Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника



Тепловые взаимодействия. Упрочнение конструкции.




Читайте также:
  1. Аудитория и СМИ. Новые формы взаимодействия. Проблема интерактивности.
  2. Виды нагрузок и воздействий на строительные конструкции.
  3. Вопрос 47. Взаимодействие государства, права и культуры. Основные модели взаимодействия.
  4. Вопрос 58. Фольклор, худ. самодеятельность, профес. искусство. Формы взаимодействия.
  5. Вопрос 59. Воспитание, как педагогическое взаимодействие. Тренинг эффективного педагогического взаимодействия.
  6. Вопрос 69. Государство и местное самоуправление: основные модели взаимодействия.
  7. Вопрос 8. Взаимодействие государства, права и экономики: основные модели взаимодействия.
  8. Выбор конструкции изделия. Конструктивная переемственность. Компонование. Совершенство конструктивной схемы. Компактность конструкции. Рациональный выбор параметров оборудования.
  9. Вытяжные шкафы. Область применения. Конструкции. Методы расчета производительности.
  10. Гидравлические турбины, их классификация, конструкции.

Жесткость — это способность системы сопротивляться действию внешних нагрузок с наименьшими деформациями. Для машино­строения можно сформулировать следующее определение: жесткость — это способность системы сопротивляться действию внешних на­грузок с деформациями, допустимыми без нарушения работоспособности системы.

Жесткость оценивают коэффициентом жесткости, представляющим собой отноше­ние силы Р, приложенной к системе, к мак­симальной деформации f, вызываемой этой силой.

Для случая растяжения-сжатия бруса по­стоянного сечения в пределах упругой дефор­мации коэффициент жесткости согласно зако­ну Гука

где F — сечение бруса, мм2; f -длина бруса в направлении действия силы, мм. Обратную величину

характеризующую упругую податливость бру­са, называют коэффициентом податливости.

Определенный по относительной де­формации (е = f/l) коэффициент жесткости

представляет собой условную нагрузку (Н), вызывающую относительную деформацию е = 1. Соответствующий коэффициент подат­ливости

представляет собой относительную деформа­цию при приложении нагрузки 1 Н.

Для случая кручения бруса постоянного се­чения коэффициент жесткости равен отношению приложенного к брусу крутящего момента Мкр, к вызываемому этим моментом углу  [рад] поворота сечений бруса на длине [мм]:

где 1р - полярный момент инерции сечения бруса.

Для случая изгиба бруса постоянного сече­ния коэффициент жесткости

где I - момент инерции сечения бруса, мм4; l - длина бруса, мм;  - завися­щий от условий нагружения.

Удельные показатели жёсткости. При сравнении жесткости, прочности и массы деталей, изготовленных из различных материалов, следует различать четыре основ­ных случая:

Детали одинаковы по конфигурации (при равной нагрузке имеют одинаковые напряже­ния).

Детали равножёстки (имеют одинаковые деформации при различных сечениях и напря­жениях).

Детали равнопрочны (имеют одинаковый запас прочности, различные сечения и напря­жения, пропорциональные пределу прочности материала).

Детали имеют одинаковую массу.

Первый случай (замена материала детали другим без изменения ее геометрических раз­меров) практически встречается, когда сечения детали заданы технологическим процессом (например, литые корпусные детали). Это так­же случай нерасчетных деталей с неопреде­ленными напряжениями. Второй и третий слу­чай имеют место при замене материала детали другим с одновременным изменением ее сечений (расчетные детали, в которых на­пряжения и деформации определяются доста­точно точно и назначаются с расчетом макси­мального использования прочности и жестко­сти материала). Четвертый случай - это слу­чай, когда масса конструкции задана ее функциональным назначением и условиями эксплуатации.



При сравнении прочностных, массовых и жесткостных показателей деталей, изготовлен­ных из различных материалов, будем предпо­лагать, что длина деталей одинакова, а сече­ния в последних трех случаях изменяются геометрически подобно.

1.Детали одинаковой конфигурации ( = const). В случае растяжения-сжатия отно­сительный коэффициент жесткости ` = EF, где F — сечение детали;
Е — модуль нормальной упругости. По условию F = const. Следовательно,  = const Е, т. е. жесткость деталей в данном слу­чае зависит только от модуля упругости. Запас прочности n = /, где  — предел прочности на растяжение;  - действующее в детали напряжение. По условию  = const. Следовательно, n = const .



Масса детали m = Fl = const , где  — плот­ность материала.

Совершенно аналогичны соотношения в слу­чае изгиба и кручения, с той лишь разницей, что при кручении жесткость детали опреде­ляется модулем сдвига.

2.Равножесткие детали ( = const). Условие равножесткости в случае растяжения-сжатия

Следовательно,

(1)

Масса равножёстких деталей

Напряжения

С учётом формулы (1)  = const Е. Запас прочности

При изгибе масса равножёстких деталей

Запас прочности

 

3. Равнопрочные детали (n = const). Условие равнопрочности при растяжении-сжатии

Ввиду того, что n = const  F= const. Следовательно для равнопрочных деталей

(2)

и масса

Коэффициент жёсткости с учётом формулы (2)

При изгибе

4. Детали равной массы (m = const). Условие равной массы при растяжении-сжатии m = Fl = const. Следовательно

Напряжения

Запас прочности

Коэффициент жёсткости

При изгибе

Для сравнительных целей пользуются наи­более простыми формулами для растяжения-сжатия.

Показатели массы, жесткости и прочности при растяжении-сжатии для всех разобранных выше случаев приведены в таблице. Значения удельной прочности n/m=/ и удельной жесткости  /т = Е/одинаковы для всех кате­горий деталей.

 

Главные конструктивные способы повыше­ния жесткости без существенного увеличения массы:

всемерное устранение изгиба, замена его растяжением или сжатием;



для деталей, работающих на изгиб,— целе­сообразная расстановка опор, исключение не­выгодных по жесткости видов нагружения;

рациональное, не сопровождающееся возра­станием массы, увеличение моментов инерции сечений;

рациональное усиление ребрами, работаю­щими предпочтительно на сжатие;

усиление заделочных участков и участков перехода от одного сечения к другому;

Усталостными явлениями вызвано около 80% поломок и аварий, происходящих при эксплуатации машин. Поэтому проблема сопротивления усталости является ключевой для повышения надежности машин.

Число циклов нагрузок, которые материал выдерживает до разрушения, зависит от мак­симального напряжения и интервала между крайними значениями напряжений цикла. По мере уменьшения напряжений число циклов до разрушения увеличивается и при некотором достаточно малом напряжении становится не­ограниченно большим. Это напряжение, на­зываемое пределом выносливости, кладут в основу прочностного расчета деталей, под­верженных циклическим нагрузкам.

Предел ограниченной выносливости, как напряжение, не вызывающее разрушения об­разца при определенном числе циклов (обычно 5-Ю7 циклов).

При контактном нагружении сила действует на малом участке поверхности, вследствие чего в поверхностном слое металла возникают высокие местные (локальные) на­пряжения. Этот вид нагружения встречается при соприкосновении сферических и цилиндри­ческих тел с плоскими, сферическими или ци­линдрическими поверхностями.

В машиностроительных конструкциях на­грузка, как правило, бывает циклической вследствие периодического изменения дей­ствующей силы, а также вследствие относи­тельного движения соприкасающихся тел.

Сферические соединения. Максимальное напряжение max в поверх­ностном слое при сжатии двух сфер, выпол­ненных из одинакового материала, по Герцу

где Р — действующая на соединение нагрузка, Н; Е — модуль нормальной упругости мате­риала сфер, МПа; d — диаметр меньшей сферы, мм; 0 - безразмерная величина,

где а = D/d — отношение диаметров большей и меньшей сфер; знак плюс относится к слу­чаю внешнего контакта (обе поверхности вы­пуклы), минус - к внутреннему контакту (одна из поверхностей вогнутая).

Цилиндрические соединения. Максимальное напряжение при сжатии двух цилиндров, выполненных из одинакового материала, по Герцу

где d – диаметр меньшего цилиндра, мм; l – длина цилиндров, мм; `0 – безразмерная величина.

Тепловые напряжения возникают если материал при колебаниях температуры лишен возможности свободно расширяться или сжиматься.

Различают торможение тепловых деформа­ции детали сопряженными деталями (тор­можение смежности) и торможение деформаций волокон детали смежными во­локнами (торможение формы).

Торможение смежности. Примером торможе­ния смежности является соединение деталей, имеющих при работе различную температуру или выполненных из материалов с неодина­ковыми коэффициентами линейного расшире­ния.

Торможение формы. Тепловые напряжения, вызванные торможением формы, возникают при неравномерном нагреве детали, когда от­дельные волокна материала лишены возмож­ности по конфигурации детали расширяться в соответствии с законом тепловой деформа­ции. В отличие от торможения смежности здесь напряжения возникают только при перепаде температур в теле детали (при стационарном тепловом потоке, когда тепло переходит от горячих участков к более холодным, или при неустановившемся тепло­вом потоке, например при тепловом ударе, когда волна тепла распространяется по телу детали).

Тепловые деформации. В узлах, состоящих из деталей, имеющих различную рабочую температуру или изготов­ленных из материалов с разными коэффициен­тами линейного расширения, тепловые деформации могут существенно влиять на взаимное расположение деталей.

Упрочнение конструкций.

При упругом упрочнении конструкции зара­нее придают деформации, противоположные деформациям при рабочем нагружении.

Пластическое упрочнение. При этом способе участки материала, наи­более нагруженные в рабочем состоянии, пред­варительно подвергают пластической дефор­мации, создавая в них остаточные напряжения, противоположные по знаку рабочим. Способы:

Упрочнение перегрузкой. Упрочнение пере­грузкой заключается в воздействии на деталь повышенной силы того же направления, что и рабочая, вызывающей пластические дефор­мации наиболее напряженных участков.

Объемное уплотнение. Объемное уплотнение заключается в глубоком обжатии участков детали, испытывающих при рабочей нагрузке напряжения растяжения. Детали подвергают обжатию на стадии заготовки в холодном или полупластичном состоянии.

Термопластичное упрочнение. Термопластич­ное упрочнение основано на том, что при неравномерном нагреве в горячих участках детали возникают напряжения сжатия, а в хо­лодных — напряжения растяжения. Их значе­ние зависит от температурного перепада, коэффициента линейного расширения и моду­ля упругости материала. При достаточно больших температурных перепадах появляют­ся местные пластические деформации, которые можно использовать для упрочнения.

Упрочнение ферменных систем. Аналогичны­ми приемами можно упрочнять ферменные, рамные системы и близкие к ним конструкции.

3 . Проектирование автоматизированной складской системы.

Складская система предназначена для обеспечения своевременного снабжения технологического оборудования полуфабрикатами в подготовленном для транспортировании виде и хранения готовых изделий.

Классификация складских систем:

-по организационной структуре: децентрализованная, централизованная, комбинированная.

-по функциональному назначению: цеховой склад, склад на производственном участке, накопитель у технологического оборудования.

-по виду хранящегося груза: склад материала и заготовок, межоперационный склад, склад комплектующих изделий, склад технологической оснастки, склад готовой продукции.

-по способу складирования: штабельные и стеллажные.

-по высоте хранения: низкие (до 5м), средние (5-8м), высотные (свыше 8м).

Принцип построения складской системы выбирают исходя из экономических соображений, а проектирование ее выполняют с учетом расположения накопителей на производственных участках, годового грузопотока в цех, нормативного запаса грузов, общего числа наименований грузов одновременно хранящихся на складе. К основным направлениям при проектировании складской системы следует отнести использование автоматизированных кранов-штабелеров, высотных стеллажей, унифицированной тары, специальных погрузчиков.

Технологический процесс складирования состоит из следующих этапов: приемки грузов, размещения и хранения их, отпуска груза со склада.

В общем случае складская система с учетом технологического процесса выполнения складских работ имеет следующую структуру:

-автоматизированный склад в цехе и на участках для хранения полуфабрикатов, готовых изделий и тех. оснастки.

-приемоздаточные секции.

-отделение сборки и разборки технологической оснастки.

-отделение установки и съема полуфабрикаиов.

-отделение мойки и консервации технологической оснастки.

-накопители у технологического оборудования.

При выборе типа склада можно пользоваться классификацией, за основные признаки приняты наличие стеллажных конструкций, типы и конструкция стеллажей и штабелирующих устройств.

 


автоматические склады

стеллажные конвейерные

 


с блочными стеллажами с клеточными стеллажами элеваторные подвесные

 


со стеллажными со стеллажными проходные

кранами-штабелерами нами-штабелерами

с мостовыми с мостовыми

кранами-штабелерами нами-штабелерами

с напольными роботами с напольными роботами

Большое распространение в автоматизированном производстве получили склады с автоматическими стеллажными кранами-штабелерами, поскольку они занимают небольшие площади и имеют высокую производительность. К недостаткам относят: малую гибкость к изменению планировки и небольшая грузоподъемность одной секции.

Подвесные автоматизированные склады применяют в производстве, когда в качестве внутрицехового транспорта используют подвесной толкающий ковер с автоматическим адрессованием грузов.

Склады с элеваторными стеллажами применяют при малых грузопотоках, небольших сроках и запасах хранения грузов и малых размерах самих изделий.

Склады с мостовыми кранами-штабелерами используют при больших запасах хранения, крупных грузах и незначительных грузопотоках.

Основные расчетные параметры при проектировании автоматизированного склада следующие: геометрические размеры ячеек, число ярусов по высоте, высота подъема грузозахвата штабелера, занимаемая площадь.

Для приема грузов на склад, а также выдачи их со склада на транспортную систему рядом с автоматизированным складом обычно располагают приёмно-сдаточную секцию. Она является составной частью складской системы. Секция должна обеспечивать удобство подъездаили стыковки с транспортными средствами, доставляющими грузы на склад и отправляющимигрузы на производственные участки.

При проектировании автоматизированного склада возможны две схемы планировочных решений: тупиковая и сквозная

1. При тупиковой схеме приемно сдаточная секция склада находится с одной стороны по отношению к зоне хранения и выходные и входные грузопотоки совмещены

2. При сквозной- приемная секция расположена с одной стороны, сдаточная – с другой.

 


Дата добавления: 2015-04-18; просмотров: 17; Нарушение авторских прав







lektsii.com - Лекции.Ком - 2014-2022 год. (0.026 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав
Главная страница Случайная страница Контакты