Файл: 01. 02. 22 Машины и их основные элементы Основные сведения о машинах и механизмах.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.01.2024
Просмотров: 149
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
01.02.22 1. Машины и их основные элементы
Основные сведения о машинах и механизмах
В строительстве применяются различные машины и механизмы, предназначенные для повышения производительности труда и облегчения труда людей. В состав механизмов входит множество тел, часть из которых совершает движения. Закономерность движения определяется связями этих тел друг с другом. Так, подвижная губка слесарных тисков будет двигаться вполне определенно-поступательно при вращении рукоятки.
Механизм — это система тел, связанных между собой и предназначенных для преобразования движения одного или нескольких тел в движения других тел. Тела, образующие механизм, называются звеньями.
Звенья в свою очередь могут состоять из нескольких отдельных тел, жестко соединенных между собой. Такие тела называют деталями.
В каждом механизме обязательно есть неподвижное звено, которое называют стойкой или станиной. Звено, движение которому сообщается извне, называют ведущим, а звено, которому движение передается,– ведомым. В слесарных тисках, например, корпус с неподвижной губкой образует неподвижное звено, ведущим звеном является рукоятка, а ведомым — подвижная губка.
Подвижное соединение двух звеньев называют кинематической парой. В зависимости от характера движения пары бывают вращательные и.поступательные. Если механизм имеет более двух звеньев, то его можно разбить на несколько пар. Систему звеньев, образующих между собой кинематические пары, называют кинематической цепью.
На чертежах для указания пути передачи движения от ведущего звена к ведомому, а также для возможности изучения движения зиеньев механизма вместо конструктивного изображения кинематических пар и звеньев механизма вводят их условные изображения в виде схем. Схема, на которой в условных обозначениях показаны звенья и пары, называется кинематической схемой механизма.
Данная работа не уникальна. Ее можно использовать, как базу для подготовки к вашему проекту.
Па рис. 1.1, а в качестве примера представлена конструктивная схема механизма двигателя внутреннего сгорания
, а на рис. 1.1, б — его кинематическая схема. Механизм имеет четыре звена: поршень У, неподвижный цилиндр 2, шатун 3 и кривошип 4, образующих кинематическую цепь, состоящую из одной поступательной пары: стойка (неподвижный цилиндр) — ползун, и трех вращательах пар — ползун — шатун, шатун — кривошип, кршюшип — гойка.
Механизмы чаще всего являются составными частями машин. Машина — это устройство, выполняющее механические движе-ия для преобразования энергии или для выполнения полезной аботы.
По характеру выполняемых работ машины можно разделить на ве основные группы: энергетические и рабочие.
Рис. 1.1. Схема механизма двигателя внутреннего сгорания
Энергетические машины служат для преобразования любого вида энергии в механическую работу и наоборот. Например, двигатель внутреннего сгорания превращает химическую энергию топлива в механическую энергию вращающегося вала, а в электрогенераторе механическая энергия превращается в электрическую.
Рабочие машины делятся на технологические и транспортные. Технологические машины преобразуют материал. К ним, например, относятся машины для земляных работ, камнедробилки и многие другие.
Транспортные машины — автомобили, насосы, транспортеры и другие — используются для перемещения материалов, не изменяя их форму и свойства.
Рабочая машина приводится в движение энергетической машиной. Движение от нее передается рабочему органу, который непосредственно воздействует на обрабатываемый материал. При этом рабочий орган может соединяться непосредственно с двигателем или через передаточный механизм.
Механические передачи
Механической передачей называется механизм, служащий для преобразования скорости движения и момента двигателя при передаче его рабочему органу машины.
Различают передачи, осуществляемые силами трения,– ременные, фрикционные, и передачи, основанные на использовании зацепления,– цепные, зубчатые и червячные.
В каждой передаче различают два вала: ведущий и ведомый; Ведущий вал приводит во вращение ведомый. Основными характеристиками передачи являются мощность на ведущем Л/ и на ведомом N2 валах, быстроходность, определяемая частотой вращения ведущего щ и ведомого п2валов.
Передачу характеризуют также передаточное число i и коэффициент полезного действия (КПД)
г.
Для определения вращающего момента (Мв), действующего на валах, пользуются формулой: Мв = 9550 N/n, Н-м, где N— в кВт, п — в об/мин.
02.02.22ОСНОВНЫЕ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Материалы, применяемые для изготовления оборудования перерабатывающих производств, характеризуются физическими, химическими, механическими, трибологическими, технологическими и санитарно-гигиеническими свойствами.
Физические свойства — плотность, цвет, температура плавления, тепло- и электропроводность, удельная теплоемкость, термическое расширение и магнитные характеристики. Физические свойства определяют поведение материалов в тепловых, гравитационных, электромагнитных и радиационных полях.
Химические свойства — коррозионная стойкость, растворимость, окисляемость. Эти свойства материалов характеризуют их способность вступать в химическое взаимодействие с другими веществами, сопротивляться окислению, а также проникновению газов и химически активных веществ.
Механические свойства материалов позволяют оценивать их способность сопротивляться деформированию и разрушению под воздействием различных нагрузок. К ним относятся твердость, прочность, упругость, пластичность и вязкость. В определенной степени к механическим свойствам можно отнести трибологические свойства материалов, под которыми понимают их способность сопротивляться изнашиванию в условиях внешнего трения.
Технологические свойства — ковкость, жидкотекучесть, свариваемость, обрабатываемость резанием и износостойкость.
Санитарно-гигиенические свойства материалов характеризуют степень их влияния на здоровье людей и качество получаемой продукции.
Для улучшения механических, химических и технологических свойств материалов применяют термическую (отжиг, закалка, отпуск) и химико-термическую (цементация, азотирование, цианирование) обработку.
Металлы, используемые в машиностроении, делятся на черные (железо и сплавы на его основе) и цветные (все остальные металлы и их сплавы).
Черные металлы. Железо — блестящий серебристосветлый металл плотностью 7,86 г/см3, температурой плавления 1536'С, легко поддается обработке давлением и резанием. В чистом виде вследствие низкой прочности практически не используется.
Сталь — сплав железа с углеродом (до 2,14 % С) и другими элементами. Содержание углерода влияет на свойства стали: с его
увеличением возрастают, например, твердость, предел прочности, но уменьшаются пластичность, ударная вязкость и свариваемость.
По химическому составу стали подразделяют на углеродистые и легированные.
Углеродистые стали наряду с железом и углеродом содержат марганец и кремний, а также вредные примеси (серу и фосфор). Кроме этого, в их состав входят скрытые примеси—газы: кислород, азот, водород.
В состав легированных сталей помимо указанных компонентов входят легирующие элементы (хром, никель, титан и др.), повышающие качество сталей.
По назначению различают стали конструкционные, инструментальные и с особыми физическими свойствами.
Конструкционные стали применяют для изготовления деталей машин, конструкций и сооружений.
Инструментальные стали обладают высокой твердостью, прочностью, износостойкостью, их применяют для изготовления различного инструмента (режущего, измерительного и др.).
Стали с особыми физическими свойствами используют в атомной энергетике, химическом машиностроении, пищевой промышленности др.
По качеству различают стали обыкновенного качества и качественные.
Стали обыкновенного качества содержат не более 0,05 % серы и не более 0,04 % фосфора.
Качественные стали содержат не более 0,04 % серы (в случае инструментальных сталей до 0,03 % S) и не более 0,035 % фосфора, они менее загрязнены неметаллическими включениями и газами. В особо ответственных случаях эти стали содержат менее 0,02 % серы и 0,03 % фосфора. При одинаковом содержании углерода качественные стали более пластичны и вязки, особенно при низких температурах, поэтому такие стали предпочтительнее для изготовления изделий, эксплуатируемых при низких температурах.
В свою очередь, качественные углеродистые стали в зависимости от содержания углерода подразделяют на низкоуглеродистые (до 0,25 % С), среднеуглеродистые (0,3...0,5 % С) и высокоуглеродистые конструкционные (до 0,6 % С). Низкое содержание вредных примесей в высококачественных сталях делает их производство достаточно дорогим и сложным, поэтому обычно высококачественными сталями бывают не углеродистые, а легированные стали.