Forțele externe în rezistența materialelor sunt împărțite în activȘi reactiv(reacții de conectare). Sarcinile sunt forțe externe active.
Încărcări după metoda de aplicare
Conform metodei de aplicare, sarcinile pot fi volumetrice (greutate proprie, forțe de inerție), care acționează asupra fiecărui element infinitezimal de volum și suprafață. Sarcini de suprafață sunt împărțite în sarcini concentrateȘi sarcini distribuite.
Încărcături distribuite caracterizat prin presiune - raportul dintre forța care acționează asupra unui element de suprafață normal cu acesta față de zonă a acestui elementși sunt exprimate în Sistemul internațional unități (SI) în pascali, megapascali (1 PA = 1 N/m2; 1 MPa = 106 Pa), etc., și în sistem tehnic– în kilograme de forță pe milimetru pătrat etc. (kgf/mm2, kgf/cm2).
În materialele compromițătoare, acestea sunt adesea luate în considerare sarcini de suprafață, distribuite pe lungimea elementului structural. Asemenea sarcini sunt caracterizate prin intensitate, de obicei notată q și exprimată în newtoni pe metru (N/m, kN/m) sau în kilograme de forță pe metru (kgf/m, kgf/cm) etc.
Se încarcă în funcție de natura modificărilor în timp
Pe baza naturii modificărilor de-a lungul timpului, acestea se disting sarcini statice- creste lent de la zero la valoarea sa finala si apoi nu se modifica; Și sarcini dinamice provocând mari
Impacturile suportate de suport de la mâna îndoită (vezi Fig. 42), placa de la sarcină (vezi Fig. 44), tija cilindrică a șurubului la înșurubarea piuliței cheie(vezi fig. 45), etc., reprezintă forțe externe sau încărcături. Se numesc forțele care apar în locurile în care rack-ul este asigurat și placa este susținută reactii.
Orez. 42
Orez. 44
Orez. 45
Conform metodei de aplicare, sarcinile sunt împărțite în concentrate și distribuite (Fig. 49).
Tipuri și clasificare a sarcinilor:
Sarcini concentrateîși transmit efectul prin zone foarte mici. Exemple de astfel de sarcini sunt presiunea roților unui vagon de cale ferată pe șine, presiunea unui cărucior de ridicare pe un monorail etc.
Încărcături distribuite operează pe o suprafață relativ mare. De exemplu, greutatea mașinii este transmisă prin cadru către întreaga zonă de contact cu fundația.
Pe baza duratei de acțiune, se obișnuiește să se facă distincția între sarcinile constante și variabile. Un exemplu de sarcină constantă este presiunea unui lagăr alunecat - suportul arborilor și osiilor - și propria sa greutate pe suport.
Sarcina variabilaÎn principal, părțile mecanismelor de acțiune periodică sunt afectate. Un astfel de mecanism este o transmisie cu roți dințate, în care dinții se află în zona de contact a perechilor adiacente roți dintate experimentați sarcină variabilă.
După natura acțiunii sarcinile pot fi staticȘi dinamic. Sarcinile statice rămân aproape neschimbate pe toată durata funcționării structurii (de exemplu, presiunea fermelor pe suporturi).
Sarcini dinamiceși durează puțin timp. Apariția lor este asociată în majoritatea cazurilor cu prezența unor accelerații semnificative și forțe inerțiale.
Sarcinile dinamice sunt experimentate de părți ale mașinilor de impact, cum ar fi prese, ciocane, etc. Părțile mecanismelor cu manivelă suferă, de asemenea, sarcini dinamice semnificative în timpul funcționării din cauza modificărilor amplitudinii și direcției vitezei, adică prezența accelerațiilor.
Rezistența materialelor. Sarcinile principale ale secțiunii. Clasificarea sarcinilor.
Știința rezistenței și deformabilității unui material.
Sarcini.
A) Calculul rezistenței: rezistența este capacitatea unui material de a rezista la sarcini și distrugeri;
B) Calculul rigidității: rigiditatea este capacitatea unui material de a rezista la deformare;
C) Calculul stabilității: stabilitatea este capacitatea de a menține un echilibru stabil.
Clasificarea sarcinilor.
În timpul funcționării, structurile și structurile percep și transmit sarcini (forțe).
Forțele pot fi:
A) Volumetrice (gravitație, inerție etc.);
B) Suprafata (apa de suprafata, presiunea apei);
Sarcinile de suprafață sunt:
Concentrat
Încărcături distribuite
În funcție de natura încărcăturii:
A) static – constantă ca valoare sau în creștere lent;
B) dinamică - sarcini sau șoc care se schimbă rapid;
C) sarcină revariabilă - sarcini care se modifică în timp.
Scheme de calcul. Ipoteze și ipoteze.
Ele simplifică calculele.
Scheme de calcul.
Diagramele de proiectare sunt o parte care este supusă calculelor pentru rezistență, rigiditate și stabilitate.
Toată varietatea de modele de piese se reduce la 3 diagrame de proiectare:
A) Grinda - un corp în care una dintre dimensiuni este mai mare decât celelalte 2 (grindă, buștean, șină);
B) Shell - un corp în care una dintre dimensiuni este mai mică decât celelalte două (corp rachetă, carena navei);
C) Un tablou este un corp în care toate cele 3 laturi sunt aproximativ egale (mașină, casă).
Ipoteze.
A) Toate materialele au o structură continuă;
B) Materialul piesei este omogen, i.e. are aceleasi proprietati în toate punctele material;
C) Toate materialele sunt considerate izotrope, i.e. ei au în toate direcţiile proprietăți identice;
D) Materialul are elasticitate ideală, adică după îndepărtarea sarcinii, corpul își restabilește complet forma și dimensiunea.
Ipoteze.
A) Ipoteza mişcărilor mici.
Deplasările care apar în structură sub influența forțelor externe sunt foarte mici, deci sunt neglijate în calcule.
B) Ipoteze de deformabilitate liniară.
Mișcarea în structuri este direct proporțională cu sarcinile care acționează.
Metoda secțiunii. Tipuri de sarcini (deformații)
Metoda secțiunii.
Luați în considerare o sarcină încărcată forțe externe P1, P2, P3, P4. Să aplicăm grinda secțiunii: tăiați-o cu un plan L în 2 părți egale, stânga și dreapta. Să-l aruncăm pe cel din stânga, să-l lăsăm pe cel din dreapta.
Partea dreaptă - stânga - va fi în echilibru, pentru că În secțiune transversală, vor apărea factori de forță interne (IFF), care echilibrează partea rămasă și înlocuiesc acțiunile piesei aruncate.
A) N – forța longitudinală
B)Qx – forta bruta
B) Qy – forța tăietoare
D) Mz – cuplul
D) Mx – momentul încovoietor
E) Momentul meu – de încovoiere.
Tipuri de deformații (încărcări)
A) Tensiune, compresie: astfel de deformare in care in sectiunea transversala actioneaza doar forta longitudinala N (arc, acordeon buton, autotelefon);
B) Torsiunea - o astfel de deformare in care in sectiune actioneaza doar cuplul Mz (arbore, angrenaj, piulita, blat);
B) Încovoiere – deformare în timpul căreia în secțiune acționează un moment încovoietor Mx sau My (încovoiere a unei grinzi, încovoiere a unui balcon);
D) Forfecarea este o deformare in care in sectiune actioneaza o forta transversala Qx sau Qy (forfecare si strivire a nitului).
Deformațiile luate în considerare sunt considerate simple.
Vedere complexă deformare.
Deformare în care 2 sau mai mulți factori de forță interni acționează simultan într-o secțiune (acțiuni combinate de îndoire și torsiune: un arbore cu o roată dințată).
Concluzie: metoda secțiunii face posibilă determinarea VSF-ului și a tipului de deformare. Pentru a evalua rezistența unei structuri, se determină intensitatea forțelor de stres interne.
Stresul mecanic.
Stresul mecanic- numită valoarea factorului de forță internă pe suprafața secțiunii transversale.
Deformare la tracțiune și compresiune. VSF, tensiune.
Tensiune, deformare prin compresie.
Aceasta este o deformare la care în secțiune apare o forță longitudinală N. Exemplu (arc, acordeon cu nasturi, cablu).
Concluzie: Întinderea– deformare în care forța este direcționată din secțiune, compresiune – spre secțiune.
Tensiune la R-S:
Concluzie: cu R-S apar tensiuni normale, i.e. ele, ca și forța longitudinală N, sunt perpendiculare pe secțiune.
Calcule ale rezistenței la tracțiune și compresiune.
Există 3 calcule de rezistență:
A) Test de rezistență
B) Selectarea secțiunii
B) Determinarea sarcinii admisibile
Concluzie: calculele de rezistență sunt necesare pentru a prezice distrugerea.
Legea lui Hooke în tensiune și compresie.
E – modulul Young (sau modulul elastic).
E.I. ca tensiunea.
Modulul Young pentru fiecare material este diferit și este selectat din materialul de referință.
Tensiune normală direct proportional cu deformarea longitudinala - legea lui Hooke .
Modulul Young caracterizează rigiditatea unui material sub tensiune şi compresiune.
Mototolirea. Calcule pentru zdrobire.
Dacă grosimea pieselor conectate este mică, iar sarcina care acționează asupra conexiunii este mare, atunci apare o presiune reciprocă mare între suprafața pieselor conectate și pereții găurii.
Este desemnat - Sigma vezi
Ca urmare a acestei presiuni, un nit, șurub, șurub... este șifonat, forma găurii este distorsionată, iar etanșeitatea este ruptă.
Calcule de rezistență.
Felie Calcule de forfecare.
Dacă 2 foi de grosimea S sunt conectate între ele cu nituri sau un șurub, atunci forfecarea va avea loc de-a lungul planurilor perpendiculare pe liniile axiale ale acestor părți.
Calcule de forfecare.
Torsiune. Pură schimbare. Legea lui Hooke în torsiune.
Torsiune – deformare la care apare un cuplu Mz in sectiunea transversala a piesei (arbore, angrenaj, melcat).
Torsiunea poate fi realizată prin forfecare pură a unei țevi cu pereți subțiri.
Pe fețele elementului selectat a,b,c,d apare o efort de forfecare τ(tau) – aceasta este ceea ce caracterizează forfecare pură .
În forfecare pură, s-a stabilit o relație directă între tensiunile tangențiale τ și unghiul de forfecare γ(gamma) – Legea lui Hooke în torsiune :τ=G*γ
G - modulul de forfecare, caracterizează rigiditatea la forfecare a materialului.
Măsurat – MPa.
2) G=E*E (modulul Young)
Pentru același material, există o relație între modulul de forfecare G și modulul lui Young (3).
Modulul de forfecare se determină din formula prin calcul, luând valori din materialul de referință.
Tensiuni de torsiune. Distribuția tensiunilor tangențiale într-o secțiune.
Ws este momentul polar de rezistență la secțiune.
Efortul tangențial este distribuit în secțiune după o lege liniară, tmax este situat pe conturul secțiunii, t=0 în centrul secțiunii, toate celelalte t sunt între ele.
Ws – pentru cele mai simple secțiuni.
Calcule de rezistență la torsiune.
Concluzie: Calculele rezistenței la torsiune sunt necesare pentru a prezice defecțiuni.
Calcule pentru rigiditatea la torsiune.
Arborii precisi sunt calculati pentru rigiditate pentru a pierde precizia arcului.
Unghiul relativ de răsucire.
Ambele mărimi pot fi măsurate în grade sau radiani.
Îndoiți. Tipuri de coturi. Exemple de coturi.
Îndoiți – deformarea la care actioneaza momentul incovoietor (Mx, My).
Exemple : curba intr-o grinda de constructie, birou, balcon.
feluri :
îndoire dreaptă
îndoire oblică
Clasificarea angrenajelor mecanice
- bazat pe principiul transmiterii mișcării: transmisie prin frecare și transmisie prin angrenaje; în cadrul fiecărei grupe există transmisii prin contact direct și transmisii prin comunicare flexibilă;
- după poziţia relativă a arborilor: roţi dinţate cu arbori paraleli (cilindrice, roţi dinţate cu axe de arbore intersectate (conice), roţi dinţate cu arbori încrucişaţi (melc, cilindric cu dinte de şurub, hipoid);
- prin natura raportului de transmisie: cu un raport de transmisie constant și cu un raport de transmisie continuu variabil (variatoare).
În funcție de raportul dintre parametrii arborilor de intrare și de ieșire, transmisiile sunt împărțite în:
-cutii de viteze(retrograde) - de la arborele de intrare la arborele de iesire reduc viteza de rotatie si maresc cuplul;
-animatori(angrenaje de supramulțumire) - de la arborele de intrare la arborele de ieșire, viteza de rotație este crescută și cuplul este redus.
Angrenaje de frecare
Transmisie prin frecare - o transmisie mecanică utilizată pentru a transmite mișcarea de rotație (sau pentru a transforma mișcarea de rotație în mișcare de translație) între arbori folosind forțele de frecare care apar între role, cilindri sau conuri montate pe arbori și presate unul împotriva celuilalt.
Transmisiile prin frecare sunt clasificate după următoarele criterii:
1. După scop:
Cu raport de transmisie nereglat (Fig.9.1-9.3);
Cu control continuu (neted) al raportului de transmisie (variatoare).
2. După poziția relativă a axelor arborelui:
Cilindrică sau conică cu axe paralele (Fig. 9.1, 9.2);
Conic cu axe care se intersectează (Fig. 9.3).
3. În funcție de condițiile de lucru:
Deschis (uscat);
Închis (se lucrează în baie de ulei).
4. Pe baza principiului de funcționare:
Ireversibilă (Fig.9.1-9.3);
Reversibil.
Avantajele angrenajelor cu frecare:
Simplitatea proiectării și întreținerii;
Transmitere lină a mișcării și controlului vitezei și funcționare silențioasă;
Capabilitati cinematice mari (conversia mișcării de rotație în mișcare de translație, schimbarea vitezei fără trepte, capacitatea de a inversa în mișcare, pornirea și oprirea vitezelor în mișcare fără oprire);
Rotire uniformă, care este convenabilă pentru dispozitive;
Posibilitatea de reglare continuu a raportului de transmisie, si in miscare, fara oprirea transmisiei.
Dezavantajele angrenajelor de frecare:
Inconstanța raportului de transmisie din cauza alunecării;
Putere transmisă scăzută (transmisii deschise - până la 10-20 kW; transmisii închise - până la 200-300 kW);
Pentru angrenajele deschise, randamentul este relativ scăzut;
Uzura mare și neuniformă a rolelor la alunecare;
Necesitatea folosirii suporturilor de arbore special concepute cu dispozitive de prindere (acest lucru face ca transmisia este greoaie);
Pentru viteze deschise de putere, viteză periferică mică (7 - 10 m/s);
Sarcini mari pe arbori și rulmenți datorită forței de deplasare, care mărește dimensiunea acestora și face transmisia greoaie. Acest dezavantaj limitează cantitatea de putere transmisă;
Pierderi mari prin frecare.
Aplicație.
Sunt folosite relativ rar în inginerie mecanică, de exemplu, în prese de frecare, ciocane, troliuri, echipamente de foraj etc. Aceste angrenaje sunt utilizate în principal în dispozitivele în care este necesară o funcționare lină și silențioasă (reportatoare, playere, vitezometre etc.).
Transmisie Șurub-piuliță
Transmisia șurub-piuliță constă din : un șurub și o piuliță în contact cu suprafețele șuruburilor Transmisia șurub-piuliță este concepută pentru a transforma mișcarea de rotație în mișcare de translație.
Există două tipuri de angrenaje șurub-piuliță:
Transmisii cu frecare cu alunecare sau perechi de șuruburi frecare de alunecare;
Transmisii cu frecare de rulare sau șuruburi cu bile. Elementul de antrenare din transmisie este de obicei un șurub, elementul antrenat este o piuliță. În transmisiile rulante șurub-piuliță, pe șurub și în piuliță sunt realizate șanțuri elicoidale (filete) cu profil semicircular, servind drept canale de rulare pentru bile.
În funcție de scopul transmisiei, șuruburile sunt:
- marfa, folosit pentru a crea forțe axiale mari.
- tren de rulare, folosit pentru deplasările în mecanismele de alimentare. Pentru a reduce pierderile prin frecare, se folosesc în principal fire trapezoidale cu pornire multiplă.
- instalare, folosit pentru mișcări și ajustări precise. Avea fir metric. Pentru a asigura o transmisie fără joc, piulițele sunt dublate.
Principalele avantaje:
1.oportunitatea de a obține un câștig mare la putere;
2. mare precizie a mișcării și capacitatea de a obține o mișcare lentă;
3. funcționare lină și silențioasă;
4. mare capacitate portantă la mic dimensiunile per total;
5. simplitatea designului.
Dezavantajele angrenajelor cu piuliță glisantă cu șurub:
1.pierderi mari prin frecare și eficiență scăzută;
2. dificultate de utilizare la viteze mari de rotație.
Aplicarea transmisiei șurub-piuliță
Cele mai tipice aplicații pentru transmisiile șurub-piuliță sunt:
Ridicarea sarcinilor (cricuri);
Încărcare în mașini de testare;
Implementarea procesului de lucru in masini-unelte (procese cu surub);
Controlul cozii aeronavei (clapete, brațe direcționale și de altitudine, mecanisme de eliberare a trenului de aterizare și modificări ale mișcării aripilor);
Mișcarea pieselor de lucru ale robotului;
Mișcări precise de divizare (în mecanisme de măsurare și mașini-unelte).
Unelte
Un mecanism în care două legături mobile sunt roți dințate care formează o pereche de rotație sau translație cu o legătură fixă se numește transmisie cu trepte . Cea mai mică dintre roțile de transmisie se numește de obicei o roată dințată, iar cea mai mare este o roată, o legătură de transmisie care face mișcare rectilinie, se numește rack.
Clasificare:
- după poziţia relativă a axelor roţilor: cu axe paralele, cu axe care se intersectează cu axe încrucișate) cu transformare de mișcare
- prin amplasarea dinților față de roțile de formare: dinți drepti; elicoidal, chevron; cu un dinte circular;
- in directia dintilor oblici sunt: dreapta și stânga.
- de proiectare: deschis si inchis;
- după numărul de pași: cu o singură treaptă;
Unelte melcate
Angrenaj melcat (sau angrenaj elicoidal)- un mecanism de transmitere a rotației între arbori prin intermediul unui șurub și al unei roți melcate asociate. Virul și roata melc formează împreună o pereche cinematică superioară angrenaj-șurub, iar cu a treia, verigă fixă, perechi cinematice de rotație inferioare.
Avantaje:
· Operatiune delicata;
· Zgomot redus;
· Autofrânare - la anumite rapoarte de transmisie;
· Precizie cinematică crescută.
Defecte:
· Cerințe crescute pentru precizia asamblarii, necesitatea unei ajustări precise;
· La unele rapoarte de transmisie, transmisia rotației este posibilă doar într-un singur sens - de la șurub la roată. (pentru unele mecanisme acest lucru poate fi considerat un avantaj).
· Eficiență relativ scăzută (se recomandă utilizarea la puteri mai mici de 100 kW)
· Pierderi mari prin frecare cu generarea de căldură, necesitatea unor măsuri speciale pentru intensificarea eliminării căldurii;
· Uzură crescută și tendință de gripare.
Viermise disting prin următoarele caracteristici:
În funcție de forma suprafeței generatoare:
· cilindric
· globoid
În direcția liniei bobinei:
După numărul de începuturi de fire
· o singură trecere
· treceri multiple
· în funcție de forma suprafeței filetului șurubului
· cu profil arhimedian
· cu profil de convoluție
· cu profil evolvent
trapezoidal
Cutie de viteze
cutie de viteze (mecanica)- un mecanism care transmite și convertește cuplul, cu una sau mai multe angrenaje mecanice.
Principalele caracteristici ale cutiei de viteze -Eficienta, raportul de transmisie, puterea transmisa, turatiile unghiulare maxime ale arborilor, numarul de arbori de antrenare si antrenate, tipul si numarul de trepte si trepte.
În primul rând, cutiile de viteze sunt clasificate în funcție de tipurile de transmisii mecanice : cilindric, conic, vierme, planetar, ondulat, spiroid și combinat.
Carcase de viteze : V producție în serie Carcasele cutiei de viteze turnate standardizate sunt utilizate pe scară largă. Cel mai adesea, în industria grea și în inginerie mecanică, carcasele sunt realizate din fontă, mai rar din oțel turnat.
Clasificarea cutiilor de viteze
- Cutii de viteze melcate
- Cutii de viteze elicoidale
- Clasificarea cutiilor de viteze în funcție de tipul de viteze și numărul de trepte
Transmisii cu curea
Dispozitiv și scop
Curele se referă la transmisii frecare cu conexiune flexibilăși poate fi folosit pentru a transmite mișcarea între arbori situati la o distanță considerabilă unul de celălalt. Este alcătuit din două scripete (conducător, antrenat) și o curea fără sfârșit care le acoperă, puse cu tensiune. Roata de antrenare forțează forțele de frecare care apar pe suprafața de contact dintre scripete și curea din cauza tensiunii acesteia, determinând mișcarea curelei. Cureaua, la rândul său, determină rotirea scripetei antrenate.
Zona de aplicare
Transmisiile cu curea sunt folosite pentru a antrena unități de la motoare electrice de putere mică și medie; pentru acționarea de la motoare de putere redusă combustie interna.
Transmisii în lanț
Transmisii în lanț - acestea sunt transferuri logodnă Și conexiune flexibilă, constând dintr-un pinion antrenat și antrenat și un lanț care le înconjoară. Transmisia include adesea și dispozitive de tensionare și lubrifiere și apărătoare.
Avantaje:
1. posibilitate de aplicare într-o gamă semnificativă de distanțe între axele;
2. dimensiuni mai mici decât transmisiile cu curea;
3. fara alunecare;
4. randament ridicat;
5. forte relativ mici care actioneaza asupra arborilor;
6. capacitatea de a transfera mișcarea pe mai multe pinioane;
7. Posibilitatea de înlocuire ușoară a lanțului.
Defecte:
1. inevitabilitatea uzurii articulațiilor lanțului din cauza lipsei condițiilor pentru frecarea fluidelor;
2. variabilitatea vitezei lanțului, în special cu un număr mic de dinți de pinion;
3. necesitatea unei instalări mai precise a arborilor decât pt Transmisie cu cureaua trapezoidala;
4. nevoia de ungere și reglare.
Lanţuri cu programare împărțit în trei grupe:
1. încărcătură – folosită pentru asigurarea încărcăturii;
2. tracțiune – folosită pentru deplasarea mărfurilor în mașini de transport continuu (conveioare, lifturi, scări rulante etc.);
3. drive – folosit pentru a transmite mișcarea.
Aplicație: Angrenajele sunt utilizate în utilaje agricole, de manipulare a materialelor, textile și de imprimat, motociclete, biciclete, mașini și echipamente de foraj petrolier.
Mecanisme
Mecanism- structura internă a unei mașini, dispozitiv, aparat care le pune în acțiune. Mecanismele servesc la transmiterea mișcării și la convertirea energiei (cutie de viteze, pompă, motor electric).
Mecanismul constă din 3 grupuri de legături:
1. Legături fixe - rafturi
2. Legături de acționare - transmite mișcarea
3. Legături conduse - percepe mișcările
Clasificarea mecanismelor:
1. Mecanisme cu pârghie: mecanism manivelă - manivelă (mișcări de rotație), biela (calibrare), glisor (translațional).
Aplicație: Pompe cu piston, motoare cu abur.
Arbori și osii
În mașinile moderne, mișcarea de rotație a pieselor este cea mai utilizată. Mai puțin obișnuită este mișcarea de translație și combinația ei cu mișcarea de rotație (mișcare elicoidală). Se asigură deplasarea pieselor mașinii în mișcare progresivă dispozitive speciale, numit ghiduri. Pentru a efectua mișcarea de rotație se folosesc piese speciale - arbori și osii, care cu secțiunile lor special adaptate - axe (tepi) sau tocuri – se sprijină pe dispozitive de susținere numite rulmenți sau rulmenți axiali.
Îi spun un arbore o piesă (de obicei o formă cilindrică netedă sau în trepte) concepută pentru a susține scripete, roți dințate, pinioane, role etc. montate pe ea și pentru a transmite cuplul.
În timpul funcționării, arborele experimentează încovoiere și torsiune, iar în unele cazuri, pe lângă îndoire și torsiune, arborii pot suferi deformații la tracțiune (compresie).Unii arbori nu suportă piese rotative și funcționează numai în torsiune (arbori de transmisie ai mașinilor, role de mașini de rulare etc. ).
Axa se numește o piesă destinată doar să susțină piesele instalate pe ea.
Spre deosebire de arbore, axa nu transmite cuplu și funcționează doar la îndoire. La mașini, osiile pot fi staționare sau se pot roti împreună cu piesele așezate pe ele (axii în mișcare).
Lasificarea arborilor și axelor
După scop arborii sunt împărțiți în:
Angrenaj- purtând numai diferite părți ale transmisiilor mecanice (dintate, scripete de curea, pinioane de lanț, cuplaje etc.),
indigena- care poartă principalele părți de lucru ale mașinilor (rotoarele motoarelor electrice și turbinelor, complexul bielă-piston al motoarelor cu ardere internă și pompe cu piston), și, dacă este necesar, în plus, părți ale transmisiilor mecanice (fusuri de mașini, arbori de antrenare ai transportoarelor etc.). Se numește arborele principal al mașinilor cu mișcare de rotație a unei scule sau a unui produs ax .
De formă geometrică arborii sunt împărțiți în: Drept; manivelă; manivelă; flexibil; telescopic; arbori cardanici .
După metoda de fabricație, acestea se disting: arbori plini și compoziți.
După aparență secțiuni transversale Secțiunile arborelui disting între arbori plini și tubulari cu secțiuni transversale rotunde și necirculare.
Rulmenți
Ținând - O unitate de asamblare care face parte dintr-un suport sau opritor și susține un arbore, o osie sau o altă structură mobilă cu o anumită rigiditate. Fixează poziția în spațiu, oferă rotație, rostogolire sau mișcare liniară (pentru rulmenți liniari) cu cea mai mică rezistență, absoarbe și transmite sarcina de la unitatea în mișcare către alte părți ale structurii.
Pe baza principiului de funcționare, toți rulmenții pot fi împărțiți în mai multe tipuri:
· rulmenti de rulare;
· rulmenti de alunecare;
Rulmenți de rulare
Reprezintă o unitate gata făcută, ale cărei elemente principale sunt corpuri de rulare - bile sau role, instalate între inele și ținute la o anumită distanță unele de altele.
Avantaje:
1. Cost redus datorită producției în masă.
2. Pierderi reduse prin frecare și încălzire scăzută în timpul funcționării.
3. Dimensiuni axiale mici.
4. Simplitatea designului
Defecte:
1. Dimensiuni radiale mari.
2. Nu există conexiuni detașabile.
Clasificare:
1. După forma elementelor de rulare: minge, rolă.
2. După direcția de acțiune: radial-împingere, împingere, împingere-radială.
3. După numărul de elemente de rulare: omogen, pe două rânduri, cu patru rânduri.
4. Conform principalelor caracteristici de proiectare: auto-aliniere, neauto-aliniere.
Aplicație: în inginerie mecanică.
Lagăre simple
Rulment de alunecare - constă dintr-o carcasă, căptușeli și dispozitive de lubrifiere. În forma lor cea mai simplă, sunt o bucșă (inserție) încorporată în cadrul mașinii.
Ungerea este una dintre condițiile de bază funcţionare fiabilă rulment și asigură frecare scăzută, separarea pieselor în mișcare, disiparea căldurii și protecție împotriva influențelor nocive ale mediului.
Ungerea poate fi:
- lichid(uleiuri minerale și sintetice, apă pentru rulmenți nemetalici),
- plastic(pe bază de săpun de litiu și sulfonat de calciu etc.),
- greu(grafit, disulfură de molibden etc.) și
- gazos(diverse gaze inerte, azot etc.).
Clasificare:
Lagărele de alunecare sunt împărțite în:
în funcție de forma găurii lagărului:
- cu o singură suprafață sau cu mai multe suprafețe,
- cu deplasarea suprafețelor (în sensul de rotație) sau fără (pentru a menține posibilitatea de rotație inversă),
- cu sau fără decalaj central (pentru instalarea finală a arborilor după instalare);
în direcția percepției sarcinii:
- radial
- axială (axială, rulmenți axiali),
- împingerea radială;
de proiectare:
- dintr-o singură bucată (mânecă; în principal pentru I-1),
- detașabil (format dintr-un corp și o husă; practic pentru toate, cu excepția I-1),
- încorporat (cadru, integrat cu carterul, cadrul sau cadrul mașinii);
după numărul de supape de ulei:
- cu o supapă,
- cu mai multe supape;
unde este posibil reglementarea:
- nereglementat,
- reglabil.
Avantaje
- Fiabilitate în unitățile de viteză mare
- Capabil să reziste la șocuri și vibrații semnificative
- Dimensiuni radiale relativ mici
- Permite instalarea rulmenților despicați pe fuste arbore cotit și nu necesită demontarea altor piese în timpul reparațiilor
- Design simpluîn mașini cu mișcare lentă
- Vă permite să lucrați în apă
- Permite reglarea decalajului și asigură instalarea precisă a axei geometrice a arborelui
- Economic pentru diametre mari de arbore
Defecte
- Necesită supravegherea constantă a lubrifierii în timpul funcționării
- Dimensiuni axiale relativ mari
- Pierderi mari prin frecare în timpul pornirii și lubrifiere slabă
- Consum mare lubrifiant
- Cerințe ridicate pentru temperatură și curățenie a lubrifiantului
- Eficiență redusă
- Uzura neuniformă a rulmentului și a jurnalului
- Utilizarea unor materiale mai scumpe
Aplicare: Pentru boi de diametre mari; vehicule cu viteză mică; Aparate.
cuplare- un dispozitiv (piesa de mașină) concepută pentru a conecta capetele arborilor și piesele care se așează liber între ele pentru a transmite cuplul. Sunt folosite pentru a conecta doi arbori situati pe aceeasi axa sau in unghi unul fata de celalalt.
Clasificări ale cuplajelor.
După tipul de management
· Controlat - cuplare, automat
· Incontrolabil - funcționează în mod constant.
Conexiuni permanente.
Conexiuni sudate
Imbinare sudata- racord permanent realizat prin sudura.
O îmbinare sudată include trei zone caracteristice formate în timpul sudării: zona de sudare, zona de fuziune și zona afectată de căldură, precum și partea de metal adiacentă zonei afectate de căldură.
Zonele îmbinării sudate: cea mai deschisă este zona metalului de bază, cu atât mai întunecată este zona afectată de căldură, cea mai întunecată zonă din centru este zona de sudură. Între zona afectată de căldură și zona de sudură există o zonă de topire.
Cusătură de sudură- o secțiune a unei îmbinări sudate formată ca urmare a cristalizării metalului topit sau ca urmare a deformării plastice în timpul sudării sub presiune sau o combinație de cristalizare și deformare.
Metalul sudat- un aliaj format din bază topită și metale depuse sau numai metal de bază retopit.
Metal de baza- metalul pieselor sudate.
Zona de fuziune- zona de granule parțial topite la marginea metalului de bază și a metalului de sudură.
Zona afectată de căldură- o secțiune a metalului de bază care nu a suferit topire, a cărei structură și proprietăți s-au modificat ca urmare a încălzirii în timpul sudării sau suprafeței.
Conexiuni adezive.
Îmbinările adezive sunt din ce în ce mai folosite în legătură cu dezvoltarea adezivilor sintetici de înaltă calitate. Cele mai utilizate îmbinări adezive sunt îmbinările de forfecare. Dacă este necesar să se obțină conexiuni deosebit de puternice, folosesc conexiuni combinate: șuruburi lipite, nituri adezive, sudate cu lipici.
Domenii de aplicare a adezivilor.
Cei mai mari consumatori de materiale adezive sunt industria prelucrării lemnului, construcții, industria ușoară, inginerie mecanică, industria aviației, construcțiile navale etc.
Adezivii sunt utilizați în dispozitivele de comunicație, semnalizare și alimentare.
Conexiuni combinate: sudate cu lipici, filetate cu lipici, nituite cu adeziv - se imbunatatesc semnificativ specificații piesele și mecanismele, asigură rezistență ridicată și, în unele cazuri, etanșeitate structurilor.
Adezivii și-au găsit aplicație în medicină pentru lipirea oaselor, țesuturilor vii și în alte scopuri.
Conexiuni detasabile.
Conexiuni cu cheie
Conexiunile cu cheie sunt folosite pentru a fixa piesele rotative (dințate, scripete, cuplaje etc.) la un arbore (sau ax), precum și pentru a transmite cuplul de la arbore la butucul piesei sau, dimpotrivă, de la butuc la butuc. arbore Structural, pe o canelură este realizată în arbore, în care este plasată o cheie, iar apoi pe această structură este pusă o roată, care are și o canelură.
În funcție de scopul conexiunii cheii, există chei forme diferite:
A) Cheie paralelă cu capăt plat;
b) Cheie paralelă cu capăt plat și găuri pentru șuruburi de montare;
c) Cheie cu capăt rotunjit;
d) Cheie cu capăt rotunjit și găuri pentru șuruburi de montare;
e) Cheie de segment;
e) Cheie cu pană;
g) Cheie cu pană cu opritor.
Conexiuni spline
Îmbinările spline sunt folosite pentru a conecta arbori și roți datorită proeminențelor de pe arbore și în depresiuni din orificiul roții.
Conform principiului de funcționare, conexiunile spline seamănă cu conexiunile cu cheie, dar au o serie de avantaje:
· centrare mai bună a pieselor pe arbore;
· transmite mai mult cuplu;
· fiabilitate ridicată și rezistență la uzură.
În funcție de profilul dintelui, există trei tipuri principale de conexiuni:
a) Dinți cu laturi drepte (număr de dinți Z = 6, 8, 10, 12), GOST 1139-80;
b) Dinți involuți (număr de dinți Z = 12, 16 sau mai mult), GOST 6033-80;
c) Dinți triunghiulari (număr de dinți Z = 24, 36 sau mai mult).
Conexiunile spline sunt utilizate pe scară largă în mecanismele în care este necesară deplasarea roții de-a lungul axei arborelui, de exemplu, în comutatoarele de viteză ale mașinii.
Conexiunile spline sunt fiabile, dar nu sunt avansate din punct de vedere tehnologic, astfel încât utilizarea lor este limitată din cauza costului ridicat de fabricație.
Conexiuni filetate
O conexiune filetată este o conexiune detașabilă a părților componente ale unui produs folosind o piesă cu filet.
Un fir constă din proeminențe și depresiuni alternative pe suprafața unui corp rotativ, situate de-a lungul unei linii elicoidale. Corpul revoluției poate fi un cilindru sau gaura rotunda- fire cilindrice. Uneori folosit fir conic. Profilul filetului corespunde unui anumit standard.
Tipuri de conexiuni filetate
| Nume | Imagine | Notă |
| Conexiune cu șuruburi |  | Folosit pentru fixarea pieselor de grosime mică. Dacă firul se rupe, este ușor de înlocuit. |
| Conexiune cu șuruburi |  | Șurubul poate avea orice cap. Firul este tăiat direct în corpul piesei. Dezavantaj - firele din carcasă pot fi deteriorate, ceea ce duce la înlocuirea întregii carcase. |
| Conexiune pin |  | Strângerea se face cu o piuliță. Știftul este înșurubat în corp. Dacă un fir din corp se rupe, se taie un nou fir cu un diametru mai mare sau, dacă acest lucru nu este posibil, se înlocuiește întregul corp. |
| Conexiune pin |  | Strângerea se face cu două piulițe. Dacă firul se rupe, este ușor de înlocuit. |
Forme structurale de bază ale capetelor de șuruburi și șuruburi 
a) Cap hexagonal pentru strângere cu o cheie; b) Cap rotund cu fantă pentru strângere cu șurubelniță; c) Cap înecat cu fantă pentru strângere cu șurubelniță.
Filete de prindere și etanșare. Se folosesc la produsele filetate destinate atât pentru fixarea pieselor, cât și pentru realizarea unei etanșări. Acestea includ filete: țeavă cilindrică, țeavă conică, inch conic, inch rotund.
Șuruburi de fixare și conexiuni.
Șuruburile de fixare sunt folosite pentru a fixa poziția pieselor și pentru a împiedica mișcarea acestora.
a) Cu capăt plat, folosit pentru fixarea pieselor de grosime mică. b) Tijă conică. c) Tijă în trepte.
Tije trepte și conice sunt folosite pentru fixarea pieselor pre-găurite.
Exemplu de utilizare a unui șurub de fixare cu tijă conică.
Șuruburi și conexiuni pentru scopuri speciale.
| Șuruburi de fundație. Elemente de fixare speciale realizate sub formă de tijă filetată. Acestea servesc în principal pentru fixarea diverselor echipamente și structuri de constructii. Sunt utilizate în locurile în care este necesară fixarea puternică și fiabilă a structurilor din beton, cărămidă, piatră sau alte fundații. Șurubul este plasat în bază și umplut cu beton. |  |
| Șurub cu ochi (șurub încărcat) - conceput pentru prinderea și mutarea mașinilor și a pieselor în timpul instalării, dezvoltării, încărcării etc. |  |
| Cârlig cu șurub încărcat - conceput pentru agățarea și mutarea diferitelor sarcini. |  |
Nuci.
În îmbinările filetate detașabile, șuruburile și știfturile sunt echipate cu piulițe. Piulițele din găuri au același filet ca și șuruburile (tip, diametru, pas). Orificiu filetat
1.4. În funcție de durata încărcăturii, ar trebui să se facă distincția între sarcinile permanente și cele temporare (pe termen lung, pe termen scurt, speciale).
1.5. Încărcările apărute în timpul fabricării, depozitării și transportului structurilor, precum și în timpul construcției structurilor, ar trebui să fie luate în considerare în calcule ca sarcini pe termen scurt.
Încărcările apărute în timpul etapei de exploatare a structurilor trebuie luate în considerare în conformitate cu paragrafele 1.6-1.9.
a) greutatea părților structurilor, inclusiv greutatea structurilor portante și a structurilor de închidere;
b) greutatea și presiunea solurilor (diguri, rambleuri), presiunea rocilor.
Forțele de precomprimare rămase în structură sau fundație trebuie luate în considerare în calcule ca forțe de la sarcini permanente.
a) greutatea pereților despărțitori provizorii, a chitului și a suporturilor pentru utilaje;
b) greutatea echipamentelor staționare: mașini, aparate, motoare, containere, conducte cu fitinguri, piese de susținere și izolație, transportoare cu bandă, mașini de ridicat permanent cu cablurile și ghidajele acestora, precum și greutatea lichidelor și solidelor care umple echipamentul;
c) presiunea gazelor, lichidelor și corpurilor granulare din containere și conducte, excesul de presiune și rarefierea aerului care apare în timpul ventilației minelor;
d) încărcături pe podele din materialele depozitate și echipamentele de rafturi în depozite, frigidere, hambare, depozite de cărți, arhive și spații similare;
e) influențele tehnologice ale temperaturii de la echipamentele staționare;
e) greutatea stratului de apă pe umplut cu apă acoperiri plate;
g) greutatea depozitelor industriale de praf, dacă acumularea acestuia nu este exclusă prin măsuri corespunzătoare;
h) încărcături de la persoane, animale, utilaje de pe etajele clădirilor rezidențiale, publice și agricole cu valori standard reduse date în tabel. 3;
i) sarcini verticale de la rulante și rulante cu o valoare standard redusă, determinate prin înmulțirea valorii standard complete a sarcinii verticale de la o macara (a se vedea clauza 4.2) în fiecare travă a clădirii cu coeficientul: 0,5 - pentru grupuri de operare moduri de macarale 4K-6K; 0,6 - pentru grupul de mod de funcționare a macaralei 7K; 0,7 - pentru grupul de mod de funcționare a macaralei 8K. Grupurile de moduri de operare a macaralei sunt acceptate conform GOST 25546 - 82;
j) încărcături de zăpadă cu o valoare standard redusă, determinată prin înmulțirea valorii standard complete în conformitate cu instrucțiunile din clauza 5.1 cu coeficientul: 0,3 - pentru regiunea de zăpadă III: 0,5 - pentru regiunea IV; 0,6 - pentru regiunile V și VI;
k) influențele climatice ale temperaturii cu valori standard reduse, determinate în conformitate cu instrucțiunile paragrafelor. 8,2 - 8,6 furnizate = 
=
=
=
=0,
=
= 0;
m) impacturi cauzate de deformari ale bazei, neinsotite de o modificare fundamentala a structurii solului, precum si dezghetarea solurilor de permafrost;
m) impacturi cauzate de schimbările de umiditate, contracția și curajul materialelor.
a) sarcinile de la echipamente apărute în modurile de pornire, tranziție și testare, precum și în timpul reamenajării sau înlocuirii acestuia;
b) greutatea oamenilor, a materialelor de reparații în zonele de întreținere și reparații a echipamentelor;
c) sarcini de la persoane, animale, utilaje de pe etajele clădirilor rezidențiale, publice și agricole cu valori standard complete, cu excepția sarcinilor specificate la clauza 1.7, a, b, d, e;
d) sarcinile provenite de la echipamente mobile de ridicare și transport (stivuitoare, vehicule electrice, stivuitoare, palanuri, precum și de la rulante și rulante cu valori standard complete);
e) încărcături de zăpadă cu valoarea standard completă;
f) efectele climatice ale temperaturii cu valoarea standard completă;
g) sarcinile vântului;
h) încărcături de gheață.
b) efecte explozive;
c) sarcini cauzate de perturbări bruște proces tehnologic, defecțiune temporară sau defecțiune a echipamentului;
d) impacturi cauzate de deformarile bazei, insotite de o modificare radicala a structurii solului (la inmuierea solurilor de tasare) sau de tasarea acestuia in zonele miniere si carstice.
După cum arată practica, subiectul colectării sarcinilor ridică cel mai mare număr de întrebări în rândul tinerilor ingineri care încep activitate profesională. În acest articol vreau să iau în considerare ce sunt sarcinile permanente și temporare, cât de mult diferă sarcinile pe termen lung de cele pe termen scurt și de ce este necesară o astfel de separare etc.
Clasificarea sarcinilor după durata de acțiune.
În funcție de durata acțiunii, sarcinile și impacturile sunt împărțite în permanent Și temporar . Temporarîncărcături sunt la rândul lor împărțite în pe termen lung, pe termen scurt Și special.
După cum sugerează și numele, sarcini permanente valabil pe toata perioada de functionare. Sarcini sub tensiune apar în anumite perioade de construcție sau exploatare.
includ: greutatea proprie a structurilor portante și de închidere, greutatea și presiunea solului. Dacă în proiect sunt utilizate structuri prefabricate (bare transversale, plăci, blocuri etc.), valoarea standard a greutății acestora este determinată pe baza standardelor, a desenelor de lucru sau a datelor pașapoartelor fabricilor de producție. În alte cazuri, greutatea structurilor și a solurilor este determinată din datele de proiectare pe baza dimensiunilor lor geometrice ca produsul dintre densitatea lor ρ și volumul. V tinand cont de umiditatea acestora in conditiile constructiei si functionarii structurilor.Densitățile aproximative ale unor materiale de bază sunt date în tabel. 1. Greutățile aproximative ale unor laminate și materiale de finisare sunt date în tabel. 2.
tabelul 1
Densitatea materialelor de construcție de bază
Material |
Densitatea, ρ, kg/m3 |
Beton:- greu- celular |
2400400-600 |
Pietriş |
1800 |
Copac |
500 |
Beton armat |
2500 |
Beton de argilă expandată |
1000-1400 |
Cărămidă cu mortar greu:- realizate din caramizi ceramice solide- realizate din caramizi ceramice goale |
18001300-1400 |
Marmură |
2600 |
Deseuri de constructii |
1200 |
Nisip de râu |
1500-1800 |
Mortar de ciment-nisip |
1800-2000 |
Plăci termoizolante din vată minerală:- nu este supus sarcinii— pentru izolarea termică a acoperirilor din beton armat— în sistemele de fațadă ventilată— pentru izolarea termică a pereților exteriori urmată de tencuieli |
35-45160-19090145-180 |
Tencuiala |
1200 |
masa 2
Greutatea materialelor laminate și de finisare
Material |
Greutate, kg/m2 |
Zona zoster bituminoasă |
8-10 |
Foaie de gips-carton grosime 12,5 mm |
10 |
Placi ceramice |
40-51 |
Laminat cu grosimea de 10 mm |
8 |
Placi metalice |
5 |
Parchet de stejar:- 15 mm grosime- grosime 18 mm- grosime 22 mm |
111315,5 |
Acoperiș rulat (1 strat) |
4-5 |
Panou de acoperiș tip sandwich:- grosime 50 mm- grosime 100 mm— grosime 150 mm— grosime 200 mm— grosime 250 mm |
1623293338 |
Placaj:- grosime 10 mm- 15 mm grosime- 20 mm grosime |
710,514 |
Sarcini sub tensiune sunt împărțite în pe termen lung, pe termen scurt si deosebita.
raporta:— sarcina de la oameni, mobilier, animale, utilaje de pe etajele clădirilor rezidențiale, publice și agricole cu valori standard reduse;
— încărcături de la vehicule cu valori standard reduse;
— greutatea pereților despărțitori temporari, a chitului și a suporturilor pentru echipamente;
— încărcături de zăpadă cu valori standard reduse;
— greutatea echipamentelor staționare (mașini, motoare, containere, conducte, lichide și solide, echipamente de umplere);
— presiunea gazelor, lichidelor și corpurilor granulare în containere și conducte, excesul de presiune și rarefierea aerului care apare în timpul ventilației minelor;
— încărcături pe pardoseli din materiale depozitate și echipamente de rafturi în depozite, frigidere, hambare, depozite de cărți, arhive ale spațiilor similare;
— influențele tehnologice ale temperaturii de la echipamentele staționare;
— greutatea stratului de apă pe suprafețele plane umplute cu apă;
— sarcini verticale de la rulante și rulante cu o valoare standard redusă, determinată prin înmulțirea valorii standard complete a sarcinii verticale de la o macara din fiecare travă a clădirii cu coeficientul:
0,5 - pentru grupuri de moduri de funcționare ale macaralelor 4K-6K;
0,6 - pentru grupul de mod de funcționare a macaralei 7K;
0,7 - pentru grupul de mod de funcționare a macaralei 8K.
Grupurile de moduri de macara sunt acceptate conform GOST 25546.
raporta:— greutatea oamenilor, materialelor de reparații în zonele de întreținere și reparare a echipamentelor cu valori standard complete;
— încărcături de la vehicule cu valori standard complete;
— încărcături de zăpadă cu valori standard complete;
— încărcături de vânt și gheață;
— sarcinile de la echipamente care apar în modurile de pornire, tranziție și testare, precum și în timpul rearanjare sau înlocuire a acestuia;
— influențele climatice ale temperaturii cu valoarea standard completă;
- încărcături de la echipamente mobile de ridicare și transport (stivuitoare, vehicule electrice, stivuitoare, palanuri, precum și rulante și rulante cu valori standard complete).
raporta:— impacturi seismice;
— efecte explozive;
— sarcini cauzate de întreruperi bruște în procesul tehnologic, defecțiuni temporare sau defecțiuni ale echipamentelor;
- impacturi cauzate de deformarile bazei, insotite de o modificare radicala a structurii solului (la inmuierea solurilor de tasare) sau de tasarea acestuia in zonele miniere si carstice.
