-операции по установке изделия на месте эксплуатации;
-рекомендации по защите изделия от внешних воздействий (атмосферных явлений, газов, электромагнитных полей и т.д.);
-правила и порядок заправки изделия топливом, смазочными материалами, жидкостями, газами и т.д.;
-правила настройки и регулирования изделия;
-состав обслуживающего персонала и других специалистов;
-наиболее эффективные режимы работы изделия;
-правила измерения параметров, регулирования и настройки изделия;
-правила проверки технического состояния изделия с целью установления его пригодности для дальнейшего использования по прямому назначению.
Поддержание работоспособного состояния изделия в течение всего срока эксплуатации обеспечивается за счет ремонтов и технического обслуживания, предназначающихся для обнаружения и устранения неисправностей и отказов (любых вынужденных остановок /см. выше/). Ремонты бывают текущие и капитальные, их периодичность устанавливается для каждого конкретного изделия в соответствии с опытом его эксплуатации. Техническое обслуживание изделия проводится:
-при подготовке к работе, хранению, транспортированию;
-для изделий, работающих по прямому назначению, находящихся на кратковременном и длительном хранении или транспортируемых;
-после использования (работы) изделия или транспортирования.
Изделия, исчерпавшие ресурс долговечности, подлежат утилизации. Дословно этот термин означает – употребление с пользой. При этом должен соблюдаться дифференцированный подход: металлоконструкция, как правило, отправляется в металлолом; отдельные не исчерпавшие ресурса детали, узлы или агрегаты – для дальнейшего использования в других аналогичных изделиях (подменный фонд, запчасти); радиоактивные детали подлежат захоронению.
3. Классификация машин и механизмов
Классификационные признаки: по типу объектов преобразования, по выполняемой функции, по уровню сложности, по степени оригинальности, по типу производства.
По типу объектов преобразования различают машины для переработки:
-энергии (например, кинематической /механического движения/, электрической);
-материалов (вещества) – дробилки, мельницы, прокатные станы;
-информации (приборы контрольно-измерительной аппаратуры).
По выполняемой функции машины делят на две большие группы: машины-двигатели и рабочие машины. Машинами-двигателями называют такие машины, в которых один вид энергии (электрической, тепловой, сжатого воздуха, поднятой воды и т.п.) преобразуется в энергию движения исполнительных органов рабочих машин. К рабочим машинам относят машины, предназначенные для облегчения и замены физического труда человека по изменению формы, свойств, состояния, размеров и положения обрабатываемых материалов и объектов, а также для облегчения и замены его логической деятельности по выполнению расчетных операций и операций контроля и управления производственными процессами. К ним относятся подъемно-транспортные, вычислительные машины, всевозможные станки для обработки материалов, устройства робототехники и др. Характерным для машины является совершение полезной работы [1].
В зависимости от способа управления движением различают машины:
-ручного управления – при этом оператор находится на встроенном в машину рабочем месте (автомобиль) или в непосредственной близости от машины (металлорежущие станки). Ручное управление может быть дистанционным (кран-балка),
-полуавтоматического действия – часть операций управляется вручную, а часть – автоматически (в токарном полуавтомате – загрузка заготовок осуществляется вручную),
-автоматического действия – все операции осуществляются по заданной программе (станки с ЧПУ, промышленные роботы).
Многочисленные разновидности машин отличаются осуществляемыми с их помощью производственными процессами. Их сходство определяется наличием в машинах механизмов, предназначенных для передачи и преобразования движения. Существуют машины, не имеющие механизмов – электродвигатель.
По уровню сложности машины бывают простые и сложные, причем сложность определяется не столько количеством элементов, сколько сложностью связей между ними (сравним летательные аппараты – дельтаплан и самолет).
По степени оригинальности бывают серийные и уникальные машины. Уникальность может заключаться в том, что серийному изделию придают какие-то особенные свойства (например, «Жигули» с бамперами из золота; лифт с креслом и телевизором), а может заключаться в том, что создается машина для выполнения ранее не выполнявшейся функции (например, летательный аппарат очень большой грузоподъемности – экранолет; самосвал грузоподъемностью 1000 т).
По типу производства различают машины:
-для индивидуального и мелкосерийного производства – универсальные, предназначенные для выполнения различных видов однотипных технологических операций над достаточно разнородными объектами (токарно-винторезный станок).
-для крупносерийного и массового производства – специализированные, предназначенные для выполнения операций одного вида (зубошлифовальный станок), и специальные, предназначенные для строго определенных операций (сварочный автомат на конвейере).
4. Классификация деталей и сборочных единиц общего назначения
Выше были рассмотрены примеры деталей специального назначения. Но объектом рассмотрения в данном курсе являются детали преобразователей, передаточных механизмов (передач), являющихся составной частью практически любой технологической машины (технологического механизма), предназначенной для выполнения той или иной полезной функции.
Кроме того, в данном курсе рассматриваются детали устройств, предназначенных для обслуживания передаточных механизмов, обеспечивающих нормальное (в соответствии с техническими требованиями) функционирование этих механизмов – соединений (разъемных и неразъемных), валов, муфт, подшипников, направляющих и вспомогательных устройств.
Упрощенная классификация этих так называемых деталей общего назначения приведена в таблице 2.3.
Таблица 2.3
Детали и сборочные единицы общего назначения
| Преобразователь(передаточныймеханизм) | Соединения | Неразъемные | Клееные | – | |
| Паяные | – | ||||
| Сварные | – | ||||
| Заклепочн. | заклепки | ||||
| Разъемные | Резьбовые | Болты; винты; гайки; шайбы | |||
| Шпоночные | Шпонки | ||||
| Клиновые | Клинья | ||||
| Передачи | Вращательного движения | Зацеплением | Зубчатые | Зубчатые колеса | |
| Червячные | Червяки; червячные колеса | ||||
| Цепные | Цепи; звездочки | ||||
| Трением | Ременные | Ремни; шкивы | |||
| Фрикционные | Фрикцион. колеса | ||||
| Кулачковые | Кулачки | ||||
| Поступательного движения | Рычажные | Кривошипы; шатуны; коромысла; кулисы | |||
| Кулачковые | Кулачки; эксцентрики; тарелки; толкатели | ||||
| Винт-гайка | Х. винты, гайки | ||||
| Валы и оси | - | ||||
| Муфты | Постоянные | Полумуфты; пальцы; втулки; сухари; обоймы | |||
| Сцепные | Диски; конусы; кулачки | ||||
| Подшипники | Качения | Шарики; ролики; кольца; сепараторы | |||
| Скольжения | Корпуса; вкладыши | ||||
| Направляющие | Поступательного движения | Скольж-я | Скалки; призмы | ||
| Качения | Сепараторы | ||||
| Вращательного движения | Скольжения | Опоры: на призмах, кернах, сф. | |||
| Качения | Подш. качения | ||||
| Упр. трен. | Подвески | ||||
| Возд. или жидк. трен | Магниты | ||||
| Основания | Корпуса; станины | ||||
| Вспомогательные устройства | Для защиты от вибраций и ударов | Пружины; рессоры | |||
| Для уравновешивания и накопления энергии | Маховики; маятники; грузы; шаботы | ||||
| Для смазки и защиты от загрязнений | Масленки; крышки; кожухи; ограждения | ||||
| Устройства управления | Маховички; рычаги; рукоятки | ||||
5. Принципы построения механизмов, их структура
Механизм (см. выше) состоит из тел, подвижно соединенных между собой. Тела (за исключением особо оговоренных случаев) будем считать абсолютно твердыми. Твердое тело – совокупность материальных точек, находящихся на неизменном расстоянии друг от друга. Материальная точка в отличие от геометрической обладает массой [4].
Звеном (жестким) механизма назовем одно или несколько твердых тел, не имеющих движения друг относительно друга. Неподвижные тела механизма образуют неподвижное звено – стойку. Остальные звенья – подвижные и изменяют в процессе движения положения друг относительно друга и по отношению к стойке.
Звенья механизма соединены между собой подвижно. Соединение двух звеньев, позволяющее совершать то или иное движение по отношению друг к другу, называется кинематической парой.
В местах соединения двух звеньев им придают определенные геометрические формы, чтобы обеспечить требуемый характер относительного движения. Кинематические элементы (элементы кинематической пары) представляют совокупность точек, линий и поверхностей, которыми звенья непрерывно касаются и характер соприкосновения которых определяет вид относительного движения соединяемых звеньев. Совокупность таких кинематических элементов и представляет кинематическую пару.
Свободное твердое тело имеет шесть степеней свободы и может совершать шесть независимых видов (w) движения: три вращательных движения вокруг осей x, y, z и три поступательных вдоль этих осей. Если рассматриваемое тело (звено) образует кинематическую пару с другим, число независимых параметров w, определяющих относительное движение выражается неравенством 6 >w> 0. При w = 0 соединение двух тел является неподвижным, при w = 6 тела не соединены друг с другом. Таким образом, кинематическая пара устанавливает связи (ограничения) в относительном движении.