Машины и их основные элементы, Основные элементы машин
На машиностроение оказало влияние использование таких достижений физики, как мощные генераторы света для обработки материалов, эффект взрыва - для получения заданной формы и т. Топливная эффективность, экологическая классификация. У более простых автомобилей данные системы просто показывают значение, а у дорогих и современных напичканных электроникой, происходит целый ряд процессов, начиная от простого оповещения до полной блокировки машины.
Механизм -- это система тел, связанных между собой и предназначенных для преобразования движения одного или нескольких тел в движения других тел. Тела, образующие механизм, называются звеньями.
Звенья в свою очередь могут состоять из нескольких отдельных тел, жестко соединенных между собой. Такие тела называют деталями. В каждом механизме обязательно есть неподвижное звено, которое называют стойкой или станиной. Звено, движение которому сообщается извне, называют ведущим, а звено, которому движение передается,-- ведомым. В слесарных тисках, например, корпус с неподвижной губкой образует неподвижное звено, ведущим звеном является рукоятка, а ведомым -- подвижная губка.
Подвижное соединение двух звеньев называют кинематической парой. В зависимости от характера движения пары бывают вращательные и. Если механизм имеет более двух звеньев, то его можно разбить на несколько пар. Систему звеньев, образующих между собой кинематические пары, называют кинематической цепью. На чертежах для указания пути передачи движения от ведущего звена к ведомому, а также для возможности изучения движения зиеньев механизма вместо конструктивного изображения кинематических пар и звеньев механизма вводят их условные изображения в виде схем.
Схема, на которой в условных обозначениях показаны звенья и пары, называется кинематической схемой механизма. Па рис. Механизм имеет четыре звена: поршень У, неподвижный цилиндр 2, шатун 3 и кривошип 4, образующих кинематическую цепь, состоящую из одной поступательной пары: стойка неподвижный цилиндр -- ползун, и трех вращательах пар -- ползун -- шатун, шатун -- кривошип, кршюшип -- гойка.
Механизмы чаще всего являются составными частями машин. Машина -- это устройство, выполняющее механические движе-ия для преобразования энергии или для выполнения полезной аботы.
По характеру выполняемых работ машины можно разделить на ве основные группы: энергетические и рабочие. Энергетические машины служат для преобразования любого вида энергии в механическую работу и наоборот. Например, двигатель внутреннего сгорания превращает химическую энергию топлива в механическую энергию вращающегося вала, а в электрогенераторе механическая энергия превращается в электрическую.
Рабочие машины делятся на технологические и транспортные.
Технологические машины преобразуют материал. К ним, например, относятся машины для земляных работ, камнедробилки и многие другие. Транспортные машины -- автомобили, насосы, транспортеры и другие -- используются для перемещения материалов, не изменяя их форму и свойства. Рабочая машина приводится в движение энергетической машиной. Движение от нее передается рабочему органу, который непосредственно воздействует на обрабатываемый материал.
При этом рабочий орган может соединяться непосредственно с двигателем или через передаточный механизм. Механической передачей называется механизм, служащий для преобразования скорости движения и момента двигателя при передаче его рабочему органу машины. Различают передачи, осуществляемые силами трения,-- ременные, фрикционные, и передачи, основанные на использовании зацепления,-- цепные, зубчатые и червячные.
В каждой передаче различают два вала: ведущий и ведомый; Ведущий вал приводит во вращение ведомый. При передаче мощности с ведущего вала на ведомый они уменьшают частоту вращения и одновременно увеличивают вращающий момент. Ременная передача состоит из двух шкивов, жестко закрепленных на валах, и бесконечного ремня, надетого на шкивы с начальным натяжением.
Движение с ведущего шкива на ведомый передается за счет сил трения, возникающих между шкивами и ремнем. В строительных машинах наиболее распространены клиноре-менные передачи. Клиновые ремни изготавливают хлопчатобумажными прорезиненными в виде замкнутой бесконечной ленты семи различных типов: О, А, Б, В, Г, Д, Е, которые отличаются размерами поперечного сечения.
Ременные передачи применяются преимущественно для передачи вращения между параллельными валами, расположенными на значительном расстоянии. Фрикционная передача представляет собой два катка, сестко посаженных на валах и прижатых друг к другу некоторой илой. Передача движения осуществляется силами трения по по-1ерхности прижатия катков. Зубчатая передача состоит из пары зубчатых колес, кестко соединенных с валами.
Зубья одного колеса входят во впа-шны другого. При вращении ведущего колеса зубья его перекаты-»даются по зубьям ведомого, воздействуют на него и приводят во вращение.
Толщина зуба и ширина впадины, измеренные по дуге окружности, не являются постоянными. У основания зуба его толщина максимальна, а ширина впадины -- минимальна, у вершины зубьев-- наоборот.
Окружность, по которой толщина зуба равна ширине впадины, называется начальной. При нарезке зубьев нормального зацепления эту окружность используют для настройки станка. По этой причине ее также называют делительной.
Шагом зубчатого зацепления называют расстояние между одноименными профилями правым и левым двух соседних зубьев, измеренное по дуге начальной окружности. Модуль зубчатого зацепления m измеряется в миллиметрах. Значения модулей стандартизованы. Все размеры зубчатого колеса принято выражать в долях модуля.
В зависимости от формы колес зубчатые передачи бывают цилиндрические и конические , в зависимости от расположения зубьев -- прямозубые , косозубые и шевронные угловые. Зубчатые передачи наиболее распространены, так как обеспечивают постоянное передаточное число, высокий КПД, возможность передачи больших усилий, имеют малые габариты.
Дизель-электрический привод не зависит от внешних силовых электросетей, упрощает кинематику машин отсутствуют сложные механические трансмиссии, свойственные машинам с одномоторным приводом и обеспечивает в широком диапазоне плавное бесступенчатое регулирование рабочих скоростей исполнительных механизмов. От основного силового оборудования могут получать механическую энергию гидравлический и пневматический приводы рабочего и вспомогательного оборудования строительных машин.
Гидравлический привод используют главным образом для сообщения поступательного, возвратно-поступательного и вращательного движения исполнительным механизмам и рабочему органу машины, а также в системах управления машиной. Привод состоит из насоса или насосов , системы распределения, бака с жидкостью, соединительных трубопроводов и гидравлических двигателей поступательного силовые гидравлические цилиндры и вращательного гидромоторы действия.
В гидродвигателях давление рабочей жидкости, создаваемое гидронасосом, преобразуется в поступательное движение поршня со штоком или во вращательное движение ротора, связанных с рабочим органом. Основными достоинствами гидравлического привода по сравнению с механическим , определяющими его широкое применение в качестве силового оборудования строительных машин, являются: высокий КПД , экономичность, удобство управления и реверсирования, способность обеспечивать большие передаточные числа, бесступенчатое независимое регулирование в широком диапазоне скоростей исполнительных механизмов, простота преобразования вращательного движения в поступательное, предохранение двигателя и механизмов от перегрузок, компактность конструкции и надежность в работе.
Низкий КПД пневматического привода вследствие утечки воздуха и падения давления в системе ограничивает его применение в качестве силового оборудования. Такой привод используют в паровоздушных молотах для забивки свай, в ручных пневмомашинах и в системах управления строительных машин для плавного включения механизмов в работу и их торможения.
Ходовое оборудование, применяемое в строительных машинах, делят на рельсовое, пневмоколесное и гусеничное. Рельсовое оборудование имеет башенные, козловые и.
Пневмоколесное оборудование применяется для самоходных и прицепных строительных машин стреловые краны, скреперы, грейдеры, погрузчики, одноковшовые строительные экскаваторы и т. Гусеничное оборудование обычно двухгусеничное характеризуется сравнительно небольшим удельным давлением на грунт и применяется для самоходных строительных машин, часто передвигающихся с малыми скоростями в условиях плохих дорог и полного бездорожья. Погрузчики, стреловые краны и экскаваторы оснащаются нормальным гусеничным ходом для работы на уплотненных грунтах и уширенно-удлиненным гусеничным ходом для работы на слабых, переувлажненных и заболоченных грунтах.
Многие самоходные строительные машины монтируют на базе серийных автомобилей, тракторов колесных и гусеничных и пневмоколесных тягачей. Рамы строительных машин служат для крепления на них всех механизмов.
Рамы стационарных машин, например камнедробилок, смесителей, имеют отверстия для крепления их на фундаментах. Крупные машины — экскаваторы и самоходные краны — имеют сложные рамы, состоящие из ходовых рам и поворотных платформ. Большинство современных строительных машин имеет стальные рамы сварной конструкции. Рабочее рборудование строительных машин весьма разнообразно.
Для самоходного крана — это стрела с грузовым канатом и крюковой обоймой; для экскаватора — это рукоять с ковшом или стрела с ковшом, для бульдозера — отвал с механизмом подъема и т. Общее требование, предъявляемое к рабочему оборудованию машин, — минимально возможные габаритные размеры при больших рабочих параметрах, обеспечивающих достижение максимальной производительности. В качестве силового оборудования строительных машин широко применяются электродвигатели и двигатели внутреннего сгорания.
На современных строительных машинах трансмиссия передача энергии от силового оборудования к рабочим органам производится механическими, гидромеханическими и гидрообъемными передачами, пневмоприводами и электропроводными линиями. Механические трансмиссии могут включать все виды передач: фрикционные, ременные, зубчатые, червячные и цепные. В составе гидромеханических передач кроме механической трансмиссии имеется гидромуфта или гидротрансформатор, предохраняющие двигатель от перегрузки и обеспечивающие в ряде случаев регулирование скорости ведомого вала при постоянной скорости ведущего.
Гидрообъемные передачи включают гидронасос, создающий давление жидкости, передаваемое по трубопроводам к гидроцилиндру или к гидродвигателю, установленному непосредственно у рабочего органа. При пневматическом приводе сжатый воздух от компрессора проходит по трубопроводам под давлением к исполнительным пневмоцилиндрам или ротационным двигателям, соединенным с рабочими органами машин.
