Техническое творчество в учебных заведениях

Archives for марта, 2009

Включают в себя соединения клиновые, болтовые, винтовые, шплинтовые и прочие. Клиновые соединения применяются там, где может потребоваться частая разборка частей машины. Достоинством их является малая чувствительность к пыли и грязи; недостатком — невозможность точной установки соединяемых частей. Клин удерживается на месте одним лишь трением, поэтому там, где соединение испытывает ударные или переменные нагрузки, может произойти отделение одной детали от другой и полное исчезновение силы трения. Чтобы этого не случилось, необходимо заранее принять меры: поставить еще и установочный винт. Такими винтами регулируют, например, положение установочных клиньев на суппорте токарного станка, на суппорте и столе поперечно-строгального и фрезерного станков. Винт можно закрепить гайкой. Кроме клиньев установочных, имеются также клинья скрепляющие, которые служат для скрепления частей машин. К ним относятся шпонки и предохранительные шпильки, которыми, например,ходовой валик и винт токарного станка соединены с коробкой подач. Такие шпильки изготовлены из мягкой стали небольшой прочности, и если токарь захочет снять стружку такого сечения, при котором нагрузка может оказаться непосильной для деталей станка, произойдет не поломка дорогих и сложных деталей (например, зубчатых колес), а срезание этой предохранительной шпильки. Токарь сможет сам за несколько минут тут же изготовить и установить такую шпильку взамен сломавшейся. Наиболее надежными являются клиновые врезные шпонки прямоугольного поперечного сечения. Такие шпонки ставят на валах коробок скоростей станков, автомашин и т. д., где соединяемые детали (шестерни, кулачковые муфты) требуется перемещать относительно оси вала, на котором они насажены (рис. 47). Широко применяется также плоская шпонка на лыске, зачищенной на поверхности вала (рис. 47—II). Фрикционные клиновые шпонки (рис. 47—III) наиболее подходят для пустотелых валов, где прореза-ние паза в валу сильно уменьшило бы прочность соединения. Круглые шпонки (рис. 47—IV) — они могут быть и резьбовыми — часто ставят для крепления шестерни или другой детали, расположенной вровень с торцом вала. Изготовить и смонтировать такую шпонку очень просто: шестерню нужно установить на место, а с торца, параллельно осям соединяемых деталей, просверлить отверстие между валом и шестерней на необходимую глубину. В отверстие вбить гладкий стержень или нарезать резьбу и ввернуть винт, который и станет шпонкой. В тех случаях, когда соединяемые детали приходится перемещать очень часто или требуется более надежное соединение, например в коробке скоростей автомобиля, применяют многошпоночные или шлицевые валы. Разъемное соединение деталей при помощи винтовой нарезки имеет в машиностроении наибольшее распространение. Такое соединение является наиболее надежным и простым, кроме того, оно позволяет производить точную установку деталей и любую степень затяжки (напряженности) соединения. Винты применяются не только как крепежные детали для соединения деталей машин, но и как часть кинематической пары для передачи и преобразования движения (например: 1) грузовые винты — домкраты; 2) ходовые вин- Болтовые соединения ты, обычно преобразующие вращательное движение в поступательное; 3) передаточные винты-червяки, которые преобразуют одно вращательное движение в другое — в редукторах). Различают три главных вида скрепляющих болтов: 1. Нормальный болт с головкой А и гайкой В (рис. 48—I); 2. Глухарь с головкой А, но без гайки, завинчиваемый своим телом в одну из соединяемых деталей (рис. 48—II) и 3. Шпильку (штифт), также завинчиваемую в одну из соединяемых деталей, но имеющую на другом конце нарезку и гайку В (рис. 48—III). К скрепляющим болтам относятся и фундаментные болты, с помощью которых станки, двигатели и прочие машины крепят к полу или стенам. Чтобы установить такой болт, в стене или полу нужно просверлить отверстие необходимой глубины (рис. 49), заложить в него болт и залить отверстие свинцом, цементом, гипсом или алебастром. Если болт работает на сдвиг, то он должен быть плотно пригнан к отверстию: его нужно тщательно обточить, слегка смазать и легкими ударами молотка загнать в аккуратно развернутое отверстие. . Установочные и стопорные болты (рис. 50) служат для установки и закрепления деталей (колец, муфт и т. п.) на валах. Они отличаются друг от" друга не только формой головки, но,
главное, формой нажимного конца. Конец нажимного болта должен быть твердым, поэтому его следует закалить или цементировать. Болты могут быть черные, получистые и чистые. У первых и вторых стержень необработан, и они входят в отверстие с зазором, но у вторых с внутренней стороны подрезана головка. Чистые имеют обточенный стержень и головку. Прочность болта в значительной мере зависит не только от качества нарезки, но и от характера проточки — она не должна иметь прямых и острых углов, так как в них происходит концентрация внутренних напряжений, которые сильно ослабляют сечение. Гайки, предназначенные для крепления деталей, в зависимости от назначения имеют различную форму: гайка- «барашек» (рис. 51—I) применяется там, где не требуется сильноезатягивание (например, в слесарной ножовке). Для предупреждения просачивания пара или жидкости ставят глухую гайку (рис. 51—V) с мелкой нарезкой и прокладкой из кожи и резины. На рис. 53—II показана корончатая гайка, а на рис. 53—111 и 53—IV— круглые гайки с отверстиями под радиусный и торцовый ключи. Обычный гаечный ключ применяется для гаек, имеющих стандартные 6, а также 4 и 2 грани. Шайбы обычно бывают круглыми, но применяются и квадратные. Шайбу подкладывают под гайку, а иногда и под головку болта. Без шайбы нельзя обходиться в следующих случаях: 1. Когда одна из соединяемых деталей сделана из мягкого материала — дерева, кожи, резины; 2. Когда поверхность прилегания соединяемой детали фигурная или наклонная к оси болта; 3. Когда отверстие для болта значительно больше его диаметра. В процессе работы из-за деформации и вибрации часто происходит постепенное ослабление болтового соединения, и соединенные детали могут в конце концов даже отойти друг от друга. Поэтому в машинах и механизмах большое значение имеют гаечные замки, назначение которых — воспрепятствовать ослаблению болтового соединения. Замки особенно необходимы на быстродвижущихся частях машины, где ослабление гайки вследствие неизбежных ударов наиболее вероятно, а обнаружить это ослабление на ходу машины невозможно. Замков придумано очень много. Одни из них основаны на увеличении трения, другие задерживают гайку при помощи добавочных деталей. К первым (рис. 52) относятся: контргайка (I), гайка Палиссера (II) — конусная с разрезом, разрезная гайка с шурупом (III), разрезная шайба — шайба Гровера (IV). Из вторых наибольшее распространение имеют разводные шплинты (V) и корончатые гайки (VI). Разводные шплинты и лежачие замки гораздо надежнее. Они удерживают гайку в определенном положении нажатием твердых частей. Шплинт изготавливается из сложенной вдвое стальной проволоки полукруглого сечения. Для него сверлится отверстие, а затем концы шплинта, выступающие наружу, разводятся в стороны. Отверстие может быть просверлено либо только в теле болта или же через гайку и болт. Иногда ставится корончатая гайка (4) с прорезями для шплинта в добавочной кольцевой части. Когда необходимо закрепить гайку, а никаких замков нет, то можно поступить так: поставить на резьбу винта у торца гайки керн или бородок и ударить молотком. Образуется вмятина, которая и будет препятствовать самоотвинчиванию гайки. А когда потребуется снять гайку, то замятое место придется запилить.

Отделка изделий из древесины не только улучшает внешний их вид, она предохраняет их от увлажнения, коробления и растрескивания. Материалы для отделки разделяются на основные и вспомогательные. К основным относятся лаки и масла, образующие на дереве прочную защитную пленку, а также красители. Вспомогательные материалы служат для подготовки древесины под отделку. К ним относятся растворители, разбавители, порозаполнители (воск, парафин) и шлифующие материалы. Для шлифования древесины применяют абразивные материалы: шкурку, пемзу и трепел (инфузорную землю). Шкурка — хлопчатобумажная ткань или бумага, покрытая молотым песком или толченым стеклом на клею. Наждак и корунд для шлифования древесины непригодны, так как оставляют в порах древесины темную пыль. Для получения гладкой поверхности дерево шлифуют сначала крупной шкуркой, затем — мелкой. Шлифовальный порошок и пасту используют для шлифования фигурных поверхностей. Пемза — пористый камень — применяется в кусках и порошке. Трепел — предварительно размолотый и отмоченный в воде — служит для тонкого шлифования древесины. Для растворения и удаления с поверхности древесины смолы используют бензол, бензин, спирт, скипидар, раствор соды. Масла и олифы после высыхания образуют на поверхности древесины пленку. Для отделки столярных изделий годятся олифы только натуральные и полунатуральные (оксоль, сульфооксоль). Лаки и политуры при высыхании тоже образуют на поверхности древесины прочную блестящую пленку. Сиккативы — жидкие вещества, ускоряющие высыхание лаков и красок в 4—6 раз. Их прибавляют к олифе и маслам в количестве 2,5—5%. Порозаполнители — вещества, применяемые для заполнения пор древесины столярных изделий; обычно это восковые и масляные мастики. Восковая мастика состоит из 20—60% пчелиного воска и 20—30% растворителя или из парафина и 50—60% растворителя (скипидара) и 10—15% канифоли. Остальное — мел молотый и сиккатив. Приготовление мастики: тонко настроганный воск (парафин) кладут в металлическую эмалированную посуду, погружают ее в бачок с водой и нагревают. Затем посуду с расплавленным воском снимают и осторожно подливают в расплав растворитель, непрерывно помешивая мастику деревянной или стеклянной палочкой до застывания. Остывшую мастику жесткой щетинной кистью наносят на отшлифованную поверхность древесины и втирают до полного затягивания пор и появления блеска. Шпаклевки применяются для выравнивания поверхности древесины перед окрашиванием. Густые используют для заполнения отдельных углублений, а жидкие для покрытия всей поверхности. Шпаклевку наносят шпателем — металлической лопаткой. Шпаклевка клеевая состоит из молотого мела и пигмента (65%), сухого столярного клея (3%), воды (30%) и олифы (2%). Масляные шпаклевки: мел молотый и пигмент (70%), лак подмазочный (30%) и немного сиккатива. Применяются для поверхностей, покрываемых масляной краской или лаком. После шпаклевки производится грунтовка поверхности изделия. Грунтовочные составы для дерева и металла различны: для металлических изделий применяется грунтовка № 138, состоящая из сухих пигментов и талька, разведенных на глифталевом лаке с добавлением растворителей и сиккатива; для дерева применяется грунтовка того же состава, но с добавлением 15% воды. Грунтовочные составы наносятся на поверхность распылителем или кистью. Замазки служат для заделки таких дефектов древесины, как впадины, крупные трещины, отщепы. Пастообразные замазки наносят на поверхность в холодном состоянии, и они, высыхая, затвердевают. Твердые замазки наносят в горячем жидком виде. Они затвердевают при охлаждении. Красители (пигменты) — это вещества, окрашивающие наружный слой древесины, но не закрывающие ее текстуры. Красители бывают растительные (органические) и искусственные (анилиновые). Порошки-пигменты (красители) — белила, охру, сурик, ультрамарин (синьку) и др.— смешивают с маслом, лаком, клеем. Такая смесь называется краской. Масляные краски продаются в виде пасты, которую нужно разводить на олифе. Эмалевые краски продаются готовыми к употреблению. Лаки и политуры применяют для отделки поверхности древесины с сохранением ее текстуры. В зависимости от растворителя лаки разделяются на спиртовые, масляные и нитролаки. Нитролаки водоустойчивы, а спиртовые лаки и политуры не выдерживают даже протирки влажной тряпкой. Эти свойства лаков необходимо учитывать при их выборе. Тем из юных техников, кто еще не имеет достаточного опыта в отделке древесины, можно рекомендовать перед тем, как бра
ться за отделку готового изделия, предварительно полностью обработать образец — кусочек материала, из которого изготовлено изделие; посмотреть, что получится. Если потребуется, опыт следует повторить еще и еще раз и так до тех пор, пока не получишь то, к чему стремишься.

Латуни

Латуни — это сплавы меди с цинком. По сравнению с чистой медью они прочнее, пластичнее и тверже, обладают лучшими литейными свойствами и лучше сопротивляются коррозии. В состав специальных латуней входят также железо, марганец, никель, олово, кремний и другие элементы. Специальные латуни обладают повышенными механическими свойствами. Латуни разделяются на литейные, которые применяют для фасонного литья, и подвергаемые обработке давлением.

Конструирование машин, а в равной степени и действующих моделей — дело ответственное и трудное. Оно требует системы и аккуратности в работе и от тех, кто занимается конструированием давно, и особенно от тех, кто берется за дело впервые. Знания одной теории недостаточно, гораздо важнее уметь применять ее на деле. Необходим практический навык, знакомство с другими существующими конструкциями и машинами, умение оценивать их критически. Все, что собираешься конструировать, следует вначале четко представить себе, а потом уже перенести мысли на бумагу, на чертеж. Проектирование машины, как правило, начинается с конструктивной разработки ее общего вида и сложных узлов, а также с расчета основных размеров. Далее следует разработка рабочих чертежей деталей и их расчет. Расчет и разработка чертежей ведутся параллельно. Рационально спроектированная и правильно построенная машина должна быть: надежной, то есть прочной й долговечной; экономичной в работе, то есть потреблять возможно меньше топлива, масла, энергии, воды; удобной в эксплуатации и доступной для ремонта; долговечной, то есть иметь возможно больший моторесурс — период между очередными ремонтами; безопасной в эксплуатации и ремонте; устойчивой против аварии, то есть не содержащей узлов и деталей, повреждение которых быстро выводит из строя всю конструкцию; технологичной, то есть простой в изготовлении. Для того чтобы ясно представить себе всю конструкцию машины, перед разработкой ее общего вида полезно сделать чертеж в аксонометрической проекции от руки так, чтобы были понятными лишь общие очертания машины. Чертежи же общего вида следует сделать в масштабе или в натуральную величину с обязательной простановкой основных размеров. Определение размеров детали производится главным образом на основании расчета действующих на нее внешних усилий по формулам сопротивления материалов. При этом обязательно учитывается, что каждая деталь должна быть не только прочной, но и долговечной. Следовательно, напряжение в ней нигде не должно превышать допускаемого, а деформация должна быть только упругой. Таков основной инженерный принцип расчета. Но помимо того есть еще очень много факторов, незначительных на первый взгляд, но способных на практике сыграть решающую роль. К примеру, важную роль играет скорость машины. Неточности изготовления, которые в машине, работающей на малой скорости, допустимы, при больших скоростях работы могут привести к катастрофическим последствиям. Вот почему при проектировании скоростных машин видоизменяют конструкцию, вводят в нее упругие звенья, амортизаторы, глушители колебаний, излишние в машинах тихоходных. Учтя все эти факторы, можно приступать к вычерчиванию рабочих чертежей по чертежу общего вида и узлов. Не следует, однако, медлить с вычерчиванием до полного окончания всех расчетов. Эту ошибку допускают все начинающие конструкторы, в результате они бесполезно тратят время и труд на многократные переделки. На каждом шагу при вычерчивании машины их подстерегают неожиданности и недоразумения. Повторим для них еще раз: расчет и вычерчивание конструкции должны идти параллельно. Как только будет обнаружена ошибка или найдется новое, лучшее решение уже проработанной детали — переделайте, не колеблясь, ваш чертеж. Стереть и вычертить заново несколько карандашных линий гораздо быстрее и проще, чем впоследствии заново изготавливать деталь. Запомните три основных правила проектирования: а) после уяснения для себя схемы механизма на эскизе приступайте к вычерчиванию его сразу же, как только расчет даст вам достаточно данных, при этом получаемые данные тотчас проверяйте на чертеже, не откладывая начала вычерчивания до конца расчетов; б) не увлекайтесь чрезмерной точностью расчетов, основанных на формулах сопротивления материалов (допускаемые напряжения, коэффициенты трения и пр.), так как в этих формулах многие величины берутся приближенно и меняются в широких пределах; для нас вполне достаточна точность (до 5%), которую дает логарифмическая линейка; в) при проектировании старайтесь по возможности использовать в конструкциях простые геометрические формы и их комбинации, ибо их легче получить при обработке деталей на обычных станках.

 

About Author

Lorem ipsum dolor sit amet, consectetuer adipiscing elit. Vestibulum at arcu. Integer et risus. Morbi id tellus. Integer felis. Mauris malesuada, turpis vitae facilisis euismod, dui arcu adipiscing sem, eu vulputate leo ante in lacus. Sed porta accumsan lectus. Aenean ac sem. In consequat tempus velit. Phasellus leo enim, adipiscing a, egestas nec, pretium ut, pede. Mauris sollicitudin diam et mauris. Sed quis enim vel augue egestas lobortis. Etiam tempus ipsum vel neque.

Управление