer bliver et meget vigtigt trin i beregningen. En undervurderet værdi af sikkerhedsfaktoren fører til ødelæggelse af delen, og en overvurderet værdi fører til en uberettiget stigning i produktets masse og spild af materiale. Faktorerne, der påvirker sikkerhedsfaktoren, er talrige og varierede: graden af delens ansvar, materialets homogenitet og pålideligheden af dets tests, nøjagtigheden af beregningsformler og bestemmelse af designbelastninger, indflydelsen af teknologiens kvalitet, driftsforhold mv.
I ingeniørpraksis er der to typer beregninger: design og verifikation. Designberegning - foreløbig, forenklet beregning udført under udviklingen af designet af en del (samling) for at bestemme dens dimensioner og materiale. Tjek beregning - en raffineret beregning af en kendt struktur, udført for at kontrollere dens styrke eller bestemme belastningsstandarder.
Design belastninger. Ved beregning af maskindele skelnes der mellem design og nominel belastning. Designbelastning, såsom drejningsmoment T, bestemt som produktet af det nominelle drejningsmoment T p på dynamisk belastningstilstandskoefficient K.T= KT p.
Nominelt drejningsmoment Tn svarer til maskinens navneplade (design). Koefficient TIL tager højde for yderligere dynamiske belastninger, der hovedsageligt er forbundet med ujævn bevægelse, start og bremsning. Værdien af denne koefficient afhænger af typen af motor, drev og arbejdsmaskine. Hvis maskinens driftstilstand, dens elastiske egenskaber og masse er kendt, er værdien TIL kan bestemmes ved beregning. I andre tilfælde værdien TIL vælge ud fra anbefalinger. Sådanne anbefalinger er lavet på grundlag af eksperimentelle undersøgelser og driftserfaring med forskellige maskiner.
Valg af materialer for maskindele er et kritisk designstadium. Korrekt valgt materiale bestemmer i høj grad kvaliteten af delen og maskinen som helhed.
Når du vælger et materiale, tages følgende faktorer hovedsageligt i betragtning: Overholdelse af materialeegenskaberne med hovedydelseskriteriet (styrke, slidstyrke osv.); krav til vægt og dimensioner af delen og maskinen som helhed; andre krav relateret til formålet med delen og dens driftsbetingelser (anti-korrosionsbestandighed, friktionsegenskaber, elektriske isoleringsegenskaber osv.); overholdelse af materialets teknologiske egenskaber med den strukturelle form og den planlagte metode til bearbejdning af delen (stempling, svejsbarhed, støbeegenskaber, bearbejdelighed osv.); omkostninger og knaphed på materiale.
