Конструктивная проработка

Pay зин Я. Р., Шур Е. А. Конструктивная прочность стали. М., «Машиностроение», 1975. 57 с. с ил.

Сочетание высокой прочности и пластичности этих чугунов позволяет изготавливать яз них ответственные изделия. Так, 'коленчатый вал легковой машины «Волга» изготавливают из высокопрчного чугуна, имеющего состав: 3,4—3,6% С; 1,8—2,2% Si; 0,96—1,2% Мп; 0,16—0,30% Cr; <0,01% S; <0,06% Р н 0,01—0,03% Mg. Чугун со столь узкими пределами по элементам и низким содержанием серы и фосфора выплавляют не в вагранке, а в электрической печи. Это обстоятельство, а также применение термической обработки1 приводит к получению еще более высоких свойств, чем это указано в табл. 24, а именно: сгв = 62ч-65 кгс/мм2; 6 = 8-f-12% и твердость НВ 192—240. Хотя этот чугун по механическим свойствам и уступает стали. конструктивная прочность коленчатого вала из такого чугуна может быть выше, что в целом уменьшит массу машины. Из чугуна, обладающего лучшими, чем у стали, литейными свойствами, можно литьем (дешевым способом) изготавливать изделия сложной конфигурации (с внутренними полостями и т. п.), обладающие лучшим сопротивлением разнообразным механическим воздействиям, чем более простые по форме кованые детали. Другими словами, в ряде случаев деталь сложной конфигурации из менее прочного материала (чугуна) конструктивно оказывается более прочной, простой по конфигурации детали из более прочного материала (стали).

Прочность материала сосудов и труб с учетом конструкционных, металлургических, технологических и эксплуатационных факторов объединяют понятием конструктивная прочность. Различие характеристик работоспособности обуславливается различными причинами: масштабный фактор, концентрация напряжений, анизот-

Высокая конструктивная прочность изделия достигается только тогда, когда оно изготовлено иэ материала, обладающего большой прочностью и высоким сопротивлением хрупкому разрушению. Это обеспечивает малую чувствительность стали к концентраторам напряжений, а как следствие этого, высокую эксплуатационную надежность. Этим требованиям в значительной степени отвечают безуглеродистые (<0,03 % С) Мартенситностареющие стали (углерод и азот в них — вредные примеси, снижающие пластичность и вязкость стали).

Конструктивная прочность

2. Тушинский Л. И., Тихомирова Л. Б. Перспективные пути повышения прочности сталей.— В кн.: Структура и конструктивная прочность стали. Новосибирск; НЭТИ, 1974, с. 3-49.

3. Тушинский Л. И. Перспективы повышения конструктивной прочности стали.—В кн.: Субструктура и конструктивная прочность стали. Новосибирск: НЭТИ, 1986, с. 3—38.

65. Теребило Г. И., Абабков Г. В., Куроедов Ю. Б. и др. Исследование кинетики распространения трещин методом электросопротивления.— В кн.: Субструктура и конструктивная прочность стали. Новосибирск: НЭТИ, 1976, с. 116—121.

67. Каллойда Ю. В. Оценка микропластической деформации стали на плоских образцах при изгибе.— В кн.: Структура и конструктивная прочность ста-

82. Дехтярь Л. И., Лоскутов В. С. Остаточные напряжения и физико-механические свойства высокотемпературных покрытий.— В кн.: Конструктивная прочность двигателей. Куйбышев, 1978, с. 47—49.

СОПРОТИВЛЕНИЕ ОТРЫВУ — среднее растягивающее напряжение в момент разрушения путем отрыва. Хотя одновременный отрыв но всему сечению соответствует бесконечной скорости развития трещины и потому никогда не осуществляется, С. о. является полезной хар-кой кон-струкц. материалов. При прочих равных условиях с ростом С. о. склонность к хрупкости падает, а конструктивная прочность растет. С. о. для хрупких при растяжении материалов совпадает с обычным пределом прочности. Для оценки С. о. материалов, пластичных при растяжении, необходимо воздействие охрупчивающих факторов: понижение темп-ры или увеличение скорости нагружения; введение надрезов или трещин; переход к двухосному растяжению. В этих случаях оценка С. о. не всегда является бесспорной. С. о. большей частью силт.чо повышается с измельчением структуры. Многие факторы различно, иногда противоположно, влияют на С. о., и сопротивление плястпч. деформации, напр.. с повышением содержания углерода в низко-отпущенных сталях С. о. падает, а твердость растет (см. Отрыв, Излом отрыва).

Как было показано выше, структурный синтез реального механизма сопровождается непрерывной оценкой конструктивных схем соединений звеньев. Конструктивная проработка элементов кинематических пар, обеспечивающая необходимую подвижность соединв-

Грузовые манипуляторы. «Руки» грузовых манипуляторов будут состоять, видимо, из двух звеньев каждая и храниться в сложенном виде в грузовом отсеке, откуда будут выдвигаться при необходимости производить разгрузку [3]. Из требований, предъявляемых к «рукам», наиболее критичным является жесткость — чтобы ограничить изгиб; кроме того, важна способность переносить скручивающие нагрузки и гасить колебания. Композиционные материалы, в первую очередь на основе графита, видимо, идеально подходят для решения этой задачи. Изучается вариант конструкции, состоящей из тонких титановых труб, приваренных к концевым фитингам, и слоев композиционного материала, накладываемых на эти трубы под углами 0 и ±45° (предположительно бороэпоксид). Детальная конструктивная проработка будет завершена не ранее 1975 г.

Звено разрушается в самых разнообразных сечениях, поэтому требуется его тщательная конструктивная проработка и соответствующие стендовые исследования. Разрушение данной детали происходит по отверстиям под болты, которыми крепится звено к башмаку, или же по отверстию под палец. Эти отверстия — концентраторы напряжений, и при работе на мерзлом грунте, когда повышаются динамические нагрузки, происходит разрушение звена по слабому сечению. Основная масса разрушений данной детали наблюдается при температурах от —20 до —25°С, т.е. в том, температурном интервале,' когда ударная вязкость материала детали

Техническое предложение должно содержать дополнительные или уточненные требования к оборудованию (технические характеристики, показатели качества и др.), которые не могли быть указаны в техническом задании. Техническое предложение разрабатывают на основе предварительной конструкторской проработки и анализа различных вариантов проектируемого оборудования. Перечень работ, выполняемых на стадии технического предложения, устанавливают на основе технического задания. В общем случае проводятся следующие работы: 1) выявление вариантов возможных решений, установление особенностей вариантов (принципов действия, размещения функциональных составных частей и т. п.), их конструктивная проработка; 2) проверка вариантов на патентную чистоту и конкурентоспособность, оформление заявок на изобретения; 3) проверка соответствия вариантов требованиям техники безопасности и производственной санитарии; 4) сравнительная оценка рассматриваемых вариантов оборудования. Сравнение проводится по показателям качества (например, надежности), экономическим, эстетическим, эргономическим показателям, а также по технологичности (ориентировочным удельной трудозмкости изготовления, удельной материалоемкости и др.), стандартизации и унификации. При этом следует учитывать конструктивные и эксплуатационные особенности разрабатываемого и существующего оборудования, тенденции и перспективы развития техники в данной области. Для сравнительной оценки и проверки принципов работы различных вариантов оборудования, а также их эргономических и эстетических показателей могут быть изготовлены макеты; 5) выбор оптимального варианта (вариантов) оборудования, обоснование выбора, установление требований (технических характеристик, показателей качества и др.) к последующей стадии разработки оборудования (необходимые работы, варианты возможных решений).

При разработке эскизного проекта необходимо обеспечить выполнение требований, предъявляемых к проектируемому оборудованию и позволяющих установить принципиальные решения конструкции. Для этого производится: выполнение вариантов возможных решений, установление их особенностей (характеристики вариантов, составных частей и т. п.), их конструктивная проработка (глубина такой проработки должна быть достаточной для сопоставления рассматриваемых вариантов); предварительное решение вопросов упаковки и транспортирования оборудования; изготовление и испытание макетов с целью проверки принципов работы конструкции в целом или ее составных частей; разработка технических решений, обеспечивающих показатели надежности, установленные техническим заданием и техническим предложением; оценка проектируемого оборудования на технологичность, оценка по показателям стандартизации и унификации; оценка соответствия конструкций требованиям эргономики, технической эстетики (при необходимости изготовляют макеты); проверка вариантов на патентную чистоту и конкурентоспособность, оформление заявок на изобретения; проверка соответствия вариантов требованиям техники безопасности и производственной'санитарии; сравнительная оценка рассматриваемых вариантов.

тров. Такие расчеты более достоверны, так как им предшествует эскизная проработка технологического процесса по каждому из вариантов, выбор структуры, компоновочного решения системы в целом и пр. Однако они еще весьма приближенны, поскольку не проводилась конструктивная проработка станков, механизмов и устройств, кинематических и гидравлических схем, а выбранные технологические маршруты и режимы в дальнейшем обычно корректируются.

Аналогичный расчет длительности холостых ходов затруднителен, так как конструктивная проработка механизмов загрузки и транспортирования зажима и фиксации детали, ее поворота и др. отсутствует. Однако можно использовать соотношение длительности холостых и рабочих ходов tjtp, которое относительно стабильно. Так, в линиях из токарных многошпиндельных автоматов его можно принимать 0,05 — 0,10, в линиях из агрегатных станков 0,25 — 0,35, в роторных автоматических линиях 1,0 — 1,5, в роторно-конвейерных линиях 0,20 — 0,40, для оборудования с ЧПУ 0,35—0,50.

Конструктивная проработка узлов и деталей паропарового теплообменника

Конструктивная проработка ряда вариантов паровых турбин с высокими и сверхкритическими параметрами пара позволила создать представление об изменении веса турбины на 1 кет при увеличении мощности в одном агрегате (после N > 300 000 кчт рассматривались двухвальные агрегаты) (фиг. 22).

Начнем с твердотельных двигателей. Примерами могут служить три варианта ррт, разработанные в разное время и в разных местах. Итальянский инженер Мариано ди Жакопо из Сиены (недалеко от Флоренции) в рукописи, датируемой 1438 г., описал двигатель, повторяющий по существу идею д'Оннекура, однако здесь дана уже четкая конструктивная проработка (рис. 1.5). Грузы, представляющие собой толстые прямоугольные пластины, закреплены так, что могут откидываться только в одну сторону. Число их нечетно; поэтому слева при любом положении колеса всегда будет больше пластин, чем справа (в данном случае 6 против 5). Это и должно вызвать непрерывное вращение колеса в направлении против часовой стрелки.

Для получения оптимального к. п. д. расход пара в комбинированной установке сверхкритического давления должен составить примерно 20—25% от расхода воздуха. Достижение приемлемых значений к. п. д. проточной части паровой турбины, работающей на паре сверхкритического давления, делает желательным, чтобы расход этого пара составлял величину порядка 700 т/ч. Конструктивная проработка высокотемпературной турбины показала, что при однопоточном выполнении она сможет пропускать примерно такое же весовое количество продуктов сгорания. Следовательно, реализация описанной схемы потребует, чтобы с одной паровой турбиной были связаны четыре высокотемпературные турбины, а это — безусловно нежелательное обстоятельство.