Назовите какие требования предъявляют к машинам и механизмам

Лекция №2. Общие сведения о машинах и механизмах

Машина — это совокупность механизмов, выполняющих определенную работу или преобразующих один вид энергии в другой. В зависимости от назначения различают машины — двигатели и рабочие машины.

В зависимости от назначения рабочие машины могут выполнять определенную работу по изменению формы, размеров, свойств и состояния объектов труда. Объектами труда в предприятиях общественного питания служат пищевые продукты, подвергающиеся различной технологической обработке — очистке, измельчению, взбиванию, перемешиванию, формированию и т.д.

По степени автоматизации и механизации выполняемых технологических процессов различают машины неавтоматические, полуавтоматические, автоматические. В машинах неавтоматического действия загрузка, выгрузка, контроль и вспомогательные технологические операции выполняются поваром, закрепленным за данной машиной. В машинах полуавтоматического действия основные технологические операции выполняются машиной, ручные остаются только транспортные, контрольные и некоторые вспомогательные процессы. В машинах автоматического действия вес технологические и вспомогательные процессы выполняются машиной. Они используются в составе поточных и поточно-механизированных линий и полностью заменяют труд человека.

Основные требования предъявляемые к машинам и механизмам.

Машины и механизмы должны удовлетворять требованиям прогрессивной технологии обработки сырья и продуктов.

Для этого необходимо, чтобы конструктивные, кинематические и гидравлические параметры оборудования обеспечивали оптимальные режимы технологических процессов и высокие технико-экономические показатели. Такими параметрами являются: удельная энергоемкость, удельная металлоемкость, удельная материалоемкость, удельный расход воды, занимаемая оборудованием площадь и др., т. е. параметры машины, отнесенные к единице производительности.

Конструкция должна обеспечивать высокую надежность и долговечность машины, быструю замену изношенных и неисправных рабочих органов, инструментов, узлов и деталей. Конструкция должна быть технологичной, т. е. в процессе изготовления и эксплуатации машины затрачиваются минимальные средства. Необходимо, чтобы машины и механизмы отвечали требованиям техники безопасности и производственной санитарии (машины заземляют; рабочие органы, инструменты и элементы передачи закрывают кожухами, крышками, предохранительными кольцами, облицовками или заключают в корпуса; в конструкцию многих машин включают различные блокировочные устройства и элементы, обеспечивающие отключение их при поднятых ограждениях).

Выпускаемые машины все в большей степени должны отвечать требованиям производственной эстетики. Правильные пропорции машин, простота их формы, удобное расположение элементов управления, загрузочных и разгрузочных устройств, приятная окраска способствуют повышению производительности труда и созданию безопасных условий работы.

При создании современных машин и механизмов стремятся к стандартизации и унификации узлов, деталей и комплектующих изделий, что позволяет сократить номенклатуру запасных частей и облегчить выполнение ремонтных работ.

Рабочие органы и инструменты машин и механизмов должны обладать высокой износоустойчивостью. Быстровращающиеся узлы и детали машин должны быть уравновешены, чтобы исключить износ подшипников, валов и корпусных деталей.

Источник

Требования к машинам и деталям

К большинству машин предъявляются следующие требования:

высокая производительность;экономичность производства и эксплуатации; технологичность;равномерность хода;высокий кпд;

точность работы; компактность, надежность и долговечность;

удобство и безопасность обслуживания;транспортабельность;

соответствие внешнего вида требованиям технической эстетики, современный дизайн.

Применение в машине стандартных деталей и узлов уменьшает количество типоразмеров, обеспечивает взаимозаменяемость, облегчает ремонт машин.

Одним из главных требований, предъявляемых к деталям, является

технологичность, которая значительно влияет на их стоимость.

Следует предусматривать максимально возможное применение стандартных узлов и деталей. Существенными показателями технологичности конструкции являются ее материалоемкость, трудоемкость изготовления и себестоимость. Технологичной считают такую конструкцию, для которой характерны минималь-ные затраты при производстве и эксплуатации.

Основные критерии работоспособности деталей и узлов машин.

Работоспособность – это состояние изделия, при котором оно способно выполнять заданные функции в пределах технических требований.

Основные критерии работоспособности оценивают:

— прочностью – способность сопротивляться разрушению;

— жесткостью – способность сопротивляться изменению формы и размеров ( или допускать изменение в установленных пределах);

— износостойкостью – способность сохранять необходимые размеры в течение заданного срока;

— теплостойкостью – способность работать в пределах заданных температур;

— вибрационной устойчивостью – способность работать в диапазоне далеком от области резонансов.

Основными машиностроительными материалами являются:

стали – сплав на основе железа с содержанием углерода до 2% и другими элементами. Свойства сталей улучшают легированием, т.е. добавлением в сплав вольфрама

чугун- содержит углерода более 2%(2%-4%), обладает хорошими литейными и антифрикционными свойствами(малый коэффициент трения)

цветные сплавы- сплавы на основе меди(латуни и бронзы), алюминия(силумины, дуралюмины), магния и мягких металлов

неметаллические материалы – пластмассы, древесные, резиновые, текстильные и другие.

В современных машинах используют:

композиционные материалы – это композиции из тонких высокопрочных волокон(углерода, бора, стекла) и пластичной основы(матрицы) – металлической, керамической или полимерной. Такое строение материалов обеспечивает высокую надежность при переменном напряжении.

порошковые материалы – получают прессованием и последующим спеканием в пресформах из смесей металлических и неметаллических порошков. Этим материалом можно придать особые свойства, которые не могут быть получены традиционными способами: высокую твердость, пористость, антифрикционность.

Механизмы

Механизмы – устройства, служащие для преобразования видов движения:

— вращательное в возвратно-поступательное (рычажные),

— вращательное в заданный закон движения (кулачковые),

— механизмы прерывистого действия (мальтийские, храповые).

В курсе «Детали машин» рассматриваются следующие виды механизмов:

— по расположению звеньев в пространстве: плоские, пространственные;

— по форме, конструктивному исполнению и движению звена:

рычажные, кулачковые, мальтийские, храповые.

Рычажный механизм

Рычажный механизм – это механизм, образованный звеньями, выполненными в виде стержневых конструкций-рычагов.

Рычажные механизмы предназначены для преобразования вращательного движения входного звена в возвратно-поступательное движение выходного звена и наоборот.

Могут передавать большие усилия и мощности.

Рычажные механизмы широко распространены в машинах практически всех видов.

Используются в качестве основных технологических устройств. Однако воспроизведение требуемого закона движения такими механизмами весьма ограничено.

Кулачковый механизм

Кулачковые механизмы предназначены для преобразования вращательного движения ведущего звена (кулачка) в заведомо заданный закон возвратно-поступательного движения ведомого звена (толкателя).

С помощью кулачкового механизма получается заданный закон движения толкателя с временными остановками при непрерывном движении ведущего звена.

Кулачковый механизм состоит из тела криволинейной формы, характер движения которого определяет движение всего механизма. Придавая профилям кулачка(1) и толкателя (2) соответствующие очертания всегда можно осуществить любой желательный закон движения толкателя.

Основное преимущество заключается в том, что, не изменяя количества звеньев, можно воспроизвести любой закон движения за счёт изменения профиля кулачка.

Недостатки кулачковых пар:

— основным из них является то, что расчет профиля поверхности ведущего звена представляет собой достаточно сложную задачу, да и его изготовление — тоже,

— наличие высшей кинематической пары и, как следствие, ограниченная долговечность, сложность изготовления, высокая стоимость.

— относительно малая нагрузочная способность, вследствие трения скольжения кулачка и толкателя по линии, а также из-за значительных боковых усилий на толкатель при резких перемещениях.

Храповой механизм

Храповые механизмы относятся к механизмам прерывистого действия, которые обеспечивают движения ведомого звена в одном направлении с периодическими остановками.

Проще говоря, храповик позволяет оси вращаться в одном направлении и не позволяет вращаться в другом. Данные механизмы работают с ударами и толчками.

Источник

Основные требования, предъявляемые к машинам, узлам и деталям

Основные понятия о машинах, узлах и деталях

Машиной называют устройство, выполняющее механиче­ские движения по преобразованию энергии, материалов и ин­формации с целью облегчения или замены физического или ум­ственного труда человека и повышения его производительно­сти.

По функциональному назначению машины разделяют на группы:

— информационные машины, предназначенные для преобразования и представления информации. Они подразделяют­ся на контрольно-управляющие и математические машины;

— кибернетические машины, предназначенные для заме­ны или имитации различных технических, физиологических или биологических процессов, присущих человеку и живой природе. Кибернетические машины обладают элементами искусственно­го интеллекта (роботы и т.п.).

Каждая машина состоит из деталей, частично или полно­стью объединенных в узлы.

Среди множества деталей и узлов можно выделить такие, которые применяются практически во всех машинах и приборах (болты, валы, муфты, подшипники, механические передачи и др.)

Эти детали и узлы встречаются в самых различных маши­нах, имеют одинаковое назначение, выполняют одинаковые функции и являются однотипными по форме. Указанные детали и узлы называют деталями и узлами общемашиностроительного применения.

Детали и узлы специфические, встречающиеся только для данного вида машин (лопатки турбин и компрессоров, воздуш­ный и гребной винты, коленчатый вал и т.п.), относят к деталям и узлам специального назначения.

Общая классификация деталей и узлов машин

Детали и узлы для осуществления вращательного движе­ния: валы, оси, подшипники скольжения и качения, муфты приводов.

Опорные детали машин и узлы: корпуса, станины, стой­ки, кронштейны и др.

Устройства для смазывания (форсунки, штуцеры, жикле­ры, трубопроводы) и защиты элементов конструкции от за­грязнений (уплотнения, фильтры, кожухи, крышки).

Упругие элементы (пружины, рессоры, амортизаторы).

Основные требования, предъявляемые к машинам, узлам и деталям

Совершенство конструкции и качество любой машины и составляющих её узлов и деталей определяются в основном таки­ми показателями, как работоспособность, надежность, техноло­гичность и экономичность. Другими требованиями, соблюдение которых тоже очень важно, являются удобство и безопасность обслуживания и управления (эргономические требования) и внешний вид, соответствующий требованиям технической эсте­ тики.

Утрату работоспособности называют отказом. Отказы по своей природе могут быть связаны с разрушением деталей или с нарушением технического обслуживания машины (ослабление соединений, нарушение регулировки и т.п.)

Важными характеристиками исправности и работоспособ­ности изделий являются:

Работоспособность изделий характеризуют рядом показа­телей, отражающих физические явления при работе, или крите­риями, важнейшими среди которых являются: прочность, жест­кость, устойчивость, износостойкость, термостойкость и вибро­устойчивость. Значение того или иного критерия работо­способности для данной детали определяют по условиям работы и по служебному назначению детали.

Надежность изделий закладывается при проектировании (точностью составления расчетных схем, правильным выбором материала, введением резервных элементов конструкции и др.), обеспечивается при изготовлении технологическими и ор­ганизационно-техническими мерами и поддерживается при эксплуатации за счет соблюдения нормального технического обслуживания и ремонта.

Технологичность конструкции определяется изготовлением всех её элементов с минимальными затратами труда, времени и средств при обеспечении заданного качества деталей, узлов и машины в целом.

Детали и узлы должны быть скон­струированы и изготовлены так, чтобы были обеспечены воз­можность сборки и разборки машины, удобный осмотр и смазка трущихся поверхностей, легкая замена изношенных частей при ремонте и т.п.

Экономичность изделий оценивается затратами на проек­тирование, стоимостью материалов, затратами на изготовление, эксплуатацию и ремонт. Экономичность деталей и узлов дости­гается оптимизацией их формы и размеров из условия миними­зации массогабаритных характеристик, обеспечения минимума материалоемкости, энергоемкости и трудоемкости производст­ва; за счет максимального КПД в эксплуатации при высокой надежности; высокой специализации производства, широкого применения стандартных, нормализованных и унифицирован­ных деталей и др.

Роль стандартизации

Огромное значение в машиностроении, как и вообще в народном хозяйстве, имеет стандартизация.

Стандартизация — это обеспечение единообразия и качества продукции введением специальных обязательных для применения нормативных документов — стандартов.

Стандартизация деталей и узлов машин охватывает:

— нормы проектирования — общие нормы, классификацию и терминологию, методы расчета, правила оформления чертежей;

— конструкции — основные параметры, присоединительные и габаритные размеры;

— параметры производственного процесса — технологический процесс и инструмент;

— уровень качества и условия эксплуатации — материалы, показатели качества, технические требования, методы испытаний.

Стандартизация деталей машин обеспечивает:

а) возможность массового или крупносерийного производства стандартных деталей; как известно, трудоемкость деталей в массовом и крупносерийном производствах во много раз меньше, чем в мелкосерийном и индивидуальном, при значительно меньшем отходе металла в стружку;

б) возможность использования стандартного инструмента режущего, деформирующего и измерительного;

в) легкость замены вышедших из строя деталей при ремонте;

г) большую экономию труда при конструировании;

д) повышение качества конструкций.

Трудно представить себе то огромное количество труда, которое нужно было бы затратить, чтобы при проектировании каждой машины разрабатывать в индивидуальном порядке все винты, подшипники качения, смазочные устройства и другие стандартизованные детали и узлы.

Машины необходимо проектировать с учетом возможности унификации узлов и деталей с другими машинами, близкими по размерам и конструктивно подобными. Поэтому весьма эффективно комплексное проектирование целых семейств или размерных рядов машин.

Огромная экономичность массового и крупносерийного производства по сравнению с мелкосерийным и индивидуальным заставляет конструкторов во всех случаях стремиться применять в проектируемых машинах агрегаты или даже детали машин, уже изготовляемые в массовом производстве.

Источник

Требования, предъявляемые к современным машинам

Машин

Вводные понятия в курсе ДМ и ОК. Классификация типовых деталей

Лекция 1

ВВОДНЫЕ ПОНЯТИЯ В КУРСЕ ДМ и ОК

Машины и приборы состоят из деталей и узлов. Деталью называют элемент конструкции, изготовленный из материала одной марки без применения сборочных операций. Детали частично могут объединяться в сборочные единицы (узлы). Сборочной единицей называют совокупность деталей, соединенных на предприятии-изготовителе посредством сборочных операций и предназначенных для совместной работы. Простейшая сборочная единица может включаться как составная часть в более сложную. Характерными примерами сборочных единиц являются по мере нарастания сложности подшипник, узел опоры, редуктор.

В машинах количество деталей исчисляется сотнями и тысячами. Несмотря на различное конструктивное оформление и назначение машин, большинство деталей и сборочных единиц (узлов) в них являются типовыми. Типовыминазывают детали, которые встречаются практически в любой машине и независимо от назначения машины выполняют одинаковые функции.

Типовые детали можно объединить в несколько характерных групп:

— детали соединений (резьбовых, заклепочных, шпоночных, шлицевых, сварных, клеммовых, прессовых и т.д.);

— детали передач (зубчатых цилиндрических и конических, червячных, ременных, цепных, фрикционных и т.д.)

— опоры валов и осей (подшипники);

— упругие элементы (пружины, рессоры);

Детали и узлы машин, как и машины в целом, характеризуются работоспособностью, надежностью, технологичностью, экономичностью и эстетичностью. Работоспособностью называют состояние деталей, при котором они способны нормально выполнять заданные функции с параметрами, установленными нормативно-технической документацией. Под надежностью понимают свойство изделия сохранять свою работоспособность в течение заданного промежутка времени или требуемой наработки. Технологичными называют детали и узлы, требующие минимальных затрат средств, времени и труда в производстве, эксплуатации и ремонте.

Основы расчета на прочность изучают в курсе сопротивления материалов. В курсе «Детали машин» общие методы расчетов на прочность рассматривают в приложении к конкретным деталям и придают им форму инженерных расчетов.

Нагрузки на детали машин и напряжения в них могут быть постоянными и переменными по времени. Детали, подверженные постоянным напряжениям в чистом виде, в машинах не встречаются. Однако отдельные детали работают с мало изменяющимися напряжениями, которые при расчете можно принимать за постоянные.

Переменные напряжения характеризуются циклом изменения напряжений: при отнулевом цикле напряжения меняются от нуля до максимума; при знакопеременном симметричном цикле напряжения меняются от отрицательного до такого же положительного значения.

Нагрузки могут изменяться плавно или прикладываться внезапно (удары). Перечислим нагрузки, действующие на ДМ:

— усилия, возникающие при изготовлении детали;

— усилия, возникающие при сборке;

— силы от температурных деформаций;

— силы собственного веса детали;

Жесткость характеризуется изменением размеров и формы детали под нагрузкой. Расчет на жесткость предусматривает ограничение упругих перемещений деталей в пределах, допустимых для конкретных условий работы.

Теплостойкость. Нагрев деталей машин может вызвать: понижение прочности материала и появление ползучести; понижение защищающей способности масляных пленок, а, следовательно, увеличение изнашивания деталей; изменение зазоров в сопряженных деталях, которое может привести к заклиниванию или заеданию и т.п.

Виброустойчивостъ. Вибрации вызывают дополнительные переменные напряжения и, как правило, приводят к усталостному разрушению деталей

Источник

Назовите какие требования предъявляют к машинам и механизмам

Каждая машина состоит из сборочных единиц (элементов), выполняющих определенные функции при ее работе: силового оборудования (одного или нескольких двигателей) для получения механической энергии; рабочего оборудования для непосредственного воздействия на перерабатываемый материал и выполнения заданного технологического процесса; ходового оборудования (у переносных и стационарных машин оно отсутствует) для передвижения машины и передачи ее веса и рабочих нагрузок на опорную поверхность; передаточных механизмов (трансмиссии), связывающих рабочее и ходовое (у самоходных машин) оборудование с силовым; системы управления для запуска, останова и изменения режимов работы силового оборудования, включения, выключения, реверсирования, регулирования скоростей и торможения механизмов и рабочего органа машины; несущей рамы для размещения и закрепления на ней всех узлов и механизмов машины. Сборочные единицы многих строительных машин унифицированы.

Машина представляет собой устройство, совершающее полезную работу с преобразованием одного вида энергии в другой. Она состоит из ряда механизмов различного назначения, объединенных общим корпусом, рамой или станиной. Механизмы включают в себя узлы в виде законченных сборочных единиц, представляющих совместно работающие детали. Деталь является частью машины, изготовленной в основном из однородного по наименованию и марке материала без использования сборочных операций. Их подразделяют на простые (заклепка, штифт, шпонка), сложные (распределительный вал, корпус редуктора и двигателя), общего (болты, валы, зубчатые колеса) и специального назначения, применяемые в различных видах машин (крюки кранов, корпуса ковшей экскаваторов, поршни насосов).

Основными требованиями, предъявляемыми к деталям, являются простота их форм, экономичность (стоимость материала, затраты на изготовление и эксплуатацию) и надежность (способность сохранять во времени свою работоспособность). Работоспособность же определяют, как по отдельным, так и совместным показателям прочности, износостойкости, теплостойкости, жесткости, устойчивости и виброустойчивости. Значения необходимых показателей зависят от условий работы деталей (для крепежных деталей — прочность, для ходового винта — износостойкость). Однако главным показателем для большинства деталей является прочность — свойство детали сопротивляться изменению формы (разрушению) под воздействием внешних нагрузок.
Наиболее распространенными способами оценки прочности деталей являются: 1) сравнение расчетных напряжений от действующих нагрузок с допускаемыми напряжениями а [п].

Источник