Конспект лекции. Материалы и детали. М6.. Материалы вс железосодержащие. Характеристики, свойства и определение общих примесей стали, используемой на вс
 Скачать 169.69 Kb.
|
|
Тема: Контрящие устройства. Шпионка и пружинная шайба, стопорный упор:разрезные болты, связанные гайки, проводное соединение ключи, стопорные кольца. Шайба пружинная в сборе: 1 — винт; 2 — гайка; 3 — пружинная шайба Пружинная шайба по ГОСТ 6402 (также шайба Гровера или гровер) — разрезная круглая шайба, концы которой расположены в разных плоскостях, служащая для предотвращения самоотвинчивания крепежных изделий при ее упругой деформации под нагрузкой. Пружинная шайба изготавливается из пружинной (закалённой или нержавеющей) стали в форме разрезанного кольца (левой спирали). В качестве материалов также применяются бронза, алюминий, монель-металл. Согласно ГОСТ 27017, названия «шайба Гровера», «гровер», «гроверка» — являются недопустимыми синонимами термина «пружинная шайба» и не должны применяться во всех видах документации и литературы, входящих в сферу действия стандартизации или использующих результаты этой деятельности. Их используют обычно для крепежа в твердых стеновых конструкциях. Фиксация дюбеля основана на силе трения, которая возникает за счет распорки крепежного элемента при монтаже с появлением удерживающего усилия. Дюбель может выдерживать повышенные нагрузки статического характера – при его установке крепежи в процессе вытягивания разрушаются. Само изделие изготавливается из полимерных материалов. Их физические и механические характеристики способны сильно трансформироваться, в зависимости от различных воздействий и условий. К ним относятся, в первую очередь – параметры наполнителя, соотношение составляющих полимерного материала, свойства связующего вещества. К недостаткам полимерных дюбелей можно отнести малую теплостойкость, склонность к деформированию под воздействием нагрузок, а также усиленное старение. Максимальные нагрузки способны выдерживать только шурупы, если их корректно подобрать под дюбель. Они должны иметь все параметры (длину и диаметр), полностью соответствующие параметрам дюбелей. Применение других крепежных элементов выдвигает повышенные требования к профилю резьбы, так как именно они определяют распорный эффект. Нежелательно использование саморезов и шурупов, которыми крепится гипсокартон. Лекция №10. Тема: Заклепки ВС. Типы прочности и односторнние заклепки, спецификация и определение, горячая обработка. Заклепки – это один из видов крепежных изделий для осуществления заклепочного соединения. Они представляют собой круглые стержни или трубочки с закладной головкой на одном конце. Заклепку вставляют в отверстия двух соединяемых деталей (обычно листовых) и сильными ударами расклепывают второй конец заклепки. При этом образуется так называемая замыкающая (высадная) головка. В авиации применяются в основном дюралюминиевые заклепки авиационные, которые разделяются в зависимости от конструкции закладной головки. Для определения типа заклепки авиационной и сорта материала, из которого они сделаны, в производстве принята определенная система маркировки, облегчающая сортировку, правильное применение и контроль при постановке заклепки авиационной. На каждой головке заклепки авиационной ставят при изготовлении клеймо в виде комбинации выпуклых или углубленных точек. Изготавливают авиационные заклепки с плоско-скругленной головкой по ОСТ 1.34076-85 из алюминиевого сплава В65, ОСТ 1.34077-85 – из алюминиевого сплава АМГ 5П; ОСТ 1.34078-85 – из алюминиевого сплава Д18; ОСТ 1. 34080-85 – из алюминиевого сплава АМЦ; ОСТ 1.34081-85 – из латуни Л63ПТ. Их размеры: диаметр от 1 мм до 6 мм, длина от 3 мм до 40 мм. Аналогичные заклепки с потайной головкой выпускают по ОСТ 1.34087-80…ОСТ 1.34100-80. В последнее время широкое применение в авиации нашли вытяжные заклепки. Они представляет собой небольшую трубку с головкой с одной стороны. В трубку вставлен кусочек проволочки, тоже с головкой, с другой стороны. Если эту проволоку с усилием протягивать через трубочку, то прочная головка проволоки будет развальцовывать трубку. И когда головка проволоки упрется в деталь, проволока просто оборвется, а трубка останется развальцованной. Вытяжные авиационные заклепки выпускают на основании ОСТ 1.11296-74 . Они применяются в различных узлах и элементах самолетов и других летательных аппаратов. Такие заклепки производятся из алюминия и его сплавов с покрытием, размером М3-М5, длиной до 28 мм. Огромные крылатые машины, преодолевая земное притяжение и устремляясь в небо, каждый день перевозят через океаны и континенты тысячи пассажиров, миллионы тонн грузов. Те, кто впервые проявляет интерес, как происходит конструирование и сборка самолётов, крайне удивляются, что фюзеляж, крылья и стабилизаторы, изготавливаемые из металла, соединяются не сваркой. До сих пор эта наиболее ответственная технологическая операция осуществляется с помощью клёпки. На корпусе современного широкофюзеляжного лайнера можно насчитать до 30 миллионов заклёпок. Причины использования заклепок Заклепки Не каждый металл можно соединить с помощью сварки. Казалось бы, авиастроителям довольно легко шагать в ногу со временем. Уже давно можно было по примеру корабелов повсеместно перейти на применение современных методов сварки металлов. Но там, где комплекс наук, изучающих теорию и практику полётов воздушных судов (физика, химия, механика, аэродинамика), должен идти в авангарде, именно он решительно тянет конструкторов назад. Дело в том, что основные материалы для изготовления самолётов – титан и современные тугоплавкие соединения металлов на основе алюминия. Технология сварки предусматривает перед стыковкой металлов их нагрев до температур плавления. При деформации и последующем затвердевании они испытывают значительное остаточное механическое напряжение. Это может вызвать явление, именуемое «усталостью металла», а в дальнейшем – разрушение. Такое поведение основного конструкционного материала категорически неприемлемо при эксплуатации воздушных судов: на взлёте и при посадке; в зонах повышенной турбулентности (горизонтальный полёт на больших высотах). Из соображений безопасности воздушных перевозок клёпка остаётся основным способом соединения листового металла при сборке корпусов и плоскостей самолётов. Клепка и ее преимущества Клёпкой называется неразъёмное соединение узлов с помощью заклёпок. Склёпывают конструкции, подвергающиеся воздействию нагрузок, которые действуют параллельно относительно плоскости соприкосновения. Правильно соединённый с помощью заклёпок металлический узел (бывает прочным, плотным, или прочноплотным) способен долгое время выдерживать два основных типа механических нагрузок: ударные; вибрационные. Главным преимуществом клёпки в авиастроении остаётся неприкосновенность физико-химической структуры соединяемых материалов, отсутствие нагрева и коробления поверхностей. Двухрядное заклёпочное соединение внахлёстку (внакрой) В авиастроении применяются многорядные соединения внахлёст или встык, с цепной структурой заклёпочного ряда. Для обеспечения стойкости клёпаных соединений авиастроители обрабатывают их специальными герметиками. В первую очередь, учёные ищут приемлемый способ сварки авиационных конструкций, учитывая исключительную трудоёмкость клёпки. Весь процесс осуществляется вручную, с применением подручных механических средств. Слово за наукой Практика металловедения показывает, что в последнее время учёные, работающие над созданием универсальной технологии сварки тугоплавких металлов и сплавов, достигли значительных успехов. Помощь в этом должны оказать ультрасовременные технологии. Ближе всех к решению проблемы подошёл коллектив металловедов из Института механики СО РАН. С помощью лазера и нанотехнологий удалось изменить дендритную структуру титана, из-за слабых молекулярных связей увеличивающую хрупкость сварного шва. Проблему смогли сдвинуть с мёртвой точки посредством добавления в структуру титана керамическихнаночастиц. Перемешиваясь при расплавлении, они становятся кристаллическими центрами в структуре решётки. Дендриты резко уменьшаются в размерах. Это приводит к росту прочностных характеристик сварного шва. Второе ноу-хау – режим «кинжальной» сварки с помощью лазера. Он обеспечивает одинаковую прочность шва и остального металла. Кто знает, может быть совсем скоро долгий, трудоёмкий и дорогостоящий процесс клёпки окончательно уйдёт в прошлое. Но до тех пор, пока революционные технологии не стали обычными заводскими операциями, за прочность корпуса самолёта отвечают люди, по-прежнему соединяя его миллионами заклёпок. Лекция №11 Тема: Трубопроводы и соединения. Определения, типы жестких и гипких трубопроводов и их соединителей, используемых ВС. От соединения между собой разных участков трубопровода зависит его прочность, долговечность и функциональность. Поэтому при необходимости срастить трубы важно правильно выбрать тип соединения. Невнимательное отношение к этому моменту снизит срок эксплуатации, приведёт к частым ремонтам и даже может уменьшить пропускную способность. Выделяют два основных типа соединений – разъёмный и неразъёмный. Разъёмные виды соединения трубопроводов. Разъёмные соединения характеризуются возможностью при необходимости в любой момент разъединить участки трубопровода для ревизии, очистки или ремонта. К ним относят два вида – фланцевые и муфтовые. Фланцевые соединения трубопроводов Для герметичного, надёжного соединения канализационных, магистральных и других трубопроводных систем используют фланцы. Эти элементы арматуры имеют две части – основную и ответную, между ними располагается резиновая прокладка-кольцо. Стяжку производят при помощи болтов. Монтаж фланцевого соединения происходит в три этапа: подготовка труб – срез должен быть идеально ровным, фаску снимать не нужно; установка фланца на окончание трубы; укладка резинового уплотняющего кольца и соединение фланца с ответной частью при помощи болтов. Фланцевая арматура для скрепления труб – надёжное соединение, позволяющее не беспокоиться о прочности и долговечности трубопровода. Единственный минус – при наличии в содержимом системы агрессивных сред потребуется регулярная замена прокладки. Муфтовые соединения Для соединения труб разного диаметра и назначения при ремонтах или монтаже используют ещё один тип разъёмной стыковки – муфтовый. Монтаж этого типа соединения несложен, а прочность высока. Работы проводятся в таком порядке: подготовка труб – срезы должны быть сделаны с соблюдением угла в 90 градусов, поверхность зачищена от пыли, масляных и прочих загрязнений; разметка – муфту прикладывают к трубам так, чтобы её центр находился точно в месте стыковки элементов, на трубах делают метки; поверхность труб в месте соединения и муфта изнутри покрывается специальной смазкой (полимеризующимся клеем); сначала в муфту вставляют одну трубу, согласно сделанной разметке, после этого трубы располагают так, чтобы они были расположены согласно одной оси, затем соединение надвигают на второй отрезок трубы до нанесённой на ней метки. При необходимости муфтовое соединение трубопроводов можно разобрать для ремонта или прочистки трубопровода. Эта удобная функция свойственна всем разъёмным типам стыковки труб. Неразъёмные методы соединения труб Любое соединение в трубопроводе – слабое место, поэтому в случаях, когда в приоритете надёжность и прочность, чаще всего применяют неразъёмные методы стыковки элементов. К ним относятся сварные соединения, склейка труб и раструбный способ. Последний можно считать неразъёмным при условии использования в процессе монтажа полимеризующихся составов, прочно соединяющих элементы. При работе с трубопроводами из ПВХ раструбное соединение производят без клея, поэтому в дальнейшем его можно демонтировать без повреждения элементов. Раструбное соединение характеризуется изначальным наличием на конце одной из труб расширения. На втором элементе необходимо снять фаску и с использованием резиновой прокладки поместить узкую часть в раструб. Для стальных, чугунных и ПВХ труб часто применяют клеевые составы, в том числе силиконовые герметики для повышения прочности соединения. Склейка труб – ещё один вариант добиться надёжного герметичного стыка. В этом случае необходимо зашкурить контактные поверхности и обязательно их обезжирить. Сварка – метод, применяемый для соединения элементов металлических трубопроводов. Операция проводится с применением сварочного аппарата. Используют электродуговой или газовый аппарат. Для стальных труб – сварка – самый надёжный тип соединения. Неразъёмные соединения – лучший способ сделать конструкцию прочной, снизить риск преждевременного выхода её из строя. Но в ситуациях, когда требуется ремонт отдельных участков, разбор соединений возможен только с нарушением целостности труб, поэтому элементы потребуют замены. Лекция № 12 Тема: Пружины и подшипники. типы пружин, материалы, характеристики и применение. Пружинящие элементы представляют из себя упругие изделия, особенностью которых является самостоятельное восстановление первоначальной формы после воздействия на них нагрузок, приводящих к деформации. Для производства пружин применяют различные материалы: твердые материалы (рессоры из металла), газообразные (воздух в шинах транспортных средств) и гидравлические (масляные амортизаторы). Однако, когда речь идет о пружинах, то чаще всего подразумеваются изделия из твердых материалов, преимущественно различных металлов и сплавов — латуни, различных сталей, бронзы. Однако в некоторых случаях применяются и пружины из специальных сплавов, армированных пластмасс, резины. Самыми распространенными пружинами являются винтовые или, как их еще называют, витые. Так же пружины делятся на несколько типов: плоские пружины (пластинчатые), спиральные и тарельчатые. Плоские пружины чаще всего используются в подвесках автомобилей, например, в качестве рессор. В качестве примера применения спиральные пружин, имеющих вид плоской ленты, свернутой по спирали, можно назвать их использование в заводных механизмах часов. Тарельчатые пружины состоят из одного или нескольких дисков из металла, где силы с разными направлениями векторов воздействуют от самой большой тарелки в направлении центра пружины. В качестве примера тарельчатой пружины можно привести такую деталь, как контрящая шайба. Принцип ее работы заключается в том, что будучи прижатой к деталям крепления, она не дает им сместиться за счет того, что стремиться к распрямлению.Самым общим определением для пружин может послужить следующее утверждение: пружина — это деталь, подвергающаяся упругой деформации и под действием этих внешних сил накапливает энергию, которая затем расходуется при ее распрямлении. Главными функциями пружин можно назвать поддержание крепежных деталей в рамках заданного расстояния и передачи и контроле движения. Благодаря своим механическим свойствам пружины нашли широкое применение практически во всех отраслях промышленности и хозяйства. Способ движения пружин описал английский физик Р. Гук (1635 – 1703), в честь которого данный закон и был назван. Согласно этому закону, деформация пружины и сила, ее вызывающая, прямо пропорциональны. Соответственно, чем большая сила была приложена, тем больше пружина подвергается деформации.С точки зрения классической физики, пружину можно рассматривать как устройство, накапливающее потенциальную энергию путём изменения расстояния между атомами эластичного материала. В теории упругости законом Гука установлено, что растяжение эластичного стержня пропорционально приложенной к нему силе, направленной вдоль его оси. В реальности этот закон выполняется не точно, а только при малых растяжениях и сжатиях. Если напряжение превышает определённый предел (предел текучести) в материале наступают необратимые нарушения его структуры, и деталь разрушается или получает необратимую деформацию. Следует отметить, что многие реальные материалы не имеют чётко обозначенного предела текучести, и закон Гука к ним неприменим. В таком случае, для материала устанавливается условный предел текучести. Витые металлические пружины преобразуют деформацию сжатия/растяжения пружины в деформацию кручения материала из которого она изготовлена, и наоборот, деформацию кручения пружины в деформацию растяжения и изгиба металла, многократно усиливая коэффициент упругости за счёт увеличения длины проволоки противостоящей внешнему воздействию. Волновые пружины сжатия подобны множеству последовательно/параллельно соединённых рессор, работающих на изгиб. Коэффициент жёсткости. Витая цилиндрическая пружина сжатия или растяжения, намотанная из цилиндрической проволоки и упруго деформируемая вдоль оси, имеет коэффициент жёсткости {\displaystyle k={\frac {G\cdot d_{\mathrm {D} }^{4}}{8\cdot d_{\mathrm {F} }^{3}\cdot n}},}  где dD — диаметр проволоки; dF — диаметр намотки (измеряемый от оси проволоки); n — число витков; Лекция № 13 Тема: Трансмиссии воздушных судов. Трансмиссии. Типы проводов и области их применения. Трансмиссия (силовая передача) — ( от лат. transmissio - пересылка, передача) в машиностроении совокупность сборочных единиц и механизмов, соединяющих двигатель (мотор) с ведущими колёсами транспортного средства (автомобиля) или рабочим органом станка, а также системы, обеспечивающие работу трансмиссии. В общем случае трансмиссия предназначена для передачи крутящего момента от двигателя к колёсам (рабочему органу), изменения тяговых усилий, скоростей и направления движения. В автомобилях часть трансмиссии (сцепление и коробка передач) входит в состав силового агрегата. В автомобиле независимо от его типа (легкового, грузового) трансмиссия — система узлов и механизмов, передающих вращательное, поступательное движение от двигателя к колесам. От правильной работы каждого компонента системы зависят: безопасность водителя, пассажира; расход топлива; износ трущихся, соприкасающихся друг с другом деталей; соответствие технических характеристик сведениям, заявленным производителем. Трансмиссионные детали, узлы и механизмы производят из износоустойчивых материалов, способных выдерживать высокие механические нагрузки, воздействие перепадов температур, химически активных веществ. Для уменьшения трения, охлаждения трансмиссии применяют специальные моторные масла, которые нужно регулярно менять согласно инструкции завода-производителя авто. Стандартный комплект трансмиссионной передачи состоит из нескольких компонентов: сцепления; коробки передач; карданной передачи; главной передачи; дифференциала; полуосей. В зависимости от компоновки (передний, задний, полный привод) трансмиссия может включать другие узлы: ШРУСы (шарниры равных угловых скоростей), раздаточные коробки, фрикционные, вязкостные муфты. Сцепление Сцепление — набор деталей, который способен на некоторое время отделить передачу крутящего момента от двигателя к колесам. Узел устанавливают на машинах, оснащенных механическими коробками передач. Принцип действия — сухое трение дисков: Если крайняя левая педаль остается не нажатой, два диска ведомый (трансмиссия) и ведущий (двигатель) остаются плотно прижатыми друг к другу. Механизм крайне чувствителен к неправильным действиям водителя и может часто выходить из строя из-за резкого включения сцепления («сгорают» соприкасающиеся детали). У большинства авто с автоматическими коробками переключения передач роль сцепления играют гидротрансформаторы — две турбины, связанные валами с двигателем и трансмиссией, которые вращаются в моторном масле. Ведущая турбина передает свою энергию вращения жидкости, от движения которой начинает вращаться ведомая. Для простоты восприятия — это как два пропеллера, расположенные друг напротив друга. После включения одного струя воздуха начинает вращать лопасти второго. Вместо пропеллеров — турбины, вместо воздуха — вязкое моторное масло. Коробка передач Частота вращения коленчатого вала в двигателе примерно в 4 раза больше, чем тот же показатель у ведущих колес. Одна из функций трансмиссии — установка нужного крутящего момента, сообщаемого колесам. Например, При преодолении бездорожья нанизкой передачи двигатель работает интенсивнее, а колеса вращаются медленнее. Разрыв в частоте вращения коленвала и ведущих колес сокращается, когда машина двигается по шоссе с высокой скоростью и относительно невысоких оборотах двигателя. Такую возможность предоставляет КПП — сложная система валов и шестерен, преобразующих крутящий момент до нужного показателя. Коробки изготавливают в нескольких вариантах: ручные (МКПП); автоматические (АКПП). Коробки-автоматы делятся на собственно автоматические, роботизированные и вариаторы. Карданная передача Карданный вал — деталь, передающая вращение двигателя от коробки передач к задней оси автомобиля. Такой вид соединения используют в производстве заднеприводных либо полноприводных моделях авто. Характерная особенность — вал состоит из двух частей, соединенных под углом специальным шарниром. В переднеприводных автомобилях крутящий момент передается прямо к колесам валами из кардана коробки передач. Главная передача Узел, который сообщает вращение коленвала к ведущему мосту, называют главной передачей. Основная функция — уменьшение вращательного момента, передаваемого к колесам. Чем больше разница между количеством оборотов двигателя и колес, тем выше проходимость авто. Дифференциал При движении колеса машины (передние, задние, с правой либо левой стороны) могут вращаться с разной скоростью. Например, при повороте направо правые колоса преодолевают меньший путь, чем левые, поэтому вращаются медленнее. То же самое происходит, когда авто двигается по неровной проезжей части с большими неровностями. Для компенсации неравных скоростей вращения используют дифференциал — систему шестерен, вращающихся с двумя степенями свободы. Блокировка дифференциала (одна из функций в полноприводных автомашинах) заставляет колеса одной оси либо двух осей вращаться с одинаковой скоростью. Виды трансмиссий автомобиля Тип трансмиссионной системы зависит от источника энергии и способа передачи крутящего момента от ДВС к колесам транспорта. Автопроизводители выпускают транспорт с несколькими видами трансмиссий: механической; гидромеханической; электрической; гибридной. Механическая Наиболее распространенный вид передачи энергии, присутствует во всех автомобилях с механической коробкой переключения передач и блоком сцепления. Вращение коленвала передается через диски сцепления к коробке передач и другим трансмиссионным узлам. Гидромеханическая Набирает популярность благодаря широкому использованию АКПП в новых моделях авто. Механическое вращение трансформируется в движение жидкости (масла) в гидротрансформаторе — более совершенной замене сцепления. Передача крутящего момента через трансформатор — более плавная. Электрическая Используется в электрокарах и машинах с гибридными силовыми установками. В первом случае электроэнергия из аккумулятора приводит в действие электромотор, вращающий колеса. Автогибриды оснащены двумя типами силовых установок: двигателями внутреннего сгорания, электродвигателями, а также аккумуляторами. Часть моделей авто использует ДВС только после разгона до определенной скорости, до этого момента колеса крутит электроток. Некоторые решения позволяют постоянно передвигаться при помощи электродвигателей, используя бензиновый мотор невысокой мощности только для подзарядки аккумуляторов. Наиболее частые признаки поломки трансмиссии Наиболее сложный в ремонте элемент трансмиссии — коробка переключения передач. Владельца автомобиля должны насторожить: трудности при переключении передач, хруст, скрипы, другие посторонние звуки при переведении рычага в другое положение; невозможно включить передачу; в салоне появляется резкий запах моторного масла; шелест, стуки, когда рычаг переключения передач находится в нейтральном положении. Утечка масла из КПП — серьезная причина сразу же обратиться к специалистам. Недостаток смазки способен полностью вывести механизм из строя. Повреждение тросика, «слабая» педаль сцепления способны привести к «залипанию» муфты сцепления. При нажатии на педаль диски не смогут разъединиться, и переключить скорость не получится. При этом раздается неприятный скрежещущий звук. Лекция № 14 |