1

1. Загальні питання проектування

Загальна методологія поетапної проектно конструкторської розробки машин та апаратів містить наступні направлення:

1. Прогнозування розвитку даних конструкцій;

2. Проектування (передпроектні дослідження та розробка конструкторської документації);

3. Освоєння серійного виробництва.

Прогнозування базується на трьох напрямках:

• оцінка значимості нових винаходів та відкриттів;

• визначення цілей та технічної стратегії у створенні машин;

• вивчення сучасного технічного рівня.

Процес розробки проектно – конструкторської документації має на меті поступове покращення конструкції машин, розробку на цій основі робочої документації, по якій виготовляється даний виріб.

Освоєння серійного виробництва починається з технічної підготовки виробництва до випуску розробленої конструкції. Воно містить у собі широке коло задач по технічному оснащенню машинобудівного виробництва. Головна частина технічної підготовки виробництва – проектування технологічних процесів, виготовлення та конструювання технологічної оснастки.

У відповідності до програми даної дисципліни в курсі розглядаються лише питання, що відносяться до основної частини проектно – конструкторських робіт – проектування на стадії розробки конструкторської документації.

Ці питання пов’язані із синтезом конструкції на базі різних видів розрахунків, що підтверджують раціональність вибраного варіанту та роботоздатність в процесі експлуатації.

2

Засоби підвищення довговічності

Довговічність та надійність технічних систем обмежуються руйнуванням деталей, спрацюванням поверхонь тертя, контактним пошкодженням, надмірними деформаціями деталей.

Міцність деталей, враховуючи широкий асортимент машинобудівних матеріалів, сучасні методи розрахунку та технології виготовлення, у більшості випадків може бути забезпечена на потрібному рівні.

Практично довговічність в найбільшій мірі визначається спрацюванням деталей. Поступове спрацювання приводить до погіршення показників роботи машини, до збільшення енергоспоживання. З часом спрацювання вступає в катастрофічну стадію, яка характерна руйнуванням деталей та наступними аваріями.

Основні способи підвищення стійкості проти спрацювання – це збільшення твердості робочих поверхонь, правильний вибір матеріалів пар тертя, зменшення тиску на робочих поверхнях, підвищення якості поверхонь та правильне їх мащення.

Сучасна технологія має ефективні засоби підвищення твердості поверхні: цементація та обробка с.в.ч. (НV500600), азотування (НV8001200), берилізація (НV10001200), дифузійне хромування (НV12001400), плазмова наплавка твердими сплавами (НV14001600), борування (НV15001800), бороціанування (НV18002000) та ін.

Інший напрямок полягає в покращенні антифрикційних якостей поверхонь осадженням фосфатних плівок (фосфатування), насиченням поверхневого шару сіркою (сульфідування), графітом (графітування), дисульфідом молібдена та ін. При помірній твердості такі поверхні мають підвищену ковзкість, малий коефіцієнт тертя, високу стійкість проти задирів, заїдання та схоплювання. Ці способи збільшують стійкість стальних деталей в 10  20 разів. Використовують також поєднання обох методів (наприклад, сульфоціанування, яке одночасно підвищує твердість і ковзкість поверхні).

Важливим є також комбінування твердості парних поверхонь тертя. При малих швидкостях руху під високими навантаженнями доцільне максимальне підвищення твердості обох поверхонь, а при великих швидкостях у присутності мастила – комбінація твердої поверхні з м’якою, яка має підвищені антифрикційні якості.

Ефективним засобом підвищення стійкості проти спрацювання є зменшення тиску на робочих поверхнях. Найбільш простий спосіб полягає у збільшенні площі поверхні тертя. Доцільно, коли дозволяє конструкція, точковий контакт замінювати лінійним, лінійний – поверхневим, тертя ковзання – тертям кочення.

Вирішальне значення має правильне змащування вузлів тертя. Скрізь, де можливо, слід забезпечити рідинне тертя та усувати напіврідинне та напівсухе. Ефективність мастил підвищують введенням присадок, які покращують їх мастильні якості. Ідеальним, з точки зору стійкості проти спрацювання, є повне усунення контакту робочих поверхонь, що реалізується в гідродинамічних, гідро – та аеростатичних, а також в електромагнітних опорах. Тертя без спрацювання можна досягти, згідно відкриттю академіка Крагельського І.В. та професора Гаркунова Д.М., в робочій парі, поверхні якої містять домішки міді, а мащення забезпечується спеціальною оливою.

Часто причиною передчасного виходу технічної системи з ладу є корозія. Тому в конструкціях, особливо тих, що працюють в умовах підвищеної вологості або в хімічно активних середовищах, слід передбачувати ефективні засоби захисту.

Це досягається застосуванням гальванічних покрить (хромування, нікелювання, оміднення), осадженням гальванічних плівок (фосфатування, оксидування), нанесення полімерних плівок (капронізація, політенізація та ін.).

Найкращим рішенням є застосування корозійностійких матеріалів, а також хімічно – стійких пластиків (поліолефіни, фторопласти та т.і.).

Заходи з підвищення довговічності технічних систем приводять до її подорожчання. Але слід пам’ятати, що коли направити увагу на підвищення довговічності деталей, що визначають надійність машини, то можна за рахунок незначного підвищення вартості виробництва створити високоефективну техніку для споживача.

3