Критеріальні вимоги до деталей машин
Обзор: Критеріальні вимоги до деталей машин визначаються відповідними вимогами до технічних засобів, у конструкції яких вони використовуються.
Просмотр: эта статья прочитана 2374 раз

Краткий обзор
Полностью материал скачивается выше, предварительно выбрав язык

 Критеріальні вимоги до деталей машин визначаються відповідними вимогами до технічних засобів, у конструкції яких вони використовуються. До основних з них належать: працездатність, надійність, технологічність, економічність, а також естетичність і екологічність. Під працездатністю розуміють такий стан ТЗ, при якому він здатний виконувати задані функції (функціонувати), зберігаючи значення основних параметрів у межах, установлених відповідними нормативними документами. Основними критеріями працездатності ТЗ і його деталей є: міцність, жорсткість, стійкість, вібростійкість, теплостійкість, стійкість проти корозії і старіння. З перерахованих критеріїв головним є міцність – спроможність деталей, елементів конструкції ТЗ не руйнуватися при діючих (у визначених межах) навантаженнях.

 У багатьох випадках порушення вимог працездатності при експлуатації ТЗ обумовлюється надмірними пружними деформаціями сполучених деталей внаслідок їхньої недостатньої жорсткості, під якою розуміють спроможність деталей чинити опір деформаціям (зміні форми і розмірів) під дією навантажень. Тому для ряду деталей (наприклад, довгі вали, осі та ін.) одним з основних видів проектувальних розрахунків є розрахунки на жорсткість.

 Цілий ряд відповідальних деталей ТЗ (наприклад, штанги механізму приводу клапанів тепловозного дизеля, елементи конструкцій мостів, естакад, фермових конструкцій) виконується у вигляді довгих і відносно тонких брусків (стержнів), на які діють подовжні стискальні навантаження. Найважливішою вимогою збереження їх працездатності є забезпечення в процесі експлуатації їхньої стійкості – спроможності зберігати початкову (прямолінійну) форму рівноваги (уникання раптового переходу до криво-лінійної форми рівноваги у вигляді випинання під дією навіть незначних поперечних навантажень).

 Збільшення швидкостей руху транспортних ТЗ, їхніх деталей при відповідному до цієї тенденції зниженні маси конструкції, як правило, приводить до підвищення рівня віброактивності (прояву механічних коливань у рухомих системах) сучасних ТЗ. Це свідчить про істотну роль у забезпеченні працездатності вібростійкості ТЗ – здатності працювати на експлуатаційних режимах без неприпустимих рівнів вібрацій.

 Важливість цього критерію визначається і тим, що поряд із шкідливими технічними проявами (порушення заданих законів руху деталей, додаткові інерційні навантаження, проблема "відбудування" від резонансу) вібрації становлять небезпеку і для людини (притуплення зору, слуху, анемія кінцівок, пору-шення біохімічного складу крові внаслідок руйнування кровоутворюючої системи). Тому для забезпечення вібростійкості більшості транспортних ТЗ використовуються сучасні віброзахисні системи, добір (проектування) яких здійснюється при розробленні ТЗ за результатами відповідних розрахунків параметрів вимушених коливань системи.

 Виконання вимог працездатності ТЗ нерозривно пов'язане із забезпеченням зносостійкості – опору його деталей, всіх елементів конструкції, що контактують рухомо, зношуванню (руйнуванню поверхневих шарів при терті, поступовій зміні розмірів, форми, маси і стану поверхонь, що контактують). Результатом (кількісною оцінкою) процесу зношування є знос.

 У загальному плані проектувальні розрахунки деталей ТЗ на знос орієнтовані або на визначення умов тертя з наявністю мастильного матері-алу (наприклад, гідродинамічний розрахунок підшипників ковзання), або на виявлення для конкретних вузлів тертя допустимих навантажень (наприклад, при проектуванні підшипників ковзання контроль величини середнього тиску на вкладиш, обмеження нагрівання і зносу за величиною пи-томої роботи тертя).

 Працездатність багатьох ТЗ значною мірою залежить від ступеня за-доволення критерію теплостійкості – здатності деталей зберігати працездатність у заданих межах зміни температурного режиму, обумовленого робочим процесом (характерно для двигунів внутрішнього згоряння, газо-турбінних двигунів, газотурбінних і паротурбінних установок, електрич-них машин, ливарних машин та ін.) і проявом тертя в його механізмах і вузлах. Це пов'язано з тим, що надмірне нагрівання деталей може викликати зниження міцності матеріалу, появу додаткових деформацій і напружень, порушення нормальних умов змазування (підвищений знос), зміну зазорів у сполучених деталях (наприклад, значне зменшення зазору між поршнем і гільзою циліндра тепловозного дизеля може призвести до аварійного зносу – задиру). Тому для забезпечення нормальних теплових режимів роботи ТЗ в експлуатації при його проектуванні в ряді випадків виконують спеціальні розрахунки.

 Розрахунки, спрямовані на забезпечення і контроль працездатності ТЗ, виконуються з наростаючою точністю на всіх основних етапах проектування, у процесі детальної проробки його конструкції. Найважливішою критеріальною вимогою до нового ТЗ є його надійність - властивість ТЗ виконувати задані функції (зберігати працездат-ність) протягом необхідного часу (або необхідного наробітку – мотогодин для двигуна, кілометражу пробігу для автомобіля та ін.) Для різних ТЗ, умов їхньої експлуатації надійність може містити в собі такі поняття, як безмовність, довговічність, ремонтопридатність, збереженість. Для непри-значених до тривалого збереження ТЗ надійність визначається безвідмовністю - зберіганням працездатності протягом заданого часу. Для багатьох ТЗ найважливіша роль приділяється їх довговічності - збереженню працездатності до граничного стану (при якій подальша експлуатація або немо-жлива, або недоцільна) при відповідних системах технічного обслуговування і ремонту. Однією з головних експлуатаційних вимог є ремонтопридатність - пристосованість ТЗ до відновлення працездатності на основі попередження відмов, виявлення й усунення несправностей при технічному обслуговуванні і ремонті (вихід якоїсь деталі з ладу повинний виправ-лятися при ремонті із забезпеченням подальшої експлуатації ТЗ). Характерною вимогою до ТЗ тривалого збереження є збереженість – забезпечення працездатності протягом і після встановлених термінів збереження і транспортування.
               
  У цьому випадку буде вища і імовірність безвідмовної роботи системи з паралельним з’єднанням елементів буде вище у порівнянні із системою, яка передбачає послідовне з’єднання складових. Все більшого розповсюдження в інженерній практиці отримують методи оцінювання надійності деталей при проектуванні машин, які базуються на використанні апарату теорії ймовірностей. Технологічність деталей та збірних одиниць характеризується мінімальними витратами засобів, часу і праці при їх виробництві, експлуатації і ремонті. До основних напрямків забезпечення технологічності деталей слід віднести: окреслювання при конструюванні форм деталей простими поверхнями (циліндричними, конічними та ін.), найбільш зручними для обробки механічними і фізичними методами; використання для виготов-лення деталей конструкційних матеріалів, які забезпечують використання маловідходних і ресурсозберігаючих технологій обробки (тиском, точні ливарні, лазерні, вибухом, зварюванням та ін.); раціональне використання системи допусків і посадок, обґрунтоване завдання технічних умов на ви-готовлення деталей.

 При проектуванні і конструюванні ТЗ одну з головних ролей відіграє забезпечення його економічності – досягнення високої економічної ефективності, яка формується при його проектуванні, виробництві та експлуатації. Тому проектування нового ТЗ повинно бути економічно спрямованим – ураховувати увесь комплекс чинників, які визначають економічну ефективність ТЗ, правильно оцінювати їх питому вагу. Таке проектування базується на техніко-економічному аналізі, який передбачає порівняння різних варіантів проектно-конструкційних рішень не тільки з чисто технічного, а і з економічного боку.

 Для техніко-економічного аналізу необхідно проводити техніко-економічні розрахунки (ТЕР), в яких, крім технічних, беруть участь і економічні категорії (такі, як витрати матеріалів, енергії, праці та інших ресурсів). Це пояснюється тим, що взяті окремо технічні критерії (наприклад, критерії працездатності), як правило, не можуть визначити конструкцію деталей, вузлів і агрегатів ТЗ, яка б забезпечувала його високу економічну ефективність. Ілюстрацією цьому є наведений нижче приклад конструювання ТЗ тільки з урахуванням критерію міцності. Згідно з таким підходом у спрощеному уявленні можливі два варіан-та конструкції ТЗ.

 Перший варіант характеризується конструюванням усіх деталей з найбільшими коефіцієнтами запасу міцності з метою створення ТЗ з невеликими експлуатаційними витратами (орієнтований на забезпечення працездатності, надійності навіть у напружених умовах експлуатації, технічного обслуговування та ремонтів). У результаті конструкція ТЗ характеризується збільшеними витратами у виробництві, значними габаритами і вагою.

 Другий варіант діаметрально протилежний першому. Конструюван-ня ТЗ виконується за найменшими граничними коефіцієнтами запасу міцності у розрахунку на те, що в експлуатації не буде порушень (збільшення) заданих початкових умов (наприклад, рівнів навантажень, швидкостей, робочих параметрів). При такому варіанті конструкції ТЗ зменшуються витрати у виробництві, його габарити, вага, але збільшуються експлуатаційні витрати, що визначається необхідністю підтримки працездатності, надійності ТЗ в реальних умовах експлуатації (ліквідацією відмов, поломок, які будуть мати місце при збільшенні навантажень, та ін.).

 З позицій економічно спрямованого проектування (за результатами техніко-економічного аналізу і ТЕР), варіантом з більш високою економічною ефективністю міг би бути варіант конструкції ТЗ, близький до другого варіанта, але доповнений автоматизованою системою захисту ТЗ на випадок порушень умов нормальної експлуатації. При цьому забезпечується низький рівень витрат як у виробництві, так і в експлуатації ТЗ.

 Слід підкреслити, що ТЕР виконуються на усіх стадіях проектування ТЗ з наростаючою точністю. Їх сутність полягає у тому, що вони спрямовані на пошук найбільш раціонального варіанта конструкції ТЗ за показни-ками технічного рівня й економічної ефективності з урахуванням особливостей виробництва та експлуатації. Основним кількісним показником економічної ефективності, який розглядається на кінцевих стадіях проектування, є річний економічний ефект   від виробництва та експлуатації нового ТЗ тривалого застосування (електрична станція, транспортна енергетична установка, транспор-тні засоби та ін.) з поліпшеними якісними характеристиками. На завершення слід зазначити, що досконалість і привабливість форм, зовнішнього вигляду деталей, збірних одиниць і ТЗ у цілому визначають рівень його естетичності, а відсутність шкідливих проявів до зовнішнього середовища, природи та людини – рівень екологічності.

Много времени уходит на учёбу или работу и порой не всегда мы можем уделить достаточное внимание на порядок и чистоту в нашем доме. Поэтому обратите своё внимание на дом Быта «Лотус Премиум». Уборка квартир в Киеве осуществляется своевременно и на высоком уровне, благодаря ответственной работе грамотно подобранного персонала.

 

Получить RSS Еще публикации по теме

Больше статей...

 На главную страницу

Оцените сайт

Примеры расчетов
Пример расчета прямозубой цилиндрической передачи
Пример расчета прямозубой цилиндрической передачи. Выполнен выбор материала, расчет допускаемых напряжений, расчет на контактную и изгибную прочность.

Пример решения задачи на изгиб балки
В примере построены эпюры поперечных сил и изгибающих моментов, найдено опасное сечение и подобран двутавр. В задаче проанализировано построение эпюр с помощью дифференциальных зависимостей, провелен сравнительный анализ различных поперечных сечений балки.

Пример решения задачи на кручение вала
Задача состоит в проверке прочности стального вала при заданном диаметре, материале и допускаемых напряжениях. В ходе решения строятся эпюры крутящих моментов, касательных напряжений и углов закручивания. Собственный вес вала не учитывается

Пример решения задачи на растяжение-сжатие стержня
Задача состоит в проверке прочности стального стержня при заданных допускаемых напряжениях. В ходе решения строятся эпюры продольных сил, нормальных напряжений и перемещений. Собственный вес стержня не учитывается

Применение теоремы о сохранении кинетической энергии
Пример решения задачи на применение теоремы о сохранение кинетической энергии механической системы

Определение реакций опор твердого тела
Исходные данные и примеры решения задачи Определение реакций опор твердого тела (задача С-2 из cборника заданий для курсовых работ по теоретической механике А.А. Яблонского)

Определение скорости и ускорения точки по заданным уравнениям движения
Пример решение задачи на определение скорости и ускорения точки по заданным уравнениям движения

Определение скоростей и ускорений точек твердого тела при плоскопараллельном движении
Пример решения задачи на определение скоростей и ускорений точек твердого тела при плоскопараллельном движении

Определение усилий в стержнях плоской фермы
Пример решения задачи на определение усилий в стержнях плоской фермы методом Риттера и методом вырезания узлов

Применение теоремы об изменении кинетического момента
Пример решения задачи на применение теоремы об изменении кинетического момента для определения угловой скорости тела, совершающего вращение вокруг неподвижной оси.


Учебники
А.А. Яблонский, В.М. Никифорова Курс теоретической механики, т.1 и 2
Курс теоретической механики для студентов высших учебных заведений в двух томах.

С.М. Тарг. Краткий курс теоретической механики
С.М. Тарг. Краткий курс теоретической механики. 10-е издание,1986 г.

Беляев Н.М. Сопротивление материалов
Учебник по сопротивлению материалов для студентов политехнических, транспортных, строительных, гидротехнических, энергетических и машиностроительных вузов

М.Н.Иванов, В.А. Финогенов - Детали машин
Учебник по дисциплине 'Детали машин и основы конструирования' в электронном формате. 12-е издание, исправленное, год издания 2008.

Н.Ф.Киркач, Р.А.Баласанян - Расчет и проектирование деталей машин Учебник по дисциплине Детали машин и основы конструирования в формате djvu

В.И.Анурьев. Справочник инженера конструктора Три тома cправочника инженера-конструктора. Приведены современные справочные сведения по расчету и конструкциям осей, валов,подшипников, муфт, механический передач, разъемных соединений. Материалы, допуски и посадки и др.

ГОСТ 19523-81 Двигатели трехфазные асинхронные короткозамкнутые серии 4А Выписка из ГОСТ 19523-81 Двигатели трехфазные асинхронные короткозамкнутые серии 4А мощностью 0,55 кВт до 15кВт, мощность, асинхронная частота вращения, геометрические размеры

ГОСТ 25347-82 «ЕСДП, поля допусков и рекомендуемые посадки» (СТ СЭВ 144-75) Настоящий стандарт распространяется на гладкие элементы деталей с номинальными размерами до 3150 мм и устанавливает поля допусков для гладких деталей в посадках и для несопрягаемых элементов.

ГОСТ 520-2002. Подшипники качения Стандарт устанавливает допуски на основные размеры и точность вращения подшипников и другие технические требования

Больше закачек...