Виды древесных материалов и их применение

Круглый лесоматериал заготавливают из стволов деревьев различного диаметра. Бревна — это отрезки ствола длиной не менее 4 м и диаметром от 12 см и больше. Кряжи — короткие (до 4 м) и толстые бревна, а чураки — еще более короткие (до 1 м) отрезки кряжей. Из них получают отделочный шпон (тонкие листы) и фанеру, склеивая шпон в несколько слоев (3—9) с взаимно перпендикулярным направлением волокон. Тонкие бревна (8—12 см) называются подтоварник, а еще более тонкие (3—7 см) – жерди.

Пиломатериалы – это разнообразные материалы, получаемые продольной распиловкой бревен. Чаще всего для этого используют хвойные породы. Различают тонкие (до 35 мм) и толстые (свыше 35 мм) пиломатериалы. Общее название тонких пиломатериалов — тёс. Если ширина материала больше его толщины в два и более раз, он называется доска, а если не больше двух толщин — это брусок. Максимальные размеры брусков 10x10 см. При толщине (или ширине) 10 и более сантиметров пиломатериал называется брус, например 100x150, 150x150 и до 250x250 мм.

Необрезной брус с двумя обзолами называется двухкантный брус или брусковая шпала, если его опиленные грани равны, и шпала-лежень – когда одна из них больше другой. Необрезная доска с одной пластью называется горбыль – это срезанная боковая часть бревна.

Фанера бывает чаще всего березовой и реже сосновой, осиновой. Наружные слои фанеры называются рубашками. Обычная толщина фанерных листов от 1,5 до 18 мм. Листы толще 12 мм называются фанерными плитами. Различают водостойкую и средневодостойкую (обыкновенную) фанеру. Максимальный размер листов (длина или ширина) до 240 см.

Применение фанеры самое разнообразное: обшивка стен и потолков, каркасных перегородок и встроенных шкафов, изготовление мебели, дверных полотен и даже щитов опалубки. Отделочную (декоративную) фанеру оклеивают с лицевой стороны шпоном ценных пород или декоративной пленкой, бумагой, пластиком всевозможного цвета и рисунка с имитацией натуральных материалов (дерево, плитка, кирпич, камень и т. п.). Размеры листов 120-180x70-120 см.

Для конструктивных целей выпускают фанеру на синтетических формальдегидных смолах — бакелитовую и армированную, с прокладкой из металлической сетки или оклеенной фольгой.

Очень удобны для изготовления встроенной или корпусной мебели столярные плиты (толщина 16—50 мм), состоящие из реечных щитов, оклеенных с обеих сторон шпоном или тонкой фанерой. Размеры плит до 150x250 см.

№ 6. Виды сварки и пайки металлов. Технологические процессы сварки и пайки конструкционных материалов.

Сварка-пайка – технологический процесс, основанный на вводе в основной металл низкого содержания тепла, что приводит к расплавлению только присадочного материала.

Процесс сварки - пайки может применяться как для нелегированных и низколегированных, так и для нержавеющих сталей. Главным образом этот метод используется для сталей с оцинкованной поверхностью.

По физическим признакам, в зависимости от формы используемой энергии, предусматриваются три класса сварки:

1. Термический класс включает все виды сварки с использованием тепловой энергии (дуговая сварка, газовая сварка, плазменная сварка и т. д.).

2. Термомеханический класс объединяет все виды сварки, при которых используются давление и тепловая энергия (контактная сварка, диффузионная сварка)

3. Механический класс включает виды сварки, осуществляемые механической энергией (холодная сварка, сварка трением, ультразвуковая сварка, сварка взрывом).

Виды сварки классифицируются по следующим техническим признакам:

- по способу защиты металла в зоне сварки (в воздухе, в вакууме, под флюсом, в пене, в защитном газе, с комбинированной защитой);

- по непрерывности процесса (непрерывная, прерывистая);

- по степени механизации (ручная, механизированная, автоматизированная, автоматическая);

- по типу защитного газа (в активных газах, в инертных газах);

- по характеру защиты металла в зоне сварки (со струйной защитой, в контролируемой атмосфере).

Дуговая сварка металла это сварка плавлением, при которой нагрев свариваемых кромок осуществляется теплотой электрической дуги.

Ручная дуговая сварка металла может производиться двумя способами: неплавящимся электродом, плавящимся электродом.

Автоматическая и полуавтоматическая сварка металла под флюсом выполняется путем механизации основных движений, выполняемых сварщиком при ручной сварке металла - подачи электрода в зону дуги и перемещения его вдоль свариваемых кромок изделия.

Дуговая сварка металла в защитном газе выполняется неплавящимся (вольфрамовым) или плавящимся электродом.

К электроду и свариваемому изделию для образования и поддержания электрической дуги от источников сварочного тока подводится электроэнергия. Под действием теплоты электрической дуги кромки свариваемых деталей и электродный металл расплавляются, образуя сварочную ванну, которая некоторое время находится в расплавленном состоянии. В сварочной ванне электродный металл смешивается с расплавленным металлом изделия (основным металлом), а расплавленный шлак всплывает на поверхность, образуя защитную плёнку. При затвердевании металла образуется сварное соединение. Энергия, необходимая для образования и поддержания электрической дуги, получается от специальных источников питания постоянного или переменного тока.

№ 7. Общие сведения о технологии обработки заготовок деталей машин резанием. Этапы разработки маршрута и операционной технологии. (мальчики)

Сущность технологии изготовления деталей машин состоит в последовательном использовании различных технологических способов воздействия на обрабатываемую заготовку с целью придать ей заданную форму и размеры указанной точности. Одним из таких способов является механическая обработка заготовок резанием. Она осуществляется металлорежущим инструментом и ведется на металлорежущих станках. Обработка резанием заключается в срезании с обрабатываемой заготовки некоторой массы металла, специально оставленной на обработку и называемой припуском. Припуск может удаляться одновременно с нескольких поверхностей заготовки или последовательно друг за другом с каждой обрабатываемой поверхности. В ряде случаев припуск может быть настолько большим, что его срезают не сразу, а за несколько проходов. После срезания с заготовки всего припуска, оставленного на обработку, заготовка прекращает свое существование и превращается в готовую деталь.

Термической резкой называют способ разделения металла, основанный на нагреве его до температуры воспламенения ( сгорания) или расплавления высокотемпературными источниками теплоты и удаления продуктов сгорания или, жидкого металла. Виды: кислородная (струя кислорода), дуговая(эл. дуга), лучевая.

Влияние технологов на организацию производства начинается с разработки маршрутной технологии, которая определяет путь прохождения заказа, его грузопоток и в некоторой степени и цикл производства.

Если в массовом производстве выбор типа заготовок производится из расчета оптимальной целесообразности и особых затруднений не вызывает, то при разработке маршрутной технологии в единичном производстве технолог очень критически должен относиться к рекомендациям конструктора. Здесь критерием являются не только оптимальная конструкция заготовки, но и сроки выпуска заказа, загрузка мощностей, стоимость и цикл изготовления необходимой оснастки для производства заготовок и т. д.

Перед разработкой маршрутной технологии необходимо тщательно изучать дефекты деталей для правильного выбора вариантов сочетания (маршрутов). Число маршрутов не должно быть более пяти, так как усложняется планирование и увеличивается площадь складов для деталей, ожидающих ремонта по маршрутам. При дефектации контролер отмечает на детали краской номер маршрута. На каждый маршрут разрабатывают маршрутную карту, в которой указывают последовательность выполнения технологических операций на устранение каждого дефекта по данному маршруту.

II этап технологической подготовки производства выполняет специально подготовленная группа специалистов, которая чаще всего функционирует как отдельная служба завода — бюро подготовки управляющих программ. Этап разработки управляющих программ включает уточнение технологического процесса расчет всевозможных перемещений в процессе обработки формирование, кодирование, изготовление и контроль управляющей программы подготовку всевозможной сопроводительной и пояснительной документации. В процессе разработки технологического процесса, как и в обычном производстве, могут выявиться ошибки маршрутной технологии, определившей параметры заготовки, объем и общий порядок выполнения операции. Замечания передаются в соответствующие службы для внесения изменений в документы, составленные на I этапе.

Приступая к разработке технологического процесса, необходимо наметить план операций, который в заводских условиях принято называть маршрутной технологией.

При разработке технологического процесса для единичного производства составляется маршрутная технология. На каждую деталь выписывается одна карта на одном или нескольких листах. Каждая строчка в карте соответствует операции. Для каждой операции указывается цех, где она выполняется, станок, количество одновременно обрабатываемых деталей, разряд работы и время обработки.

Маршрутная технология включает все технологические, контрольные и вспомогательные операции, выполняемые автоматически или вручную. Содержание операций устанавливают в зависимости от выбранного типа производства и темпа сборки. При построении маршрутной технологии нужно стремиться к одновременному выполнению (объединению) нескольких операций. Это обеспечивает сокращение цикла сборки и потребности в производственных площадях. Пои массовом производстве содержание операции должно быть таким, чтобы ее длительность была несколько меньше темпа сборки или кратна ему.

№ 8. Способы обработки металлов резанием и виды металлорежущего инструмента. (мальчики)

1. Точение (обточка). Выполняется, когда заготовка не слишком отличается размерами от нужной детали. Этот процесс может выполняться на таком оборудовании (станках): токарных, фрезерных, сверлильных, шлифовальных, долбежных, строгальных и т. д. Для этого резания используют резец токарного станка. Процесс происходит при большой скорости вращения детали, которую ей обеспечивает резец. Это движение называется «главным». А резец двигается медленно и поступательно, вдоль или поперек. Такой вид движения имеет название «движение подачи». Скорость резания определяется главным движением.

2. Сверление. Это методы обработки металлов резанием, где название говорит само за себя. Происходит на любом станке, где есть сверло. Заготовка зажимается прочно в тисках, а сверло вращается медленными поступательными движениями по одной прямой. В результате, в детали появляется отверстие с диаметром равным размеру сверла.

3. Фрезерование. Такие способы обработки металлов резанием могут выполняться лишь на специальных столах-станках – горизонтально-фрезерных. Главным инструментом станочника выполняющего фрезерную обработку металла, которое и совершает главное движение, является фреза. Движение подачи производит в продольном направлении заготовка, оно происходит под прямым углом относительно движению станка. Будущую деталь крепко зажимают на столе, и все время она остается неподвижной.

4. Строгание. Происходит на поперечном строгательном оборудовании, станках. Обработка заготовки происходит резцом, выполняющим медленные движения по заданному направлению и обратно. Главное движение принадлежит инструменту — немного изогнутому резцу. Движение подачи совершает заготовка, при чем, оно не сплошное, а прерывистое. Направление последнего движения прямо перпендикулярно главному. В этом виде станков движение резания высчитывается путем сложения рабочего и холостого ходов.

5. Шлифование. Мероприятие выполняется при помощи шлифовального круга на кругло шлифовальных станках. Режущий круг делает вращательные движения, а заготовка получает прямолинейную и круговую подачу, но если вытачивается деталь цилиндрической формы. Когда предметом обработки есть плоская поверхность, то заготовка получает подачу лишь в прямом направлении.

Металлорежущий инструмент, виды его условно причисляют к: ручному; станочному.

Группа металлорежущего инструмента, которым можно работать, не пристраивая его на оборудование, классифицируется, как ручной. Так пользуются: зубилом; ручной ножовкой; шаберами; напильниками; надфилями; метчиками; плашками (лерками).

Под определение металлорежущие, попадают следующие станки: сверлильные; токарные; револьверные; расточные; координатно-расточные; фрезерные; строгальные.

Резцы являются исполнительным средством для станков: токарного; строгального; долбежного; расточного; токарно-револьверного; карусельного. При помощи резцов: оформляют и растачивают отверстия; обрабатывают поверхности усложненные и абсолютно ровные;прорезают канавки.

Фрезы размещают на фрезерных станках. Они имеют много остро заточенных лезвий и вращаясь, выполняют: операции с самыми разными плоскостями; резку заготовок.

Протяжки. Инструмент имеет множество режущих кромок, приспособлен для эксплуатации на протяжном станке. Его посредством обрабатываются: отверстия, проходящие насквозь; наружные поверхности.

Инструментам образующий и обрабатывающий отверстия представлен: развертками; сверлами; цековками; зенкерами; расточными пластинами; зенковками; комбинированным инструментом.

Зуборезным инструментом нарезают и обрабатывают: зубчатые колеса; червяки; зубчатые рейки. В эту группу входят: лерки (плашки); метчики; резцы резьбовые; фрезы.

Абразивным инструментом выполняется: шлифование; полирование; затачивание. Перечень состоит из: головок хонинговальных; кругов для шлифования; наждачных полотен; брусков.

№ 9. Сходящаяся система сил. Уравнения равновесия сходящейся системы сил.

Сходящимися называются силы, линии действия которых пересекаются в одной точке. Равнодействующая сходящихся сил равна геометрической сумме этих сил и приложена в точке их пересечения . Равнодействующая может быть найдена геометрич. способом – построением силового (векторного) многоугольника или аналитич. способом, проектируя силы на оси координат. Проекции силы на оси координат (для плоской сист.):F_x=F×cosa; F_y=F×cosb=F×sina; проекция >0, если направление составляющей силы совпадает с направл. оси. Модуль силы: ; направляющие косинусы: разложение силы на составляющие: , где – орт (единичный вектор) соответствующей оси.

Для пространственной системы: ,

F_x=Fcosa; F_y=Fcosb; F_z=Fcosg; ; .

Проекции равнодействующей системы сходящихся сил на координатные оси равна алгебраическим суммам проекций этих сил на соответствующие оси: R_x=åF_ix; R_y=åF_iy; R_z=åF_iz; .

Условия равновесия сист. сходящихся сил: геометрическое:

аналитические: åF_ix=0; åF_iy=0; åF_iz=0. Теорема о трех непараллельных силах: Если под действием трех сил тело находится в равновесии и линии действия двух сил пересекаются, то все силы лежат в одной плоскости и их линии действия пересекаются в одной точке.

Для системы сходящихся сил (линии действия которых пересекаются в одной точке) можно написать три уравнения для пространственной системы:

∑x_i =0; ∑y_{i =0}; ∑z_i =0. И два уравнения для плоской системы: ∑x_i =0; ∑y_{i =0}.

№ 10. Произвольная система сил. Уравнения равновесия произвольной плоской и пространственной системы сил.

Произвольной плоской системой сил называется совокупность сил, линии действия которых находятся в одной плоскости.

Главным вектором системы сил называется вектор, равный векторной сумме этих сил: R = ΣF_k.

Главным моментомсистемы сил относительно точки O тела, называется вектор, равный векторной сумме моментов всех сил системы относительно этой точки: M_o = ΣM_o(F_k).

В результате останутся следующие три аналитические условия равновесия:

№ 11. Виды трения (скольжения и качения). Коэффициент трения. Трение в поступательных и вращательных кинематических парах. Определение сил и моментов сил трения.

При перемещении одного тела (звена механизма) относительно находящегося с ним в контакте другого тела (звена) в месте их контакта возникает сила, сопротивляющаяся перемещению, – сила трения F.

Выделяют три вида сил трения: трение скольжения, трение качения и трение покоя.

Сила трения скольжения возникает, когда одно тело перемещается по поверхности другого. Чем больше вес тела, и чем больше коэффициент трения между данными поверхностями (коэффициент зависит от материала, из которого сделаны поверхности), тем больше сила трения скольжения. Сила трения скольжения, как и сила трения покоя, направлена в сторону, противоположную приложенному воздействию. Трение скольжения проявляется при наличии движения тела, и оно значительно меньше трения покоя: μск < μ0

Сила трения качения возникает, когда по поверхности одного тела, перекатывается другое, обычно круглой формы. Например, катятся колеса транспортных средств на дороге, перевернутая на бок бочка с пригорка, шарик по полу. Сила трения качения намного меньше силы трения скольжения. Чем тверже поверхность, тем меньше сила трения качения. Трение качения проявляется в том случае, когда тело катится по опоре, и оно значительно меньше трения скольжения: μкач << μск. Сила трения качения зависит от радиуса катящегося предмета.

Коэффициент трения: μFн= Fс; μGcos(α)=Gsin(α); μ=tg(α).

Величину коэффициента трения в поступательной кинематической паре можно определить с помощью так называемого закона Кулона, в соответствии с которым величина силы трения F прямо пропорциональна нормальной силе N между соприкасающимися звеньями. Векторная сумма сил и равна полной силе реакций в кинематической паре: .

Вращательные кинематические пары, образуемые цапфами валов и их опорами, широко распространены в машиностроении. Цапфами называются части валов и осей, посредством которых они опираются на подшипники. Трение цапф в подшипниках удобно оценивать величиной момента сил трения скольжения относительно оси вращения:

Мтр=Fтр * r (радиус круга трения).

F{тр} (сила трения) = k (коэффициент трения)*N (сила реакции опоры).

M (момент силы) = F * d, где d – плечо силы (это длина перпендикуляра из некоторой вымышленной точки О к силе).

№ 12. Оси и валы. Их назначение и конструктивные виды. Виды расчетов осей и валов.

Валы – детали, предназначенные для передачи крутящего момента вдоль своей оси и для поддержания вращающихся деталей машин. Валы вращаются в подшипниках.

По назначению валы делят на: валы передач – несущие детали передач (зубчатые колеса, шкивы и т.д.); коренные валы – несущие кроме деталей передач рабочие органы машин двигателей или орудий – колеса или диски турбин, кривошипы.

По форме геометрической оси различают валы: прямые (наиболее распространенные); коленчатые - преобразуют возвратно-поступательное движение (например, поршней в автомобилей) во вращательное (коленчатого вала) или наоборот; гибкие - с изменяющейся осью вращения.

Также валы бывают сплошные и полые. Полые валы применяют обычно, когда через нужно пропустить другую деталь. Такие валы меньше по массе, чем сплошные, но они более сложны в изготовлении.

Оси – детали, предназначенные только для поддержания вращающихся деталей, они не передают крутящего момента. В отличие от валов, которые всегда вращаются, оси бывают: вращающиеся; неподвижные.

Основные материалы – углеродистые и легированные стали. Валы и оси рассчитывают на прочность, жесткость и виброустойчивость.

Методом оценки прочности осей и валов является сравнение расчетных напряжений с допускаемыми по следующим условиям прочности: , где , — возникающие (расчетные) напряжения изгиба и кручения в опасном сечении вала, оси; и – допускаемые напряжения на изгиб и на кручение.

Параметрами, харак­теризующими изгибную жесткость валов и осей, являются прогиб вала f и угол наклона , а также угол закручивания

Условие для обеспечения в процессе эксплуатации требуемой жестко­сти на изгиб: , где f — действительный прогиб вала (оси), определяемый по формуле (сначала определяется максималь­ный прогиб в плоскости (Y)- f_y, затем в плоскости (Z) - f_z, после чего эти прогибы векторно суммируются); [f]— допускаемый прогиб (табл. 18); и — действительный и допускаемый углы наклона.

Для большинства быстроходных валов причинами, вызывающими колебания являются силы от неуравновешенных масс деталей. При совпадении или кратности частоты возмущающей силы и частоты собственных колебаний вала наступает явление резонанса, при котором амплитуда колебаний вала резко возрастает и может достигнуть опасных значений. Соответствующие резонансу угловую скорость (ω) и частоту вращения (n) называют критическими (ωкр, nкр).

Для отсутствия явления резонанса скорость вращения оси или вала при установившемся движении должна быть меньше или больше критической скорости.

,где Y – прогиб вала от действия веса установленных на нем деталей.

№ 13. Конические зубчатые передачи. Устройство, назначение и область применения. Достоинства и недостатки. Силы, действующие в конической зубчатой передаче. Расчет на контактную прочность.

Зубчатая передача — это механизм или часть механизма механической передачи, в состав которого входят зубчатые колёса. Конические зубчатые передачи применяют для передачи энергии между пересекающимися осями валов.

Применяют во всех отраслях машиностроения, где по условиям компоновки машины необходимо передать движение между пересекающимися осями валов. Конические передачи сложнее цилиндрических, требуют периодической регулировки. Для нарезания зубчатых конических колес необходим специальный инструмент. В сравнении с цилиндрическими конические передачи имеют большую массу и габарит, сложнее в монтаже. Кроме того, одно из конических колёс, как правило шестерня, располагается консольно. При этом, вследствие повышенной деформации консольного вала, увеличиваются неравномерность распределения нагрузки по ширине зубчатого венца и шум. Конические колёса бывают с прямыми и круговыми зубьями.

Силы в зацеплении определяют по размерам в среднем сечении зуба шестерни. На шестерню конической прямозубой передачи действуют три силы: окружная , радиальная , осевая

Прочностной расчет конической передачи основан на допущении, что несущая способность зубьев конического колеса такая же как у эквивалентного цилиндрического. Эквивалентным колесом называется такое цилиндрическое колесо, у которого делительный диаметр и модуль равны делительному диаметру и модулю в среднем нормальном сечении реального конического колеса.

Межосевое расстояние эквивалентной передачи

Передаточное число эквивалентной передачи

Момент на эквивалентном колесе:

№ 14. Цепные передачи. Устройство, область применения и основные параметры. Конструкции звездочек и приводных цепей.

Цепная передача относится к передачам зацеплением с гибкой связью. Цепные передачи применяют в станках, транспортных, сельскохозяйственных и других машинах для передачи движения между параллельными валами, расположенными на значительном расстоянии, когда зубчатые передачи непригодны, а ременные ненадежны. Наибольшее применение получили цепные передачи мощностью до 120 кВт при окружных скоростях до 15м/с. Она состоит из ведущей и ведомой звездочек и огибаемой их приводной цепи.

Достоинства цепных передач

1. Передача движения зацеплением, а не трением позволяет передавать большие мощности, чем с помощью ремня;

2. Практически не требуется натяжение цепи, следовательно, уменьшается нагрузка на валы и опоры;

3. Отсутствие скольжения и буксования обеспечивает постоянство среднего передаточного отношения;

4. Цепи могут устойчиво работать при меньших межосевых расстояниях и обеспечить большее передаточное отношение, чем ремённая передача;

5. Цепные передачи хорошо работают в условиях частых пусков и торможений;

6. Цепные передачи имеют высокий КПД.

Недостатки цепных передач

1. Износ цепи при недостаточной смазке и плохой защите от грязи;

2. Сложный уход за передачей;

3. Повышенная вибрация и шум;

4. По сравнению с зубчатыми передачами повышенная неравномерность

движения;

5. Удлинение цепи в результате износа шарниров и сход цепи со звёздочек.

Главный элемент цепной передачи – приводная цепь, которая состоит из соединенных шарнирами звеньев.

Основными типами приводных цепей являются втулочные, роликовые и зубчатые, которые стандартизованы и изготовляются специализированными заводами.

В зависимости от передаваемой мощности втулочные и роликовые цепи изготовляют однорядными и многорядными с числом рядов 2…4.

Роликовые цепи состоят из двух рядов наружных и внутренних пластин. В наружные пластины запрессованы валики, пропущенные через втулки, на которые запрессованы внутренние пластины. Валики и втулки образуют шарниры. На втулки свободно надеты закаленные ролики. Зацепление цепи со звездочкой происходит через ролик, который перекатывается по зубу и уменьшает его износ. Кроме того, ролик выравнивает давление зуба на втулку и предохраняет ее от изнашивания. Роликовые цепи имеют широкое распространение.

Втулочные цепи по конструкции аналогичны предыдущим, но не имеют роликов, что удешевляет цепь, уменьшает ее массу, но увеличивает износ. Втулочные цепи применяют в неответственных передачах.

Зубчатые цепи состоят из набора пластин зубообразной формы, шарнирно соединенных между собой. Число пластин определяет ширина цепи В, которая зависит от передаваемой мощности. Рабочими гранями пластин являются плоскости зубьев, расположенные под углом 60, которыми каждое звено цепи садится на два зуба звездочки. Благодаря этой особенности зубчатые цепи обладают минимально возможным шагом и поэтому допускают более высокие скорости. Для устранения бокового спадания цепи со звездочки применяют направляющие пластины, расположенные по середине цепи или по бокам ее. Зубчатые цепи по сравнению с другими работают более плавно, с меньшим шумом, лучше воспринимают ударную нагрузку, но тяжелее и дороже.

Цепи должны быть износостойкими и прочными. Их изготавливают из сталей 50, 40Х.

Звездочки по конструкции отличаются от зубчатых колес только профилем зубьев. Для увеличения долговечности цепной передачи по возможности принимают большее число зубьев меньшей звездочки. При большем числе зубьев большее число звеньев находится в зацеплении. Это повышает плавность передачи, уменьшает износ цепи. Однако при большом числе зубьев даже у мало изношенной цепи в результате радиального сползания по профилю зубьев цепь соскакивает со звездочки. Поэтому максимальное число зубьев большой звездочки ограничено: для втулочной цепи ,для роликовой ,для зубчатой .Число зубьев малой звездочки z1 принимают из условия обеспечения плавности работы и минимальных габаритов. Для роликовых и втулочных цепей .

Передаточное число цепной передачи:
Материал звездочек должен быть износостойким и хорошо сопротивляться ударным нагрузкам.

№ 15. Способы распространения тепла и виды теплообмена. Классификация теплообменных аппаратов.

Теплообменом называется перенос тепла от одних тел к другим или одних частей тела к другим, вызываемый разностью температур. Процесс теплообмена – это сложный процесс, он связан с конвективной и молекулярной диффузией и определяется законами аэродинамики, газодинамики, термодинамики, передачи энергии в форме теплоты, передачи лучистой энергии и превращением ее в теплоту и наоборот.

Теплообмен характеризуется выравниванием температуры и осуществляется тремя способами: теплопроводностью, конвекцией, излучением.

Теплопроводность – это передача тепла молекулярной диффузией, т.е. перенос тепловой энергии осуществляется от частиц обладающих большей энергией к частицам с меньшей энергией. Теплопроводность наблюдается только в твердых телах и неподвижных слоях жидкости или газа.

Конвекция – передача тепла потоками жидкости или газа из одной области пространства в другую. Конвекция бывает свободной и вынужденной.

Свободная конвенция возникает из-за разности плотностей нагретой и холодной среды. При вынужденной конвенции движущиеся потоки создаются принудительно – компрессором, вентилятором и т.д.

Конвекция сопровождается переносом тепла теплопроводностью в пограничных слоях. Совместный процесс конвекции и теплопроводности называется конвективным теплообменом.

Излучение – это передача тепловой энергии путем электромагнитных колебаний. Процесс передачи тепла излучением можно условно разделить на 3 этапа: 1. Преобразование внутренней энергии системы в энергию электромагнитных волн; 2. Распространение этих волн в среде, разделяющей источник и приемник. 3.Реакция приемника на излучение.

В реальных условиях названные способы переноса тепла протекают одновременно: такое физическое явление называется сложным теплообменом. Его закономерности могут быть установлены на основе закономерностей простых видов теплообмена.

Два вида теплообмена между телами — конвективный и лучистый.

Конвекцией называется процесс распространения теплоты путем перемещения жидкости или газа в пространстве из области с одной температурой в область с другой. Конвекция в отличие от распространения теплоты теплопроводностью может происходить только в жидкостях и газах и обусловливается перемещением самой среды. Конвекция всегда сопровождается теплопроводностью, поскольку при перемещении жидкости или газа отдельные части тела, имеющие разные температуры, всегда соприкасаются.

При лучистом теплообмене происходит двойное превращение энергии. Внутренняя энергия излучающего тела сначала переходит в лучистую, т.е. в энергию, переносимую излучением, а затем лучистая энергия распространяется в пространстве, пока не встретит непрозрачное тело, которое полностью или частично поглотит эту лучистую энергию. При этом происходит преобразование лучистой энергии во внутреннюю энергию поглощающего тела.

Теплообменные аппараты – устройства, в которых осуществляется процесс передачи теплоты от одного теплоносителя к другому. По принципу действия теплообменные аппараты (теплообменники) разделяются на рекуперативные, регенеративные и смесительные.

В рекуперативных теплообменниках горячая и холодная среда протекают одновременно и теплота передается через разделяющую их стенку (котлы, подогреватели, испарители, конденсаторы и др.). В регенеративных теплообменниках одна и та же поверхность нагрева через определенные промежутки времени омывается то горячим, то холодным теплоносителем. В период контакта стенки с горячим теплоносителем стенка нагревается, а в период подачи холодной среды охлаждается, нагревая среду за счет аккумулированной теплоты. К таким аппаратам относятся воздухоподогреватели газотурбинных установок, мартеновских и доменных печей.

Смесительные теплообменники предназначены для осуществления тепло- и массообмеиных процессов при непосредственном контакте теплоносителей. К таким теплообменникам относятся оросительные полые, иасадочиые и барботажные аппараты. Наибольшее применение в промышленности находят рекуперативные теплообменники, которые по взаимному направлению движения теплоносителей разделяют на прямоточные, противоточные, с перекрестным и смешанным током.

По принципу взаимодействия теплоносителей различают системы: жидкость-жидкость, пар- жидкость, газ-жидкость, пар- пар, пар- газ и газ- газ. По конструктивным признакам рекуперативные теплообменники подразделяются на змеевиковые, трубчатые, труба в трубе, кожухо-трубчатые, спиральные, пластинчатые и специальные. Наиболее доступными и распространенными теплоносителями, применяемыми в теплообменниках, являются вода, водяной пар, воздух, дымовые газы. В ряде случаев более эффективными оказываются кремнийорганическне, жидкометаллические и другие высокотемпературные теплоносители.

№ 16. Характеристика и области применения двигателей внутреннего сгорания. Классификация ДВС. Рабочий процесс в двигателях внутреннего сгорания.

Двигатель внутреннего сгорания – двигатель, в котором топливо сгорает непосредственно в рабочей камере (внутри) двигателя. ДВС преобразует тепловую энергию от сгорания топлива в механическую работу.

По сравнению с двигателями внешнего сгорания ДВС: не имеет дополнительных элементов теплопередачи – топливо, сгорая, само образует рабочее тело; компактнее, так как не имеет целого ряда дополнительных агрегатов; легче; экономичнее; потребляет газообразное или жидкое топливо, обладающее весьма жёстко заданными параметрами (испаряемостью, температурой вспышки паров, плотностью, теплотой сгорания, октановым или цетановым числом), так как от этих свойств зависит сама работоспособность ДВС.

Применение двигателей внутреннего сгорания чрезвычайно разнообразно. Они приводят в движение самолеты, теплоходы, автомобили, тракторы, тепловозы. Мощные двигатели внутреннего сгорания устанавливают на речных и морских судах.

Типы ДВС

Поршневые двигатели – камера сгорания содержится в цилиндре, тепловая энергия превращается в механическую с помощью кривошипно-шатунного механизма.

Газовая турбина – преобразование энергии осуществляется ротором с клиновидными лопат