Розділ I. Деталі машин і. Загальні відомості

Машини, розглянуті в даному підручнику, складаються з великої кількості окремих частин. Найпростіші частини машин, виготовлені без застосування складальних операцій, називаються деталями. Багато з деталей різних по призначенню машин мають однакову конструкцію, виконують однакові функції, перебувають в однакових або тотожних умовах роботи. Тому вивчення різних машин доцільно починати з розгляду будови, роботи й призначення цих деталей.

До таких деталей відносяться деталі різних з'єднань і передач.

1.1. Вимоги, пропоновані до деталей машин

Залежно від призначення й умов виробництва деталі будівельних машин виготовляються із чавунних і сталевих виливків, зі сталевих поковок і прокату, з виливків, прокату й штампованих заготовок, виконаних зі сплавів кольорових металів, а також із пластмас.

Найпоширенішими матеріалами для виготовлення деталей будівельних машин є чавун і сталь, їх називають чорними металами.

Широке застосування при виготовленні багатьох деталей машин одержав чавун, що володіє гарними ливарними якостями, невисокою вартістю й достатньою міцністю. Складні по конфігурації корпусні й інші деталі відливаються з так називаного сірого чавуну, що являє собою залізовуглецевий сплав. При остиганні цього сплаву значна частина вуглецю виділяється з нього у вигляді графіту, що рівномірно розподіляється по перетині виливки й надає чавуну сірі кольори. Деталі, виготовлені із сірого чавуну, мають обмежену міцність при виникненні в них дотичних напружень (вигин, кручення) або при впливі на них ударних навантажень.

Для виготовлення складних за формою деталей, у яких виникають значні дотичні напруження, застосовуються виливки з високоміцного й ковкого чавуну, що володіють великою міцністю внаслідок регулювання процесів виділення вуглецю при остиганні виливка або при її наступній термічній обробці.

Сталь (ливарна або прокатна) застосовується для виготовлення деталей, що навантажуються більше. Але порівняно погана плинність у рідкому стані, значна усадка при остиганні і підвищеній вартості сталі обмежують її застосування. Тому зі сталі відливаються в основному великі й складні за формою деталі будівельних машин. Це ходові рами, станини, ковші великих екскаваторів, корпуса каменедробарок, а зі спеціальних зносостійких високомарганцевих сталей - зуби ковшів екскаваторів, робочі органи каменедробильних машин і т.д.

Сильно навантажені деталі більш простих форм виготовляються в основному із прокату, матеріалом якого слугують вуглецеві стали звичайної якості, вуглецеві якісні конструкційні, леговані конструкційні, а для найбільш навантажених деталей - високолеговані сталі.

Виготовляти деталі із прокату можна безпосередньо механічною обробкою й куванням або штампуванням з попереднім нагріванням. Останній спосіб раціональніше, так як він забезпечує правильне розташування волокон металу усередині деталі, дозволяє заощаджувати метал внаслідок скорочення відходів і скорочує затрати праці при механічній обробці. Для підвищення міцності й твердості виготовлених зі сталі деталей їх зазвичай піддають термічній обробці (загартуванню, відпустці або нормалізації).

З кольорових металів найбільше застосування при виготовленні деталей будівельних машин знаходять мідь, алюміній, олово, свинець, цинк. Застосовуються вони у вигляді сплавів (алюмінієві сплави, латунь, бронза, бабіт та ін.).

Через дефіцитність кольорових металів їх часто заміняють чорними. Так, у ряді випадків деталі підшипників ковзання виготовляються з антифрикційних чавунів, а бронза й бабіт застосовуються для найбільш навантажених і відповідальних деталей при великих швидкостях обертання валів.

У будівельному машинобудуванні крім металів застосовуються й інші матеріали, наприклад, пластмаса, гума, скло, азбест, деревина. Найбільше широко застосовуються пластмаси, що являють собою високомолекулярні органічні сполуки, які отримують на основі синтетичних смол. Зазвичай пластмаси містять наповнювачі - азбест, тканину, папір і т.д. У такому випадку смоли служать зв'язувальною речовиною, а наповнювач надає деталі певні якості.

Застосування пластмас у будівельному машинобудуванні невелике й обмежується в основному фрикційними, антифрикційними й електроізоляційними деталями, такими, наприклад, як накладки в гальмах і фрикційних муфтах, деталі ущільнювальних пристроїв та ін.

Уніфікація й стандартизація машин і деталей дають можливість одержати максимальну взаємозамінність деталей і мінімальну номенклатуру машин. Тому основні параметри будь-якої машини, що випускає нашою промисловістю, регламентуются типізованими рядами або ДЕСТами, а розміри, матеріал і якість виготовлення деталей майже завжди обумовлені відповідним стандартом.

При виготовленні будь-якої деталі абсолютно точно забезпечити її розміри неможливо, та

і не потрібно.А можливі при виготовленні деталей відхилення від заданих номінальних розмірів установлюються ДЕСТом, допуском на виготовлення і передбачену посадку.

Допуском називається різниця між найбільшими й найменшим граничними розмірами.

Поле допуску визначається як зона між верхніми й нижнім граничними відхиленнями.

Посадкою називається характер сполучення двох деталей (обумовлений різницею їхніх розмірів), що створює більшу або меншу волю їхнього відносного переміщення або ступінь опору взаємному зміщенню.

Допуск визначається необхідним ступенем точності деталі й економічною доцільністю одержання цієї точності. Чим менше допуск, тим ретельніше потрібно обробляти деталь, а отже, вартість її буде вище.

ДЕСТами у цей час передбачено, залежно від розмірів деталі, 9, 10 або 12 класів точності (для кожного діапазону розмірів), пронумерованих у порядку убування точності.

Деталі будівельних машин виготовляються в основному по 3, 4 й 5 класам точності.