Общие сведения о деталях машин. Материалы применяемые для изготовления деталей машин.

Требования, предъявляемые к деталям машин.

Общие сведения о деталях машин

Машина — устройство, выполняющее механические движения для преобразования энергии, материалов и информации с целью замены или облегчения физического или умственного труда. Машины состоят из большого количества отдельных частей. Простейшие части машин, изготовленные без применения сборочных операций, называются деталями. Многие из деталей различных по назначению машин имеют одинаковую конструкцию, выполняют одинаковые функции, находятся в одинаковых или тождественных условиях работы.

Группа деталей, работающих в комплексе и объединенных общим назначением, называется механизмом или узлом (например, редуктор, коробка передач).

Различают детали общего и специального назначения. Детали общего назначения — винты, гайки, валы, муфты, подшипники и т.д. применяются почти во всех машинах. Детали специального назначения встречаются только в некоторых машинах. Например, в строительных машинах это — крюк подъемного крана, зуб ковша экскаватора и т.д.

Обеспечение эффективности работы машины при длительном сроке службы в значительной степени определяется характеристиками деталей прочностью, надежностью, долговечностью, износостойкостью и жесткостью деталей и узлов.

В зависимости от назначения и условий производства детали машин изготавливаются из чугунных и стальных прокатов, штампованных заготовок, из сплавов, а также из пластмасс.

Наиболее распространенными являются чугун и сталь, называемые черными металлами. Широкое применение при изготовлении многих деталей машин получил чугун, обладающий хорошими литейными свойствами, низкой стоимостью и достаточной прочностью. Сложные по конфигурации корпусные и другие детали отливаются из так называемого серого чугуна, представляющего собой железоуглеродистый сплав. Детали, изготовленные из серого чугуна, имеют ограниченную прочность при возникновении в них касательных напряжений (изгиб, кручение) или при воздействии на них ударных нагрузок.

Для изготовления сложных по форме деталей, в которых возникают значительные касательные напряжения, применяются отливки из высокопрочного и ковкого чугуна, обладающие большой прочностью.

Сталь (литейная или прокатная) применяется для изготовления более нагружаемых деталей. Из стали отливаются в основном крупные динамически нагружаемые и сложные по форме детали строительно-дорожных машин. Это ходовые рамы, станины, ковши больших экскаваторов, корпуса камнедробилок, а из специальных износостойких высокомарганцовистых сталей (зубья ковшей экскаваторов, рабочие органы камнедробильных машин и т.д.)

Для повышения прочности и твердости изготовленных из стали деталей их обычно подвергают термической обработке (закалке, отпуску или нормализации).

Из цветных металлов наибольшее применение при изготовлении деталей строительных и дорожных машин находят медь, алюминий, олово, свинец, цинк. Применяются они в виде сплавов (алюминиевые сплавы, латунь, бронза, баббит и др.).

В строительном машиностроении кроме металлов применяются и другие материалы, например. пластмасса, резина, стекло, асбест и др.

Наиболее широко распространены пластмассы на основе синтетических смол. Они разделяются на слоистые (текстолит, гетинакс, асботекстолит) и термопластические материалы (плексиглас, винипласт, фторопласт). Пластмассы используют для изготовления вкладышей подшипников, зубчатых колес, сепараторов подшипников качения, ремней, крепежных деталей, рукояток и др.).

Требования, предъявляемые к деталям машин.

1.Унификация и стандартизация машин и деталей обеспечивают максимальную взаимозаменяемость деталей и минимальную номенклатуру машин. Поэтому основные параметры любой машины регламентируются ГОСТами, а размеры, материал и качество изготовления деталей всегда обусловлены соответствующими стандартами.

2. Под агрегатированием понимается метод создания машин и оборудования путем компоновки их из унифицированных узлов и деталей, позволяющих значительно поднять серийность и качество производства.

Отличительным признаком агрегатирования является создание не единичных машин, а их семейств, имеющих общность по своему функциональному назначению в различных отраслях народного хозяйства. К таким машинам относятся, например, самоходные мобильные шинноколес-ные строительные машины и автотранспорт, которые могут иметь одинаковые основные их базовые узлы и агрегаты, за исключением рабочего оборудования. Такой подход требует уже в процессе разработки проектировать многофункциональные семейства машин на основе сравнительно небольшой номенклатуры базовых сборочных единиц. Создание широкой номенклатуры модификаций основных базовых машин для одного вида технологического процесса со значительным уровнем унификации (до 80...90%) позволит получить более высокие показатели в комплексной механизации строительства.

При изготовлении любой детали абсолютно точно обеспечить ее размеры затруднительно, да и не нужно. Возможные же при изготовлении деталей отклонения от заданных номинальных размеров устанавливаются ГОСТом, допуском на изготовление и предусмотренной посадкой.

3. Допуском называется разность между наибольшим и наименьшим предельными размерами. Поле допуска определяется как зона между верхним и нижним предельными отклонениями.

В зависимости от требований, предъявляемых к сочленяемым деталям, задаются различные значения допусков, характеризующие квалитет точности.

Допуск определяется необходимой степенью точности детали и экономической целесообразностью получения этой точности. Чем меньше допуск, тем тщательнее следует обрабатывать деталь, а следовательно, стоимость ее будет выше.

В зависимости от условий работы детали должны соединяться с различной степенью подвижности друг относительно друга. Характер соединения деталей определяется посадкой.. 4.Посадкой называется характер сопряжения двух деталей, определяемый разностью их размеров, создающий большую или меньшую свободу их относительного перемещения или степень сопротивления взаимному смещению. Посадки разделяются на прессовые, переходные и подвижные. Увеличение зазора между подвижными деталями увеличивает динамические воздействия, вызывает возрастание износа. Уменьшение зазора увеличивает трение, нагрев и может привести к заклиниванию подвижного соединения.

Между смежными деталями всегда возникает сила трения, зависящая от качества поверхности деталей и свойств материалов, а также от силы, с которой детали прижимаются одна к другой, т.е. нормального давления между поверхностями.

В подвижных соединениях стремятся уменьшить силу трения, поскольку она мешает движению, увеличивая расход энергии. Достигается это уменьшением шероховатости, применением антифрикционных материалов, разобщением поверхностей слоем смазки. При отсутствии смазки трущихся поверхностей (как это бывает в тормозах и большинстве фрикционных муфт) возникает так называемое сухое трение, при котором основными становятся механические силы. При полном же разделении трущихся поверхностей слоем смазки трение называется жидкостным. Воздействие влаги и кислорода атмосферы приводит к окислению и разрушению поверхности металлических деталей так называемой коррозии, поэтому металлы покрывают антикоррозийными покрытиями.

Антикоррозийное покрытие — тонкое покрытие на деталях для защиты их от коррозии. Различают антикоррозийные покрытия металлические (цинкование, никелирование, хромирование, меднение и др.); лакокрасочные, покрытия резиной, пластмассой, битумом.

Тема 2: Соединения деталей машин.

Вопросы:

1. Способы соединения деталей машин.
2. Основы резьбового соединения.
3. Резьбовые крепежные детали. Область применения шпоночных и шлицевых соединений.
4. Виды шпоночных соединений.
5. Способы сварочных соединений.
6. Виды получения сварочных соединений.
7. Виды заклепочных соединений.