Обеспечение эксплуатационных свойств деталей машин и их соединений при конструировании

Основной показатель качества машин, это надежность и она определяется эксплуатационными свойствами деталей и их соединений:

· прочность;

· усталостная прочность;

· прочность посадок;

· контактная жесткость, коэффициент трения;

· износостойкость;

· герметичность соединений;

· коррозионная стойкость;

· поверхностная теплопроводность;

· термостойкость.

Все эксплуатационные свойства определяющие надежность изделий зависят от параметров:

Характеристики свойств материалов:

· предел прочности;

· предел текучести;

· разрыв;

· твердость hb=hrc.

Размеры и их точности:

· длина;

· ширина;

· высота;

· допуск.

Системы геометрических параметров рабочих поверхностей:

· макроотклонения;

· волнистости;

· шероховатости.

Физические свойства поверхностных слоев:

· микротвердость;

· степень упрочнения;

и т. д.

В этой связи одна из проектных оптимизационных задач конструктора, задача выбора материалов деталей машин, расчет размеров, назначение параметров шероховатости исходя из функционального назначения.

Выбор конструктором материала детали, а также точности размеров и параметров поверхностного слоя должен базироваться на тщательном анализе, её функциональном назначении и условии работы.

Структурная схема решения выбора конструктором материалов, размеров точности и параметров размеров рабочих поверхностей и деталей машин.

На основе совместного анализа условий функционирования (блок 1) и ТУ на изделие (блок 2), определяют эксплуатационные свойства деталей машин и их соединений лимитирующих надежность (блок 3).

Переход от блоков 1 и 2 к блоку 3 является неформализованным так как неподдается алгоритмизации, что означает, что на данном этапе проектирования важными факторами являются статистические данные по эксплуатации прототипов, а также опыт конструктора.

После того как определены параметры эксплуатационных свойств осуществляется поиск зависимостей и табличных данных которые характеризуют количественную взаимосвязь между эксплуатационными свойствами (блок 4).

В блоке 5 решаются различные задачи:

· при известных размерах детали выбирают материал и поверхность;

· используя заданный материал определяют размеры, их точность и параметры составления поверхностного слоя;

· при известных размере в материале определяют их точность и параметры состояния поверхностного слоя (ПСПС);

· при известных размере, материале и точности определяют состояние поверхностного слоя.

При решении этих задач сталкиваются с рядом ограничений:

Физико – механические свойства материалов определяются наличием состояния меры, а точность размеров и параметров поверхностного слоя – технологическими возможностями, решение задач многовариантно, поэтому в блоке 6 ищут оптимальный вариант (как правило по себестоимости).

Обеспечение качества и конкурентоспособность закладываются на этапе конструкторской подготовки к производству.