Главная страница
Медицина
Экономика
Финансы
Биология
Сельское хозяйство
Ветеринария
Юриспруденция
Право
Языки
Языкознание
Философия
Логика
Этика
Религия
Социология
Политология
История
Информатика
Физика
Вычислительная техника
Математика
Искусство
Культура
Энергетика
Промышленность
Химия
Связь
Электротехника
Автоматика
Геология
Экология
Строительство
Механика
Начальные классы
Доп
образование
Воспитательная работа
Русский язык и литература
Классному руководителю
Другое
Дошкольное образование
Казахский язык и лит
Физкультура
Школьному психологу
Технология
География
Директору, завучу
Иностранные языки
Астрономия
Музыка
ОБЖ
Социальному педагогу
Логопедия
Обществознание

ЛЕКЦИИ ПО СТР. МАШИНАМ ВСЕ. Основные понятия и требования к машинам


Скачать 13.33 Mb.
НазваниеОсновные понятия и требования к машинам
АнкорЛЕКЦИИ ПО СТР. МАШИНАМ ВСЕ.doc
Дата23.12.2017
Размер13.33 Mb.
Формат файлаdoc
Имя файлаЛЕКЦИИ ПО СТР. МАШИНАМ ВСЕ.doc
ТипДокументы
#12656
страница1 из 12
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   12

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ТРЕБОВАНИЯ К МАШИНАМ

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 и

Где и— соответственно расчетное и допускаемое нормальное или касательное напряжения;

2) сравнение действительного коэффи­циента запаса прочности с допускаемым причем всегда

Допускаемые напряжения определяют по формулам и , где и — предельные нормальные и касательные напряжения, при достижении которых нарушается нор­мальная работа детали, т.е. появляются трещины, деформации, раз­рушения.

Напряжения от действующих на детали нагрузок могут быть по­стоянными и переменными по времени. Переменные напряжения, в свою очередь, делятся на симметричные, асимметричные, знакопо­стоянные, знакопеременные и пульсирующие.

При расчетах деталей машин на прочность при постоянных или переменных напряжениях в качестве предельного напряжения при­нимают соответствующие пределы прочности и выносливости (при растяжении, сжатии, изгибе и кручении), а также коэффициенты за­паса прочности по табличным данным. Для определения требуемых размеров детали выполняют проектный расчет по допускаемым на­пряжениям, а затем уточненный проверочный расчет по коэффици­ентам запаса прочности.

Надежность деталей зависит от изготовления (точность обра­ботки) и качества используемого материала, а также правильного выбора видов и режимов работы деталей.

Основными материалами для изготовления деталей машин явля­ются стали, чугуны, цветные металлы и сплавы. Стали применяют углеродистые (детали машин и металлические конструкции) и леги­рованные (ответственные детали), а чугуны — серые (широкое ис­пользование, в том числе корпуса редукторов), белые (тормозные колодки, отвалы, наконечники зубьев ковшей экскаваторов) и ков­кие. Цветные металлы, такие как медь, цинк, свинец, олово, алюми­ний и другие, используют в основном в сплавах: бронзах, латунях, баббитах, силуминах и т.д. Основное достоинство этих сплавов — сравнительно небольшая масса, коррозийная стойкость, хорошие антифрикционные и технологические свойства, электропроводность и т.п.

Широко используются в строительных машинах и неметалличе­ские материалы: резина (шины, амортизаторы, элементы упругих муфт, ремни, детали уплотнения), кожа (амортизаторы, манжеты, прокладки, ремни), графит (токосъемные щетки, смазка трущихся поверхностей), асбест, металлокерамика и различные виды пласт­масс. Последние обладают рядом преимуществ перед ме­таллами: легкостью, прочностью, тепло- и электроизоляцией, стой­костью к действию агрессивных сред (щелочей, масел, бензина), фрикционностью и антифрикционностью (в зависимости от назна­чения детали), шумо- и вибропоглощающими свойствами, сравни­тельно небольшой трудоемкостью изготовления деталей, более низ­кой стоимостью и т.д. Из пластмасс изготавливают зубчатые колеса, шкивы, канатные блоки, вкладыши подшипников, втулки, корпусные детали, элементы электрооборудования и т.п. Однако еще более широкое применение ограничивается их склонностью к «старению» (изменение механических и линейных характеристик в процессе эксплуатации).

Определенные требования, наряду с деталями, предъявляются к сборочным единицам и к самим машинам. Основные требования, характеризующие одновременно качество строительных и дорож­ных машин, можно представить рядом показателей: назначения, надежности, стандартизации и унификации, безопасности, техноло­гичности, транспортабельности, а также экологические, эргономи­ческие, эстетические, патентно-правовые и экономические.

Качество — обобщенная способность машины удовлетворять определенным потребностям, связанным с их назначением.

1. Назначение характеризуется свойствами машины, определяю­щими основные функции (для выполнения которых она предназна­чена) и обусловливающими область их применения. К этой группе относят следующие показатели:

  • классификационные, определяющие один или несколько основных параметров (передаточное число редуктора, вместимость ковша экскаватора, скрепера, грузоподъемность кранов, размеры отвала бульдозера и т.п.);

  • функциональные и технической эффективности (обеспечение максимально возможной производительности при работе в любую погоду, любое время суток и года, минимальной стоимости едини­цы продукции при работе в конкретных производственных услови­ях), а также качества выполняемой работы;

  • конструктивные, определяющие основные проектно-конструкторские решения машины (габаритные и присоединительные размеры; рабочее давление в гидросистеме; мощность привода; усилие на рабочем органе; скорости рабочих органов; ширина, глубина и радиус действия; тип ходового устройства и привода; наличие эле­ментов автоматики; приспособленность к меняющимся условиям эксплуатации; возможность работать в стесненных условиях; доста­точно высокая маневренность, проходимость, мобильность и устой­чивость; минимальная масса; простота и прочность конструкции, легкость ее технического обслуживания и ремонта).

Маневренность — способность машины передвигаться и разво­рачиваться с минимальным радиусом поворота в стесненных усло­виях стройплощадок и при транспортировании.

Проходимость — способность машины преодолевать различные неровности местности, небольшие водные преграды, двигаться по грунтам со слабой несущей способностью и снежному покрову. Она характеризуется видом ходового оборудования, силой тяги, удель­ным давлением на опорную поверхность (грунт, дорожное покры­тие), величиной дорожного просвета (расстоянием от нижней точки машины до опорной поверхности), а у колесных машин радиусами продольной и поперечной проходимости.

Мобильность — способность машины к достаточно быстрому перемещению с объекта на объект с минимальной трудоемкостью перевода ее из транспортного положения в рабочее и обратно.

Устойчивость — способность машины противостоять действию сил, стремящихся опрокинуть ее при рабочем процессе и перемеще­ниях на подъемах, спусках и косогорах.

2. Надежность характеризует общее свойство машины сохранять свою работоспособность во времени и включает в себя такие поня­тия как безотказность, долговечность, ремонтопригодность и сохра­няемость.

Работоспособность — состояние машины, при котором она спо­собна выполнять заданные функции и сохранять значения заданных параметров в пределах, установленных нормативно-технической до­кументацией.

Безотказность — свойство машины непрерывно сохранять ра­ботоспособность в течение некоторого времени или некоторой на­работки. Она в свою очередь, характеризуется:

  • сопротивляемостью элементов конструкции разрушению, износу, коррозии и т.п.;

  • стабильностью физико-механических свойств конструкцион­ных материалов;

  • стабильностью рабочих процессов в сборочных единицах, агрегатах и системах.

Для таких причин нарушения работоспособности как коррозия, облучение, действие внешних температурных факторов и т.п., время работы до отказа оценивается календарной продолжительностью ра­боты машины (месяцы, годы) и называется сроком службы до отказа, а регламентированное время работы машины — сроком службы.

Для большинства машин основное значение имеет продолжи­тельность работы (в отработанных часах) или выполненный объем (число циклов, масса или объем переработанных материалов, про­изводительность и т.п.), поэтому время работы до отказа в этом слу­чае называется наработкой на отказ, а регламентированное время работы машины — ресурсом.

Отказ — нарушение работоспособности машины. Все виды от­казов делятся на две группы:

А — из-за нарушения элементов (поломки, деформации, износ, обрыв проводов, короткое замыкание и т.п.);

Б — вследствие нарушения качеств функционирования (наруше­ние регулировок, засорение гидросистемы, течь в местах соедине­ния шлангов и т.п.).

Отказы классифицируются:

  • по частоте — единичные и повторяющиеся;

  • по взаимосвязям — первичные (независимые) или вторичные (зависимые), вызванные действиями другого отказа;

  • по условиям возникновения — возникшие при выполнении ос­новных функций или при хранении, транспортировке, на холостом пробеге;

  • по уровню внешних воздействий — при нормальных или не­нормальных (отклонение от правил техобслуживания и управления, при недопустимых нагрузках и т.п.) условиях работы;

  • по внешним проявлениям — явные (быстрое обнаружение) и скрытые (время обнаружения выше установленных норм);

  • по виду — легкие (разрушение прокладки), средние (вызывают остановку машины для ремонта), тяжелые (значительные разруше­ния);

  • по сложности устранения — требуют проведения технического обслуживания, текущего или капитального ремонта;

  • по способности к восстановлению — устраняемые в эксплуатационных или стационарных условиях;

  • по возможности прогнозирования — прогнозируемые (диагно­стическими приборами от изменения параметров, наработки, воз­раста) или непрогнозируемые;

  • по характеру изменения параметров — постепенные (начинаются сразу после начала работы машины, зависят от длительности работы и связаны с процессами износа, коррозии, усталости и ползучести материалов); внезапные (сочетание неблагоприятных факто­ров и случайных внешних воздействий, превышающих возможности машины к их восприятию, возникают через некоторые случайные промежутки времени, не зависят от состояния машины и длительно­сти предыдущей работы, а процесс протекает быстро) и сложные (включают особенности предыдущих отказов, время возникнове­ния — величина случайная, а скорость процесса зависит от сопротивляемости элементов машины);

  • по последствиям — отказы функционирования (связаны с повреждениями отдельных элементов машины, которая не может вы­полнять свои функции: выкрошился зуб шестерни, насос не подает масло в систему, не заводится двигатель внутреннего сгорания) или параметрические (машина может выполнять свои функции, но рабо­тает за пределами своих технических требований — характеристик: загазованность воздуха, падение КПД передачи, снижение давления в рабочей жидкости гидросистемы). Оба вида отказов могут быть как постепенными, так и внезапными (в последнем случае отказ бу­дет параметрическим, если потеряна точность работы машины или ее элементов, и функциональным, если произошло заклинивание од­ного из механизмов).

Долговечность — свойство машины сохранять работоспособ­ность до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонтов.

Предельное состояние машины возникает при невозможности ее дальнейшей эксплуатации.

В строительных машинах различают три группы элементов, от­личающихся характеристиками предельных состояний:

А — невосстанавливаемые элементы после первого отказа (пру­жины, подшипники качения, зубчатые колеса, уплотнения, тормоз­ные накладки);

Б — восстанавливаемые элементы и простые системы, имею­щие в эксплуатации более одного отказа. Их работоспособность до предельного состояния поддерживается регулировкой, очист­кой, заменой элементов и т.д. Предельное состояние — отказ, вы­зывающий необходимость в восстановительном или капитальном ремонте;

В — сложные системы (машины в целом). Работоспособность их до предельного состояния поддерживается в результате проведения мероприятий по техническому обслуживанию и текущему ремонту Предельное состояние наступает при возникновении необходимости и капитальном ремонте или списании машины.

Ремонтопригодность — приспособленность машины к предупреждению, обнаружению и устранению причин повреждений (отказов) путем проведения технического обслуживания и ремонтов.

Ремонтопригодность машин включает в себя следующие основные понятия:

  • доступность (удобство осуществления осмотра по регулировке и замене деталей руками и инструментом с отсутствием работ на ощупь и с минимальными объемами дополнительных работ и минимальной утомляемостью рабочих);

  • контролепригодность (возможность контроля технического со­стояния элементов машин при профилактических мероприятиях, а также поиска отказавшего элемента или причины неисправности с помощью специальных методов и средств, к каковым относятся ди­агностическая аппаратура, индикаторы давления, температуры, загрязненности фильтров и т.п.);

  • легкосъемность (замена сборочных единиц или агрегатов с минимальными затратами времени и труда, определяемая массой, габаритами, системой крепления и конструкций разъемов съемного узла);

  • взаимозаменяемость (характеризуется объемами пригоночных работ при установке однотипных элементов);

  • блочность и агрегатность (возможность демонтажа и монтажа на машину сборочной единицы или агрегата без предварительной разборки его или смежного с ним узла);

• степень унификации (использование однотипных деталей и сборочных единиц в разных машинах, особенно на ограниченном пространстве применения последних).

Сохраняемость — свойство машины сохранять исправное состояние и работоспособность в течение и после срока хранения или транспортирования. Она характеризуется сопротивляемостью конструкций машины изменению характеристик элементов под воздействием влажности, атмосферного давления, облучения, загрязненности атмосферы, окружающей температуры, собственной массы при хранении и т.п. Высокие показатели сохраняемости достигаются ла­кокрасочным покрытием и герметизацией, применением специаль­ных заглушек и пробок, установкой опорных приспособлений, хра­нением в боксах и др.

Все показатели надежности носят вероятностный статистиче­ский характер.

3. Стандартизация и унификация характеризуют насыщенность машин стандартными, унифицированными и оригинальными дета­лями и сборочными единицами.

Стандартизация предусматривает введение обязательных норм — стандартов, которым должны соответствовать определен­ные детали, сборочные единицы и параметры машин при проекти­ровании, изготовлении и эксплуатации. По заводским и отраслевым нормам, государственным (ГОСТ) и международным (ИСО) стан­дартам выпускается большое количество деталей и узлов (крепеж­ные детали, подшипники, редукторы, гидроаппаратура, системы и приборы автоматизации), применяемых в машинах различного на­значения, а также устанавливаются вместимость ковша экскаватора, грузоподъемность трубоукладчика и др.

Конструкцию машин допускается изменять и совершенствовать. В соответствии с этим используется взаимозаменяемость деталей и узлов, позволяющая производить их сборку или замену без предва­рительной подгонки.

Взаимозаменяемость основана на широкой унификации, т.е. на рациональном сокращении номенклатуры однотипных деталей и сборочных единиц для применения их в разных машинах, а также и в однотипных машинах.

Наличие стандартов позволяет осуществить массовое изготовле­ние по новейшей технологии деталей и узлов, повышение их качест­ва (ведущее к надежности и долговечности) и снижение затрат времени, труда материалов и средств при проектировании, изготов­лении и эксплуатации машин.

4. Эргономические требования отражают взаимодействие челове­ка с машиной и делятся на:

  • гигиенические — соответствие кабины условиям жизнедеятель­ности и работоспособности машиниста (размеры кабины, освещен­ность, вентиляция с фильтрами для очистки воздуха, вибрация, пы­ле- и газонепроницаемость и т.д.);

  • антропометрические—соответствие рабочего места и его частей форме, весу и размерам тела машиниста (удобное, регулируемое по высоте и горизонтали сиденье машиниста, регулируемые подлокотники, расстояние до рычагов, рукояток и кнопок управления и т.д.);

  • физиологические и психофизические — соответствие рабочего места физиологическим свойствам машиниста и особенностям функционирования его органов чувств (скоростные и силовые возможности машиниста требуют легкое механизированное или авто­матизированное управление; пороги слуха, зрения и т.д.);

  • психологические — соответствие рабочего места машины возможностям восприятия и переработки информации, соответствие закрепленным и вновь формируемым навыкам человека. Частично эргономические требования представлены в требова­ниях безопасности.

  1. Эстетические требования характеризуются информационной выразительностью (соответствие формы назначению), рациональностью форм, целостностью композиции, совершенством производственного исполнения, соответствием современному стилю, внутрен­ней и внешней отделкой и окраской, согласованностью с окружающей средой, удобством расположения и четкостью испол­нения фирменных знаков, марок, указателей и т.п.

  2. Экологические требования учитывают вопросы, связанные с охраной окружающей среды при эксплуатации машин. К ним отно­сятся выявление возможностей механических (нарушение земной поверхности и растительности), химических (содержание и вероят­ность выбросов вредных частиц, газов, масел, топлива, излучений не только при эксплуатации, но и при хранении и транспортировании), световых, звуковых, биологических, радиационных (расти­тельный и животный мир) и других воздействий на окружающую среду с целью их ограничения до допустимых пределов.

  3. Безопасность должны обеспечивать конструкция машины, ме­ры и средства защиты людей, работающих на машине и рядом с ней при эксплуатации, монтаже-демонтаже, ремонте, хранении, транс­портировании, в зонах возможной опасности, в том числе в аварий­ных и послеаварийных ситуациях от механических (защита движу­щихся элементов машины кожухами, заносы и устойчивость, на поворотах и при вращении поворотных платформ, в продольном и поперечном направлениях против опрокидывания), электрических (замыкания в электроцепи), тепловых (разогреваемые строительные материалы, пар, повышенная температура воды, двигателя, сварка и наплавка) воздействий, ядовитых и взрывчатых паров, шумов, ра­диоактивных излучений и т.п.

Снижение травматизма достигается повышением прочности и жесткости конструкции кабины, использованием на них безоско­лочных стекол, установкой на окнах защитных решеток, а в по­толке — аварийного люка, обеспеченностью звуковой и световой сигнализацией и приборами, предупреждающими о критических ситуациях и при взаимодействии с совместно работающими рабо­чими, автоматическими устройствами безопасности и блокировки. Большое значение имеет обзорность, т.е. хорошая видимость и ос­вещенность рабочих органов и окружающих их участков рабочей среды, в том числе с круговым обзором для мобильных машин. На машине должны устанавливаться огнетушители, противоосколочные козырьки, стеклоочистители, омыватели и устройства, исклю­чающие обледенение и запотевание стекол, обогревателей для холодного времени года, кондиционеров для жаркого и тропиче­ского климата и т.д.

  1. Технологичность предусматривает оптимальное распределе­ние затрат материалов, средств, труда и времени при подготовке производства, изготовлении деталей, сборке и отделке узлов и машины в целом, эксплуатации и ремонтах (в том числе удобство за­мены узлов и агрегатов), возможность использования прогрессив­ных технологий с автоматизацией процессов путем внедрения манипуляторов и промышленных роботов.

  2. Транспортабельность машин и оборудования должна обеспе­чить их приспособленность к перемещению в пространстве на транспорте (автомобильном, железнодорожном, водном, воздушном), с прицепом, на специальных транспортных средствах и своим ходом с минимальными затратами труда и времени на подготови­тельные операции (укладка в тару, упаковывание, частичный демон­таж, погрузка, крепление и т.п. с противоположными операциями после перевозки).

  1. Патентно-правовые требования предусматривают патентные чистоту (оригинальные решения в конструкции машин) и защиту (заявки на изобретения в нашей стране, патенты в странах предполагаемого экспорта) машин и являются основным фактором при оп­ределении их конкурентоспособности, для возможной реализации не только в стране, но и на внешнем рынке.

  2. Экономические требования характеризуются ценой и эконо­мическим эффектом, определяемыми на стадиях проектирования, подготовки производства, изготовления, испытаний и эксплуатации при соответствующем увеличении производительности, снижении массы машины, стоимости перерабатываемой продукции и улучше­нии качества выполняемых работ.

Все вышеизложенные требования, предъявляемые к строитель­ным машинам и оборудованию, регламентируются соответствую­щими заводскими, отраслевыми, государственными и международ­ными правилами, нормами и стандартами.

Практически все машины состоят из ряда основных сборочных единиц, к которым можно отнести ходовое, силовое и рабочее обо­рудование, трансмиссии и системы управления, установленные на общей раме (неповоротной, поворотной) или станине.

Каждая машина имеет ряд документов, без которых невозможно ее изготовление, эксплуатация и ремонт. Основными являются:

  • чертеж общего вида — документ, определяющий конструкцию машины, взаимодействие ее основных частей и поясняющий прин­цип действия;

  • сборочные чертежи и чертежи деталей — документы, изобра­жающие деталь и данные для ее изготовления и контроля (размеры, обработка, допуски, посадки) или сборочную единицу и данные для ее сборки и контроля;

  • схемы — документы, на которых в виде условных обозначений показаны составные части машины и связи между ними (кинемати­ческая для механического: привода, электрическая, гидравлическая, пневматическая и др.);

  • техническое описание и инструкция по эксплуатации;

  • инструкция по монтажу, демонтажу и перевозке (по необходи­мости).
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   12
написать администратору сайта