Машина как объект производства.

Машина – это техническая система, которая создается для выполнения определенных функций. Основные элементы машины – это те элементы, которые непосредственно взаимодействуют с объектами от исходного состояния до конечного результата и функция которых совпадает с функцией машины. Кроме основных, в машине обычно имеются вспомогательные элементы. Несущие элементы обеспечивают определенность взаиморасположения и (или) относительного движения других элементов машины.

Функционально-сборочной единицей машины называется множество связанных деталей, в совокупности выполняющих хотя бы одну функцию по обеспечению работы других функциональных элементов или всей машины. Крупные функционально-сборочные единицы часто можно разделить на более простые.

 Деталью машины называется отдельное тело из однородного материала, имеющее определенную геометрическую форму и выполняющее хотя бы одну функцию по обеспечению работы других функциональных элементов или всей машины.

 Неделимым элементом называют часть детали (или одну деталь), выполняющую не менее одной функции по обеспечению работы других элементов.

 Основные (или исполнительные) элементы машины – это те элементы, которые непосредственно взаимодействуют с объектами от исходного состояния до конечного результата и функция которых совпадает с функцией машины. Аналогично можно выделить основные элементы любой функциональной машины.

 Кроме основных, в машине обычно имеются вспомогательные элементы. Несущие элементы обеспечивают определенность взаиморасположения и (или) относительного движения других элементов машины. Элементы связи обеспечивают определенную степень свободы (от нуля до пяти) движения одних элементов по отношению к другим. Элементы передачи передают на расстояние механическую энергию движения и (или) статические силы и моменты с одновременным их преобразованием. Элементы управления осуществляют сбор, хранение и переработку информации для выработки управляющего воздействия и передачу его исполнительным элементам. Двигатели преобразуют энергию заданного вида (обычно электрическую) в механическую.

 Движители преобразуют работу двигателя или другого источника энергии в работу на преодоление сил сопротивления движению машины. Элементы гашения скоростей и ускорений уменьшают скорость движения или амплитуду колебаний. Иногда перечисленные элементы трудно выделить, так как часто многие узлы и детали выполняют одновременно несколько функций.

 Функции машины и ее элементов отражены в технических требованиях. Все технические требования можно разбить на следующие группы: функциональные требования; требования к взаимодействию машины и человека; требования к взаимодействию машины и окружающей технической среды; требования к взаимодействию машины и окружающей физической среды.

 Цель классификации – свести многообразие форм поверхностей к сочетанию ограниченного числа элементов и признаков. Наиболее экономной является система классификации с иерархическим подчинением признаков, когда каждый признак нижней ступени классификации конкретизирует признак высшей ступени.

 Самая высокая ступень классификации поверхностей – класс, признаком которого является закон движения образующей. По этому признаку все поверхности делятся на пять классов: плоские поверхности; поверхности вращения; винтовые поверхности; зубчатые поверхности; фасонные поверхности.

 Классификацию деталей следует проводить по следующим четырем признакам: функционально-геометрическому; размерному; точностному; по применяемому материалу.

 Изделия, узлы, под узлы и другие сборочные единицы.

Технологический процесс изготовления машин предусматривает производство деталей, сборочных единиц (узлов) и изделий.

Изделие - продукт конечной стадии машиностроительного производства. Изделием может быть машина, сборочная единица или деталь в зависимости от того, какую продукцию выпускает завод (предприятие). Так, например, для одного из заводов изделием может быть металлорежущий станок, для другого робот к нему, для третьего - обычный болт. Помимо изделий основного производства возможно получение на том же заводе изделий вспомогательного производства, которые используются для собственных нужд.

Примером может служить крупный автомобильный завод, выпускающий металлорежущие станки специального назначения.

Деталь - первичный элемент изделия. Детали изготовляют из однородного по наименованию и марке материала. Отличительной особенностью детали является отсутствие в ней каких-либо соединений как разъемных, так и неразъемных. Покрытия различного вида не являются отдельными деталями. Различают детали с покрытиями и без покрытий.

При сборке детали сопрягаются с другими деталями по поверхности, образуя соединения.

Геометрические и физико-механические показатели поверхностей и поверхностных слоев являются важнейшими характеристиками качества деталей.

Сборочная единица {узел) - разъемное или неразъемное соединение частей изделия. С технологической точки зрения узел представляет собой обособленную часть изделия, которую можно собрать отдельно от других частей, оценить по выходным параметрам.

Многие термины и определения регламентируются Государственными стандартами, но периодически претерпевают изменения.

 Узловая сборка деталей проводится на заводе основного производства либо на отдельных заводах, выпускающих такие узлы в качестве изделий, и способствует совершенствованию технологических процессов изготовления машин. С конструкторской точки зрения узел представляет собой часть машины в соответствии с функциональным назначением без учета особенностей сборки. Так, распределительный механизм машины, расположенный, например, наряду с другими механизмами в ее корпусной детали, является конструктивной сборочной единицей (узлом), но не является технологической сборочной единицей, так как не может быть собран обособленно.

Наиболее совершенной является сборочная единица, которая одновременно отвечает условию ее функционального назначения в изделии и условию обособленной сборки.

В зависимости от положения сборочной единицы в изделии различают их порядок.

Так, сборочные единицы, входящие в процессе сборки непосредственно в изделие, называют сборочными единицами первого порядка.

Те сборочные единицы, которые входят в сборочные единицы первого порядка, называют сборочными единицами второго порядка и т.д. Такое представление о деталях и сборочных единицах существенно помогает описать в целом изделие и его элементы. Общая компоновка элементов изделия представлена на рис. 1. Очевидно, что собственно детали могут входить как в сборочные единицы любого порядка, так и непосредственно в изделие вне сборочных единиц.

 

Рис. 1. Общая компоновка элементов изделия

 

 

 Общая компоновка элементов изделия позволяет разработать технологическую схему сборки и увязать воедино процесс изготовления деталей, узловую сборку и сборку всего изделия. Целесообразность разработки схемы сборки определяется сложностью изделия.

Особую роль играют базовые детали. Они имеют базовые поверхности, с помощью которых другие детали и сборочные единицы ориентируются относительно друг друга.

Сборка, как правило, начинается с базовых деталей. При сборке машины одна из сборочных единиц (узлов) может играть роль базовой сборочной единицы (базового узла). Чаще всего базовыми являются корпусные детали.

Условия производства могут требовать, чтобы на сборку изделия его элементы подавались группами. Каждая такая группа называется сборочным комплектом. Если эти элементы не вводят в состав машины на заводе изготовителе, а они имеют вспомогательное назначение, то такая группа называется комплектом (например, комплекты запасных частей). Изделие предприятия-поставщика, используемое на заводе-изготовителе, называется комплектующим изделием. Сборочная единица, способная самостоятельно выполнять в изделии определенные функции, называется агрегатом.

Деталью называют часть изделия, изготовленную без применения сборочных операций.

Узел (сборочная единица) — изделие, составные части которого (детали) подверглись соединению между собой сборочными операциями на предприятии-изготовителе.

Узел, в зависимости от конструкции, может состоять из отдельных деталей или узлов и деталей.

Технологическая особенность узла — возможность его сборки независимо от других частей изделия. Иногда сборочные единицы не совпадают с функциональными (по назначению) частями изделия.

Характерными примерами узлов могут быть сварные корпуса, гидро- и пневмоцилиндры, планетарные механизмы, тормозные устройства, шпиндельные блоки, обгонные муфты, предохранительные клапаны и т. д.

Узел машины представляет собой разъемное или неразъемное соединение деталей.

Среди деталей и узлов различают специальные, типовые, нормальные и стандартные. Количество деталей в современных машинах исчисляется нередко десятками и сотнями тысяч, так, например, современный самолет имеет более миллиона самых различных деталей. Среди многообразия деталей имеются та-кие, которые в различных машинах выполняют одни и те же функции. Одно-типные детали, входящие в состав различных машин, относят к деталям общего назначения (болты, оси, валы, подшипники и т.п.). Все остальные детали составляют категорию деталей специального назначения (лопатка турбины, поршень или шатун двигателя и т.п.).

Детали общего назначения условно подразделяют на четыре категории:

1. Детали соединений, разъемные и неразъемные.

2. Детали для поддержания и соединения вращающихся частей машин (оси, валы, подшипники и муфты).

3. Детали передач (фрикционных, зубчатых, цепных, ременных, а также гидравлических, пневматических и др.).

4. Детали смазочных устройств, трубопроводов и аппаратуры.

Детали и сборочные единицы общего назначения являются изделиями массового производства. Даже незначительное усовершенствование их конструкции, повышение качества изготовления дают большой экономический эффект.

Создание изделия начинается с определения задачи, для решения которой оно создается, и получившей название служебного назначения.