Рис. 1.6. Схема элементов компрессора с исполнительными поверхностями

Деталей: 1 - корпус компрессора; 2 - коленчатый вал; 3 - шатун; 4 - поршень;

5 - поршневой палец; 6 - цилиндр; 7 - поршневые кольца; 8 - клапанная коробка

Для обеспечения работоспособности данного механизма важно выдержать размеры сопряженных деталей и размеры связей всего комплекса деталей.

Задача размерных связей в изделии состоит в обеспечении требуемого относительного положения исполнительных поверхностей, а задача кинематических связей ‑ в обеспечении заданного закона относительного движения исполнительных поверхностей.

Кинематические связи материализуются с помощью механических, электрических, гидравлических, пневматических и других средств. В соответствии со средствами материализации кинематические связи изображают в виде кинематических, электрических, гидравлических и пневматических схем.

При механическом исполнении кинематических связей в качестве звеньев кинематических цепей выступают кривошип, шатун, ползун, муфты, кулачки, рычаги и т.п. Посредством их перемещений и поворотов движение от привода передается деталям, несущим рабочие поверхности.

Если кинематические связи реализуются гидравлическим или пневматическим способом, то кинематическими звеньями являются рабочая среда и носители рабочей среды: трубопроводы, клапаны, элементы, передающие движение (штоки, поршни, цилиндры). Таким образом, для материализации кинематических связей изделие содержит соответствующие детали, исполняющие роль кинематических звеньев.

Изделие, как уже отмечалось, представляет собой техническую систему в виде совокупности элементов. Если изделие рассматривать как объект сборки, то составляющие его элементы группируются в сборочные единицы, агрегаты, устройства, механизмы. Все эти составные части предназначены выполнять соответствующие функции, связанные с осуществлением их служебного назначения.

Принято эти составные части изделия называть функциональными модулями. По своему назначению их можно разделить на две группы:

1-я − модули функциональные технологические (МФТ);

2-я − модули функциональные обслуживающие (МФО).

МФТ это модули, с помощью которого изделие как объект эксплуатации выполняет непосредственно свое служебное назначение (например, у компрессора это кривошипно-шатунный механизм, поршневая группа, клапанная плита).

В свою очередь, для того чтобы МФТ могли выполнять свои функции, необходимы модули функциональные обслуживающие (например, для осуществления нормальной работы МФТ компрессора необходимы такие МФО, как теплообменные аппараты для охлаждения газа между ступенями, масляный насос для обеспечения смазки узлов трения и др.).

Если технологическая система предназначена выполнять дополнительные функции (например, масляный насос компрессора), то она будет содержать и соответствующие функциональные модули обслуживания (фильтры масла, радиаторы для охлаждения масла и др.).

Для каждого изделия характерны вполне определенные МФТ - именно ими изделие одного назначения отличается от изделия другого назначения. Поэтому МФТ определенного класса машин по служебному назначению отличаются разнообразием лишь по характеристикам и конструктивному оформлению, а рост разнообразия МФТ по назначению связан, главным образом, с разнообразием служебного назначения изделий. Ярким примером МФТ является кривошипно-шатунный механизм, который с успехом эксплуатируется в компрессорах, детандерах, двигателях внутреннего сгорания, насосах.

В отличие от МФТ, одни и те же МФО (например, подшипниковые узлы, зубчатые передачи, приводы) могут применяться в изделиях самого разного назначения.

Описание изделий по составу содержащихся в них МФТ имеет большое научное значение, так как открывает путь к построению их классификации с единых позиций с последующей типизацией, унификацией модулей и создания универсальных технологических процессов, специализированных под их изготовление.

Практика машиностроения показывает примеры создания подобного рода производств, например, производства по выпуску электродвигателей, компрессоров различного назначения, теплообменных аппаратов, подшипников, редукторов и др.

К настоящему времени пришло время системного подхода в организации таких производств, реализация которых должна начинаться с анализа состава функциональных модулей изделий различного назначения, разработка математических методов расчета параметров технологического процесса для типовых модулей. Это позволит осуществить их классификацию, широкую типизацию и унификацию не только по отдельным видам изделий или отраслям, а на уровне всего машиностроения.

Взаимодействие между различными отраслями промышленности позволяет автоматизировать разработку технологических процессов различных МФТ и МФО, что позволит оптимизировать производство, существенно снизить время их разработки, повысить качество, как отдельных деталей, так и всего изделия в целом.