126163 (Эксплуатационные свойства машин и механизмов)

Министерство образования и науки РФ

Институт инженерных технологий, регионального

предпринимательства и информатики (ИРПИ)

Доклад

По дисциплине : «Основы проектирования и конструирования»

На тему : « Эксплуатационные свойства машин и механизмов»

Выполнила: Пышкина Н.В.

Студент 5 курса

Экономического факультета

Проверил: Попов В.В.

г.Покров

2010 г.

План

1. Основные сведения о машинах и механизмах

2. Этапы жизненного цикла машины

3. Классификация машин и механизмов

4. Классификация деталей и сборочных единиц

5. Принципы построения механизмов, их структура

6. Анализ и синтез механизмов

7. Эксплуатационные свойства машин и механизмов

Список используемой литературы

1. Основные сведения о машинах и механизмах

Определение понятий: механизм, машина, прибор, узел, деталь.

Механизм – искусственно созданная система тел; предназначенная для преобразования движения одного или нескольких твердых тел (входных звеньев) в требуемые движения других тел (выходных звеньев). Указанное преобразование происходит циклически неопределенно длительное время.

Машина – устройство; выполняющее механические движения для преобразования энергии; материалов и информации с целью замены или облегчения физического и умственного труда человека. ЭВМ, строго говоря, машиной не является, так как механические движения здесь используются для выполнения вспомогательных операций.

Основные показатели, которым должна удовлетворять машина: производительность; экономичность; прочность; надежность; масса и металлоемкость; габариты; энергоемкость; объем и стоимость ремонтных работ; расходы на оплату труда операторов; технический ресурс; степень автоматизации; простота и безопасность обслуживания; удобство управления, сборки и разборки. Кроме того, машина должна отвечать требованиям технической эстетики. Общая структура машины приведена в таблице 2.1.

Значимость каждого из вышеперечисленных показателей зависит от функционального назначения машины.

Таблица 2.1

Структура машины

Двигатель – источник энергии для машины. По своей природе двигатель может быть электрический; гидравлический; внутреннего сгорания; паровая (газовая) турбина.

Рабочий орган – предназначен для выполнения рабочей функции машины.

Прибор – эксплуатационно-автономное изделие, выполняющее функции измерения, контроля, регулирования, управления. Входной величиной служит измеряемая величина (давление, температура, скорость, напряжение, сила тока и т.п.). Выходная величина зависит от способа выдачи информации. Если информацию воспринимает человек, как в приборах непосредственной оценки и регистрирующих, выходной величиной является показание отсчетного (записывающего) устройства. В приборах систем автоматического управления (САУ) выходной параметр воспроизводится в виде электрической, пневматической или другой величины, удобной для усиления и передачи на расстояние.

Узел (сборочная единица) – часть машины (механизма), состоящая из нескольких более простых элементов (деталей).

Деталь – часть изделия (изделие), в которой нет разъемных и неразъемных соединений, то есть изготовленная из однородного по наименованию и марке материала без применения сборочных операций. Некоторые детали специального назначения приведены в таблице 2.2.

Таблица 2.2

Детали специального назначения

2. Этапы жизненного цикла машины

Определение потребности, планирование, проектирование и конструирование, изготовление, испытание, хранение, транспортировка, эксплуатация, ремонт и техническое обслуживание, утилизация.

Новая техника – слишком дорогое мероприятие, для того, чтобы заниматься ее приобретением «от нечего делать» или потому, что так «левая нога хочет». Она вызывается к жизни только очень серьезно обоснованной потребностью. Потребность в новой технике возникает при необходимости модернизировать производство (увеличить его объем, внедрить более прогрессивный техпроцесс) или освоить новый вид продукции. Важно правильно определить объем потребности [5].

Планирование новой техники следует рассматривать как часть научно-исследовательской работы, направленной на подбор и подготовку исходного материала, который необходим для разработки ТЗ на проектирование. При краткосрочном планировании (на 5 – 10 лет) следует оценить перспективный уровень развития конструкции создаваемой машины. При среднесрочном и долгосрочном планировании (на 20 – 30 лет) необходимо определить значимость имеющихся новых открытий и изобретений, цель и техническую стратегию [8].

В процессе планирования следует установить: -функциональное назначение машины; -основные технико-экономические параметры; потребность и предполагаемый объем изготовления; -новые материалы и виды заготовок; -новые техпроцессы, потребность в оборудовании и технологической оснастке; -новые формы и методы организации и управления производством; эффективность (экономическая или иная) от создания новой машины.

Методы планирования:

-метод экстраполяции – применяется при краткосрочном планировании;

-метод экспертных оценок – применяется, если нет систематизированной информации о прошлом или когда научно-техническое развитие в значительной степени зависит от принимаемых решений, а не от технических возможностей;

-метод моделирования, в основу которого должно быть положено целесообразное прогнозирование процесса развития конструкции в будущем (математическое моделирование).

При проектировании и конструировании разрабатывают графические (чертежи, схемы, графики и т.п.) и текстовые (пояснительные записки /ПЗ/, расчеты /РР/, спецификации и т.п.) конструкторские документы. Они должны определять состав и устройство проектируемого изделия и содержать данные, необходимые для его разработки, изготовления, контроля, приемки, эксплуатации и ремонта.

Процессы изготовления и испытаний машин взаимосвязаны и дополняют друг друга. В общем и достаточно ответственном случае серийному изготовлению предшествует изготовление, отладка и доводка опытного образца машины, его промышленные испытания, внесение в конструкцию выявленных в ходе испытаний изменений, государственные испытания и приемка опытного образца. Далее в процессе освоения новой машины следует изготовление технической документации головной серии, изготовление головной серии и ее промышленные испытания. Вслед за этим разрабатывают серийную документацию, подготавливают производство к серийному выпуску и, наконец, организуют серийный выпуск. Серийно выпускаемые изделия после схода с конвейера подвергают испытаниям (массовым или выборочным) для объективной оценки надежности и качества изготовления. Так, серийно выпускаемые автомобили подвергают обязательной обкатке в объеме 100% серии.

Для проведении испытаний как метода контроля должны быть описаны

-методы отбора образцов (проб);

-оборудование, материалы и реактивы;

-подготовка к испытанию;

-проведение испытаний;

-обработка результатов.

Изготовленное изделие не сразу может быть реализовано или после немедленной реализации не сразу запущено в эксплуатацию. В этом случае изделие должно храниться. Для правильного хранения необходимо:

-создать условия хранения продукции на складах (в хранилищах), обеспечить сохранность ее качества и товарного вида;

-определить место хранения (навес, закрытый склад, отапливаемое помещение и т.д.);

-обеспечить защиту продукции от влияния внешней среды (влаги, солнечной радиации, вредных испарений, плесени, грызунов и др.);

-определить (при необходимости) температурный режим хранения; требования к срокам периодических осмотров хранимой продукции, регламентным работам; предпочтительные методы консервации и косервационные материалы.

Для доставки на склад или потребителю изделие необходимо транспортировать. Это предполагает выбор приемлемого транспортного средства (своим ходом, крытые или открытые вагоны, трюмы или палубы судов, воздушный транспорт и т.п.), способы крепления и укрытия изделий на этих средствах и т.п. Судя по мемуарам академика А.Н. Крылова, это очень ответственная работа. Для сохранения качества и количества продукции необходимо определить особенности ее погрузки и выгрузки, а также требования к обращению с продукцией после транспортирования (необходимость выдержки в нормальных условиях после транспортирования при отрицательных температурах, порядок расконсервации и т.п.).

Период эксплуатации (использования по прямому назначению) изделия начинается со дня его ввода в действие и заканчивается при наступлении предельного состояния, обусловленного либо снижением эффективности, либо требованиями безопасности. При этом должны неукоснительно соблюдаться:

-правила и требования, отражающие особенности обращения с изделием на всех стадиях эксплуатации;

-правила предосторожности, которые необходимо соблюдать во время подготовки изделия к работе и при его работе, квалификационные требования к персоналу, обеспечивающие выполнения этих правил;

-требования к месту, где будет установлено изделие для временной или постоянной эксплуатации;

-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),