Основные критерии работоспособности и факторы, влияющие на них

Цель расчета деталей машин – определение материала и геометрических размеров деталей. Расчет производится по одному или нескольким критериям.

Прочность – главный критерий – способность детали сопротивляться разрушению под действием внешних нагрузок. Следует различать прочность материала и прочность детали. Для повышения прочности надо использовать правильный выбор материала и рациональный выбор формы детали. Увеличение размеров – очевидный, но нежелательный путь.

Жесткость – способность детали сопротивляться изменению формы под действием нагрузок.

Износостойкость – способность детали сопротивляться истиранию по поверхности силового контакта с другими деталями. Повышенный износ приводит к изменению формы детали, физико-механических свойств поверхностного слоя.

Меры по предупреждению износа:
а) правильный подбор пар трения;
б) снижение температуры узла трения;
в) обеспечение хорошей смазки;
г) предотвращение попадания частиц износа в зону контакта.

Теплостойкость – способность детали сохранять свои расчетные параметры (геометрические размеры и прочностные характеристики) в условиях повышенных температур. Заметное снижение прочности наступает для черных металлов при t = 350-4000, для цветных – 100-1500. При длительном воздействии нагрузки в условиях повышенных температур наблюдается явление ползучести- непрерывная пластическая деформация при постоянной нагрузке.

Для увеличения теплостойкости используют:
а) материалы с малым коэффициентом линейного расширения;
б) специальные жаропрочные стали.

Виброустойчивость – способность детали работать в заданном режиме движения без недопустимых колебаний.

Надежность – способность детали безусловно работать в течение заданного срока службы.

Кн= 1-Q (1.1.1),
где Кн – коэффициент надежности – вероятность безотказной работы машины,
Q – вероятность отказа детали.
Если машина состоит из n деталей, то Кн = 1- nQ , то есть меньше единицы, чем меньше деталей в машине, тем она более надежная.

Урок 10

При проектировании новых и модернизации старых машин, узлов и деталей к ним предъявляются требования:

1. Увеличение мощности при тех же габаритах;

2. Повышение скорости и производительности.

3. Повышение КПД.

4. Автоматизация работы машины.

5. Использование стандартных деталей и типовых узлов.

6. Минимальная масса и низкая стоимость изготовления и ремонта.

Основные требования к деталям машин:

- прочность (способность сопротивляться разрушениям);

- жесткость (способность сопротивляться деформации под нагрузкой);

- долговечность или износостойкость (способность сохранять характеристики в течение заданного срока службы);

- надежность (способность сохранять заданные функции с сохранением эксплуатационных показателей в течение требуемого промежутка времени);

- теплостойкость (способность конструкции работать в пределах заданных температур в течение определенного срока службы);

- виброустойчивость (способность работать в нужном режиме без недопустимых колебаний).

Дополнительные требования: коррозийная стойкость, снижение массы, дешевизна, простота и технологичность изготовления, удобство эксплуатации, транспортабельность, красота, экономичность конструкции, стандартизация (система обеспечения выпуска единообразной продукции путем введения обязательных норм стандартов). Виды стандартов ГОСТ (государственный), ОСТ (отраслевой), СТП (стандарт предприятия). Стандартизация обеспечивает легкую и быструю взаимозаменяемость деталей при эксплуатации и ремонте машин.

 

 

Показатели, определяющие работоспособность детали, зависят от характера приложения нагрузки, размеров и форм детали, материала, из которого она изготовлена.

Важно обратить внимание на материалы, использующиеся для изготовления деталей. Ассортимент их велик, необходимо запомнить и законспектировать наиболее распространенные.

Материалы:

Сталь - ковкий сплав железа с углеродом (до 2%) и другими примесями. Три сортамента:1) стали углеродистые обыкновенного качества Ст0, Ст1, Ст2, Ст3, Ст4, Ст5 и их модификации; 2) качественные конструкционные сортовые углеродистые стали марок 10, 15, 20, 30, 40,45, 50; 3) легированные стали с присадками.

Чугун – сплав железа с углеродом (более 2,14%) и другими элементами. Используется для деталей, испытывающих низкое напряжение. Применяется белый, отбеленный, серый, высокопрочный ковкий чугун. При добавке в расплавленный чугун графитизирующих элементов происходит модифицирование чугуна и он по некоторым физико - механическим свойствам не уступает сталям.

Цветные металлы (медь, цинк, свинец, олово, алюминий и др.) входят в состав распространенных сплавов (бронза, латунь, баббит, силумин, дюралюминий и др.)

Биметаллы – металлические материалы, состоящие из двух и более слоев.

Композиционные металлические материалы – композиции из высокопрочных волокон и основы из мягких металлов (могут превышать по прочности обычные конструкционные).

Неметаллические материалы все шире распространяются вместо металлов и сплавов. Это пластмассы, герметики, клеи .

Пластмассы – искусственные материалы, получаемые на основе полимерных связующих веществ.

В заключение изучения темы обратить внимание на способы изготовления деталей.

Способы изготовления деталей: ковка, литье, штамповка и механическая обработка.

Урок 12

⇐ Предыдущая12345Следующая ⇒

Поделиться: