dorozhnostroit

В зависимости от области применения различают стандарты предприятия (СТП), отраслевые (ОСТ), государственные (ГОСТ) и стандарты Беларуси (СТБ) и междугосударственные стандарты (ISO).

Унификация необходима для обеспечения рационального сокращения многообразия типов конструкций, материалов, технологических процессов изготовления, размеров и других параметров изделий одинакового функционального назначения. На стадии проектирования унификация позволяет использовать уже готовые чертежи отдельных деталей или сборочных единиц, что значительно сокращает сроки проектирования и изготовления изделия и позволяет получить большой экономический эффект.

Уровни стандартизации и унификации изделий определяются по отношению числа стандартизованных или унифицированных деталей к общему числу деталей в данном изделии. Эти уровни должны быть достаточно высокими, однако, определяя их пределы, следует учитывать специфику изделия, требования к надежности отдельных его деталей и сборочных единиц, серийность производства и исходить при этом из общего народнохозяйственного эффекта, который дает унификация или стандартизация.

С понятием унификации тесно связано и другое понятие - агрегатирования, т. е. метода компоновки машин из унифицированных деталей, сборочных единиц и агрегатов разных типоразмеров. Разработанные на основе какой-то базовой машины остальные машины данного ряда (модификации базовой машины) отличаются от нее лишь значениями главного параметра (грузоподъемностью, объемом ковша, мощностью двигателя, тяговым усилием) и незначительными конструктивными изменениями отдельных частей.

Характерным примером являются типоразмерные ряды дорожно-стро- ительных машин фирмы "Интернейшнл" (США) на базе колесных и гусеничных тракторов, одноосных и двухосных колесных тягачей (рис. 1.1).

Одним из важных направлений унификации дорожно-строитель- ных машин является применение сменного рабочего оборудования. Так, для отечественных погрузчиков освоено более 20 видов сменного оборудования, для бульдозеров и корчевателей - более 10. Сменное рабочее оборудование имеют также автогрейдеры, краны, экскаваторы.

В конструкциях ряда зарубежных машин применяется сменное ходовое оборудование, а также сменные двигатели. Примером последнего могут служить некоторые типы выпускаемых в США экскаваторов, имеющих в качестве сменных двигателей карбюраторный, электрический и дизельный. При замене одного типа двигателя на другой трансмиссия остается прежней.

ю

а)

11

Большое значение имеет унификация таких элементов дорожностроительных машин, как гидроцилиндры в гидравлических приводах, фрикционные муфты, опорно-поворотные устройства, стрелы и т.п.

Унификация распространяется не только на конструкции, но и на кинематические схемы машин или отдельных механизмов. Например, кинематические схемы многих стреловых кранов в Англии и ФРГ не отличаются от кинематических схем экскаваторов, имеющих тот же привод. Унифицированная схема объемного гидропривода применяется для пневмоколесных кранов различной грузоподъемности.

12

1.4. Техническая эстетика изделий

С требованиями эргономики тесно связаны и требования технической эстетики или художественного конструирования изделия. Задачей художественного конструирования является выбор геометрических пропорций изделия, его цветового оформления и формы с учетом функционального назначения, материала и технологии изготовления.

Благодаря физиологическим особенностям человека выполнение требований технической эстетики в немалой степени способствует более бережному отношению его к красиво изготовленному изделию, более качественному выполнению тех или иных операций, меньшей утомляемости и большей безопасности во время работы. Все эти факторы приводят к повышению производительности труда.

Одним из элементов художественного конструирования является рациональное проектирование рабочего места оператора и органов управления машиной. При этом необходимо учитывать размеры оператора (его антропометрические показатели), физиологические особенности, возраст. Например, пальцы рук обеспечивают наибольшую точность движений; наибольшее усилие при управлении водитель создает ногой при упоре в стенку сиденья; наибольшей силы человек достигает приблизительно к 25 годам, усилия рук и ног к 65 годам уменьшаются на 50%, а усилия кистей рук - на 16,5%. На основе этих данных определяют размер рабочей зоны оператора (в пределах которой он производит рабочие движения), расположение рычагов, педалей и кнопок системы управления, их размеры, форму, окраску.

Большое значение для безопасной работы оператора и для понижения его утомляемости имеет выбор цвета окраски отдельных элементов и частей машины. Известно, например, что красный способствует повышению внутриглазного давления, тогда как зеленый цвет снижает его, очень спокойным является и синий цвет. В инструкциях по технике безопасности в США в красный цвет рекомендуется окрашивать противопожарный инвентарь, в зеленый (либо серый, белый или черный) - безопасные материалы, в синий - защитные материалы (например, вещества для защиты от ядовитых газов), в фиолетовый - ценные материалы и т. д.

Для окраски дорожно-строительных машин следует использовать яркие тона и стремиться к тому, чтобы по цвету движущиеся рабочие органы резко контрастировали с остальными частями машины, что обеспечивает их хорошую видимость и безопасность людей.

13

§ковок и проката, из отливок, проката и штампованных заготовок, выпол-

*ненных из сплавов цветных металлов, а также из пластмасс,

w Наиболее распространенными материалами для изготовления дета- я лей строительных и дорожных машин являются чугун и сталь, которые

нназывают черными металлами. Чугун, имеющий невысокую стоимость,

•14

выделяется из него в виде графита, который равномерно распределяется по сечению отливки и придает чугуну серый цвет. Детали, изготовленные из серого чугуна, имеют ограниченную прочность при возникновении в них касательных напряжений (изгиб, кручение) или при воздействии на них ударных нагрузок.

Из серого чугуна, обладающего свойством хорошо заполнять формы, изготавливают литые детали сложной конфигурации и не сильно нагруженные (корпусы, кожухи, шкивы, рычаги, кронштейны и др.).

Для изготовления сложных по форме деталей, в которых возникают значительные касательные напряжения, применяются отливки из высокопрочного и ковкого чугуна, обладающие большой прочностью.

Сталь (литейная или прокатная) применяется для изготовления более нагружаемых деталей. Но сравнительно плохая текучесть в жидком состоянии, значительная усадка при остывании и высокая стоимость стали ограничивают ее применение. Поэтому из стали отливаются в основном крупные, сильно нагружаемые и сложные по форме детали строи- тельно-дорожных машин. Это ходовые рамы, станины, ковши больших экскаваторов, корпуса камнедробилок, а из специальных износосостойких высокомарганцевистых сталей - зубья ковшей экскаваторов, рабочие органы камнедробильных машин и т. д.

Сильно нагружаемые детали более простых форм изготавливаются в основном из проката, материалом которого служат углеродистые стали обыкновенного качества, углеродистые качественные конструкционные, легированные конструкционные, а для наиболее нагруженных деталей - высоколегированные стали. Для повышения прочности и твердости изготовленных из стали деталей их обычно подвергают термической обработке (закалке, отпуску или нормализации).

Из цветных металлов наибольшее применение при изготовлении деталей строительных и дорожных машин находят медь, алюминий, олово, свинец, цинк. Применяются они в виде сплавов (алюминиевые сплавы, латунь, бронза, баббит и др.).

В строительном машиностроении кроме металлов применяются и другие материалы, например пластмасса, резина, стекло, асбест и др. Наиболее широко применяются пластмассы на основе синтетических смол. Пластмассы разделяются на следующие группы: слоистые (текстолит, гетинакс, асботекстолит); термопластические материалы (плексиглас, винипласт, фторопласт).

Пластмассы применяются для изготовления вкладышей подшипников, зубчатых колес, сепараторов подшипников качения, ремней, крепежных деталей, рукояток и др.

15

Применение пластмасс в строительном и дорожном машиностроении пока невелико и ограничивается в основном фрикционными и антифрикционными деталями, такими, например, как накладки в тормозах и фрикционных муфтах и некоторые подшипники и детали уплотнительных устройств.

Унификация и стандартизация машин и деталей дают возможность получить максимальную взаимозаменяемость деталей и минимальную номенклатуру машин. Поэтому основные параметры любой машины регламентируются типизированными рядами или ГОСТами, а размеры, материал и качество изготовления деталей всегда обусловлены соответствующими стандартами.

Агрегатирование. Под агрегатированием понимается метод создания машин и оборудования путем компоновки их из унифицированных узлов и деталей, позволяющих значительно поднять серийность и качество их производства.

Отличительным признаком метода агрегатирования является создание не единичных машин, а семейств машин, имеющих общность по своему функциональному назначению в различных отраслях народного хозяйства. К таким машинам относятся, например, самоходные мобильные шиноколесные строительные машины и автотранспорт, которые могут иметь одинаковые основные базовые узлы и агрегаты, за исключением рабочего оборудования. Такой подход требует уже в процессе создания проектировать многофункциональные семейства машин на основе сравнительно небольшой номенклатуры базовых сборочных единиц. Создание, таким образом, более широкой номенклатуры модификаций основных базовых машин для одного вида технологического процесса с высоким уровнем унификации (до 8 0 - 9 0 % ) позволит получить и более высокие показатели в комплексной механизации строительства.

При изготовлении любой детали абсолютно точно обеспечить ее размеры невозможно, да и не нужно. Возможные же при изготовлении деталей отклонения от заданных номинальных размеров устанавливаются ГОСТом, допуском на изготовление и предусмотренной посадкой.

Допуском называется разность между наибольшим и наименьшим предельными размерами. Поле допуска определяется как зона между верхним и нижним предельными отклонениями.

В зависимости от требований, предъявляемых к сочленяемым деталям, задаются различные величины допусков, определяемые квалитетами точности.

16

Каждому квалитету соответствует допуск, который определяется необходимой степенью точности детали и экономической целесообразностью получения этой точности. Чем меньше допуск, тем тщательнее следует обрабатывать деталь, а следовательно, стоимость ее будет выше.

ГОСТами в настоящее время предусмотрено в зависимости от размеров детали 19 квалитетов точности (для каждого диапазона размеров), пронумерованных в порядке убывания точности.

В зависимости от условий работы детали должны соединяться с различной степенью подвижности друг относительно друга. Характер соединения деталей определяется посадкой.

Посадкой называется характер сопряжения двух деталей (определяемый разностью их размеров), создающий большую или меньшую свободу их относительного перемещения или степень сопротивления взаимному смещению. Посадки разделяются на прессовые, переходные и подвижные.

Увеличение зазора между подвижными деталями увеличивает ди-

ет сила трения, зависящая от качества поверхности деталей (степени шероховатости) и свойства материала, а также от силы, с которой детали прижимаются одна к другой, то есть нормального давления между поверхностями.

В подвижных соединениях стремятся уменьшить силу трения, поскольку она мешает движению, увеличивая расход энергии. Достигается это уменьшением шероховатости, применением антифрикционных материалов, разобщением поверхностей слоем смазки.

При отсутствии смазки трущихся поверхностей (как это бывает в тормозах и большинстве фрикционных муфт) возникает так называемое сухое трение, при котором основными становятся механические силы; при полном же разделении трущихся поверхностей слоем смазки трение называется жидкостным. Воздействие влаги и кислорода атмосферы приводит к окислению и разрушению поверхности металлических деталей, к так называемой коррозии, поэтому металлы покрывают антикоррозийными покрытиями.

Антикоррозийное покрытие - тонкостенное покрытие на изделиях для защиты их от коррозии. Различают антикоррозийные покрытия металлические (цинкование, никелирование, хромирование, меднение и др.);

17

Опасным сечением самого винта является минимальное, то есть сечение по внутреннему диаметру резьбы dl (рис. 2.2).

19