• Гідрологія і Гідрометрія
• Господарське право
• Економіка будівництва
• Економіка природокористування
• Економічна теорія
• Земельне право
• Історія України
• Кримінально виконавче право
• Медична радіологія
• Методи аналізу
• Міжнародне приватне право
• Міжнародний маркетинг
• Основи екології
• Предмет Політологія
• Соціальне страхування
• Технічні засоби організації дорожнього руху
• Товарознавство продовольчих товарів

Конструктивна структура

План

Викладач Клюд О.В.

2014р.

Лекція №1

Тема. Класифікація машин. Загальні проблеми машинознавства.

Мета: Вивчити класифікацію машин. Засвоїти основні поняття та технічні характеристики робочих машин.

1 Класифікація машин.

1.1 За призначенням

1.2 За ступенем універсальності

1.3 За ступенем автоматизації

2 Загальні характеристики

3 Функційна структура машин.

4 Конструктивна структура машин.

6 Наукові основи машинознавства.

Запитання для самоконтролю

1. Дати визначення поняттю: машина, ланка, механізм.

2. Як класифікують машини?

3. Як класифікують машини за ступенем автоматизації?

4. Назвіть загальні проблеми машинознавства?

Самостійна робота: «Науково- технічний прогрес» реферат.

«Розрахунок, проектування та випробування машин».

Маши́на (від лат. machina, від дав.-гр. Μηχανή — пристрій, засіб, знаряддя) — технічний об’єкт, який складається із взаємопов’язаних функціональних частин (деталей, вузлів, пристроїв, механізмів та ін), що використовує енергію для виконання покладених на нього функцій. Традиційно, під машиною розуміють технічну систему, яка виконує або допомагає у виконанні якогось виду роботи. Проста машина — механізм, який перетворює напрям або величину сили без споживання енергії.

Машини використовуються для виконання певних дій з метою зменшення навантаження на людину або повної заміни людини при виконанні конкретного завдання і є основою для підвищення продуктивності праці.

Історично, спочатку машину класифікували як пристрій що містив рухомі частини і служив для перетворення механічної енергії. Проте з появою і розвитком електроніки з'явились технічні об'єкти без рухомих частин, наприклад — електронна обчислювальна машина.

Робочою машиною називається машина, призначена для перетворення матеріалів. За допомогою робочих машин проводиться зміна форми, властивостей, стану і положення предмета праці. Pабоча машина складається з наступних механізмів: рухового, передавального і виконавчого.

Pабочі машини підрозділяються на транспортні і технологічні - машини.

Машини класифікують:

· За призначенням

· За ступенем універсальності

· За ступенем автоматизації

Практично будь-яку машину можна зарахувати до однієї з трьох груп:

Енергетичні машини — це машини, що перетворюють один вид енергії в інший, до них відносяться:

двигуни, машини, котрі перетворюють різні види енергії у механічну роботу (електродвигуни, парові машини, гідротурбіни, двигуни внутрішнього згоряння);

Робочі машини — це машини що використовують механічну чи іншу енергію для перетворення і переміщення предметів обробки та вантажів. До них відносяться:

· технологічні машини і апарати — млини, печі, верстати, преси тощо, котрі призначенні для змінювання розмірів, форми, властивостей або стану предмета обробки (сировини).

· транспортні та підйомні машини — канатні дороги, конвеєри,ракети, крани, екраноплани тощо, котрі призначені для переміщення вантажів та людей у просторі.

Інформаційні машини — це машини, що призначені для перетворення, обробки та передачі інформації (ЕОМ, музичні інструменти, апарати зв'язку та інші пристрої передачі, обробки і зберігання інформації).

Тенденцією розвитку сучасних машин є створення комбінованих машин — машинних агрегатів. Машинним агрегатом називається технічна система, що складається з однієї або декількох уніфікованих агрегатів, сполучених послідовно або паралельно, і призначена для виконання певних необхідних функцій. Зазвичай до складу машинного агрегату входять: двигун, передавальний механізм (їх може бути декілька або не бути зовсім) і робоча або енергетична машина. В наш час до складу машинного агрегату часто включають інформаційну машину.

Використання інформаційних машин для керування енергетичними та робочими машинами привело до появи кібернетичних машин, здатних адаптуватися під зміни оточуючого середовища на основі використання систем штучного інтелекту: (роботи, маніпулятори, машини-автомати та гнучкі виробничі системи). Поєднання різних робочих машин в одній конструкції привело до появи машин-комбайнів, а комбінування різних енергетичних машин дало поштовх до розвитку гібридних конструкцій.

За ступенем універсальності

Машини за ступенем універсальності поділяють на три групи: універсальні, спеціалізовані, спеціальні.

Універсальні машини призначені для здійснення різнопланових технологічних та транспортних операцій, пов'язаних з обробкою та переробкою різноманітних предметів обробки, енергетичних чи інформаційних потоків. Це найпоширеніша група машин, до яких можна віднести універсальні металорізальні верстати, ковальсько-пресові машини, транспортні та транспортуючі машини. Перелік операцій чи робіт, які виконуються універсальною машиною, досить широкий. Машини, які використовуються для виконання дуже великого діапазону робіт, називаються широкоуніверсальними. Сюди ж можна віднести персональні комп'ютери, функції яких будуть залежати від виду програмного забезпечення, що виконується на них у даний момент.

Спеціалізовані машини призначені для обробки чи переробки об'єктів однієї номенклатури, що відрізняються формою, розміром чи властивостями (зубообробні чи різьбонарізні верстати, доменні печі, вальцювальне обладнання, сільськогосподарські машини, друкарські машини тощо). До цієї групи можна віднести програмовані логічні контролери, функції яких обмежуються колом задач керування, для яких вони створені.

Спеціальні машини призначені для обробки чи переробки предметів праці тільки певної форми і розмірів, певних властивостей або тільки для виконання якоїсь специфічної роботи чи операції. Це можуть бути верстати для обробки, наприклад, лопаток газових турбін, автомобілі для перевезення тільки певного виду вантажу (цементовози, бензовози, панелевози) тощо. Тут, також можна згадати електронні пристрої (вимірювальні, побутові, зв'язку і т.д.) побудовані на однокристальних ЕОМ, де схемно і програмно закладено саме ті функції, які властиві даному приладу.

За ступенем автоматизації

За ступенем автоматизації усі машини поділяються на машини з ручним керуванням, автомати і напівавтомати.

1) Машини з ручним керуванням виконують свої функції тільки за безпосередньої участі в їх роботі людини. Людина здійснює пуск машини, управління роботою всіх її механізмів та зупинку машини після виконання певних робіт чи операцій (металорізальні та деревообробні верстати, будівельні машини, транспортні та транспортуючі машини, швейні машини тощо).

2) Автомат — самостійно діюча машина, яка виконує свою функцію згідно із заданою керуючою програмою без безпосередньої участі людини у процесі обробки, перетворення, передавання та використання матеріальних об'єктів, енергії чи інформації. Розрізняють машини-автомати технологічні (наприклад, металорізальні верстати-автомати, ливарні автомати, автоматизовані агрегати тощо), енергетичні (автоматичні прилади і засоби енергосистем, електричних машин i мереж), транспортні (автостоп, автопілот), обчислювальні машини, торговельні (автомат для приготування страв, магазин-автомат), побутові автомати. Залежно від умов роботи і виду енергії, що використовується, існують автомати, які включають механічні, гідравлічні, електричні (електронні), пневматичні та комбіновані пристрої.

3) Автоматизовані засоби (напівавтомати) — це машини, в яких робочий цикл, що здійснюється на основі попередньо заданої керуючої програми, переривається і для його повторення необхідне обов'язкове втручання людини (кава-машина, НВЧ-пічка та ін.).

Машина відповідає своєму призначенню тільки в тому випадку, якщо вона характеризується наступними необхідними характеристиками:

· продуктивність— чим вона вища, тим нижча собівартість продукції;

· економічність — машина повинна мати великий коефіцієнт корисної дії, займати меншу площу, витрачати менше енергії, палива, забезпечувати підвищену точність, вимагати менших затрат праці на обслуговування і ремонт тощо. Всього цього можна досягнути вдосконаленням конструктивної схеми машини, раціональним вибором основних її параметрів і конструктивних форм, використанням автоматичних систем для регулювання і керування машиною та забезпеченням оптимізації робочого режиму.;

· експлуатаційна надійність — властивість машини виконувати задані функції, зберігаючи при цьому свої експлуатаційні показники в допустимих межах, протягом наперед заданого проміжку часу. Показником надійності може бути ймовірність безвідмовної роботи машини в призначеному інтервалі часу при мінімальних ремонтних витратах. Чим ближча ймовірність безвідмовної роботи до одиниці, тим вища надійність машини;

· довговічність — здатність машини і її вузлів протистояти впливу старіння, зносу, корозії тощо, визначає такий стан машини, при якому вона здатна виконувати задані функції з параметрами щодо вимог технічної документації із збереженням міцності, незмінності форми і розмірів, стійкості проти спрацьовування, потрібної механічної жорсткості, тепло–і вібростійкості. Роботоздатність деталей машин забезпечується наданням їм відповідних розмірів і форм, раціональним добором матеріалів для виготовлення їх з використанням зміцнюючих технологій, застосуванням антикорозійного захисту і відповідного змащування;

· технологічність конструкції — ступінь відповідності конструкції машини оптимальним умовам виробництва при заданому масштабі випуску продукції;

· екологічність машини — здатність її виконувати свої функції без шкідливого впливу на навколишнє середовище. Екологічність при проектуванні і конструюванні забезпечується використанням технологічно чистих джерел енергії, запобіганням шкідливому забрудненню виробничих приміщень, нейтралізацією продуктів робочого процесу машини, відповідною герметизацією робочих об'ємів машини, використанням матеріалів для деталей із урахуванням можливості їх утилізації після виходу з ладу, забезпеченням виконання функції машини з низьким рівнем шуму та вібрацій.

· безпечність в експлуатації характеризує придатність конструкції машини до нормальної експлуатації протягом визначеного технічною документацією строку служби без аварійних руйнувань, небезпечних для обслуговуючого персоналу, виробничого обладнання, а також інших суміжних об'єктів.

· вартість— залежить у першу чергу від маси машини, чим вона менша, тим більша економія металу і тим нижча вартість машини. На вартість впливає і багато інших факторів, таких як: ступінь досконалості технологічного процесу виробництва, ступінь уніфікації конструкції машини, вартість матеріалів і покупних виробів необхідних для її виготовлення і т.д.

Насамперед машина повинна повністю відповідати вимогам і нормам конструкторської документації, технічних умов і стандартів.

Функційна структура машин

За функційними ознаками у структуру машини входять взаємопов'язані механізми, на кожен з яких покладена певна функція. Механізми можуть складатись із твердих тіл, містити гідравлічні, пневматичні, електричні складові, робота яких базується на використанні рідких, газоподібних тіл або електричного струму відповідно.

3 точки зору функціонального призначення механізми машин поділяються на такі види:

· механізми двигунів і перетворювачів (турбіни, генератори, насоси і т.д.);

· передавальні механізми (редуктори, пасові передачі, ланцюгові передачі і т.д.);

· виконавчі механізми (механізми пресів, механізми переміщення інструменту, механізм ковша екскаватора і т.д.);

· засоби управління, контролю та регулювання (давачі, дія яких ґрунтується на зміні електричного опору, ємності, індуктивності, а також на виникненні електрорушійної сили в процесі дії контрольованих механічних, акустичних, теплових, електричних, магнітних, оптичних чи радіаційних величин; програмовані логічні контролери; системи ЧПК та ін.));

· засоби подавання, транспортування, живлення та сортування (механізми гвинтових шнеків, скребкових та ківшових елеваторів; для транспортування та подавання сипучих матеріалів, механізми сортування готової продукції за розмірами, формою, виглядом тощо);

· засоби автоматичного обліку, дозування та пакування готової продукції (механізми дозування і пакування харчових продуктів, механізми дозування і розливу продукції у вигляді рідини і т.д.).

У залежності від призначення, конструкції та принципу роботи конкретної машини до її складу можуть входити декілька механізмів однакового призначення (наприклад, механізмів двигунів чи насосів, передавальних чи виконавчих механізмів) або деякі із розглянутих видів механізмів можуть бути відсутніми. Оскільки робоча машина найчастіше складається з трьох основних механізмів: двигуна, передавального і виконавчого, або власне робочого механізму, котрим визначаться спеціалізація машини і заради якого машина і створюється (металообробна машина, зернозбиральний комбайн і т.д.).

Конструктивно машина складається з деталей, вузлів та агрегатів. Кожен з цих елементів має предметну чи функціональну спеціалізацію, повне призначення і разом з тим узгоджується з іншими елементами машини, утворюючи в сукупності цілісну діючу конструкцію.

Деталь— елемент машини, кожен з яких являє собою одне ціле і не може бути розібраний без руйнування на простіші складові ланки машин. Кількість деталей у сучасних машинах досягає десятків тисяч. Виконання машин з деталей передусім викликане необхідністю забезпечення відносних рухів (ступеней свободи) частин. Але нерухомі та взаємно нерухомі частини машин (ланки) також виконують із окремих сполучених деталей. Це дає можливість застосовувати оптимальні матеріали, швидко відновлювати працездатність спрацьованих машин, замінюючи тільки прості та зношені деталі, що полегшує їх виготовлення, забезпечує можливість і зручність процесу складання машин.

За ознаками застосування та поширення в машинобудуванні деталі можна розділити на групи:

· стандартні— це деталі, що виготовляються відповідно до державних, галузевих стандартів або стандартів підприємства;

· уніфіковані — це деталі, запозичені з іншого виробу, тобто раніше спроектовані як оригінальні;

· оригінальні— деталі конструюють для певної машини і вони, як правило, раніше не проектувались і не виготовлялись.

Вузол— частина машини, яка являє собою роз'ємне або нероз'ємне з'єднання декількох деталей, яке можна зібрати окремо від інших складових частин машини або механізму і яке здатне виконувати певні функції у виробах одного призначення тільки спільно з іншими складовими частинами. Особливістю кожного конкретного вузла є те, що він може виконувати свої функції тільки у складі певної машини, для якої він призначений. Характерними прикладами вузлів можуть бути зварні корпуси, гідро- та пневмоциліндри, планетарні механізми, гальмівні пристрої, шпиндельні блоки, обгінні муфти, запобіжні клапани тощо.

Агрегат — нормалізований вузол машини, який забезпечує повну взаємозамінюваність і самостійно виконує властиві йому функції. Це дає можливість використовувати агрегати не тільки в конструкції якоїсь певної машини, а складати з них, залежно від потреб виробництва, машини різних компонувань (машинні агрегати). Так, приміром, у машинобудівному виробництві набули широкого використання агрегатні верстати, до складу яких входить тільки нормалізовані елементи (агрегати) у вигляді силових столів, багатопозиційних поворотних столів, силових головок, шпиндельних коробок і гідропанелей. Завдяки стандартизованим приєднувальним розмірам з цих елементів можуть компонуватися агрегатані верстати різного призначення.

Типовими зразками агрегатів, які входять до складу машини, є електричні двигуни, редуктори, насоси, різного призначення, гідроагрегати у вигляді гідропідсилювачів, генератори електричного струму, компресори та багато інших. 3 агрегатів компонують деякі машини сільськогосподарського виробництва; велика кількість агрегатів входить до складу прокатних станів металургійного виробництва, до машинобудівельної, транспортної і транспортуючої техніки, до машин хімічної i переробної промисловості.

Науковою основою розробки та експлуатації машин є машинознавство.

Машинознавство — галузь науки і техніки, яка розв'язує проблеми проектування, розрахунків, методів і засобів експериментального визначення пружнодеформованого стану, випробування, виготовлення, експлуатації та ремонту деталей, вузлів, окремих механізмів і машин загалом, створення раціональних конструкцій, підвищення працездатності, надійності та довговічності деталей і вузлів машин, розроблення нових і вдосконалення наявних технічних і конструкторських рішень, які забезпечують підвищення якості та ефективності роботи, незалежно від галузі техніки та призначення машин.

Загальні проблеми машинознавства.

· До загальних проблем машинознавства відносяться:

· розробка принципів створення машин, методів розрахунків і конструювання деталей і вузлів машин;

· проведення системного аналізу конструкцій та узагальнення інженерного досвіду проектування машин;

· вишукування шляхів підвищення питомих показників машин, удосконалення наявних конструкцій з метою підвищення коефіцієнта

· корисної дії та зменшення маси машин.

Прикладні проблеми машинознавства

· До прикладних проблем машинознавства належать:

· проведення структурного, кінематичного і динамічного аналізу схем механізмів і машин;

· підвищення працездатності, надійності і довговічності механізмів і машин.

· розвиток теорії та методів оптимального синтезу механізмів і машинних агрегатів за заданими умовами роботи.

· розробка теорії машин-автоматів;

· дослідження кінематики механізмів і машин, методів та засобів навантаження їх елементів, вимірів напружень, деформацій.

У цьому напрямку наукової галузі актуальними є:

· вивчення впливу матеріалів, технології обробки та умов експлуатації на працездатність, надійність, довговічність машин і механізмів;

· випробування та діагностика деталей машин і вузлів;

· розробка методів і засобів діагностики машин;

· розробка методів й засобів захисту машин від перевантаження.

Список рекомендованих джерел:

1. Мала гірнича енциклопедія. В 3-х т. / За ред. В. С. Білецького. — Донецьк: Донбас, 2004. — ISBN 966-7804-14-3.

2. Кіницький Я. Т. Теорія механізмів і машин: Підручник. -К.: Наукова думка,2002 .-660 с. ISBN 966-00-0740-Х

3. Теорія механізмів і машин. Курс лекцій для студентів напряму підготовки 0902 "Інженерна механіка" денної та заочної форм навчання / Б. I. Червоний, Рівне : НУВГП , 2006. – 216 с.

4. Сидоренко В. К., Терещук Г. В., Юрженко В. В. Основи техніки і технології: навчальний посібник – К.: НПУ, 2001. – 163 с.

5. Oberg, Erik; Franklin D. Jones, Holbrook L. Horton, and Henry H. Ryffel (2000). ed. Christopher J. McCauley, Riccardo Heald, and Muhammed Iqbal Hussain. ed. Machinery's Handbook (26th edition ed.). New York: Industrial Press Inc.. ISBN 0-8311-2635-3.

6. Sybille Krämer: Symbolische Maschinen. Die Idee der Formalisierung in geschichtlichem Abriss. Wissenschaftliche Buchgesellschaft, Darmstadt 1988, ISBN 3-534-03207-1

7. Hans-Dieter Bahr: Über den Umgang mit Maschinen. Konkursbuchverlag, Tübingen 1983, ISBN 3-88769-011-7

8. Martin Burckhardt: Vom Geist der Maschine. Eine Geschichte kultureller Umbrüche. Campus Verlag, Frankfurt/M./New York 1999, ISBN 3-593-36275-9

Лекція №2

Тема. Енергоперетворюючі пристрої. Приводи машин. Матеріали та речовини що використовують для виготовлення машин.

Мета: Вивчити види приводів машин, будову та принцип дії. Властивості матеріалів для машинобудування.

Читайте також:

1. III. Географічна структура світового ринку позичкового капіталу
2. VІ. План та організаційна структура заняття
3. Адміністративно – територіальний устрій і соціальна структура Слобожанщини у половині XVII – кінці XVIII століття
4. Акти з охорони праці, що діють в організації, їх склад і структура.
5. АРХІВНІ ДОВІДНИКИ В СИСТЕМІ НДА: ФУНКЦІЇ ТА СТРУКТУРА
6. Атомно-кристалічна структура металів
7. Базова алгоритмічна структура
8. Банківська система та її структура. Функції Центрального банку.
9. Безцехова виробнича структура.
10. Будова систем: підсистема, елемент, структура, зв'язок.
11. Бухгалтерська оцінка капіталу банку. Структура капіталу
12. Бюджетна структура

Переглядів: 1603