23 Билет
Что такое рациональный выбор параметров оборудования. Был ли проведен рациональный параметров в кп? в чем он состоял?
В качестве примера на рис.68 изображены габаритные размеры двигателей одинаковой мощности с одинаковыми средним эффективным давлением и средней скоростью поршня, но с различными отношениями хода к диаметру цилиндра. Во втором случае также уменьшена высота поршня и длина шатуна. В целом получается очень значительный выигрыш по размерам и массе.
Для некоторых категорий машин, работающих на жидкостях или газах, значительного уменьшения размеров и массы можно добиться увеличением давления рабочей жидкости (газа). До известного предела можно повысить рабочее давление газов в двигателях внутреннего сгорания, что позволяет уменьшить рабочий объем цилиндров или при заданном рабочем объеме повысить мощность.
В некоторых случаях, например в машинах генераторах энергии, можно достичь уменьшения массы за счет повышения быстроходности.
В крупногабаритных агрегатах существенного уменьшения массы и упрощения привода привода можно достичь децентрализацией привода путем замены механических передач индивидуальными электро- и гидроприводами, связанными цепями управления. Механические коробки скоростей во многих случаях выгодно заменять системами регулируемых электроприводов.
23 Билет
Каким образом в конструкции должен учитываться тепловой фактор?
Повышенные температуры наблюдаются не только в тепловых машинах, у которых нагрев является следствием рабочих процессов. В «холодных» машинах нагреваются механизмы, работающие при высоких скоростях и больших нагрузках (зубчатые передачи, подшипники). Детали, подверженные циклическим нагрузкам, нагреваются в результате упругого гестерезиса при многократно повторных циклах нагружения-разгружения. Повышенные температуры сопровождаются изменением линейных размеров деталей и может вызвать высокие напряжения
Если материал при колебаниях температуры лишен возможности свободно расширяться или сжиматься, то в нем возникают тепловые напряжения. Различают торможение тепловых деформаций детали сопряженными деталями (торможение смежности) и торможение деформаций волокон детали смежными волокнами (торможение формы).
Тепловые напряжения, вызванные напряжением 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. Как общее правило, горячие участки детали с температурой, превышающей среднюю, испытывают напряжения сжатия, а более холодные – напряжения растяжения. Это же справедливо при минусовых температурах: менее холодные участки подвергаются сжатию, а более холодные – растяжению. Тело, имеющее во всех своих частях одинаковую температуру, термических напряжений не испытывает.
Примером торможения смежности является соединение деталей, имеющих при работе различную температуру или выполненных из материалов с неодинаковыми коэффициентами линейного расширения. Для уменьшения термических напряжений в шпильках корпус следует делать упругим, а шпильки – жесткими. Для уменьшения термических напряжений в корпусе шпильки следует выполнять упругими, а корпус – жестким. Прочность корпуса обычно не является определяющей для прочности стяжных соединений, поэтому для термически нагруженных соединений целесообразно придерживаться правила: упругий корпус – жесткие шпильки.
Прочность стяжных соединений помимо термических напряжений в значительной степени зависит от силы предварительной затяжки соединения и рабочих сил, действующих на соединение.
Способы уменьшения термической силы: уменьшение разности температур сопряженных деталей (охлаждение стягиваемой детали или увеличение температур стягивающей детали); уменьшение разницы в значениях коэффициентов линейного расширения(подбор материалов сопряженных деталей).