Усі вироби машинобудівних підприємств – різноманітні технічні засоби, окремі агрегати, механізми, прилади та інші конструкції – складаються з деталей.
Деталь визначають як елемент конструкції, який виготовлено з матеріалу однієї марки без використання складальних операцій (наприклад, деталями є болт, гайка, шайба та ін.).
Сукупність деталей, які з’єднані на підприємстві-виробникові з використанням складальних операцій (зварюванням, згвинчуванням, клепанням, паянням та ін.) з забезпеченням певної сумісної роботи, називається складальною одиницею (наприклад, шатун тепловозного дизеля, підшипники кочення і ковзання, насоси, компресори, редуктори та ін.).
    В інженерній практиці досить широко використовуються поняття “комплекси” і “комплекти”, під якими розуміють сукупності збірних одиниць, що виготовлені на підприємстві і забезпечують виконання певних функцій у складі відповідної конструкції після складання її на місті призначення (наприклад, насосні станції, дизель-генераторні станції, автоматизовані верстатні лінії, комплекти запасних частин та ін.).
Комплекс – два чи більше виробів, не пов’язаних складальними операціями, призначених для виконання взаємозв’язаних експлуатаційних функцій.
Комплект – два чи більше виробів, не пов’язаних складальними операціями, що мають загальне експлуатаційне призначення.
    Слід мати на увазі, що основою розроблення різноманітних конструкцій сучасних технічних засобів є використання в основному (за винятком спеціальних) однакових деталей та збірних одиниць – типових, нормальних і стандартних: наприклад, роз’ємні та нероз’ємні з’єднання деталей, механічні передачі, вали, опори, ущільнення, муфти та ін. Це визначило необхідність виділення їх класифікаційних груп, розроблення відповідних інженерних методів для їх розрахунків і конструювання.
    Загальні підходи до розрахунку деталей машин:
1. Перехід від реальної конструкції до розрахункової схеми.
2. Розробка або вибір математичної моделі (вибір методики розрахнку).
3. Проектування, розрахунок конструкції по обраній моделі.
Два види інженерних розрахунків деталей машин:
1. Проектний розрахунок, який полягає у визначенні розмірів і форм конструкції деталей по заданих напруженнях, Такий розрахунок є попереднім, спрощеним.
2. Перевірочний розрахунок, при якому проводять перевірку міцності, жорсткості, визначають коефіцієнти запасу для визначеної спроектованої конструкції. Він являється остаточним, уточненим.
    До найголовніших умов ефективної роботи технічних засобів (ТЗ) належать працездатність і надійність їх деталей. При експлуатації ТЗ порушення цих умов (відмови) відбувається внаслідок руйнування (втрати міцності) та зношування (зміни геометричних форм і розмірів) деталей. Тому загальну надійність при конструюванні деталей та вузлів ТЗ характеризують рядом розрахункових критеріальних показників, до головних з яких належать міцність, жорсткість, зносостійкість, вібростійкість та ін.
Головною метою попередньо проектних розрахунків є визначення початкових (граничних) основних розмірів деталей з певних матеріалів за умов забезпечення загальних вимог з точки зору міцності та зношування (триботехнічних вимог).
    При проведенні попередньо проектних розрахунків використовуються, як правило, наближені розрахункові схеми деталей.
При визначених основних розмірах (наприклад, довжини вала, довжин окремих ділянок, їх діаметрів та ін.) виконується конструювання деталей (повна проробка їх конструкції).
Після розроблення конструкції деталей проводяться перевірочні розрахунки на міцність, жорсткість, нагрівання та ін., в яких працездатність і надійність відповідних уточнених конструкцій контролюється на основі співставлення фактичних коефіцієнтів запасу S з їх допустимими значеннями [s]  за умови
 .
    При проведенні таких розрахунків використовують вже уточнені за конструктивними особливостями і навантаженнями розрахункові схеми. Слід підкреслити взаємопов’язаність вибору (побудови) таких розрахункових схем з методами розрахунків напружень та коефіцієнтами запасу міцності. Наприклад, більш точна розрахункова схема, достатньо визначені механічні характеристики матеріалів ДМ і точні значення розрахункових напружень дозволяють отримати більш точні значення коефіцієнтів запасу S і результати контролю умови  . У кінцевому рахунку це дозволяє конструювати деталі за умов зниження матеріалоємності.
    Критеріальні вимоги до деталей машин.
Критеріальні вимоги до деталей машин визначаються відповідними вимогами до технічних засобів, конструкції яких вони використовуються. До основних з них належать:
– працездатність,
– надійність,
– технологічність,
– економічність,
– естетичність,
– екологічність.
Працездатність - це 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.
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. Тому для ряду деталей (наприклад, довгі вали, осі та ін.) одним з основних видів проектувальних розрахунків є розрахунки на жорсткість.
Жорсткість - це спроможність деталей чинити опір деформаціям (зміні форми і розмірів) під дією навантажень.
    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 повздовжні стискальні навантаження. Найважливішою вимогою збереження їх працездатності є забезпечення в процесі експлуатації їхньої стійкості.
Стійкість– спроможності зберігати початкову (прямолінійну) форму рівноваги (уникання раптового переходу до криволінійної 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 (прояви механічних коливань у рухомих системах) сучасних ТЗ. Це свідчить про істотну роль у забезпеченні працездатності вібростійкості ТЗ.
Вібростійкість – здатність 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, порушення біохімічного складу крові внаслідок руйнування кровоутворюючої системи). Тому для забезпечення вібростійкості більшості транспортних ТЗ використовуються сучасні віброзахисні системи, вибір (проектування) яких здійснюється при розробленні ТЗ за результатами відповідних розрахунків параметрів вимушених коливань системи.
Виконання вимог працездатності ТЗ нерозривно пов'язане із забезпеченням зносостійкості.
Зносостійість – це  опір 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 матеріалу (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 питомої роботи тертя).
Працездатність багатьох ТЗ значною мірою залежить від ступеня задоволення критерію теплостійкості.
Теплостійкість – здатність деталей зберігати працездатність у заданих межах зміни температурного режиму, обумовленого робочим процесом (характерно для двигунів внутрішнього згоряння, газотурбінних двигунів, газотурбінних і паротурбінних установок, електричних 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 змащування (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.
Надійність - властивість ТЗ виконувати задані функції (зберігати працездатність) протягом необхідного часу (або необхідного наробітку – мотогодин для двигуна, кілометражу пробігу для автомобіля та ін.)
    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 виготовлення 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 виготовлення деталей.
    При проектуванні і конструюванні ТЗ одну з головних ролей відіграє забезпечення його економічності.
Економічність– 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.
Естетичність визначається досконалістю і привабливість форм, зовнішнього вигляду деталей, збірних одиниць і ТЗ у цілому
Рівень екологічності визначається відсутністю шкідливих проявів до зовнішнього середовища, природи та людини.

Размер 54 kb