2.2. Вибір матеріалу деталі

Вибір матеріалів деталей машин визначається: а) необхідністю забезпечити потрібну надійність деталі; б) економічними факторами та умовами виготовлення. Деталі, розміри яких визначаються умовами міцності, виконують з матеріалів з високими міцнісними характеристиками, переважно з покращуваної чи загартованої сталі і чавуну підвищеної міцності. Деталі, розміри яких визначаються жорсткістю, виконують з матеріалів з високим модулем пружності, які допускають виготовлення деталей досконалих форм. Деталі, які піддаються контактним напругам і спрацюванню в умовах котіння чи котіння з ковзанням, переважно виготовляють із загартованих до високої твердості сталей. Складні за формою деталі, наприклад корпусні, виготовляють з ливарних матеріалів (чавунів, брондз та інших). Деталі складної конфіґурації з тонкими стінками потребують застосування матеріалів з особливо високими ливарними властивостями. Деталі у формі листів, тонкостінних труб, профільних балок виготовляють з матеріалів, які допускають обробку тиском – прокатку і т. ін. Деталі форм, рам, що піддаються різанню, згинанню, виготовляють з низьковуглецевих сталей. Економічний критерій у виборі матеріалу, як і у виборі конструкцій, є найбільш загальним. Якби вартість матеріалів була малою, то в усіх випадках намагались би застосовувати високоякісні матеріали.

Глава 3. Механічний привод. Механічні передачі

3.1. Структура машин та їхній привод (призначення,

класифікація)

Машина – механічний пристрій, що здійснює рух з метою перетворення енергії, матеріалу або інформації. Залежно від виконуваних функцій розрізняють такі машини: енергетичні, що перетворюють довільний вид енергії в механічну або навпаки; робочі, що призначені для перетворення форми, властивостей, стану і положення матеріалу або оброблюваного предмета; інформаційні, що призначені для одержання, перетворення, зберігання та відтворення інформації. Робочі машини ще поділяють на технологічні та транспортні.

У загальному випадку структуру довільної машини можна подати у вигляді таких складових частин (рис. 3.1): енергоперетворювач (двигун Д) – передавально-перетворюючий пристрій (механічна передача МП) – споживач механічної енергії (робочий орган машини РОМ). У деяких машинах зустрічається також керуюча (КС) або регулююча система, що забезпечує оптимізацію робочого процесу.

Рис. 3.1. Структурна схема машини

В енергетичних машинах енергоперетворювачами можуть бути парові або газові турбіни, електродвигуни, а споживачами механічної енергії – електрогенератори, компресори. У технологічних машинах енерго-перетворювачі – це різні двигуни, а споживачі механічної енергії – це робочі органи машини (шпінделі металообробних верстатів, валки прокатних станів, ротори бурових машин, механізми дробарок, барабани млинів тощо). У транспортних машинах енергоперетворювачами можуть бути також різного виду двигуни, а споживачами механічної енергії – приводні ходові колеса транспортних засобів, стрічкові, ланцюгові та гвинтові конвейєри.

До складу передавально-перетворюючих пристроїв входять вали, муфти для з'єднання валів і різного виду механічні передачі (фрикційні, пасові, ланцюгові, зубчасті, черв'ячні, передачі гвинт – гайка). Деякі з механічних передач можуть бути виконаними у вигляді окремих агрегатів – редукторів, коробок швидкостей, варіаторів.

Такі складові частини, як енергоперетворювач та передавально-перетворюючий пристрій, утворюють привод машини. Для переважної більшості машин привод складається з двигуна, системи механічних передач та муфт, що з'єднують окремі вали. Отже, приводом називається пристрій для приведення у дію робочого органу машини.

У машинах найрозповсюдженіші такі механічні приводи, які прості за конструкцією та в експлуатації, відносно дешеві, достатньо надійні і мають високий ККД.

У сучасній техніці значна кількість машин має обертовий рух приводного вала робочого органу. До таких машин належать транспортні машини, різні верстати, пристрої та засоби механізації різних робіт. Приводи більшої частини машин допускають використання стандартних двигунів, муфт та механічних передач, що дає змогу віднести ці приводи до категорії загального призначення.

Механічні приводи загального призначення класифікують за деякими ознаками, основні з яких такі: число двигунів та тип їх; тип використаної механічної передачі.

За числом двигунів розрізняють приводи: груповий, одно- і багато-двигунний.

Груповим називають привод, у якому від одного двигуна за допомогою механічних передач приводять у дію кілька окремих робочих органів машини. Груповий привод має великі габаритні розміри, складний за конструкцією і має низький ККД.

Однодвигунний привод є найпоширенішим, особливо при використанні в приводі машини з одним робочим органом одного двигуна (у більшості випадків електродвигуна).

Багатодвигунний привод поширений у складних машинах, що мають кілька робочих органів або один робочий орган, який споживає велику кількість енергії (наприклад, конвейєр значної довжини). Кожний робочий орган такої машини приводиться у дію від індивідуального двигуна.

За типом двигунів розрізняють такі приводи: з електродвигунами, з двигунами внутрішнього згоряння, з паровими та газовими двигунами, гідро- та пневмодвигунами.