Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Розрахунки під час проектування та конструювання.
У проектуванні використовують такі види розрахунків: геометричні (розрахунок розмірних ланцюгів, координат, зазорів); кінематичні (розрахунок переміщень, швидкостей, прискорень, передаточних чисел кінематичних ланцюгів та ін.); динамічні (розрахунок навантажень деталей і їхніх змін у часі); розрахунки на міцність та жорсткість (визначення напружень та деформацій елементів машини в робочих режимах); енергетичні (розрахунки затрат енергії, параметрів енергетичного балансу); техніко–економічні (розрахунки продуктивності, вартості, ефективності використання). Якщо кінематичні і геометричні розрахунки, а також розрахунки на міцність та жорсткість відповідальних елементів машини виконуються з достатньою точністю, то інші розрахунки на початковому етапі більш або менш умовні. Це пояснюється тим, що в процесі проектування і конструювання деякі дані, які використовуються в розрахунках, є попередніми і в деякій мірі наближеними. На кінцевій стадії проектування і конструювання всі потрібні види розрахунків повинні виконуватись із достатньою точністю. Той чи інший розрахунок треба виконувати за такою схемою: а) підбір вихідних даних для розрахунку; б) складання розрахункової схеми; в) визначення основних критеріїв роботоздатності об'єкта розрахунку; г) безпосереднє виконання розрахунку; д) формулювання висновків і заключень. Розрахунки на міцність та жорсткість залежно від їх місця в усьому процесі проектування і конструювання поділяють на проектні та перевірочні. - Проектні розрахунки використовують для визначення вихідних розмірів деталей чи їхніх елементів, до того ж ці розрахунки в більшості ві падків виконують за спрощеними методиками. Розміри, здобуті в проектному розрахунку,– це основа для вибору форми деталі та її конструктивних елементів і подальшої ув'язки з іншими деталями в конкретному вузлі машини. Інколи доцільно вибирати конструктивну форму і розміри деяких деталей машин, керуючись досвідом проектної роботи або беручи до уваги відомі подібні елементи машини, що перевірені в експлуатації. -Перевірні розрахунки є обов'язковими і найбільш точними. Вони виконуються за потрібними критеріями роботоздатності на кінцевих етапах проектування і конструювання для всіх відповідальних деталей машин. Якщо форма і розміри деталі не відповідають критеріям міцності чи жорсткості, то змінюють її розміри або конструкцію і повторюють розрахунок. Для деталей високого ступеня відповідальності або деталей складної форми з точно не встановленим характером навантаження доцільно проводити експериментальну перевірку розрахунків.
6. Загальні вимоги до машин, їхніх деталей та вузлів. -Роботоздатність – поняття, що визначає такий стан машини або довільної її складальної одиниці чи деталі, при якому вона здатна виконувати задані функції з параметрами щодо вимог технічної документації із збереженням міцності, незмінності форми і розмірів, стійкості проти спрацьовування, потрібної жорсткості, тепло–і вібростійкості. Ці показники роботоздатності, порушення яких спричинює вихід з ладу машини чи деталі, називають критеріями роботоздатності. Роботоздатність деталей машин забезпечується наданням їм відповідних розмірів і форм, раціональним добором матеріалів для виготовлення їх з використанням зміцнюючих технологій, застосуванням антикорозійного захисту і відповідного змащування. Роботоздатність машин та їхніх деталей може бути оцінена розрахунком або експериментальне. -Високі експлуатаційні показники машини оцінюють існуючими зразками подібних машин. При збереженні або зменшенні маси і габаритних розмірів нова машина повинна забезпечувати більш високі продуктивність і ККД, менше споживання енергії, підвищену точність, менші затрати праці на обслуговування і ремонт тощо. Всього цього можна досягнути вдосконаленням конструктивної схеми машини, раціональним вибором основних параметрів і конструктивних форм, використанням автоматичних систем для регулювання і керування машиною та забезпеченням оптимі–зації робочого режиму. -Висока надійність – властивість машини, складальної одиниці або деталі виконувати задані функції, зберігаючи при цьому свої експлуатаційні показники в допустимих межах, протягом наперед заданого проміжку часу. Показником надійності м0же бути ймовірність безвідказної роботи машини в призначеному інтервалі часу. Чим ближче ймовірність безвідказної роботи до одиниці, тим вище надійність конструкції.
-Безпечність в експлуатації характеризує придатність конструкції машини до нормальної експлуатації протягом визначеного технічною документацією строку служби без аварійних руйнувань, небезпечних для обслуговуючого персоналу, виробничого обладнання, а також інших суміжних об'єктів. -Технологічність і економічність конструкції машини чи деталі – це найбільша простота і найменші матеріальні затрати при виготовленні. При розробці проекту треба надавати виробу такі конструктивні форми і розміри, а також використовувати для його виготовлення такі матеріали і методи їхньої обробки, які забезпечували б мінімальну масу і витрати матеріалу, найбільш спрощене і економне виробництво з урахуванням загального обсягу виготовлення виробів. -Екологічність машини – здатність її виконувати свої функції без шкідливого впливу на навколишнє середовище. Екологічність при проектуванні і конструюванні досягається такими заходами використанням технологічно чистих джерел енергії, запобіганням шкідливого забруднення виробничих приміщень, нейтралізацією продуктів робочого процесу машини, відповідною герметизацією робочих об'ємів машини, використанням матеріалів для деталей із урахуванням можливості їх утилізації після виходу з ладу, забезпеченням виконання функції машини з низьким рівнем шуму та вібрації. 7. Критерії роботоздатності машин та їхніх елементів. -Роботоздатність - стан об'єкта (споруди, машини, деталі і т.ін.), при якому він здатний нормально виконувати задані функції з параметрами, установленими нормативно-технічною документацією (стандартами, технічними умовами і т. ін.. Основними критеріями роботоздатності деталей машин є міцність, жорсткість, стійкість проти спрацювання, вібростійкість, теплостійкість та ін. -Міцність – здатність деталі чинити опір руйнуванню - оцінюється за номінальними допустимими напругами, за коефіцієнтами запасу міцності та ймовірністю безвідмовної роботи (статичними запасами міцності). Міцність є головним критерієм роботоздатності переважної більшості деталей. -Жорсткість – здатність деталей чинити опір зміні форми та розмірів під навантаженням. Розрахунки на стійкість проти спрацьовування передбачають забезпечення рідинного тертя, а це можливе лише при наявності товщини шару мастила, який більший суми мікронерівностей і відхилень форми контактних поверхонь. -Вібростійкість – здатність конструкцій працювати в потрібному діапазоні режимів без недопустимих коливань. Оскільки існує тенденція зростання швидкостей машин, то явища коливань стають все небезпечнішими, відтак розрахунки на вібростійкість все актуальнішими. -Теплостійкість – важливий критерій роботоздатності багатьох елементів машин, що полягає у здатності їх не втрачати своїх експлуатаційних показників при змінах температури, оскільки робота багатьох машин супроводжується виділенням теплоти, що пов'язане з робочим процесом в машині та тертям у рухомих спряженнях їхніх деталей. Надмірне тепловиділення знижує роботоздатність деталей машини і погіршує якість їх роботи.
8. Види навантаг. Навантаження, які діють на окремі елементи машини, поділяють на корисні та власні (шкідливі). -Корисні навантаження сприяють реалізації машиною виробничого процесу. Власні навантаження неминуче супроводжують роботу машини і в основному складаються із власної ваги окремих ланок, динамічних сил, сил тертя в з'єднаннях і місцевих сил, спричинених концентрацією навантаження на поверхні контакту деталей. Природно, що не всі сили власної ваги і динамічні сили шкідливі. В машинах ударної (молотах) і вібраційної дії динамічні навантаження використовують для здійснення корисного робочого процесу. Власна вага може також виконувати позитивну роль (наприклад, противага в підйомно–транспортних машинах) або здійснювати робочі функції (у гиревих приладах часу). За характером зміни в часі навантаження в машинах поділяють на постійні і змінні. -Постійні навантаження – це в більшості випадків сили тиску рідини або газу, навантаження від початкового попереднього напруження деталей при їх з'єднанні в процес складання, а також власна вага. До цих же навантажень належать і постійні протягом значного періоду або циклу роботи навантаження, характерні для робочого режиму експлуатації машини. Власна вага має основне значення в транспортних і підйомно–транспортних машинах, в установках для буріння глибоких свердловин та інших машинах. Такі навантаження суттєві для опор важких зрівноважених роторів. -Змінні навантаження можуть бути спричинені нерівномірністю робочого процесу в машинах–двигунах (наприклад, у двигунах внутрішнього згоряння); внутрішньою динамікою роботи (запуск у роботу, гальмування, реверсування, незрівноваженість, неточність виготовлення); зміною робочого процесу машини через збільшення чи зменшення сил корисного опору та ін. 9. Розподіл навантаг у часі та типові режими навантаження елементів машин. Навантаження елементів машини може бути постійним у часі або змінюватись у широких межах протягом усього періоду експлуатації машини. Покажемо можливий характер зміни навантаження у вигляді графіків, побудованих у системі координат навантаження F (або обертовий момент Т) – час t.
На рис. 2.1, а зображений графік постійного навантаження. В момент пуску машини навантаження F спочатку швидко зростає, а потім практично залишається постійним протягом значного часу, набуваючи номінального значення FНОМ, яке є вихідним для виконання розрахунків на міцність. Для багатьох машин характерним є змінне навантаження протягом усього періоду експлуатації (рис. 2.1, б). Щоб оцінити інтенсивність такого складного режиму навантаження і зробити кількісне порівняння різних режимів навантаження елементів машини, треба поділити весь строк служби h на окремі періоди роботи, або цикли hi, протягом яких навантаження F наближено зберігається постійним. Якщо впорядкувати всі цикли роботи машини за зменшенням навантаження, то можна здобути циклограму навантаження елементів машини протягом заданого періоду її експлуатації (рис.2.2 а). Тривалість циклу роботи машини з однаковими навантаженнями можна гранично зменшити, що дозволить характеризувати режим навантаження більш точно. У цьому разі матимемо не ступеневий, а плавний характер циклограми навантаження, до того ж її можна побудувати в системі координат навантаження F– число циклів nц появи навантаження даного рівня (рис. 2.2, б). Навантаження різних рівнів відбувається за сумарне число циклів n∑ роботи машини. За циклограмою на рис 2.2, б можна стверджувати, що навантаження рівня Fі з'являється пці разів протягом усього періоду експлуатації машини. На практиці можна використовувати циклограми навантаження, що побудовані в системі координат відносних величин Fі/F (Ті/Т) і пці/n∑ Такі циклограми показані на рис.2.2,в. Вони побудовані для різних режимів навантаження елементів машини і дозволяють характеризувати відносну інтенсивність цих режимів. Так, режим за графіком 1 є більш інтенсивним, ніж режим навантаження за графіком 2, бо для режиму 1 переважають навантаження більш високого рівня. Побудова циклограми навантаження елементів конкретної машини – дуже складний і трудомісткий процес. Для цього треба зареєструвати неперервний характер зміни навантаження протягом значного періоду експлуатації машини. Така реєстрація виконується спеціальною апаратурою із записом навантаження на магнітну стрічку або за осцилограмами. Подальша статистична обробка зареєстрованих навантажень дозволяє побудувати циклограму навантаження конкретної деталі. У нашій країні і за кордоном стосовно технологічних і транспортних машин, таких як металообробні верстати, автомобілі, трактори, гірничі і підйомно–транспортні машини, екскаватори, сільськогосподарська техніка та ін., проведене вивчення навантажень у функції часу і накопичена деяка узагальнена інформація про діючі навантаження. Це дало можливість дістати типові режими навантаження машин за відомими із курсу теорії ймовірностей законами розподілу випадкових величин.
На рис. 2.3 наведені графіки типових режимів навантаження машин, що побудовані в системі відносних координат Fі/F і пці/n∑. Тут взято такі позначення: П – постійний режим навантаження; В – важкий режим; СР – середній рівноймовірний режим; СН – середній нормальний режим, Л – легкий режим навантаження. Рис. 2.3. Графіки типових режимів навантаження елементів машин Для важкого режиму характерний високий рівень навантаження протягом значного періоду експлуатації машини, а для легкого режиму – низький рівень навантаження протягом цього ж періоду. Гірничі машини здебільшого експлуатуються при важкому режимі навантаження, а транспортні – при середньому рівноймовірному або середньому нормальному. Для металообробних верстатів характерним є легкий режим навантаження. Різні види підйомно–транспортного обладнання можуть працювати на режимах навантаження від легкого до важкого. Постійний режим є найнапруженішим, бо машина протягом практично всього періоду її експлуатації знаходиться під дією постійного номінального навантаження. За постійний режим навантаження можна брати такий режим, за яким навантаження елементів змінюється у межах до 20 % від номінального Fном. На практиці постійний режим навантаження зустрічається значно рідше, ніж інші. При побудові графіків типових режимів навантаження F є максимальним, довгочасно діючим. Довгочасно діючими навантаженнями називають такі наванта–ження із їхнього загального спектра, сумарне число появи яких nц ≥ 5∙104. Максимальні навантаження Fmах. для яких число появи за час експлуатації машини пц < 5∙104, вважають короткочасно діючими і при розрахунку деталей на втому до уваги не беруть. За цими навантаженнями виконують розрахунки деталей на статичну міцність. Відповідність режиму навантаження тієї чи іншої машини або деталі одному з типових режимів на рис.2.3 встановлюється за подібністю форми графіків і за середнім значенням навантаження. За розрахунковий треба брати типовий режим, який найбільш близький до фактичного в області навантажень високого рівня. 11. Зміна напруг у часі. Під час дії на деталь постійного за модулем та напрямом навантаження в ній виникають постійні напруження. Якщо модуль або напрям навантаження щодо деталі змінюється в часі, то і напруження в деталі будуть мінятися в часі. Наприклад, змінні в часі напруження будуть тоді, коли навантаження постійне, але змінюється положення деталі щодо напряму навантаження (постійна за модулем і напрямом поперечна сила на вісь, що обертається, спричинює в перерізах цієї осі змінні в часі напруження). Сукупність всіх напружень за один період зміни їх називається циклом напружень. Цикл напружень характеризується максимальним σmax і мінімальним σminнапруженнями, а також амплітудою напружень σа та коефіцієнтом асиметрії циклу R. Середнє напруження σm циклу дорівнює алгебраїчній півсумі максимального і мінімального напружень: σm = 0,5(σmax + σmin). (13) Амплітуда напружень σa циклу –це алгебраїчна піврізниця максимального та мінімального напружень: σa = 0,5(σmax – σmin). (14) Відношення мінімального напруження циклу до максимального, взяте з відповідним знаком, називається коефіцієнтом асиметрії циклу R = σmin/σmax. (15) Практичне застосування в розрахунках деталей машин знаходять: постійне напруження (σm = σ; σа = 0; R = 1), симетричний (σm = 0; σа = σmax; R = –1) іпульсуючий (σm = 0,5σmax; σа = 0,5·σmax; R = 0) цикли напружень. Усі інші цикли напружень можуть бути зведені до певної сукупності названих трьох циклів. Відомо, що змінні напруження спричинюють явища втоми матеріалу деталей. Характеристикою міцності матеріалу в цьому випадку виступає границя витривалості σR (відповідно σ–1, τ–1 для симетричного і σ0, τ0 для пульсуючого циклів).
|
|||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2017-01-19; просмотров: 115; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.137.189.57 (0.024 с.) |