double arrow

Обеспечение надежности, технологичности, стандартизации и унификации деталей и узлов конструкции


При конструировании ТС, то есть при разработке рабо­чих чертежей деталей и узлов ТС, вопросы его надёжности, как основного показателя качества, стоят на первом месте. Надёжность детали как ТС включает в себя такие показате­ли, как безотказность, долговечность, ремонтопригодность и сохраняемость. Обеспечение надёжности радиоэлектрон­ных систем в основном происходит за счёт резервирования отдельных элементов, то есть установки дополнительных элементов в схеме, которые должны работать в случае отказа основного элемента. Рис. 9.3. Комплектность карданного привода ТЭД типа НБ-501:1,10,22 - корпусы подшипников (8 шт.); 2 - игла (408 шт.); 3,15, 29 - шайбы (19 шт.); 4, 6, 7, 8, 24, 25, 27, 29,32,33 - кольца (19 шт.); 5,26 - манжеты (5 шт.); 9, 30 - крестовины (2 шт.); 11- карданный вал; 12,18 - штиф­ты (33 шт.); 13, 14 — полукольца (2 шт.); 16, 17 - болты (16 шт.); 19 - поршень; 20 - магнитная пробка (2 шт.); 21 - ниппель (4 шт.); 23 - поводок; 28 - торцевая гайка; 31 - втулка; 34 - волокно; 35 - пружина; 36 - пальцы крес­товины; 37 - пальцы поводка шестерни; 38 - кулачковая муфта соединения карданного вала с шестернёй

Для машиностроительных конструкций идти путём ре­зервирования трудно или даже невозможно. Поэтому надёж­ность их определяется следующими факторами [76, 84]:




- качеством конструкции, то есть главной основной иде­ей конструкции;

- технологией изготовления и технологичностью конс­трукции;

- качеством отладки опытного образца, при котором про­веряется конструкторский замысел и пригодность вы­бранной технологии;

- контролем качества изготовления.

-

Значительное влияние на повышение надёжности конс­трукции оказывают:

-выбор принципиально простых конструктивных ре­шений, явления в которых могут быть предварительно учтены и рассчитаны. Например, в ЭМ целесообразно применение простых симметричных обмоток с двумя стержнями на паз; в механических объектах целесооб­разно применение статически определимых систем;

- применение материалов (конструктивных, изоляци­онных смазок и т.п.) с проверенными, в аналогичных с разрабатываемой ТС условиях работы, свойствами;

- низкий уровень расчётных механических напряжений в конструктивных элементах ТС;

- низкий уровень нагрева элементов при работе ТС (под­шипников, электрических обмоток, трущихся деталей и т.п.);

- обоснованность выбранной конструктивной схемы (на­пример, схема, обеспечивающая соосность подшипни­ков);

-надёжность работы вспомогательных систем ТС (ох­лаждения, смазки, защиты от перегрузок и т.п.);

- независимость от теплового состояния ТС деталей, фик­сирующих вращающиеся элементы;

- доступность элементов ТС для периодического обслу­живания или смены их при износе и старении.

Некоторые из рассмотренных условий противоречат друг другу. Так, например, для снижения габаритов и массы ТС требуется повышение её быстроходности, но это приводит к повышению нагрева и повышению механических напряже­ний в элементах ТС, то есть к снижению надёжности. Иног­да, особенно для транспортных машин, увеличение габари­тов ТС для снижения напряжённости работы его элементов невозможно, поэтому необходимо гармонично сочетать вы­сокие удельные нагрузки с выбором рациональных конс­труктивных решений, обеспечивающих достаточно высокую эксплуатационную надёжность. Необходимо идти по пути более глубокого изучения процессов в ТС, таких, как износ и усталость металлов, коррозия, эрозия, старение, длительное воздействие вибрации, повторяющихся перегрузок и т.п.



Надёжность машины в значительной степени зависит от технологических процессов, применяемых при её изготовле­нии. В свою очередь, конструкция машины и конструкция её деталей в значительной мере определяют технологию их изготовления.

Многие технологические вопросы нашли своё решение, отражённое в государственных и отраслевых стандартах, в стандартах предприятий на ТС. Повышению технологичнос­ти и надёжности ТС способствует применение в них стандар­тных и нормализованных деталей: крепежа, подшипников, уплотнений, электрических соединений и т.п., производство которых автоматизировано на большинстве процессов изго­товления, контроля, сборки и испытаний. Автоматизация и механизация производства приводят к повышению качества и надёжности. Контроль качества на таком производстве вы­полняется автоматически точнейшими приборами, снижая намного порядков вероятность ошибки по сравнению с кон­тролем, выполняемым не автоматически человеком. Произ­водительность труда возрастает, а стоимость ТС падает.



Большой эффект повышения надёжности даёт унификация деталей ТС. Унификация - многократное применение в конс­трукции одних и тех же элементов, способствующих умень­шению стоимости изготовления, уменьшению номенклатуры деталей, упрощению эксплуатации и ремонта машин.

Унификации подвергаются конструктивные элементы: посадочные сопряжения, резьбовые соединения, шпоноч­ные и шлицевые соединения, зубчатые зацепления, фаски и галтели. Это снижает номенклатуру обрабатывающего, ме­рительного и монтажного инструмента.

Унификация оригинальных деталей и узлов, особенно применение в ТС находящихся в производстве и прошедших длительную эксплуатационную проверку деталей и узлов, позволяет поднять её надёжность.

На рис. 9.4 приведён пример унификации конструктив­ных элементов и деталей зубчатого перебора [83]. В его конс­трукции (рис. 9.4, а) было принято большое разнообразие посадочных диаметров, резьб, шпонок и модулей зубчатых передач. В изменённой, более рациональной конструкции этого узла (рис. 9.4, б), за счёт унификации удалось сокра­тить количество шпонок, сопряжений и модулей зубьев.

Применение принципа агрегатирования ТС также спо­собствует повышению её надёжности. В соответствии с этим принципом узлы ТС конструируют в виде автономных агре­гатов, отдельно собираемых, отлаживаемых и испытуемых и уже в законченном виде устанавливаемых на ТС. Таким образом, на ТС попадают уже проверенные в эксплуатации конструкции. Упрощается ремонт агрегатированных ТС, так как меняются готовые узлы. Примеры выполнения агре­гатированных станков приведены на рис. 8.3.

Технология изготовления ТС рассматривается на всех этапах её разработки [55, 87, 88]. Окончательно технологи­ческий процесс определяется при разработке рабочего про­екта и уточняется при выпуске рабочих чертежей. Разработ­ка технологии должна производиться при активном участии конструктора. Автоматизация производства некоторых уз­лов и деталей зачастую возможна только после значитель­ного упрощения конструкции, допустимость которой может определить только конструктор.

Рис. 9.4. Унификация элементов конструкции: а - до уни­фикации; б - после унификации

Отметим некоторые рекомендации, которые целесообраз­но выполнять для обеспечения технологичности ТС [76, 84]:

1. Конструктивная форма детали должна выбираться та­кой, чтобы обеспечивалась возможность изготовления этой детали с заданной точностью.

2. Должны быть учтены следующие элементарные техно­логические требования («азбука конструирования»): -расположение обрабатываемых поверхностей и эле­ментов детали должно быть удобным для обработки (например, обеспечен выход режущего инструмента);

- площади обрабатываемых поверхностей должны быть минимальными;

— механическая обработка в труднодоступных местах должна быть исключена;

 

-конструкция растачиваемых деталей должна обеспе­чивать обработку на проход; желательно исключить разного рода выточки на растачиваемых поверхностях;

- отверстия рекомендуется выполнять сквозными, с обеспечением нормального врезания и выхода свёрл, для исключения их увода и поломки.

- избегать сверления очень глубоких отверстий (жела­тельно, чтобы глубина отверстия не превышала де­сяти его диаметров) и т.п.

3. Должна быть обеспечена возможность изготовления детали на оборудовании данного предприятия или с учётом, если это предполагается, пополнения его пар­ка оборудования.

4. Должна быть предусмотрена возможность замены от­дельных деталей или целых узлов при наладке и дора­ботке опытного образца ТС. Для этого при разработке ТС необходимо предусмотреть несколько конструктив­ных вариантов выполнения детали или узла с одинако­выми присоединительными размерами.

Большое значение имеет при конструировании учёт тре­бований обеспечения ремонтопригодности ТС, для этого необ­ходимо предусмотреть возможность замены в определённые сроки изнашиваемых деталей и узлов (смазка, электрощёт­ки, вкладыши подшипников), так и замены деталей вышед­ших аварийно из строя.







Сейчас читают про: