(КУРС ЛЕКЦИЙ ДЛЯ СТУДЕНТОВ МГАУ, ОБУЧАЮЩИХСЯ ПО СПЕЦИАЛЬНОСТИ
(КУРС ЛЕКЦИЙ ДЛЯ СТУДЕНТОВ МГАУ, ОБУЧАЮЩИХСЯ ПО СПЕЦИАЛЬНОСТИ «ТЕХНИЧЕСКИЙ СЕРВИС В АПК») ДЕТАЛИ МАШИН И ОСНОВЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ Профессор ЕРОХИН М.Н.
«СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЕ МАШИНО-СТРОЕНИЕ ДОЛЖНО ОСНОВЫВАТЬСЯ НА ДВУХ ДИСЦИПЛИНАХ: АГРОНОМИЧЕСКИХ И МЕХАНИЧЕСКИХ, В РАВНОЙ СТЕПЕНИ ВАЖНЫХ ДЛЯ НАДЛЕЖАЩЕГО РАЗВИТИЯ ЭТОЙ НАУЧНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ В.П.Горячкин
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ Курс деталей машин и основ констру- ирования завершает общетехническую подготовку специалиста Он базируется на курсах: материаловедение; сопротивление материалов; технология машиностроения; теория машин и механизмов.
РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА 1. Детали машин и основы конструирования: Учебное пособие (М.Н.Ерохин, А.В.Карп, Е.И. Соболев и др.) / Под ред. М.Н.Ерохина. – М.: КолосС, 2004. 2. «Детали машин». Учебник (Л.А.Андриенко, Б.А. Бойков, И.К.Ганулич и др.) / Под ред. О.А.Ряхов-ского. – М.: «Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана», 2007. 3. Иванов М.Н., Финогенов В.А. «Детали машин». – М.: Высшая школа, 2002. 4. Атлас конструкций узлов и деталей машин: Учебное пособие (Б.А.Бойков, А.В.Клыпин, И.К.Ганулич и др.)
МАШИНЫ ОТ ДОМКРАТА ДО ТРАКТОРА ИЛИ ЗЕРНОУБОРОЧНОГО КОМБАЙНА СОБИРАЮТ ИЗ ОТДЕЛЬНЫХ СБОРОЧ-НЫХ ЕДИНИЦ, КОТОРЫЕ В СВОЮ ОЧЕРЕДЬ СОБИРАЮТ ИЗ ОТДЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ (ДЕТАЛЕЙ)
Все детали и сборочные единицы принято делить на два класса Детали и сборочные единицы общего наз-начения (зубчатые колеса, подшипники, болты и др. Применяются во всех машинах).
Детали и сборочные единицы специального назначения (поршни, лемеха, шатуны и др. Применяются только в специальных машинах для выполнения конкретных функций)
КУРС ДЕТАЛЕЙ МАШИН И ОСНОВ КОНСТРУИРОВАНИЯ ПОСВЯЩЕН РАСЧЕТУ И КОНСТРУИРОВАНИЮ ДЕТАЛЕЙ И СБОРНЫХ ЕДИНИЦ ОБЩЕГО НАЗНАЧЕНИЯ
ДЕТАЛИ И СБОРНЫЕ ЕДИНИЦЫ ОБЩЕГО НАЗНАЧЕНИЯ ВКЛЮЧАЮТ: Передачи (зубчатые, червячные, ременные, цепные и др.). Они предназначены для преобразования и передачи движения и энергии от одной части машины к другой. Детали и сборочные единицы, обеспечивающие работу передач: оси, валы, уплотнения, подшипники, муфты. Соединения – болтовые, шпоночные, шлицевые, заклепочные, сварные и др. Опорные детали – корпуса, рамы, плиты и др. Демпфирующие устройства – пружины, рессоры и др.
ПАМЯТКА КОНСТРУКТОРУ Пускай силу по кратчайшему пути и принимай ее по возможности меньшим количеством деталей Количество болтов крепления конструкции к каркасу должно быть не менее четырех Проверь, можно ли конструкцию собрать неправильно. Прими меры, чтобы детали могли быть смонтированы только на свои места и только в заданном положении. Сделай так, чтобы их нельзя было перепутать Рассмотри конструкцию в деформированном состоянии
МАШИНЫ НЕОБХОДИМО СОЗДАВАТЬ ТАКИЕ, ЧТОБЫ БЫСТРО ОКУПАЛИСЬ, ПРИНОСИЛИ МАКСИМАЛЬНЫЙ ДОХОД, НАДЕЖНО РАБОТАЛИ И ДОЛГО МОРАЛЬНО НЕ СТАРЕЛИ
«ЧЕРТЕЖ, ДАЖЕ ПРАВИЛЬНО СДЕЛАННЫЙ, НО НЕРЯШЛИВО ОФОРМЛЕННЫЙ, ЭТО ЖЕС-ТОКИЕ ОШИБКИ В ПРОИЗВОД-СТВЕ» С.В.Ильюшин
СТРУКТУРНАЯ БЛОК-СХЕМА МАШИНЫ
ДВИГАТЕЛЬ - СЛУЖИТ ИСТОЧНИКОМ МЕХАНИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ, НЕОБХОДИМОЙ ДЛЯ ПРЕОДОЛЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЙ
ПЕРЕДАТОЧНЫЙ МЕХАНИЗМ – ПРЕДНАЗНАЧЕН ДЛЯ СОГЛАСОВАНИЯ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДВИГАТЕЛЯ И РАБОЧЕГО ОРГАНА ПО УГЛОВОЙ СКОРОСТИ (ω) И ВРАЩАЮЩЕМУ МОМЕНТУ (Т) ПРИ ВРАЩАТЕЛЬНОМ ДВИЖЕНИИ: Р = Т · ω ≈ const; ПРИ ПОСТУПАТЕЛЬНОМ ДВИЖЕНИИ: Р = F · V ≈ const, где Р – мощность, Вт F – сила сопротивления, Н V – скорость движения, м/с
РАБОЧИЙ ОРГАН – ПРЕДНАЗНАЧЕН ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИЙ ОРГАНЫ УПРАВЛЕНИЯ – СЛУЖАТ ДЛЯ ПУСКА, ОСТАНОВКИ И ПОДДЕРЖАНИЯ ЗАДАННОГО РЕЖИМА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА
ДВИГАТЕЛЬ И ПЕРЕДАТОЧНЫЙ МЕХАНИЗМ СОСТАВЛЯЮТ ПРИВОД ВО ВСЕХ МАШИНАХ ПРИВОД ЗАНИМАЕТ СУЩЕСТВЕННОЕ МЕСТО. ОТ НЕГО ЗАВИСИТ ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ РАБОТА, БЕЗОТКАЗНОСТЬ И СРОК СЛУЖБЫ МАШИНЫ.
ВИДЫ ПРИВОДОВ - механический - гидравлический - пневматический - электрический - гибридный ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ - двигатели внутреннего сгорания - электродвигатели - гидромоторы
КИНЕМАТИЧЕСКИЙ И СИЛОВОЙ РАСЧЕТ ПРИВОДА ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ: 1) РЕЖИМ РАБОТЫ ПРИВОДА; 2) СКОРОСТЬ РАБОЧЕГО ОРГАНА; 3) ПОЛНЫЙ СРОК СЛУЖБЫ. 4) УСЛОВИЯ РАБОТЫ
РЕЖИМЫ НАГРУЖЕНИЯ МАШИН Практически все машины, а следовательно, и их приводы работают при переменных режимах нагружения. Режим нагружения определяется графиком изме-нения вращающего момента во времени (цикло-граммой). При построении графиков типовых режимов нагру-жения фактическую циклограмму располагают последовательно в порядке убывания их значений. Затем строят эту циклограмму в относительных координатах и полученную ступен- , чатую циклограмму заменяют плавной огибающей кривой. На рисунке представлено графическое изображение шести типовых режимов
а) фактическая циклограмма; б) циклограмма с расположением моментов в порядке убывания их значений ЦИКЛОГРАММА МОМЕНТОВ
ТИПОВЫЕ РЕЖИМЫ НАГРУЖЕНИЯ Тi - текущее значение вращающего момента; Тmax - максимальный из вращающего момента; ΣNi - суммарное число циклов нагружения при работе с моментами равными и большими; Nk - число циклов нагружения за расчетный срок службы (требуемый ресурс) 0 – постоянный; I – тяжелый; 2 – средний равновероятный; 3 – средний нормальный; 4 – легкий; 5 – особо легкий Тi / Тmax
АЛГОРИТМ КИНЕМАТИЧЕСКОГО И СИЛОВОГО РАСЧЕТА ПРИВОДА 1. ВЫБОР ТИПА ПЕРЕДАЧИ 2. ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ 3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЕРЕДАТОЧНОГО ЧИСЛА ПРИВОДА И ЕГО РАЗБИВКА ПО СТУПЕНЯМ 4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ПРИВОДА 5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВРАЩАЮЩИХ МОМЕНТОВ НА ВСЕХ ЭЛЕМЕНТАХ
Для обоснования выбора двигателя и типа привода необходимо составить кинематическую схему привода с определением скоростей вращения валов промежуточных звеньев. Механический привод может быть осуществлен различными комбинациями существующих передач. Окончательный вариант принимают с учетом: - условий работы; - срока службы; - желательных габаритов; - стоимости привода и расходов на его эксплуатацию; - удобства обслуживания; - техники безопасности в условиях производства
СХЕМА ПРИВОДА 1- электродвигатель; 2, 3 – ременная передача; 4, 5 и 6, 7 – зубчатые передачи; 8, 9 – цепная передача; 10 – барабан ленточ-ного транспортера.
КПД ПЕРЕДАЧ, ПОДШИПНИКОВ И МУФТ
УСЛОВИЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ МАШИН В СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОМ ПРОИЗВОДСТВЕ повышенная влажность; наличие агрессивной среды (аммиак, сероводород и др.); запыленность; различные режимы нагружения и продолжительность работы
ВЫБОР ДВИГАТЕЛЯ В стационарных машинах широко применяются электродвигатели. Преимущества электропривода: простота в эксплуатации; широкий диапазон мощностей (от 0,01 Вт до 75 МВт); высокая надежность; высокий К.П.Д.; большая перегрузочная способность по моменту; широкий диапазон частоты вращения вала двигателя; экологичность
В сельскохозяйственном производстве наиболее широко применяются трехфазные асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором серии 4А и АИ Преимущества этих двигателей: простота конструкции и обслуживания; надежность; низкая стоимость. Выпускают электродвигатели мощностью 0,12…4000 кВт различных модификаций, отличающихся по конструк-ции, условиям окружающей среды и специализации. Электродвигатели сельскохозяйственного назначения выпускают с повышенным пусковым моментом, повышенным скольжением, со встроенной темпера-турной защитой и многоскоростными.
Двигатели серии АИ (АИР, АИС) – перспективные унифицированные асинхронные электродвигатели. Они оснащены изоляцией класса F. Их технические характеристики аналогичны характеристикам дви-гателей серии 4А
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ где 1 – серия двигателя – 4А, АИР, АИС: 4 – номер серии, А – вид двигателя (асинхронный), И – серия, унифицированная среди стран – членов Интерэлектро, Р – увязка мощности с установочным размером по PC 3031 – 71, С – увязка мощности с установочным размером по рекомендациям CENELEK (Европейский комитет по координации электротехнических стандартов); 2 – исполнение двигателя по степени защиты от окружающей среды: Н – защищенное, отсутствие буквы – закрытое обдуваемое; 3 – исполнение двигателя по материалу станины и щитов: А – станина и щиты из алюминия, Ч – станина и щиты из чугуна и алюминия в любом их сочетании, отсутствие буквы – станина и щиты из чугуна или стали; Обозначения электродвигателей серий 4А, АИР, АИС можно представить следующим образом
4 – модификация двигателя: Р – с повышенным пусковым моментом, С – с повышенным скольжением, К – с фазным ротором, В – встраиваемые, Э – экскаваторные, У – однофазные с пусковым конденсатором, Т – то же, с пусковым резистором, УТ – то же, с пусковым и рабочим конденсатором, П – продуваемые; 5 – расстояние от оси вала до опорной поверхности лап по ГОСТ 13257–73: 50, 56, 63, 71, 80, 90, 100, 112, 132, 160, 180, 200, 225, 250, 280, 315, 355 мм; 6 – установочный размер по длине станины: S – короткая станина, М – средняя станина, L – длинная станина; 7 – длина сердечника статора: А – короткий сердечник, В – длин-ный сердечник; 8 – число полюсов по ГОСТ 10863–73: 2, 4, 6, 8, 10, 12, 4/2, 6/2, 8/6, 12/6, 8/6/4, 12/8/6/4; 9 – специальное исполнение электродвигателя: Н – малошумный, X – химостойкий, РЗ – мотор-редуктор, С – сельскохозяйствен-ный, ТЭ – для электроталей, В – со встроенными терморезисто-рами, М – влагоморозостойкий; 10 – климатическое исполнение по ГОСТ 15150–69: У – для умеренного климата, ХЛ – для холодного климата, Т – для тропического климата, О – общеклиматическое, М – морское; 11 – категория размещения: 1, 2, 3, 4, 5.
Пример условного обозначения электродвигателя AИP100S4 – трехфазный асинхронный обду-ваемый электродвигатель с короткозамкну-тым ротором, унифицированной серии, закрытого обдуваемого исполнения; увязка мощности с установочным размером по PC 3031–71; расстояние от оси вала до опорной поверх- ности лап 100 мм; установочный размер по длине станины S (короткая станина), число полюсов 4.
МОНТАЖНЫЕ ИСПОЛНЕНИЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ Способ монтажа двигателей серий 4А и АИ обозначены соответствующей маркировкой указывая в скобках маркировку двигателей при наличии двух выходных концов вала: IM1081 (IM1082) – на лапах с двумя подшип-никовыми щитами; IM2081 (IM2082) – на лапах с фланцем на подшипниковом щите со стороны свобод-ного конца вала; IM3081 (IM3082) – без лап с фланцем на подшипниковом щите со стороны свобод-ного конца вала.
ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ СЕРИИ АИР ИСПОЛНЕНИЯ М1081 (М1082)
ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ СЕРИИ АИР ИСПОЛНЕНИЯ М2081 (М2082)
ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ СЕРИИ АИР ИСПОЛНЕНИЯ М3081 (М3082)
Тнач – начальный или пусковой момент; Тном – номинальный момент; nс – аинхронная угловая скорость; nном – рабочая угловая скорость двигателя под нагрузкой где f – частота тока; f = 50 Гц; – число пар полюсов ХАРАКТЕРИСТИКИ АСИНХРОННЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ ТРЕХФАЗНОГО ТОКА Выпускаются двигатели с числом полюсов Скольжение под нагрузкой
207-obschie_svedeniya_dm.pptx
- Количество слайдов: 42