Основные требования, предъявляемые к машинам, узлам и деталям




Основные понятия о машинах, узлах и деталях

 

Машиной называют устройство, выполняющее механиче­ские движения по преобразованию энергии, материалов и ин­формации с целью облегчения или замены физического или ум­ственного труда человека и повышения его производительно­сти.

 

По функциональному назначению машины разделяют на группы:

 

- энергетические машины, предназначенные для преоб­разования какого-либо вида энергии (тепловой, электрической, атомной и т.п.) в механическую работу и наоборот - механиче­ской работы в один из указанных видов энергии. В первом слу­чае машины называются двигателями (например, газотурбин­ные двигатели, двигатели внутреннего сгорания, гидро- и газо­вые турбины, электродвигатели и др.), во втором случае - машинами-генераторами ( например, электрогенераторы, компрессоры и т.п.);

- рабочие машины, предназначенные для перемещения людей и материалов или для преобразования формы и свойств материалов. В первом случае машины называют транспорт­ными (самолеты, автомобили, тепловозы, транспортеры и т.п.), во втором - технологическими машинами (станки, прессы и др.);

- информационные машины, предназначенные для преобразования и представления информации. Они подразделяют­ся на контрольно-управляющие и математические машины;

- кибернетические машины, предназначенные для заме­ны или имитации различных технических, физиологических или биологических процессов, присущих человеку и живой природе. Кибернетические машины обладают элементами искусственно­го интеллекта (роботы и т.п.).

Каждая машина состоит из деталей, частично или полно­стью объединенных в узлы.

Деталь - это изделие, изготовленное из однородного по наименованию и марке материала без применения сборочных операций. Например, валик из одного куска металла, винт, ли­той корпус и т.д.

Узел - это изделие, представляющее собой законченную сборочную единицу, полученную соединением посредством сборочных операций (свинчивание, клепка, сварка и т.п.) ряда деталей, имеющих общее функциональное назначение. Напри­мер, подшипник качения, муфта, редуктор и т.д.

Среди множества деталей и узлов можно выделить такие, которые применяются практически во всех машинах и приборах (болты, валы, муфты, подшипники, механические передачи и др.)

Эти детали и узлы встречаются в самых различных маши­нах, имеют одинаковое назначение, выполняют одинаковые функции и являются однотипными по форме. Указанные детали и узлы называют деталями и узлами общемашиностроительного применения.

Детали и узлы специфические, встречающиеся только для данного вида машин (лопатки турбин и компрессоров, воздуш­ный и гребной винты, коленчатый вал и т.п.), относят к деталям и узлам специального назначения.

 

Общая классификация деталей и узлов машин

Все детали и узлы общемашиностроительного применения по своему функциональному назначению объединены в следующие группы. Соединения - неподвижные связи деталей в изделии, предназначенные для фиксации взаимного положения деталей и объединения их в сборочные единицы различного уровня. К ним относятся резьбовые, сварные, шпоночные и другие соеди­нения.

Механические передачи - устройства для передачи энер­гии и движения от двигателя к исполнительному механизму машины; к ним относятся: зубчатые передачи, червячные, вол­ новые, фрикционные, ременные, цепные и передача винт-гайка.

Детали и узлы для осуществления вращательного движе­ния: валы, оси, подшипники скольжения и качения, муфты приводов.

Опорные детали машин и узлы: корпуса, станины, стой­ки, кронштейны и др.

Устройства для смазывания (форсунки, штуцеры, жикле­ры, трубопроводы) и защиты элементов конструкции от за­грязнений (уплотнения, фильтры, кожухи, крышки).

Упругие элементы (пружины, рессоры, амортизаторы).

 

 

Основные требования, предъявляемые к машинам, узлам и деталям

 

Совершенство конструкции и качество любой машины и составляющих её узлов и деталей определяются в основном таки­ми показателями, как работоспособность, надежность, техноло­гичность и экономичность. Другими требованиями, соблюдение которых тоже очень важно, являются удобство и безопасность обслуживания и управления (эргономические требования) и внешний вид, соответствующий требованиям технической эсте­ тики.

Работоспособность - это состояние изделия, при котором оно способно выполнять заданные функции, сохраняя значения своих параметров, установленных технической документацией (техническими условиями, стандартами и т.п.).

Утрату работоспособности называют отказом. Отказы по своей природе могут быть связаны с разрушением деталей или с нарушением технического обслуживания машины (ослабление соединений, нарушение регулировки и т.п.)

Важными характеристиками исправности и работоспособ­ности изделий являются:

- предельное состояние - это состояние технического объ­екта, при котором его дальнейшая эксплуатация невозможна из- за нарушений требований безопасности или неустранимого ухода заданных параметров;

- срок службы - календарная продолжительность эксплуа­тации изделия от её начала до наступления предельного со­ стояния;

- наработка - продолжительность или объем работы изде­лия (в часах, километрах пробега, числах циклов нагружений и др.);

- ресурс - суммарная наработка изделия от начала эксплуа­тации до перехода в предельное состояние (в часах, километрах пробега и др.).

Работоспособность изделий характеризуют рядом показа­телей, отражающих физические явления при работе, или крите­риями, важнейшими среди которых являются: прочность, жест­кость, устойчивость, износостойкость, термостойкость и вибро­устойчивость. Значение того или иного критерия работо­способности для данной детали определяют по условиям работы и по служебному назначению детали.

Надежность - это свойство изделия выполнять заданные функции, сохраняя свои эксплуатационные показатели в уста­новленных пределах в течение заданного времени. Как ком­плексное свойство она характеризуется долговечностью, безот­казностью, ремонтопригодностью и сохраняемостью изделий.

Долговечность - свойство изделия сохранять работоспо­собность до наступления предельного состояния при соблюде­нии нормального технического обслуживания и ремонтов.

Безотказность - свойство изделия непрерывно сохранять работоспособность в течение заданного времени.

Ремонтопригодность - свойство, заключающееся в приспо­собленности изделия к предупреждению, обнаружению и уст­ ранению отказов и неисправностей путем проведения техниче­ского обслуживания и ремонтов.

Сохраняемость - свойство изделия непрерывно сохранять исправность в течение и после хранения и транспортирования. Основные показатели надежности - вероятность безотказ­ной работы в пределах заданной наработки и интенсив­ность отказов.

Надежность изделий закладывается при проектировании (точностью составления расчетных схем, правильным выбором материала, введением резервных элементов конструкции и др.), обеспечивается при изготовлении технологическими и ор­ганизационно-техническими мерами и поддерживается при эксплуатации за счет соблюдения нормального технического обслуживания и ремонта.

Технологичность конструкции определяется изготовлением всех её элементов с минимальными затратами труда, времени и средств при обеспечении заданного качества деталей, узлов и машины в целом.

Детали и узлы должны быть скон­струированы и изготовлены так, чтобы были обеспечены воз­можность сборки и разборки машины, удобный осмотр и смазка трущихся поверхностей, легкая замена изношенных частей при ремонте и т.п.

Экономичность изделий оценивается затратами на проек­тирование, стоимостью материалов, затратами на изготовление, эксплуатацию и ремонт. Экономичность деталей и узлов дости­гается оптимизацией их формы и размеров из условия миними­зации массогабаритных характеристик, обеспечения минимума материалоемкости, энергоемкости и трудоемкости производст­ва; за счет максимального КПД в эксплуатации при высокой надежности; высокой специализации производства, широкого применения стандартных, нормализованных и унифицирован­ных деталей и др.

 

Роль стандартизации

 

Огромное значение в машиностроении, как и вообще в народном хозяйстве, имеет стандартизация.

Стандартизация — это обеспечение единообразия и качества продукции введением специальных обязательных для применения нормативных документов — стандартов.

Стандартизация деталей и узлов машин охватывает:

- нормы проектирования — общие нормы, классификацию и терминологию, методы расчета, правила оформления чертежей;

- конструкции — основные параметры, присоединительные и габаритные размеры;

- параметры производственного процесса — технологический процесс и инструмент;

- уровень качества и условия эксплуатации — материалы, показатели качества, технические требования, методы испытаний.

Стандартизация деталей машин обеспечивает:

а) возможность массового или крупносерийного производства стандартных деталей; как известно, трудоемкость деталей в массовом и крупносерийном производствах во много раз меньше, чем в мелкосерийном и индивидуальном, при значительно меньшем отходе металла в стружку;

б) возможность использования стандартного инструмента режущего, деформирующего и измерительного;

в) легкость замены вышедших из строя деталей при ремонте;

г) большую экономию труда при конструировании;

д) повышение качества конструкций.

Трудно представить себе то огромное количество труда, которое нужно было бы затратить, чтобы при проектировании каждой машины разрабатывать в индивидуальном порядке все винты, подшипники качения, смазочные устройства и другие стандартизованные детали и узлы.

Машины необходимо проектировать с учетом возможности унификации узлов и деталей с другими машинами, близкими по размерам и конструктивно подобными. Поэтому весьма эффективно комплексное проектирование целых семейств или размерных рядов машин.

Огромная экономичность массового и крупносерийного производства по сравнению с мелкосерийным и индивидуальным заставляет конструкторов во всех случаях стремиться применять в проектируемых машинах агрегаты или даже детали машин, уже изготовляемые в массовом производстве.

 



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2017-12-12 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: