Верно ли утверждение что детали машин и механизмов относятся к опосредствованным наглядным пособиям
Обновлено: 10.05.2024
Человек создал машины для производства различных видов работ или преобразования энергии. Современные машины значительно повышают производительность труда человека. Например, человек в течение длительного времени может развивать мощность не более 0,1 кВт, а мощность машин — преобразователей энергии достигает 1200 МВт.
Техническим устройством называется изделие машиностроения или приборостроения для преобразования, добычи, перемещения, контроля объектов или управления ими.
К техническим устройствам относят машины, инструменты, приспособления и т. д. Объектами воздействия технических устройств могут быть материалы, заготовки, изделия, энергия, информация, ископаемые, растения и т. д.
Если техническое устройство функционирует при участии людей и управляется ими, то оно называется ручным техническим устройством, например коловорот (ручная дрель). Если же техническое устройство функционирует при последовательном применении мускульной энергии людей и энергии неживой природы (например, электродвигатель, пневмо- или гидромотор) и управляется людьми, то оно называется механизированным техническим устройством; примером может служить электрическая дрель.
Автоматическое устройство функционирует и управляется по заданному алгоритму с использованием энергии неживой природы без непосредственного участия человека.
Машина — отдельное техническое устройство, состоящее из энергетической, передаточной, исполнительной и управляющих составных частей и выполняющее механические движения для непосредственного преобразования состояния материала, энергии или информации.
Все машины можно классифицировать на энергетические и рабочие. К энергетическим машинам относятся компрессоры, генераторы, гидротурбины и т. д., вырабатывающие энергию. Рабочие машины подразделяются на технологические (металлорежущие станки, контрольно-сортировочные автоматы, кузнечно-прессовое оборудование), транспортные (робокары, подъемные краны, конвейеры) и электронные (электронно-вычислительные машины, компьютеры).
Любая машина состоит из двигательного, передаточного и исполнительного механизмов. Например, у металлорежущего станка двигательным механизмом является электромотор, а у автомобиля — двигатель внутреннего сгорания; исполнительным механизмом (его также называют рабочим органом) у токарного станка является суппорт с режущим инструментом, а у автомобиля — колеса.
Механизм — техническое устройство, состоящее из системы твердых тел (звеньев механизма), предназначенное для передачи и преобразования движений и скоростей одного или нескольких тел (ведущих) в требуемые движения остальных тел системы.
Детали — составные части машин и механизмов, каждая из которых изготовлена без применения сборки (например, вал, шестерня, болт, шплинт, гайка, винт вертолета).
Число деталей в сложных машинах может измеряться десятками и сотнями тысяч. Например, в автомобиле более 15 тыс. деталей, в автоматизированных комплексах прокатного оборудования — более миллиона.
В машине можно выделить совокупность совместно работающих деталей, которые представляют собой конструктивно обособленные единицы, объединенные одним назначением; эти сборочные единицы называют узлами. Узлы одной машины можно изготавливать на разных заводах. Примерами таких узлов являются муфты, редукторы, электрошпиндели, шарикоподшипники.
Детали машин и узлы бывают:
- общего назначения — используются во многих типах машин; это болты, шпильки, гайки, зубчатые колеса, шплинты, штифты, шпонки, подшипники качения, муфты, шайбы, редукторы;
- специального назначения — применяются в ограниченном числе типов машин, например турбинное колесо, шпиндель металлорежущего станка, винт вертолета, узел микроперемещений.
Две подвижно-соединенные детали образуют кинематическую пару. Различают низшие и высшие кинематические пары. Низшие пары имеют соприкосновение элементов по поверхности, высшие — по линиям или в точках.
На рис. 3.1 представлены соответственно низшие (рис. 3.1, а — вращательная; рис. 3.1, б — поступательная; рис. 3.1, в — винтовая) и высшая (рис. 3.1, г — зубчатая) кинематические пары.
Тела, образующие кинематическую пару, называются звеньями.
Совокупность звеньев подвижно-соединенных кинематических пар называется кинематической цепью.
На рис. 3.2 представлены кинематические цепи, состоящие из пары зубчатых колес (рис. 3.2, а), а также цилиндрических, конической и червячной пар (рис. 3.2, б). Если в кинематической цепи закрепить одно звено, то оно становится механизмом (рис. 3.2, в).
Основные критерии работоспособности и расчета деталей машин
- Прочность
- Точность
- Жесткость
- Износостойкость
- Стойкость к тепловым воздействиям
- Виброустойчивость
- Надежность
Объект рассмотрения в машиностроении называют изделием. Таковым может быть отдельная деталь, кинематическая пара, узел, машина или система машин. Каждое изделие характеризуется определенными выходными параметрами. Например, в соответствии с нормативными техническими документами координатно-расточный станок с ЧПУ (т. е. машина в целом) должен иметь точность позиционирования 5 мкм. Если с течением времени при обработке отверстия в корпусной детали на станке не достигается заданная точность межосевых расстояний, то считается, что станок потерял свою работоспособность, хотя он как машина функционирует. Такое заключение связано с тем, что выходной параметр станка (точность позиционирования) вышел за предел, установленный нормативно-технической документацией (НТД).
Работоспособность — состояние изделия, при котором оно способно выполнять свои функции, сохраняя значения заданных выходных параметров в пределах, установленных НТД.
Детали машин должны сохранять эксплуатационные показатели и выполнять свои функции в течение заданного срока службы, а также иметь минимальную стоимость изготовления и эксплуатации.
Работоспособность изделий характеризуется определенными критериями. Важнейшими из них являются прочность, точность, жесткость, виброустойчивость, стойкость к тепловым воздействиям, износостойкость, надежность. По одному или по нескольким из них рассчитывают размеры деталей машин и выбирают материалы.
Прочность
Расчеты на прочность деталей машин осуществляют по допускаемым напряжениям, коэффициентам запаса прочности или вероятности безотказной работы.
Расчеты по допускаемым напряжениям наиболее просты и удобны, используются для машин массового производства, опыт эксплуатации которых значителен.
Прочность деталей, например станков, исключает аварийные ремонты из-за их поломки. Поэтому допускаемое напряжение статически нагруженных деталей рассчитывают по пределу текучести (для пластичных материалов)
где nт — коэффициент запаса, nт = 1,1…1,4, и по пределу прочности (для хрупких материалов)
Прочность деталей, подвергающихся переменной нагрузке, рассчитывают с учетом факторов, влияющих на сопротивление при усталости — концентрации напряжений, размеров деталей, состояния поверхностного слоя (см. подразд. 2.10).
Для конструкций, разрушение которых особенно опасно для жизни людей (паровые котлы, грузоподъемные машины), метод расчета и выбор коэффициентов запаса прочности регламентирован нормами государственного технического надзора.
Точность
Точность деталей машин включает в себя точность формы и размеров отдельных участков детали, а также точность взаимного положения этих участков.
Точность обработки характеризуется значениями допущенных при обработке погрешностей, т. е. отступлением размеров обработанной детали от заданных по чертежу. Погрешности обработки должны находиться в пределах допусков.
Кроме того, необходимо при обработке изделия получить заданную чистоту поверхности, которая непосредственно зависит от метода обработки и режимов резания.
Точность машины будет в первую очередь зависеть от точности и чистоты поверхностей ее деталей.
Однако при проектировании и изготовлении машин нужно учитывать и другие факторы, которые могут снижать их точность.
Рассмотрим металлорежущий станок. В координатно-расточном станке под влиянием усилий, возникающих при резании, узлы деформируются и изменяют свое относительное положение. В результате этого происходит искажение траекторий движения инструмента относительно заготовки.
Точность обработки изделия при этом будет снижаться. Следовательно, на точность координатно-расточного станка (т. е. машины) оказывает влияние жесткость его узлов.
Кроме того, точность измерительных и отсчетных устройств этого станка, предназначенных для перемещения стола с изделием относительно инструмента, также будет оказывать большое влияние на точность обработки. Следовательно, этот фактор будет влиять на точность станка.
Неточность обработки на станке может возникнуть в результате температурных деформаций узлов и деталей станка, а также вследствие снижения качества зубчатых колес и ходового винта, которое влияет на точность кинематической цепи станка. Особенно это актуально для зуборезных, винторезных, зубо- и резьбошлифовальных станков.
Кинематическая точность в зуборезных станках существенно зависит от точности изготовления и монтажа червяка и червячного колеса в делительной цепи.
При конструировании других машин (автомобилей, самолетов, подъемных кранов) должны быть учтены конкретные факторы, которые могут снижать точность проектируемой машины.
Жесткость
Критерий жесткости в машинах является одним из важнейших. Особенно большое значение он имеет в станкостроении. Например, прецизионные станки приходится проектировать значительно более массивными, чем другие машины для тех же нагрузок и мощностей.
Жесткость станка влияет на точность обработки, виброустойчивость и долговечность.
Жесткостью узла называется его способность сопротивляться появлению упругих отжатий под действием нагрузки.
Она может быть определена как отношение силы F, Н, приложенной к узлу в заданном направлении, к упругому отжатию этого узла d, мм:
Износостойкость
В результате постепенного изменения поверхностей трения при взаимодействии двух сопряженных деталей происходит изнашивание.
Изнашивание представляет собой процесс постепенного уменьшения размеров и изменения формы деталей.
По статистике большинство деталей машин выходит из строя из-за изнашивания, при котором в миниатюре происходят те же процессы: пластические и упругие деформации, сдвиг, усталостные разрушения.
Для большинства деталей наиболее характерно абразивное изнашивание. Абразивные частицы могут попадать извне в смазку или непосредственно на трущиеся поверхности; вследствие резания или царапания с отделением микростружки они разрушают эти поверхности.
Кроме того, при относительном перемещении двух поверхностей микровыступы испытывают переменные напряжения, вследствие чего в дальнейшем наступает усталостное разрушение. Появляются микротрещины, что способствует отделению частичек материала.
Таким образом, изнашивание при перемещении двух поверхностей сопровождается абразивным изнашиванием за счет отделившихся частиц.
В большинстве случаев можно наблюдать три стадии изнашивания (рис. 3.3): I — период приработки; II — установившееся (или нормальное) изнашивание; III — катастрофическое изнашивание.
Период нормальной эксплуатации машин (II стадия изнашивания) характеризуется линейной зависимостью между временем изнашивания t и износом U, мкм. Скорость изнашивания g на этой стадии остается постоянной: g = U/t. Для абразивного и усталостного изнашивания значение износа можно определить по следующей зависимости:
где k — коэффициент, зависящий от материала пар трения, смазки, микронеровностей и других факторов; р — давление; vотн — скорость относительного скольжения.
Исключив время t, получим
Для конкретных пар можно экспериментально определить коэффициент k и в дальнейшем прогнозировать долговечность работы многих деталей: направляющих скольжения станков, кулисных механизмов, дисков фрикционных муфт, ходовых винтов и гаек скольжения.
Изнашивание вызывает резкое удорожание эксплуатации машин в связи с необходимостью периодической проверки их технического состояния, а также ремонта. Это, в свою очередь, связано с простоями и снижением производительности машин.
Износостойкость могут повысить следующие мероприятия: смазывание трущихся поверхностей; применение износостойких материалов; защита поверхностей от загрязнения; перенос усилий с ответственных механизмов на менее ответственные (например, наружную поверхность на токарном станке обтачивают при включенном ходовом вале, а ходовой винт отключают); разгрузка изнашиваемых поверхностей и др.
Основные признаки растений: В современном мире насчитывают более 550 тыс. видов растений. Они составляют около.
Примеры решений задач по астрономии: Фокусное расстояние объектива телескопа составляет 900 мм, а фокусное .
Внимание! Все тесты в этом разделе разработаны пользователями сайта для собственного использования. Администрация сайта не проверяет возможные ошибки, которые могут встретиться в тестах.
Список вопросов теста
Вопрос 1
Что можно назвать машиной?
- редуктор
- коробка передач
- токарный станок
- двигатель внутреннего сгорания
- звездочка цепной передачи
Вопрос 2
Выберите правильное определение машины
- устройство, которое служит для облегчения или замены физического или умственного труда человека
- крупная сборочная единица, являющаяся составной частью изделия
- единая неделимая часть машины, изготовленная без применения сборочных операций
Вопрос 3
Что называется деталью?
- крупная сборочная единица, являющаяся составной частью изделия
- единая неделимая часть машины, изготовленная без применения сборочных операций
- устройство, которое служит для облегчения или замены физического или умственного труда человека
Вопрос 4
Выберите из предложенных вариантов технологические машины
- шлифовальный станок
- автомобиль
- электрический двигатель
- пресс
Вопрос 5
Выберите из предложенныъ вариантов энергетические машины
- компрессор
- двигатель внутреннего сгорания
- сверлильный станок
- персональный компьютер
Вопрос 6
Выберите из предложенных вариантов информационные машины
- персональный компьютер
- фрезерный станок
- динамо-машина
- сканер
- принтер
Вопрос 7
Выберите из предложенных вариантов детали
- Муфта
- Подшипник
- Вал
- Ременная передача
- Зубчатое колесо
Вопрос 8
Детали и узлы специального назначения.
- применяются в отдельных типах машин и механизмов
- применяются почти во всех машинах и механизмах
- изменяют свойства, форму и размеры тел
Вопрос 9
Детали и узлы общего назначения.
- крупная сборочная единица, являющаяся составной частью изделия
- применяются в отдельных типах машин и механизмов
- применяются почти во всех машинах и механизмах
Вопрос 10
Укажите детали и узлы общего назначения
- коленчатый вал
- подшипник
- редуктор
- шпиндель
- кривошипно шатунный механизм
Вопрос 11
Укажите детали и узлы специального назначения
- газораспределительный механизм
- муфта
- статор
- подшипник
Вопрос 12
Укажите детали и узлы, обслуживающие передачи
- Подшипник
- Вал
- Зубчатое колесо
- Муфта
- Шпонка
Вопрос 13
Укажите передачи вращательного движения
- Болтовое соединение
- Червячная передача
- Цепная передача
- Муфта
Вопрос 14
Укажите соединительные детали и соединения
- Шпонка
- Заклепочное соединение
- Вал
- Зубчатая передача
- Сварное соединение
Вопрос 15
Какие бывают передачи по способу передачи движения
- передачи трением
- передачи непосредственного контакта
- передачи гибкой связью
- передачи зацеплением
- передачи вращением
Вопрос 16
Какие бывают передачи по способу соединения ведущего и ведомого звеньев
- передачи трением
- передачи непосредственного контакта
- передачи зацеплением
- передачи гибкой связью
Вопрос 17
Укажите передачи зацеплением и непосредственного контакта
- цепная передача
- зубчатая передача
- червячная передача
- ременная передача
- фрикционная передача
Вопрос 18
Укажите к какому виду относится цепная передача
- передача зацеплением непосредственного контакта
- передача зацеплением гибкой связью
- передача трением непосредственного контакта
- передача трением гибкой связью
Вопрос 19
Укажите к какому виду относится ременная передача
- передача зацеплением гибкой связью
- передача трением гибкой связью
- передача зацеплением непосредственного контакта
- передача трением непосредственного контакта
Вопрос 20
Укажите передачу трением непосредственного контакта
- ременная передача
- цепная передача
- фрикционная передача
- червячная передача
- зубчатая передача
Вопрос 21
Определите передаточное число передачи, если ω1 = 90 рад/с, ω 2 = 30 рад/с
Вопрос 22
определите угловую скорость ведущего вала, если
ω 2 = 40 рад/с, передаточное число равно 2
Вопрос 23
определите угловую скорость ведомого вала, если передаточное число равно 4, а угловая скорость ведущего вала равна 120 рад/с
Вопрос 24
Определите вращающий момент, если мощность двигателя равна 15 кВт, а угловая скорость равна 30 рад/с
- 450 Вт
- 0,5 кВт
- 500 Вт
- 450 кВт
Вопрос 25
Определить мощность двигателя, если вращающий момент равен 200 Нм, а угловая скорость вала двигателя равна 20 рад/с
Человек создал машины для производства различных видов работ или преобразования энергии. Современные машины значительно повышают производительность труда человека. Например, человек в течение длительного времени может развивать мощность не более 0,1 кВт, а мощность машин — преобразователей энергии достигает 1200 МВт.
Техническим устройством называется изделие машиностроения или приборостроения для преобразования, добычи, перемещения, контроля объектов или управления ими.
К техническим устройствам относят машины, инструменты, приспособления и т. д. Объектами воздействия технических устройств могут быть материалы, заготовки, изделия, энергия, информация, ископаемые, растения и т. д.
Если техническое устройство функционирует при участии людей и управляется ими, то оно называется ручным техническим устройством, например коловорот (ручная дрель). Если же техническое устройство функционирует при последовательном применении мускульной энергии людей и энергии неживой природы (например, электродвигатель, пневмо- или гидромотор) и управляется людьми, то оно называется механизированным техническим устройством; примером может служить электрическая дрель.
Автоматическое устройство функционирует и управляется по заданному алгоритму с использованием энергии неживой природы без непосредственного участия человека.
Машина — отдельное техническое устройство, состоящее из энергетической, передаточной, исполнительной и управляющих составных частей и выполняющее механические движения для непосредственного преобразования состояния материала, энергии или информации.
Все машины можно классифицировать на энергетические и рабочие. К энергетическим машинам относятся компрессоры, генераторы, гидротурбины и т. д., вырабатывающие энергию. Рабочие машины подразделяются на технологические (металлорежущие станки, контрольно-сортировочные автоматы, кузнечно-прессовое оборудование), транспортные (робокары, подъемные краны, конвейеры) и электронные (электронно-вычислительные машины, компьютеры).
Любая машина состоит из двигательного, передаточного и исполнительного механизмов. Например, у металлорежущего станка двигательным механизмом является электромотор, а у автомобиля — двигатель внутреннего сгорания; исполнительным механизмом (его также называют рабочим органом) у токарного станка является суппорт с режущим инструментом, а у автомобиля — колеса.
Механизм — техническое устройство, состоящее из системы твердых тел (звеньев механизма), предназначенное для передачи и преобразования движений и скоростей одного или нескольких тел (ведущих) в требуемые движения остальных тел системы.
Детали — составные части машин и механизмов, каждая из которых изготовлена без применения сборки (например, вал, шестерня, болт, шплинт, гайка, винт вертолета).
Число деталей в сложных машинах может измеряться десятками и сотнями тысяч. Например, в автомобиле более 15 тыс. деталей, в автоматизированных комплексах прокатного оборудования — более миллиона.
В машине можно выделить совокупность совместно работающих деталей, которые представляют собой конструктивно обособленные единицы, объединенные одним назначением; эти сборочные единицы называют узлами. Узлы одной машины можно изготавливать на разных заводах. Примерами таких узлов являются муфты, редукторы, электрошпиндели, шарикоподшипники.
Детали машин и узлы бывают:
- общего назначения — используются во многих типах машин; это болты, шпильки, гайки, зубчатые колеса, шплинты, штифты, шпонки, подшипники качения, муфты, шайбы, редукторы;
- специального назначения — применяются в ограниченном числе типов машин, например турбинное колесо, шпиндель металлорежущего станка, винт вертолета, узел микроперемещений.
Две подвижно-соединенные детали образуют кинематическую пару. Различают низшие и высшие кинематические пары. Низшие пары имеют соприкосновение элементов по поверхности, высшие — по линиям или в точках.
На рис. 3.1 представлены соответственно низшие (рис. 3.1, а — вращательная; рис. 3.1, б — поступательная; рис. 3.1, в — винтовая) и высшая (рис. 3.1, г — зубчатая) кинематические пары.
Тела, образующие кинематическую пару, называются звеньями.
Совокупность звеньев подвижно-соединенных кинематических пар называется кинематической цепью.
На рис. 3.2 представлены кинематические цепи, состоящие из пары зубчатых колес (рис. 3.2, а), а также цилиндрических, конической и червячной пар (рис. 3.2, б). Если в кинематической цепи закрепить одно звено, то оно становится механизмом (рис. 3.2, в).
Основные критерии работоспособности и расчета деталей машин
- Прочность
- Точность
- Жесткость
- Износостойкость
- Стойкость к тепловым воздействиям
- Виброустойчивость
- Надежность
Объект рассмотрения в машиностроении называют изделием. Таковым может быть отдельная деталь, кинематическая пара, узел, машина или система машин. Каждое изделие характеризуется определенными выходными параметрами. Например, в соответствии с нормативными техническими документами координатно-расточный станок с ЧПУ (т. е. машина в целом) должен иметь точность позиционирования 5 мкм. Если с течением времени при обработке отверстия в корпусной детали на станке не достигается заданная точность межосевых расстояний, то считается, что станок потерял свою работоспособность, хотя он как машина функционирует. Такое заключение связано с тем, что выходной параметр станка (точность позиционирования) вышел за предел, установленный нормативно-технической документацией (НТД).
Работоспособность — состояние изделия, при котором оно способно выполнять свои функции, сохраняя значения заданных выходных параметров в пределах, установленных НТД.
Детали машин должны сохранять эксплуатационные показатели и выполнять свои функции в течение заданного срока службы, а также иметь минимальную стоимость изготовления и эксплуатации.
Работоспособность изделий характеризуется определенными критериями. Важнейшими из них являются прочность, точность, жесткость, виброустойчивость, стойкость к тепловым воздействиям, износостойкость, надежность. По одному или по нескольким из них рассчитывают размеры деталей машин и выбирают материалы.
Прочность
Расчеты на прочность деталей машин осуществляют по допускаемым напряжениям, коэффициентам запаса прочности или вероятности безотказной работы.
Расчеты по допускаемым напряжениям наиболее просты и удобны, используются для машин массового производства, опыт эксплуатации которых значителен.
Прочность деталей, например станков, исключает аварийные ремонты из-за их поломки. Поэтому допускаемое напряжение статически нагруженных деталей рассчитывают по пределу текучести (для пластичных материалов)
где nт — коэффициент запаса, nт = 1,1…1,4, и по пределу прочности (для хрупких материалов)
Прочность деталей, подвергающихся переменной нагрузке, рассчитывают с учетом факторов, влияющих на сопротивление при усталости — концентрации напряжений, размеров деталей, состояния поверхностного слоя (см. подразд. 2.10).
Для конструкций, разрушение которых особенно опасно для жизни людей (паровые котлы, грузоподъемные машины), метод расчета и выбор коэффициентов запаса прочности регламентирован нормами государственного технического надзора.
Точность
Точность деталей машин включает в себя точность формы и размеров отдельных участков детали, а также точность взаимного положения этих участков.
Точность обработки характеризуется значениями допущенных при обработке погрешностей, т. е. отступлением размеров обработанной детали от заданных по чертежу. Погрешности обработки должны находиться в пределах допусков.
Кроме того, необходимо при обработке изделия получить заданную чистоту поверхности, которая непосредственно зависит от метода обработки и режимов резания.
Точность машины будет в первую очередь зависеть от точности и чистоты поверхностей ее деталей.
Однако при проектировании и изготовлении машин нужно учитывать и другие факторы, которые могут снижать их точность.
Рассмотрим металлорежущий станок. В координатно-расточном станке под влиянием усилий, возникающих при резании, узлы деформируются и изменяют свое относительное положение. В результате этого происходит искажение траекторий движения инструмента относительно заготовки.
Точность обработки изделия при этом будет снижаться. Следовательно, на точность координатно-расточного станка (т. е. машины) оказывает влияние жесткость его узлов.
Кроме того, точность измерительных и отсчетных устройств этого станка, предназначенных для перемещения стола с изделием относительно инструмента, также будет оказывать большое влияние на точность обработки. Следовательно, этот фактор будет влиять на точность станка.
Неточность обработки на станке может возникнуть в результате температурных деформаций узлов и деталей станка, а также вследствие снижения качества зубчатых колес и ходового винта, которое влияет на точность кинематической цепи станка. Особенно это актуально для зуборезных, винторезных, зубо- и резьбошлифовальных станков.
Кинематическая точность в зуборезных станках существенно зависит от точности изготовления и монтажа червяка и червячного колеса в делительной цепи.
При конструировании других машин (автомобилей, самолетов, подъемных кранов) должны быть учтены конкретные факторы, которые могут снижать точность проектируемой машины.
Жесткость
Критерий жесткости в машинах является одним из важнейших. Особенно большое значение он имеет в станкостроении. Например, прецизионные станки приходится проектировать значительно более массивными, чем другие машины для тех же нагрузок и мощностей.
Жесткость станка влияет на точность обработки, виброустойчивость и долговечность.
Жесткостью узла называется его способность сопротивляться появлению упругих отжатий под действием нагрузки.
Она может быть определена как отношение силы F, Н, приложенной к узлу в заданном направлении, к упругому отжатию этого узла d, мм:
Износостойкость
В результате постепенного изменения поверхностей трения при взаимодействии двух сопряженных деталей происходит изнашивание.
Изнашивание представляет собой процесс постепенного уменьшения размеров и изменения формы деталей.
По статистике большинство деталей машин выходит из строя из-за изнашивания, при котором в миниатюре происходят те же процессы: пластические и упругие деформации, сдвиг, усталостные разрушения.
Для большинства деталей наиболее характерно абразивное изнашивание. Абразивные частицы могут попадать извне в смазку или непосредственно на трущиеся поверхности; вследствие резания или царапания с отделением микростружки они разрушают эти поверхности.
Кроме того, при относительном перемещении двух поверхностей микровыступы испытывают переменные напряжения, вследствие чего в дальнейшем наступает усталостное разрушение. Появляются микротрещины, что способствует отделению частичек материала.
Таким образом, изнашивание при перемещении двух поверхностей сопровождается абразивным изнашиванием за счет отделившихся частиц.
В большинстве случаев можно наблюдать три стадии изнашивания (рис. 3.3): I — период приработки; II — установившееся (или нормальное) изнашивание; III — катастрофическое изнашивание.
Период нормальной эксплуатации машин (II стадия изнашивания) характеризуется линейной зависимостью между временем изнашивания t и износом U, мкм. Скорость изнашивания g на этой стадии остается постоянной: g = U/t. Для абразивного и усталостного изнашивания значение износа можно определить по следующей зависимости:
где k — коэффициент, зависящий от материала пар трения, смазки, микронеровностей и других факторов; р — давление; vотн — скорость относительного скольжения.
Исключив время t, получим
Для конкретных пар можно экспериментально определить коэффициент k и в дальнейшем прогнозировать долговечность работы многих деталей: направляющих скольжения станков, кулисных механизмов, дисков фрикционных муфт, ходовых винтов и гаек скольжения.
Изнашивание вызывает резкое удорожание эксплуатации машин в связи с необходимостью периодической проверки их технического состояния, а также ремонта. Это, в свою очередь, связано с простоями и снижением производительности машин.
Износостойкость могут повысить следующие мероприятия: смазывание трущихся поверхностей; применение износостойких материалов; защита поверхностей от загрязнения; перенос усилий с ответственных механизмов на менее ответственные (например, наружную поверхность на токарном станке обтачивают при включенном ходовом вале, а ходовой винт отключают); разгрузка изнашиваемых поверхностей и др.
Историческое сочинение по периоду истории с 1019-1054 г.: Все эти процессы связаны с деятельностью таких личностей, как.
Романтизм как литературное направление: В России романтизм, как литературное направление, впервые появился .
К деталям машин и механизмов предъявляют следующие основные требования: работоспособности; надежности; технологичности и экономичности.
Работоспособность - состояние деталей, при котором они способны нормально выполнять заданные функции с параметрами, установленными нормативно-технической документацией (техническими условиями, стандартами и т. п.).
Надежность изделия - свойство выполнять заданные функции, сохраняя во времени значения установленных эксплуатационных показателей в заданных пределах, соответствующих заданным режимам в условиях использования, технического обслуживания, ремонта, хранения и транспортирования.
Надежность является общей проблемой для всех отраслей машиностроения и приборостроения. Любая современная машина или прибор, какими бы высокими характеристиками они ни обладали, будут обесценены при ненадежной работе.
Надежность изделия зависит от необходимой наработки, которая может исчисляться в часах работы станка, налета самолета и т. д., в километрах пробега автомобиля, гектарах обработанной земли для сельскохозяйственной машины и т. д.
В области надежности широко используются следующие основные термины - долговечность, ремонтнопригодность, срок службы, гарантийная наработка (см. глоссарий).
Таким образом, надежность зависит от всех этапов создания и эксплуатации изделий. Ошибки проектирования, погрешности в производстве, упаковке, транспортировке и эксплуатации изделия сказываются на его надежности.
Технологичность. Технологичными называют изделия, требующие минимальных затрат средств, времени и труда в производстве, эксплуатации и ремонте.
Экономичность. При оценке экономичности учитывают затраты на проектирование, изготовление, эксплуатацию и ремонт.
Экономичность изделий достигается за счет снижения материалоемкости, энергоемкости и трудоемкости производства, за счет максимального коэффициента полезного действия в эксплуатации при высокой надежности; высокой специализацией производства и т. д.
Выполнение указанных требований обеспечивается при разработке деталей и совершенствования машин в процессе эксплуатации.
Виды повреждений деталей машин
Наблюдения за износом и повреждениями деталей машин в эксплуатации позволяют выделить пять основных видов разрушения материалов деталей, которые имеют свои подвиды:
1) деформация (всей детали или ее элемента, остаточная деформация поверхности детали, контактные усталостные повреждения) и изломы (хрупкий излом, вязкий излом, усталостный излом);
2) механический износ (истирание металлических пар, абразивный износ, питтингование);
3) эрозионно-кавитационные повреждения (жидкостная эрозия, кавитация, газовая эрозия);
4) коррозионные повреждения (атмосферная коррозия, коррозия в электролитах, газовая коррозия);
5) коррозионно-механические повреждения (коррозионная усталость, коррозионное растрескивание, коррозия при трении).
Рассмотрим характерные черты основных разновидностей разрушения материала деталей машин.
Деформация и изломы возникают при чрезмерном увеличении напряжений в материале детали, превосходящих предел текучести или предел прочности. Остаточная деформация приводит к изменению размеров и конфигурации детали либо к аварийному разделению детали на части (излом) с полной утратой работоспособности.
Изломом называют полное разрушение материала детали, приводящее к ее расчленению (при растяжении, сжатии, изгибе, кручении или сложном напряженном состоянии). Изломы разделяют по характеру нагружения (статический, усталостный) и по особенностям строения (хрупкий, вязкий).
Механический износ проявляется в результате взаимодействия трущихся пар. В зависимости от природы трущихся тел и условий их взаимодействия различают износ при истирании металлических пар при трении качения или скольжения и абразивный износ.
Коррозия. Обязательным условием для возникновения коррозии металла является наличие контакта между деталью и коррозионной средой. По характеру коррозионных сред коррозия металлов разделяется на атмосферную, газовую и коррозию в электролитах.
Коррозионно-механические повреждения возникают при одновременном действии коррозии и механических факторов (деформаций, напряжений, истирания). В зависимости от условий механических воздействий различают повреждения металла при коррозионной усталости, коррозионном растрескивании, а также при трении.
Кавитационно-эрозионные повреждения образуются при взаимодействии с жидкостью или газом, которые с большой скоростью омывают металлическую поверхность. Различают газовую эрозию, жидкостную эрозию и кавитацию.
При высоких температурах наблюдается явление ползучести, которое заключается в том, что металл медленно и непрерывно пластически деформируется под действием постоянных нагрузок. Величина напряжения, вызывающего разрушения при повышенной температуре, зависит от длительности приложения нагрузки. Прочность материала при высокой температуре характеризуется длительной прочностью, определяемой напряжением, вызывающим разрушение при данной длительности нагружения и данной температуре.
Примеры нарушения нормальной работоспособности деталей машин приведены в табл. 1.
Читайте также: