Долговечность механизма

В связи с многообразием неметаллических материалов и различным поведением их в коррозионных средах до настоящего времени не разработаны единые, унифицированные методы испытаний неметаллов на стойкость н коррозионному разрушению. Для этих целей ис-нользуется целый ряд методов, применение которнх зависит от природы материала. При этом отсутствуют четкие рекомендации по оценке химической стойкости, позволяющие прогнозировать долговечность материалов в условиях контакта с рабочими средами.. Сведения о пригодности материала иногда можно почерпнуть

183. Морозов Е. М., Черныш Т. А., Воробьева Л. Ю. МКЭ-расчет коэффициента интенсивности напряжений для ДКВ-образцов.— В кн.: Прочность и долговечность материалов и конструкций атомной техники.— М,: Энер-гоатомнздат, 1982, с. 72—75.

263. Сапунов В. Т., Манукян К. М., Аверин С. И. Расчет диаграмм разрушении для цилиндрической оболочки давления с продольной поверхностной трещппой.— В кн.: Прочность и долговечность материалов п конструкций атомной техники.— М.: Энергоатомпздат, 1982, с. 62—67.

В работах [70, 262] выполнено исследование эффекта асимметрии на примере малоуглеродистой стали типа А-201 и низколегированной типа А-517. В широком интервале асимметрий цикла деформаций (Re = —оо; —1, 0; —0,5; 0; +0,2; +3,34) долговечность материалов при жестком нагружении определяется единой кривой малоцикловой усталости (рис. 1.1.7).

При расчете доли усталостных повреждений используют результаты испытаний в жестком режиме нагружения, в частности кривые малоцикловой усталости при расчетных параметрах (температуре, частоте и скорости изменения в цикле параметров нагружения), причем в широком интервале изменения коэффициента асимметрии цикла деформаций долговечность материалов определяется единой кривой малоцикловой усталости (рис. 1.2).

Усталостная прочность характеризует долговечность материалов при повторяющихся нагрузках.

Приведенный далеко не полный перечень факторов, неоднозначно влияющих на долговечность материалов и существенно усложняющих их сравнение по термической усталости, свидетельствует о том, что при оценке влияния химического состава на долговечность теплоустойчивых и жаропрочных материалов необходимо одновременно учитывать их теплофизические свойства, характеристики прочности и пластичности, а также основные

При расчете доли усталостных повреждений используют результаты испытаний в жестком режиме нагружения, в частности кривые малоцикловой усталости при расчетных параметрах (температуре, частоте и скорости изменения в цикле параметров нагружения) , причем в широком интервале изменения коэффициента асимметрии цикла деформаций долговечность материалов определяется единой кривой малоцикловой усталости (рис. 1.2) .

Режим нагружения. Стремление учесть влияние случайного нагружения на характеристики сопротивления усталостному разрушения металла сделало необходимым проведение лабораторных испытаний при различных режимах изменения напряжений. Режимы лабораторных испытаний на усталость можно подразделить на стационарные, монотонного увеличения или уменьшения нагрузки, блочного и случайного нагружения. При стационарном режиме (гармоническом, бигармоничесхом, треугольном, трапецеидальном и др.) закон изменения ст в пределах одного цикла остается постоянным до разрушения. При монотонном нагружении амплитуда или среднее напряжение плавно или ступенчато изменяется до разрушения детали. Блочное нагружение осуществляется ступенчатым (рис. 11.5.) или непрерывными блоками, которые периодически повторяются вплоть до разрушения. При случайном нагружении последовательность ступеней или единичных значений амплитуд и средних напряжений цикла изменяется случайным образом. Наиболее часто влияние случайного характера приложения нагрузки на долговечность материалов оценивается по результатам испытаний конструкционных элементов или образцов при использовании блоков, отображающих статистические закономерности случайного нагружения.

183. Морозов Е. М., Черныш Т. А., Воробьева Л. Ю. МКЭ-расчет коэффициента интенсивности напряжений для ДКБ-образцов.— В кн.: Прочность и долговечность материалов и конструкций атомной техники.— М.: Энер-гоатомиздат, 1982, с. 72—75.

263. Сапунов В. Т., Манукян К. U., Аверин С. И. Расчет диаграмм разрушения для цилиндрической оболочки давления с продольной поверхностной трещиной.— В кн.: Прочность и долговечность материалов п конструкций атомной техники.— М.: Эвергоатомпздат, 1982, с. 62—67.

В основу выбора компонентов композиционных материалов конструкционного назначения в первую очередь положена возможность получения высоких значений отношения модуля упругости и прочности к плотности. Кроме того, весьма важны долговечность материалов в эксплуатационных условиях и их технологичность.

личить надежность и долговечность механизма, используют башмаки различной конструкции; наибольшее применение получили (см. на рис. 17.1): а, г — роликовые; в, ж — тарельчатые с плоской, 6, е -- цилиндрической и з. и —- сферической контактными поверхностями, а также остроконечные со сферой малого радиуса (ибо конец толкателя не может быть выполнен абсолютно острым, т. е. точечным). Выполнение башмака в виде роликов позволяет частично исключить трение скольжения, заменив его трением качения, уменьшить износ элементов высшей кинематической пары и повысить надежность механизма.

личить надежность и долговечность механизма, используют башмаки различной конструкции; наибольшее применение получили (см. на рис. 17.1): а, г — роликовые; в, ж — тарельчатые с плоской, б, в — цилиндрической и з, и — сферической контактными поверхностями, а также остроконечные со сферой малого радиуса (ибо конец толкателя не может быть выполнен абсолютно острым, т. е. точечным). Выполнение башмака в виде роликов позволяет частично исключить трение скольжения, заменив его трением качения, уменьшить износ элементов высшей кинематической пары и повысить надежность механизма.

Предварительные замечания. Силовое замыкание обычно применяется в скоростных кулачковых механизмах для предотвращения отрыва толкателя от профиля кулака. Однако в конструкторской практике встречаются случаи, когда замыкающие пружины устанавливаются также на ведомых звеньях рычажных, кулачково-рычажных и других цикловых механизмов. При этом, как известно, устраняются локальные разрывы кинематической цепи и пересопряжения рабочих поверхностей кинематических пар, приводящие к уменьшению точности и ударному взаимодействию звеньев механизма, которое особенно нежелательно из-за повышения уровня вибраций, шума, дополнительного износа элементов кинематических пар и других эффектов, снижающих надежность и долговечность механизма. Но даже и при силовом замыкании, начиная с некоторого значения угловой скорости приводного вала, может наступить разрыв кинематической цепи из-за того, что сила инерции, развиваемая в приводимом звене, оказывается больше замыкающего усилия. Для определенности обратимся к динамической модели кулачкового механизма 1—П—О (см. рис. 45). На первый взгляд способ устранения этого явления очевиден и весьма прост: следует увеличить замыкающее усилие. При этом, если динамические нагрузки оказываются преобладающими, должно соблюдаться условие

В результате проектирования механизма определяются коэффициенты, характеризующие прочность и долговечность механизма: Сир — отношение действующей реакции к максимально допустимой, исходя из контактных напряжений, CUPD — аналогичный коэффициент, рассчитанный исходя из заданного износа, CN — аналогичный коэффициент, рассчитанный исходя из контактных

В табл. 7.6 приведены некоторые характеристики и показатели качества механизмов поворота шпиндельных блоков автоматов моделей 1В225-6 и 1А225-6. Применение мальтийского креста с переменной длиной поводка у автомата 1В225-6, позволившее повысить частоту вращения РВ с 16,3 до 24,3 об/мин, дало явный выигрыш по величине времени Та и tn (в среднем в 1,6 раза). При этом увеличились также средние угловые скорости поворота и максимальные ускорения блока етах с 38—73 до 74—95 с~2. У автомата 1В225-6 предусматривалась возможность повышения частоты вращения РВ до 30 об/мин. Однако расчеты показали, что при этом резко возрастают нагрузки в механизме поворота. Например, угловое ускорение мальтийского креста ек увеличивается до 132 с~2, а крутящий момент на его валу — до 580 Н-м. Движущий момент на валу поводка составляет 1140 Н-м, и усилие на кривошипе, перпендикулярное оси паза креста, 8000 Н, что снижает долговечность механизма. У различных автоматов 1В225-6 при гер.в = 24,3 об/мин величина крутящего момента на РВ была меньше и изменялась от 370 до 420 Н • м. Все это вызвало необходимость проверки деталей мальтийского механизма на усталостную прочность. Проводился проверочный расчет зубьев наименее

На основании анализа этих данных были сделаны следующие выводы. Наибольшее влияние на точность обработки и стойкость инструмента оказывает недостаточная жесткость шпинделей силовых головок, насадок и поворотного стола [31]. Точность, надежность и долговечность механизма фиксации снижаются вследствие больших динамических нагрузок и влияния зазоров [30].

ции на долговечность механизма, выявить технологические факторы, влияющие на качество сборки и регулировки механизма, получить исходные данные для теоретического анализа работы механизма. Во время эксперимента тензометрическими методами регистрировались нагрузки в звеньях механизма и измерялось давление масла в буферном устройстве. Эксперимент показал, что начало движения механизма сопровождается ударом, вызывающим износ

Так как удар по инструменту происходит при свободном ходе ударника, шестерни, корпус и другие детали молотка не ощущают резких и сильных толчков, благодаря чему обеспечивается надежность и долговечность механизма в работе.

Причины слабого внедрения роботов и манипуляторов на финишных операциях — высокие механические нагрузки, возникающие, например, при необходимости обеспечения требуемой силы прижима абразивного круга к отливке, требования к технологической гибкости процесса вследствие частой смены типа очищаемых отливок из-за малой серийности производства, высокий уровень вибрации и наличие пыли, снижающие долговечность механизма манипулятора (робота) и др.

Избыточные связи (недостаток подвиж-ностей) в механизмах обращают его в статически неопределимую систему и нарушают самоустанавливаемость. Уравнений равновесия недостаточно для определения нагрузок в кинематических парах. Приходится использовать уравнения деформаций, которые значительно меньше размеров звеньев. Поэтому на них сильно влияют допуски, и получаемые нагрузки возрастают в несколько раз, что значительно снижает нагрузочную способность и долговечность механизма. Предложение автора делать все механизмы статически определимыми [6, 7, 9] открыло широкие возможности повышения качества машин - увеличения долговечности, нагрузочной способности, КПД, снижения трудоемкости и потерь на трение. В зубчатых колесах удалось повысить жесткость зубьев, так как они стали работать равномерно по всей длине, а не одним углом.

При определении качества механизмов используются квалиметрические табл. 2.3.2 и графики (рис. 2.3.7, о-е), отражающие зависимость выбранных простых и комплексных показателей друг от друга. На графиках выделяются зоны наиболее распространенных значений и показаны ограничения по требованиям обеспечения надежности, накладываемые на выбираемые параметры быстроходности (К/КЪ, <зы/ашБ), гДе кь и ашБ - базовые значения параметров и производные параметры: динамичности Ад, комплексные параметры ЛКД/ЛКДБ и ДЦ/ДЦБ, характеризующие безотказность и долговечность механизма. В табл. 2.3.2 для механизмов позиционирования приведены только наиболее важные показатели, разбитые на четыре уровня. Показатели каждого последующего уровня рассчитываются с помощью показателей предыдущего уровня. При оценке качества все показатели с помощью базовых значений коэффициентов приводятся к безразмерному виду (табл. 2.3.1 и 2.3.2). (*) Они используются также при определении вибрационных показателей.)