- •Загальні питання проектування
- •Засоби підвищення довговічності
- •Межі підвищення довговічності
- •Шляхи підвищення надійності
- •Створення похідних машин на базі уніфікації
- •1.3. Методика конструювання
- •Конструктивна спадкоємність
- •Рівноміцність
- •Класифікація режимів навантаження
- •Класифікація навантажень, що діють на деталі
- •Коефіцієнти навантажень
- •Оцінка напруженого стану
- •Концентратори напруг і коефіцієнти концентрації напруг
- •Вибір запасів міцності та допустимих напруг
- •Оцінка фактичного стану напруженості
- •Несуча здатність деталей в умовах змінних напруг
- •Основні закономірності спрацювання
- •Шляхи зменшення впливу спрацювання
- •Визначення власної жорсткості
- •Контактна жорсткість та шляхи її підвищення
- •Шляхи підвищення контактної жорсткості
- •Вільні коливання
- •Особливості коливального процесу в багатомасових системах
- •Навантаження на опори машини при вібраціях
- •Розрахунок віброізоляторів
- •52 Динамічний розрахунок механізмів
- •1 Нерознімні з'єднання
- •1.1 Зварювання
- •1.2 Паяння
- •1.3 Зклеювяння
- •1.4 Заформування
- •1.5 Заклепочні з’єднання та вальцьовані.
- •1.6 З’єднання запресуванням
- •1.7 З’єднання поясками, фальцями та лапками
- •2 Рознімні з’єднання
- •2.1 Нарізні з’єднання
- •За допомогою пружинних шайб,
- •2.2 Штифтові з’єднання
- •2.3 Шпонкові, шліцьові та профільні з’єднання.
- •2.4 Штикові (байонетні) з’еднання
- •3 Рухомі з’єднання
- •3.1 Муфти
- •3.2 Глухі муфти
- •1.3.3. Зчіпні муфти
Класифікація режимів навантаження
Технічне обладнання може експлуатуватись в різних умовах, що приводить до його різної надійності. Основи надійності закладають при проектуванні, тому від ступеню вірогідності даних, що характеризують конкретні умови експлуатації, залежить працездатність машини та її деталей. З цього випливає необхідність наявності вичерпної інформації про умови роботи машини. Лише в цьому випадку можливо правильно вибрати конструктивне рішення, матеріали та допустимі значення критеріїв працездатності. До факторів, що обумовлюють надійність машини, належать, насамперед, режим навантаження, особливості передачі навантаження між деталями, рівень технічної експлуатації, особливості оточуючого середовища.
Навантаження на деталі, як сили або моменти, можуть бути зовнішніми і внутрішніми, статичними і динамічними, постійними і змінними.
Постійними прийнято вважати навантаження з відхиленнями від середнього значення не більше 10÷15%. В більшості випадків навантаження змінні. Вони можуть змінюватися з часом систематично або хаотично (випадково) (рис.1.1).
При змінних режимах навантаження оперують поняттям номінального навантаження. За номінальне навантаження приймають максимальне або те, яке протягом часу експлуатації діє найдовше. Зрозуміло, що номінальне навантаження є робочим. Для визначення розрахункового навантаження, яке використовується в розрахунках на міцність та інших, слід враховувати режим навантаження машини.
Рисунок 1.1. Графік змінного навантаження
а) систематичного, б) хаотичного.
Змінний режим навантаження може бути представлений впорядкованим графіком навантаження в координатах Qi/Qном ; Σti/T або ΣΝi/N (рис.1.2).
Рисунок 1.2. Впорядкований графік навантаження.
(Qном — номінальне навантаження, T — запланований час експлуатації машини, Σtі — сумарний час дії навантаження Qі).
При циклічній дії навантаження з частотою n можна замінити час експлуатації кількістю циклів навантажень, тобто N=nT, відповідно, Nі=nti.
В залежності від характеру змінних навантажень розрізняють режими стаціонарний та нестаціонарний. При стаціонарному режимі виникають напруги, що змінюються в одних і тих же межах з постійною частотою.
Зовнішні навантаження можуть бути визначені безпосередньо чи розрахунково ‑ експериментальними методами (наприклад, за допомогою експериментально визначених коефіцієнтів тертя, тиску та т.п.).
14
Класифікація навантажень, що діють на деталі
Робоче навантаження, це навантаження, що деталь передає в процесі експлуатації. Найбільш надійним способом визначення робочого навантаження є експеримент. Навантаження викликають напруги, змінні чи постійні, в залежності від режиму роботи та конструктивних особливостей об’єкту.
При визначенні розмірів деталей використовують розрахункове навантаження. Вихідною величиною є робоче (номінальне) навантаження, яке є певною мірою величиною абстрактною, бо не враховує конкретних умов роботи. На величину розрахункового навантаження суттєво впливають умови експлуатації, тобто: режим та тривалість роботи, характер розподілення навантаження по контактних поверхнях деталей, нерівномірність руху ланок механізмів та інше. Це викликає концентрацію напруг на окремих ділянках деталі, додаткові динамічні навантаження, що сприяє виникненню локальних пошкоджень. Для запобігання цьому розрахункове навантаження слід визначати з номінального з врахуванням конкретних умов його передачі.
Єдиної на всі випадки вказівки щодо визначення розрахункового навантаження немає. Інколи на першій стадії розрахунку допустимо робоче навантаження використовувати в якості розрахункового.
В цілому перехід від робочого (номінального) навантаження до розрахункового здійснюється за допомогою ряду коефіцієнтів. Узагальнююча формула для розрахункового навантаження [2] має вигляд:
, (1.1)
де kL — коефіцієнт довговічності, kн — коефіцієнт нерівномірності розподілення навантаження, kд — коефіцієнт динамічності, ky — коефіцієнт умови передачі навантаження, kp — коефіцієнт режиму роботи.
15-16