Тема 1: Структура машин. Основные положения (4 часа).

Тема 1: Структура машин. Основные положения (4 часа).

Лекция 1.

Согласно принятым в настоящее время понятиям, машина - это технический объект, состоящий из взаимосвязанных функциональных частей (деталей, узлов), использующий энергию для выполнения возложенных на него функций.

Основой устройства механической машины являются механизмы (например, кривошипно-шатунный механизм как часть паровой машины). Внешне разные машины могут содержать подобные или схожие механизмы. Но наиболее важные составляющие, остаются неизменными всегда, во всех машинах, такие как: двигатель, подвижные части и т. д.

Машина состоит из двигателя как источника энергии (движения), передаточного и исполнительного устройств и системы управления. Вместе первые три части обычно называют машинным агрегатом. Механическое передаточное устройство называют передаточным механизмом, а механическое исполнительное устройство — исполнительным механизмом.

В машинах либо двигатель, либо исполнительное устройство (либо и то, и другое вместе) совершают механические движения.

Часть машинного агрегата, включающая двигатель и передаточное устройство, составляет привод. В машинах используют механические, а также комбинированные приводы — электромеханические, оптикомеханические, гидроэлектромеханические и т. п.

Двигатель и/или исполнительное устройство машины выполняют заданную функцию, совершая определённые движения — например, перемещение поршня насоса, руки робота. Проектирование таких устройств заключается в создании механизмов, обеспечивающих, прежде всего, заданные вид и закон движения.

Основной характеристикой двигателя машины является развиваемая им мощность. Одной из первых единиц измерения мощности была лошадиная сила (л. с.). Несмотря на то, что в Российской Федерации принята Международная система единиц (СИ) и единицей измерения мощности является ватт, лошадиная сила продолжает использоваться и в настоящее время.

Механическое передаточное устройство (передаточный механизм) предназначено для передачи механической энергии. Оно необходимо для согласования взаимного положения и параметров движения двигателя и исполнительного устройства. Это, в свою очередь, позволяет подразделить передаточные устройства на следующие:

трансмиссии — только передают движение от удалённого двигателя к исполнительному устройству без изменения характеристик этого движения. Например, от двигателя автомобиля, расположенного в его передней части, к задним колёсам (ведущему мосту);
передачи — согласуют параметры и вид движения на выходе двигателя с входными характеристиками исполнительного устройства. Механические передачи, замедляющие передаваемое движение, относят к редукторам, а ускоряющие — к мультипликаторам.

Машина соответствует своему назначению только в том случае, если она характеризуется требуемыми характеристиками, среди которых важными являются:

эксплуатационная надёжность — свойство машины выполнять заданные функции, сохраняя при этом свои эксплуатационные показатели в допустимых пределах, в течение заранее заданного промежутка времени. Показателем надёжности может быть вероятность безотказной работы машины в назначенном интервале времени при минимальных ремонтных затратах. Чем ближе к единице вероятность безотказной работы, тем выше надёжность машины;
долговечность — способность машины и её узлов противостоять воздействию старения, износа, коррозии и т. д. Определяет такое состояние машины, при котором она способна выполнять заданные функции с параметрами по требованиям технической документации с сохранением прочности, неизменности формы и размеров, устойчивости против срабатывания, необходимой механической жёсткости, тепло- и виброустойчивости. Работоспособность деталей машин обеспечивается приданием им соответствующих размеров и форм, рациональным подбором материалов для изготовления их с использованием укрепляющих технологий, применением антикоррозионной защиты и соответствующей смазки;
безопасность в эксплуатации характеризует пригодность конструкции машины к нормальной эксплуатации в течение определённого технической документацией срока службы без аварийных разрушений, опасных для обслуживающего персонала, производственного оборудования, а также других смежных объектов;
технологичность конструкции — степень соответствия конструкции машины оптимальным условиям производства при заданном масштабе выпуска продукцию.

По функциональным признакам в структуру машины входят взаимосвязанные механизмы, на каждый из которых возложена определённая функция.

C точки зрения функционального назначения механизмы машин специализируются по производственному назначению: механизмы двигателей и преобразователей (турбины, генераторы, насосы и т. д.); передаточные механизмы (редукторы, ремённые передачи, цепные передачи и т. д.); исполнительные механизмы (механизмы подъема, перемещения грузов и т. д.) и другие.

Рабочая машина чаще всего состоит из трёх основных механизмов: двигателя, трансмиссии и исполнительного, или собственно рабочего механизма, которым определяется специализация машины.

В зависимости от назначения, конструкции и принципа работы конкретной машины в её состав могут входить несколько механизмов одинакового назначения (например, механизмов двигателей или насосов, передающих или исполнительных механизмов) или некоторые из рассмотренных видов механизмов могут отсутствовать.

12 Следующая ⇒