Тема 1. Металургія

Вступ

Ремонт машин нерозривно зв’язаний із розвитком технології машинобудування. Величезний внесок у створення вчення про ремонт машин внесли радянські вчені В.В. Ефремов, К.Т. Кошкін, І.С. Левітский, І.Є. Ульман та ін. Теоретичні дослідження в галузі підвищення надійності і довговічності маши, вивчення процесів тертя й зношування проведені вченими М.М Хрущовим, Б.І. Костецьким, В.Д. Кузнєцовим та ін. Великий внесок у формування сучаснтх наукових знань про теорію гідродинамічного тертя і змащення внесли російські вчені.А. Чаплигін, Н.П. Петров. Н.Є. Жуковський. Винаходи і відкриття, на яких бакзується технологія ремонту машин, також належить вітчизняним вченим і інженерам – Н.Г. Славянову, Є.О. Платону, Б.Р. Лазаренко та ін.

Дисципліна «Ремонт машин та обладнання» - це вченя про проектування технологічних процесів ремонту тракторів, автомобілів, сільськогосподарських машин та обладнання і ремонтно- механічних підприємств із заданими якісними і техніко-економічними характеристиками. Під час ремонту машин необхідно забезпечити високу якість продукції, що випускається, (надійність, довговічність, працездатність) при мінімальній собівартості.

Ремонт машин базується на передових досягненнях вітчизняної і закордонної науки і виробничої практики. Вивчення питань організації і технології ремонту машин тісно пов’язане з іншими дисциплінами:,,Трактори і автомобілі», «Сільськогосподакрські машини», «Технологія матеріалів», «Опір матеріалів», «Машинобудівельне креслення», «Паливо-мастильні матеріали», «Експлуатація СГМ», «Організація, планування і керування с.г. виробництвом» та ін.

У зв’язку з підвищенням якості ремонту, ресурсу відремонтованої техніки й ефективності ремонтного виробництва визначились головні напрямки розвитку ремонту машин.

1. Поліпшення експлуатаційних властивостей відремонтованої техніки (надійності, довговічності, безвідмовності в роботі і т.п.) досягається застосуванням технологічних методів відновлення зношених деталей (наплавлення порошковим дротом, наплавлення з комбінованим захистом розплавленого металу або з подальшою електро- і теромеханічною обробкою, електолітичне нарощування металами і сплавами на нестаціонарних режимах, електрофізичні методи нарощування і зміцнення і т.п.), що підвищують їхню зносостійкість й інші характеристики. Важливу роль при цьому відіграють підготовчі прцеси ремонтного виробництва (очищення, мийка і знежирення деталей і вузлів). Якісне виконання цих операцій сприяє експлуатаційних властивостей відновленних деталей, наприклад, поліпшує зчуплюваність металізованих, гальванічних покриттів і наплавленого металу з деталлю. Підвищенню надійності і довговічності машин сприяють точність складання з’єднаннь, вузлів і агрегатів, а також якість й випробування окремих агрегатів і машин в цілому.

2. Впровадження у виробництво прогресивних методів відновлення зношених деталей; це дозволяє підвищити продуктивність технологічних процесів відновлення,якість відновленних деталей, ефективність виробництва та ін.

3. Автома тизація і комплексна механізація сучасних технологічних процесів ремонту: застосування автоматичних і потокових механізованих ліній, ділянок відновлення деталей і складання агрегатів (вузлів, машин); автоматичне керування операціями і технологічними процесами (наприклад, регулювання режимів гальванопокриттів, наплавлення і т.п.); механізація трудомістких ручних процесів, особливо при мийці, очищенні, розбиранні і складанні агрегатів і машин.

4. Організація централізованого відновлення деталей (спеціалізація), що дозволяє застосовувати найбільш раціональні методи ремонту.

5. Удосконалювання технологічної підготовки виробництва (застосування ЕОМ при розробці технологічних процесів ремонту машин; використання типових технологічних процесів і т.п.).

Застосування прогресивної технології й організації ремонту машин дозволяє значно знизити витрати на одиницб продукції, підвищити якість відремонтованої техніки.

2. Характеристика процесів, які змінюють технічний стан машин

Теорія ремонту машин базується на багатьох теоріях та вченнях, таких як:

- теорія тертя та зносу;

- теорія міцності;

- теорія старіння;

- теорія втомленості металів;

- теорія надійності;

- матеріалознавство;

- вчення про визначення граничних станів деталей машин, та ін.

При експлуатації машин їх технічний стан обов’язково змінюється, бо відбуваються рйнівні процеси. Вони викликають у деталях пошкодження та руйнування, в результаті яких відбувається часткова втрата фізико-механічних властивостей і, відповідно, неможливість виконання деталлю заданих функцій.

До шкідливих процесів відносяться:

а) знос робочих поверхонь деталей внаслідок тертя;

б) руйнування і пошкодження деталей під впливом різних навантажень: пластичне деформування, злам, втомлюваність металів, теплове та електроерозійне руйнування, а також руйнування під впливом хімічно активних середовищ, хімічна і електохімічна корозія;

в) втрата деталями фізико-механічних властивостей, таких як втрата пружності пружин, розмагнічування статорів електричних двигунів та ін.

На жаль, повністю виключити шкідливі процеси практично не можливо, але сповільнити їх дію можна за рахунок проведення технічного юбслуговування і планових ремонтів у процесі експлуатації. Однак, незважаючи на проведення цих заходів, працездатність машин з часом знижується до такого стану, що подальша експлуатація їх стає неможливою або економічно недоцільною. У такому випадку машина підлягає капітальному ремонту або списанню після неодноразового капітального ремонту.

3. Головні положення теорії зношування (ГОСТ 27.674-88)

Основною причиною відмов деталей машин є їх зношування. Воно визначається, як процес руйнування та відділення матеріалу з поверхні твердого тіла та накопичення залишкових деформацій під час тертя, що виявляється у поступовій зміні розмірів та (або) форми тіла.

Знос – результат зношування, який виявляється або в лінійних величинах (маси), або в одиницях об’єму.

Зношування оцінюється:

- величиною зносу;

- швидкістю зношування;

- інтенсивністю зношування;

- зносостійкістю.

Що стосується величини зносу, то вона може бути визначена в лінійних одиницях (мм, мкм), одиницях маси(г), або об’єму (мм³, см³, м³).

Швидкість зношування – це відношення величини зносу до часу, за який він виник (в основному, протягом години, мкм/г, г/г, мм³/г).

Інтенсивність зношування – це відношення величини зносу до обумовленого шляху, на якому відбувалося зношування або до обєму виконаної роботи (мкм/1000м; г/км; мм³/м³).

Зносостійкість – це властивість матеріалу чинити опір зношуванню в певних умовах тертя. Вона оцінюється величиною звортної швидкості або інтенсивності зношування.

Відносна зносостійкість – відношення зносостійкості випробуваного матеріалу до зносостійкості матеріалу, прийнятого за еталон, при їх випробуванні в однакових умовах.

Зношування залежить від ряду факторів, в тому числі і від умов тертя.

Зовнішнє тертя – це явище опору відносному переміщенню, яке виникає між двома тілами в зонах зіткнення поверхонь по дотичним до них.

Внутрішнє тертя – захоплює весь об’єм тіла, яке деформується і зумовлене зміною форми всього об’єму.

Вперше у 1699 році закон тертя був описаний французьким фізиком А. Амонтом, хоча до цього в 1508 р. Цей закон був установлений1 ще Леонардо да Вінчі: ,

де F – сила тертя; f – коефіцієнт тертя; (f = 0,25 по Леонардо да Вінчі, f = 0,3 по А Амонтову); N – нормальна сила.

У 1778 роцітбуло відкрито подвійну природу тертя французьким фізиком Ш. Кулоном (атомно-молекулярне вченя).

,

де А – константа, яка характеризує здібність тіл до взаємного зчеплення (адгезії) і не залежить від навантаження.

Сучасне поняття процесу тертя пов’язане з дією різних видів взаємодій, механічних, фізичних, хімічних, електричних та інших процесів, які виникають при контакті і відносному переміщенні тіл. Тобто сила тертя є функція процесів, що виникають від дії нормальної сили N, швидкості відносного переміщення V і вектора С умов тертя (матеріалу, змащувального середовища, якості поверхонь та ін).

.

Енергія тертя дорівнює:

,

де А – робота загального тертя; Q – теплота; ΔЕ – поглинання енергії.

Відношення поглинутої енергії до роботи загального тертя залежить від умов тертя:

.

Види тертя класифікуються за трьома ознаками:

1) за наявності руху;

2) за характером відносного руху;

3) за наявності змащення.

У свою чергу, за наявності руху, тертя класифікують:

За відносним рухом

Тертя покою – це тертя двох тіл при мікрозміщеннях без переходу до відносного руху.

Тертя руху – тертя двох тіл, які знаходяться у відносному русі.

За характером відносного руху

Тертя ковзання – при якому швидкості тіл у точці контакту різні за величиноюта напрямком, або тільки за величиною, або тільки за напрямком.

Тертя кочення – при якому швидкість двох тіл у точках контакту однакова за величиною та напрямком.

Тертя коченняя з ковзанням – це тертя руху двох дотичних тіл при одночасному терті кочення і ковзання в зоні контакту (зубчасті колеса).

За наявністю змащення

Сухе – без змащування (гусеничні ланки);

Граничне – з незначним шаром мастила до 0,1 мкм, який має властивості, відмінні від властивостей рідини при рідинному змащуванні (зупинка, пуск).

Рідинне – явище опору відносному переміщенню, що виникає між двома тілами, які роз’єднані шаром мастила і в якому проявляються об’ємні властивості.

При рідинному терті є умови для гідродинамічного контакту і сила тертя по Н.П. Петрову дорівнює:

,

де ν – абсолютна густина мастила; V – відносна швидкість переміщення поверхонь; S – площа поверхонь, що контактують; h – товщина шару мастил.

• Вступ. Завдання і значення дисципліни. Роль технології і забезпечення якості продукції й економічної ефективності в машинобудуванні. Завдання створення маловідходних і ресурсозберігаючих технологій.

• Властивості і будова конструкційних матеріалів. Конструкційні матеріали, їхня класифікація і вимоги запропоновані до них. Основні фізичні, механічні, експлуатаційні і технологічні властивості металів. Залежність властивостей матеріалів від їх будови. Атомно-кристалічна будова металів. Поліморфізм металів. Залежність властивостей вуглецевих сталей від вмісту вуглецю, постійних, корисних і шкідливих домішок. Класифікація сталей за призначенням, хімічному складу і якості. Маркірування сталей і чавунів. Класифікація і маркірування сплавів кольорових металів.

• Основи металургійного виробництва. Короткі відомості про розвиток металургії. Структура металургійного виробництва. Виробництво металів. Виробництво чавуну. Основні фізико-хімічні процеси в металургійному виробництві. Виробництво сталі в мартенівських печах, кисневих конвертерах і електропічах. Розливання стали. Процес прямого відновлення заліза з руди. Виробництво міді, алюмінію, магнію і титана. Способи підвищення якості металів і техніко-економічні показники в металургійному виробництві. Перспективи розвитку металургійного виробництва. Питання охорони навколишнього середовища.

• Література [1, с. 3-5, 2, с. 2-5,]. [1, с. 4-8,2, с. 5-10,3, с. 3-14 ].[1,с. 25-27 1, с. 21-66, 2, с. 20-39, 3, с. 23-28 1, с. 66-99, 2, с. 39-48, 3, с. 28-39].

Дата добавления: 2014-01-05