Машина и ее служебное назначение

1. Машина и ее служебное назначение.
1. Классификация машин и оборудования.

Энергетическое  оборудование (силовые машины и оборудование) - машины - генераторы, производящие тепловую и электрическую энергию, и машины - двигатели, превращающие энергию любого вида в механическую.

Рабочие машины и оборудование - все виды технологического оборудования для производства промышленной продукции.

Информационное  оборудование - оборудование систем связи, средства измерения, средства вычислительной техники, средства отображения информации, средства хранения информации.

Транспортные машины – для перевозки.

Инвентарь производственный и хозяйственный - емкости для хранения жидкостей, устройства и тара для сыпучих, штучных и тарно-штучных материалов, устройства и мебель, служащие для облегчения производственных операций.

2. Машины, механизмы и их структура.

В состав машины обычно входят различные механизмы.

 Всякий механизм  состоит из отдельных твердых  тел, называемых деталями. Деталь является такой частью машины, которую изготовляют без сборочных операций. Детали могут быть простыми (гайка, шпонка и т.п.) и сложными (коленчатый вал, корпус редуктора, станина станка и т.п.). Детали частично или полностью объединяют в узлы. Узел  представляет собой законченную сборочную единицу, состоящую из ряда деталей, имеющих общее функциональное назначение (подшипник, муфта, редуктор и т.п.). Сложные узлы могут включать несколько узлов (подузлов). Одно или несколько жестко соединенных твердых тел, входящих в состав механизма, называется звеном.

В каждом механизме имеется стойка, т.е. звено неподвижное или принимаемое за неподвижное. Из подвижных звеньев выделяют входные и выходные. Входным звеном называется звено, которому сообщается движение, преобразуемое механизмом в требуемые движения других звеньев. Выходным звеном называется звено, совершающее движение, для выполнения которого предназначен механизм.

Кинематической парой  называется соединение двух соприкасающихся  звеньев, допускающее их относительное  движение.

1.3 Место машин и оборудования  в производственном процессе.

Рабочие машины и оборудование принимают непосредственное участие в производственном процессе, способствуют увеличению выпуска продукции и поэтому относятся к активно действующей части основных фондов.

С точки зрения технологии машиностроения, машина является (либо объектом, либо средством производства. Машину как систему, созданную трудом человека для качественного преобразования исходного продукта в полезную для человека продукцию.

Под служебным назначением  машины понимают четко сформулированную конкретную задачу, для решения которой предназначена машина.

1.4 Основные проблемы повышения качества машин

1.5 Качество и экономичность машин.  Технико – экономические показатели.

Технико-экономические  показатели станков. Для оценки качества станков пользуются системой технико-экономических показателей, наиболее важными из которых являются точность, производительность, надежность, экономическая эффективность, безопасность и удобство обслуживания.

Точность станка характеризуется  его способностью обеспечить форму, размеры, взаимное расположение с допустимыми отклонениями, а также определенную шероховатость обработанных поверхностей изделия.

Производительность станка оценивают чаще всего числом деталей, которые можно изготовить в единицу  времени.

Повышение производительности станка достигается прежде всего  увеличением скорости движения, глубины  резания, числа одновременно работающих инструментов, автоматизацией цикла работы.

Надежность станка является его свойством сохранять при  правильной эксплуатации точность и производительность в заданных пределах, а также сохранять свои качества при правильном хранении и транспортировке.

Экономическая эффективность  зависит в первую очередь от производительности станка.

Под качеством машины понимают совокупность ее свойств, обуславливающих способность выполнять свое СН.

Качество продукции  – показатель, характеризующий способность изделия выполнять определенные функции в течении определенного времени в определенных условиях.

Качество машины характеризуется следующими показателями качества:

1. Качество продукции,  производимой машиной;

2. Технический и технологический  уровень машины: КПД, металлоемкость, мощность, производительность, технологичность и др.

3. Эксплуатационный уровень  машины (изделия): надежность, экономичность, удобство управления, экологичность, эргономичность и др.

Надежность изделий  является одним из главных показателей качества.

Надежность – свойство изделия, характеризуемое способностью выполнять заданные функции при сохранении параметров в заданных пределах.

Надежность характеризуется  безотказностью, долговечностью, ремонтопригодностью и сохраняемостью.

Безотказность – свойство изделия непрерывно сохранять работоспособность в течение некоторого времени или некоторой наработки ресурса.

Долговечность – свойство изделия сохранять работоспособность до наступления предельного состояния при правильной эксплуатации, обслуживании, ремонте.

Предельное состояние  наступает в следующих случаях:

1. выход из строя  базовой детали изделия,

2. невозможность эксплуатации по технике безопасности и др.,

3. нецелесообразность  эксплуатации по технико-экономическим показателям (имеется более совершенная машина).

Ремонтопригодность –  свойство машины, которое заключается в приспособленности к предупреждению, быстрому обнаружению и ликвидации причин отказов.

Сохраняемость – свойство машины сохранять основные показатели долговечности, безотказности, ремонтопригодности в течение (и после) хранения и транспортировки при соблюдении установленных требований.

В проектирование, изготовление, обслуживание, эксплуатацию и ремонты вкладывается конкретный труд, энергия, материалы (сырье) и технические средства. Все это вместе взятое образует стоимостное свойство машины – ее экономичность Э.

Экономичность машины определяется суммами затрат на проектирование Зпр, изготовление Зизг, эксплуатацию Зэ, техническое обслуживание Зт.о. и ремонты Зрем., отнесенными к количеству продукции N, произведенной за период ее службы:

Э = Зпр + Зизг + Зэ + Зт.о. + Зреем / N

Между показателями качества и экономичности существуют определенные связи, приводящие к влиянию одних на другие. Так, например, повышение надежности машины, сокращает затраты на устранение отказов, техническое обслуживание и ремонты, но с другой стороны повышает затраты на проектирование, материалы (применяются более качественные и дорогие) и изготовление машины.

От качества проектирования машины во многом зависит потребление  машиной энергии, топлива на единицу производимой продукции (КПД, производительность) характеризующее ее экономичность.

Увеличение затрат на проектирование и изготовление снижают затраты на обслуживание, расход энергии и др. и наоборот.

Таким образом, обеспечение  качества и экономичности машины в процессе ее создания является общей задачей конструктора, технолога и заказчика.

1.6 Гибкость технологического оборудования

Гибкостью технологического оборудования называют его способность к быстрому переналаживанию для изготовления других, новых деталей (заготовок). Чем чаще происходит смена изготовляемых деталей и чем больше их номенклатура, тем большей гибкостью должна обладать технологическая машина. Гибкость характеризуется двумя показателями: универсальностью и переналаживаемостью. Универсальность определяется числом разных деталей, подлежащих изготовлению на данной машине, т. е. номенклатурой изготовляемых деталей. При этом отношение годового выпуска деталей N к номенклатуре И определяет серийность изготовления s = N/И

Переналаживаемость определяется потерями времени и средств на переналадку технологического оборудования при переходе от одной партии деталей к другой и зависит от числа Р партий деталей, изготовляемых на данном оборудовании в течение года. При этом средний размер партии р = N/P связан с характером производства и с переналаживаемостью оборудования.

1.7 Производительность оборудования

Производительность  технологической машины определяет ее способность обеспечивать изготовление определенного числа деталей (заготовок) в единицу времени. Штучная производительность (шт./год) при непрерывной безотказной работе

Q = To/T

где То — действительный годовой фонд времени; с учетом затрат на ремонт, техническое обслуживание и т.д.; Т — полное время всего цикла изготовления детали.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Нагревательное оборудование

Нагрев заготовок  перед обработкой давлением осуществляется в пламенных и электрических печах и электронагревательных устройствах. Пламенные печи являются наиболее распространенными. В них нагревают как мелкие заготовки, так и крупные слитки весом до 300 т.

2.1. Классификация нагревательного оборудования

Нагревательные устройства, в которых получают теплоту для  нагрева металла под обработку  давлением разделяются на пламенные  печи, электрические печи и установки. В свою очередь, пламенные печи подразделяются на горны и печи.

Кузнечный горн является простейшим нагревательным устройством, в котором металл непосредственно соприкасается с горящим топливом. Его используют для нагрева небольших заготовок при ручной ковке. Пламенные печи подразделяют на печи, работающие на твердом, жидком и газообразном топливе. Печи, работающие на твердом топливе, в машиностроении не применяют.

Различают пламенные печи с периодической и непрерывной загрузкой заготовок. В печах с периодической загрузкой, называемый камерными печами, заготовки в процессе нагрева остаются неподвижными, а загружают и разгружают печь через одно и то же окно. В камерных печах температура во всей зоне нагрева заготовок одинаковая. В печах с непрерывной загрузкой заготовок, называемых методическими, заготовки в процессе нагрева передвигаются от окна загрузки к окну выдачи. Температура рабочего пространства в таких печах повышается от места загрузки заготовок к месту их выдачи, в связи с чем обеспечивается их плавный, равномерный нагрев и более экономный по сравнению с камерными печами расход топлива.

По способу использования  теплоты отходящих газов для  предварительного подогрева воздуха, поступающего в печи, их делят на рекуперативные и регенеративные. Предварительный  подогрев воздуха значительно сокращает  расход топлива и продолжительность нагрева.

По конструктивным признакам  печи классифицируют на камерные, щелевые, очковые и др. по механизации загрузки холодных и выдачи нагретых заготовок - с выдвижным подом, толкательные, конвейерные, карусельные и т. д.

2.3 Огнеупорные материалы

 

Огнеупорные материалы (огнеупоры) — это материалы, изготовляемые на основе минерального сырья и отличающиеся способностью сохранять без существенных нарушений свои функциональные свойства в разнообразных условиях службы при высоких температурах. Применяются для проведения металлургических процессов (плавка, отжиг, обжиг, испарение и дистилляция), конструирования печей, высокотемпературных агрегатов (реакторы, двигатели, конструкционные элементы и др).

Огнеупорные материалы  отличаются повышенной прочностью при  высоких температурах, химической инертностью. В качестве огнеупорного материала применяется углерод (кокс, графит). В основном это неметаллические материалы, обладающие огнеупорностью не ниже 1580°C, применяются практически везде где требуется ведение какого-либо процесса при высоких температурах.

Основное св-во огнеупорных  материалов-огнеупор-ность, т.е. способность  материала противостоять, не расплавляясь, действию высоких т-р.

2.3 Нагревательное оборудование кузнечно  – штамповочного производства.

Кузне́чно-штампо́вочное произво́дство - отрасль тяжёлого машиностроения, производящая различные металлические изделия (от деталей машин до предметов домашнего обихода) ковкой, штамповкой, Прессованием. В основе методов К.-ш. п. лежит способность материалов деформироваться, т. е. изменять свою форму без разрушения под действием внешних сил. Ценность способов К.-ш. п. заключается в том, что при обработке заготовок давлением их форма изменяется в результате перераспределения металла, а не за счёт удаления его излишка, как при обработке металлов резанием, что позволяет резко сократить отходы и одновременно увеличить прочность материала. Поэтому обработка металлов давлением применяется для изготовления наиболее ответственных деталей машин. Так, в самолёте до 80—90%, в автомобиле до 85% деталей (от общей массы) — штампованные. Машины К.-ш. п. более производительны, чем металлорежущие станки. Замена механической обработки штампованием при переработке каждого млн. т проката позволяет экономить до 250 тыс. т металла.