未分类 – 济南海马机械设计有限公司 http://www.jnjxsj.com 非标机械设计 Wed, 28 Dec 2022 01:53:25 +0000 zh-CN hourly 1 https://wordpress.org/?v=5.2.2 30条口诀,全部记下就是高级电气工程师! http://www.jnjxsj.com/30%e6%9d%a1%e5%8f%a3%e8%af%80%ef%bc%8c%e5%85%a8%e9%83%a8%e8%ae%b0%e4%b8%8b%e5%b0%b1%e6%98%af%e9%ab%98%e7%ba%a7%e7%94%b5%e6%b0%94%e5%b7%a5%e7%a8%8b%e5%b8%88%ef%bc%81/ Wed, 28 Dec 2022 01:53:25 +0000 http://www.jnjxsj.com/?p=3473 口诀(一)

简便估算导线载流量:

十下五,百上二,二五三五四三界,七零九五两倍半,温度八九折,铜材升级算。

解释:10mm2以下的铝导线载流量按5A/mm2计算;100mm2以上的铝导线载流量按2A/平方毫米计算;25mm2的铝导线载流量按4A/mm2计算;35mm2的铝导线载流量按3A/mm2计算;70mm2、95mm2的铝导线载流量按2.5A/mm2计算;“铜材升级算”:例如计算120mm2的铜导线载流量,可以选用150mm2的铝导线,求铝导线的载流量;受温度影响,最后还要乘以0.8或0.9(依地理位置)。

口诀(二)

已知变压器容量,求其电压等级侧额定电流。

说明:适用于任何电压等级。

口诀:容量除以电压值,其商乘六除以十。

例子:视在电流I=视在功率S/1.732*10KV=1000KVA/1.732*10KV=57.736A

估算I=1000KVA/10KV*6/10=60A

口诀(三)

粗略校验低压单相电能表准确度的办法:

百瓦灯泡接一只,合上开关再计时。
计时同时数转数,记录六分转数值。
电表表盘有一数,千瓦小时盘转数。
该值缩小一百倍,大致等于记录数。

图片

口诀(四)

已知三相电动机容量,求其额定电流。

口诀:容量除以千伏数,商乘系数点七六。

已知三相二百二电机,千瓦三点五安培。

1KW÷0.22KV*0.76≈1A

已知高压三千伏电机,四个千瓦一安培。

4KW÷3KV*0.76≈1A

注:口诀适用于任何电压等级的三相电动机额定电流计算。口诀使用时,容量单位为kW,电压单位为kV,电流单位为A。

口诀(五)

测知电力变压器二次侧电流,求算其所载负荷容量:

已知配变二次压,测得电流求千瓦。
电压等级四百伏,一安零点六千瓦。
电压等级三千伏,一安四点五千瓦。
电压等级六千伏,一安整数九千瓦。
电压等级十千伏,一安一十五千瓦。
电压等级三万五,一安五十五千瓦。

口诀(六)

已知小型380V三相笼型电动机容量,求其供电设备最小容量、负荷开关、保护熔体电流值。

直接起动电动机,容量不超十千瓦;

六倍千瓦选开关,五倍千瓦配熔体。

供电设备千伏安,需大三倍千瓦数。

说明:口诀所述的电动机,是小型380V鼠笼型三相电动机,电动机起动电流很大,一般是额定电流的4-7倍。用负荷开关直接起动的电动机容量最大不应超过10kW,一般以4.5kW以下为宜,且开启式负荷开关(胶盖瓷底隔离开关)一般用于5.5kW及以下的小容量电动机作不频繁的直接起动;封闭式负荷开关(铁壳开关)一般用10kW以下的电动机作不频繁的直接起动。负荷开关均由简易隔离开关闸刀和熔断器或熔体组成,选择额定功率的6倍开关为宜;为了避免电动机起动时的大电流,应当选择额定功率的5倍的熔断器为宜,即额定电流(A);作短路保护的熔体额定电流(A)。最后还要选择适当的电源,电源的输出功率应不小于3倍的额定功率。

口诀(七)

测知无铭牌380V单相焊接变压器的空载电流,求算其额定容量。

口诀:三百八焊机容量,空载电流乘以五。

单相交流焊接变压器实际上是一种特殊用途的降压变压器,与普通变压器相比,其基本工作原理大致相同。为满足焊接工艺的要求,焊接变压器在短路状态下工作,要求在焊接时具有一定的引弧电压。当焊接电流增大时,输出电压急剧下降。根据P=UI(功率一定,电压与电流成反比)。当电压降到零时(即二次侧短路),二次侧电流也不致过大等等,即焊接变压器具有陡降的外特性,焊接变压器的陡降外特性是靠电抗线圈产生的压降而获得的。空载时,由于无焊接电流通过,电抗线圈不产生压降,此时空载电压等于二次电压,也就是说焊接变压器空载时与普通变压器空载时相同。变压器的空载电流一般约为额定电流的6%~8%(国家规定空载电流不应大于额定电流的10%)。

口诀(八)

判断交流电与直流电流:

电笔判断交直流,交流明亮直流暗,

交流氖管通身亮,直流氖管亮一端。

说明:判别交、直流电时,最好在“两电”之间作比较,这样就很明显。测交流电时氖管两端同时发亮,测直流电时氖管里只有一端极发亮。

口诀(九)

巧用电笔进行低压核相:

判断两线相同异,两手各持一支笔,
两脚与地相绝缘,两笔各触一要线,
用眼观看一支笔,不亮同相亮为异。

说明:此项测试时,切记两脚与地必须绝缘。因为我国大部分是380/220V供电,且变压器普遍采用中性点直接接地,所以做测试时,人体与大地之间一定要绝缘,避免构成回路,以免误判断;测试时,两笔亮与不亮显示一样,故只看一支则可。

口诀(十)

巧用电笔判断直流电正负极:

电笔判断正负极,观察氖管要心细,
前端明亮是负极,后端明亮为正极。

说明:氖管的前端指验电笔笔尖一端,氖管后端指手握的一端,前端明亮为负极,反之为正极。测试时要注意:电源电压为110V及以上;若人与大地绝缘,一只手摸电源任一极,另一只手持测电笔,电笔金属头触及被测电源另一极,氖管前端极发亮,所测触的电源是负极;若是氖管的后端极发亮,所测触的电源是正极,这是根据直流单向流动和电子由负极向正极流动的原理。

口诀(十一)

巧用电笔判断直流电源有无接地,正负极接地的区别:

变电所直流系数,电笔触及不发亮;
若亮靠近笔尖端,正极有接地故障;
若亮靠近手指端,接地故障在负极。

说明:发电厂和变电所的直流系数,是对地绝缘的,人站在地上,用验电笔去触及正极或负极,氖管是不应当发亮的,如果发亮,则说明直流系统有接地现象;如果发亮的部位在靠近笔尖的一端,则是正极接地;如果发亮的部位在靠近手指的一端,则是负极接地。

口诀(十二)

巧用电笔判断380/220V三相三线制供电线路相线接地故障:

星形接法三相线,电笔触及两根亮,
剩余一根亮度弱,该相导线已接地;
若是几乎不见亮,金属接地的故障。

说明:电力变压器的二次侧一般都接成Y形,在中性点不接地的三相三线制系统中,用验电笔触及三根相线时,有两根通常稍亮,而另一根上的亮度要弱一些,则表示这根亮度弱的相线有接地现象,但还不太严重;如果两根很亮,而剩余一根几乎看不见亮,则是这根相线有金属接地故障。

口诀(十三)

对电动机配线的口诀:

2.5 加三,4 加四;6 后加六,25 五;1 2 0导线,配百数。

说明此口诀是对三相380伏电动机配线的。导线为铝芯绝缘线(或塑料线)穿管敷设。

先要了解一般电动机容量(千瓦)的排列:

0.8 1.1 1.5 2.2 3 4 5.5 7.5 1O 13 17 22 30 40 55 75 100

“2.5 加三”,表示2.5平方毫米的铝芯绝缘线穿管敷设,能配“2.5 加三”千瓦的电动机,即最大可配备5.5千瓦的电动机。

“4 加四”,是4平方毫米的铝芯绝缘线,穿管敷设,能配“4 加四”千瓦的电动机。即最大可配8千瓦(产品只有相近的7.5千瓦)的电动机。

“6 后加六”是说从6平方毫米开始,及以后都能配“加大六”千瓦的电动机。即6 平方毫米可配12千瓦,10平方毫米可配16千瓦,16平方毫米可配22千瓦。

“25 五”,是说从25平方毫米开始,加数由六改变为五了。即25平方毫米可配30千瓦,35平方毫米可配40千瓦,50平方毫米可配55千瓦,70平方毫米可配75千瓦。

“1 2 0 导线配百数”(读“百二导线配百数”)是说电动机大到100千瓦。导线截面便不是以“加大”的关系来配电动机,而是120平方毫米的导线反而只能配100千瓦的电动机了。

口诀(十四)

按功率计算电流

口诀:电力加倍,电热加半。单相千瓦,4.5安。单相380,电流两安半。

解释:电力专指电动机在380V三相时(功率0.8左右),电动机每千瓦的电流约为2安。即将“千瓦数加一倍”(乘2)就是电流(安)。这电流也称电动机的额定电流;电热是指用电阻加热的电阻炉等。三相380伏的电热设备,每千瓦的电流为1.5安.即将“千瓦数加一半”(乘1.5),就是电流(安);在380/220伏三相四线系统中,单相设备的两条线,一条接相线而另一条接零线的(如照明设备)为单相220伏用电设备。这种设备的功率大多为1KW,因此,口诀便直接说明“单相(每)千瓦4.5安”。计算时,只要“将千瓦数乘4.5”就是电流,安。同上面一样,它适用于所有以千瓦为单位的单相220伏用电设备,以及以千瓦为单位的电热及照明设备,而且也适用于220伏的直流;380/220伏三相四线系统中,单相设备的两条线都接到相线上,习惯上称为单相380伏用电设备(实际是接在两相线上)。这种设备当以千瓦为单位时,功率大多为1KW,口诀也直接说明“单相380,电流两安半”。它也包括以千瓦为单位的380伏单相设备。计算时只要“将千瓦乘2.5就是电流(安)。

口诀(十五)

导体电阻率

导体材料电阻率,欧姆毫方每一米,

长1米,截面积1平方毫米导体的电阻值,摄氏温度为20,

铜铝铁碳依次排,从小到大不用愁。

扩大万倍来记数,铜的最小一七五,

铝的数值二八三,整整一千纯铁数,

碳的数值算最大,足足十万无零头。

口诀(十六)

通电直导线和螺线管产生的磁场方向和电流方向:

导体通电生磁场,右手判断其方向,
伸手握住直导线,拇指指向流方向,
四指握成一个圈,指尖指向磁方向。
通电导线螺线管,形成磁场有南北,
南极S北极N,进行判断很简单,

右手握住螺线管,电流方向四指尖,
拇指一端即N极,你说方便不方便。

口诀(十七)

阻抗、电抗、感抗、容抗的关系:

电感阻流叫感抗,电容阻流叫容抗,

电感、电容相串联,感抗、容抗合电抗,
电阻、电感、电容相串联,电阻、电抗合阻抗,
三者各自为一边,依次排列勾、股、弦,
勾股定理可利用,已知两边求一边。

口诀(十八)

电容串并联的有关计算:

电容串联值下降,相当板距在加长,
各容倒数再求和,再求倒数总容量。
电容并联值增加,相当板面在增大,
并后容量很好求,各容数值来相加。
想起电阻串并联,电容计算正相反,
电容串联电阻并,电容并联电阻串。

说明:两个或两个以上电容器串联时,相当于绝缘距离加长,因为只有最靠两边的两块极板起作用,又因电容和距离成反比,距离增加,电容下降;两个或两个以上电容器并联时,相当于极板的面积增大了,又因电容和面积成正比,面积增加,电容增大。

口诀(十九)

感性负载电路中电流和电压的相位关系:

电源一通电压时,电流一时难通达,
切断电源电压断,电流一时难切断,
上述比喻较通俗,电压在前流在后,
两者相差电角度,最大数值九十度。

口诀(二十)

三相电源中线电流、相电流和线电压、相电压的定义

口诀:三相电压分相、线,火零为相,火火线,

三相电流分相、线,绕组为相,火线线。

对于三相电源,输出电压和电流都有相和线之分,分别叫“相电压”,“线电压”,“相电流”,“线电流”。相电压是指火线和零线之间的电压,火线与火线之间的电压叫线电压;相电流是指流过每一相绕组的电流,线电流是流过每一条火线的电流。

口诀(二十一)

三相平衡负载两种接法中的线电压和相电压,线电流和相电流的关系:

电压加在三相端,相压线压咋判断?
负载电压为相压,两电源端压为线。
角接相压等线压,星接相差根号三。
电压加在三相端,相流线流咋判断?
负载电流为相流,电源线内流为线。
星接线流等相流,角接相差根号三。

解释:当我们画出简单的示意图,就不难看出角接实际上就是两个电阻并联(把两个电阻串联看成为一个总电阻),根据并联电路的特点,相电压等于线电压;当接法为星接时,就可以看成是两个电阻串联(把其中两个并联电阻看成一个总电阻),线电流等于相电流。只要记住线大于相,因为相电流、相电压均为负载的电流与电压,线电流、线电压为电源两侧的电流与电压。

口诀(二十二)

已知变压器容量,求其电压等级侧额定电流

常用电压用系数,容乘系数得电流,
额定电压四百伏,系数一点四四五,
额定电压六千伏,系数零点零九六,
额定电压一万伏,系数刚好点零六。

注解:可直接用变压器容量乘以对应的系数,即可得出对应电压等级侧的额定电流。

口诀(二十三)

根据变压器额定容量和额定电压选配一、二次熔断器的熔体电流值

配变两侧熔体流,根据容量简单求,
容量单位千伏安,电压单位用千伏。
高压容量除电压,低压乘以一点八,
得出电流单位安,再靠等级减或加。

举例:三相电力变压器额定容量为315KVA,高压端的额定电压为6KV,低压端的额定电压为400V;高压侧熔体的额定电流为(315÷6)A=52.5A;低压侧熔体的额定电流为(315×1.8)A=567A

注:选择熔断器的规格,应根据计算值与熔体电流规的差值来决定。

口诀(二十四)

根据变压器额定电流选配一、二次熔断器的熔体电流值

配变两侧熔体流,额定电流数倍求,
高压一侧值较大,不同容量不同数。
容量一百及以下,二至三倍额流数,

一百以上要减少,倍数二至一点五,
高压最小有规定,不能小于三安流,

低压不分容量值,一律等于额定值。

口诀(二十五)

配电变压器的安装要求

距地最少两米五,落地安装设围障,
障高最少一米八,离开配变点八强,
若是经济能允许,采用箱式更妥当,
除非临时有用途,不宜露天地上放,
室内安装要通风,周围通道要适当。

口诀(二十六)

对配电变压器供电电压质量的规定

供电电压有保障,设备运行才正常
高低偏差有规定,电压高低不一样,
线间电压正负七,负十正七压为相,
如果要求较特殊,供需双方来商量。

注解:我国低压供电系统中,线电压为380V,允许偏差±7﹪,即353.4~406.6V;相电压为220V,允许偏差-10﹪~+7﹪,即198~235.4V。

口诀(二十七)

变压器的绝缘绕组检测

变配运行保安全,测量绝缘查隐患。
测量使用兆欧表,根据电压把表选。
超过三五两千五,十千以下用一千。
仪表E端应接地,污染严重加G端。
未测绕组和元件,可靠接地保安全。
手摇转速一百二,测后放电再拆线。

注解:对于35KV及以上的变压器应使用2500V的兆欧表;10KV及以下的变压器应使用1000V的兆欧表,L端接变压器的绕组,E端接地。

口诀(二十八)

两台变压器的并列运行

并列两台变压器,四个条件要备齐;
接线组别要相同,要有相同变压比;
阻抗电压要一致,相互连接同相序;
容量相差不宜多,最好不超三比一。

口诀(二十九)

配电变压器熔丝熔断的原因

高压熔丝若熔断,六个原因来判断。
熔丝规格选的小;质劣受损难承担;
高压引线有短路;内部绝缘被击穿;
雷电冲击遭破坏;套管破裂或击穿。
低压熔丝若熔断,五个原因来判断。
熔丝规格选的小;质劣受损难承担;
负荷过大时间长;绕组绝缘被击穿;
输电线路出故障,对地短路或相间。

口诀(三十)

交流电焊机空载耗损的估算值

三百八十电焊机,空损瓦数可估计。
若知容量伏安数,除以五十就可以。
容量单位千伏安,改乘二十来计算。
若知空载安培数,扩大百倍及可以。

例:已知某单相380V交流电焊机的额定容量为3KVA,空载电流为0.6安,求其空载耗损?

P=(3000VA÷50)W=60W

P=(3KVA×20)W=60W

P=(0.6A×100)W=60W

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常用的机械疲劳分析方法,都在这里了 http://www.jnjxsj.com/%e5%b8%b8%e7%94%a8%e7%9a%84%e6%9c%ba%e6%a2%b0%e7%96%b2%e5%8a%b3%e5%88%86%e6%9e%90%e6%96%b9%e6%b3%95%ef%bc%8c%e9%83%bd%e5%9c%a8%e8%bf%99%e9%87%8c%e4%ba%86/ Mon, 26 Dec 2022 05:38:24 +0000 http://www.jnjxsj.com/?p=3464
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名义应力法

名义应力法是以结构的名义应力为试验和寿命估算的基础,采用雨流法取出一个个相互独立、互不相关的应力循环,结合材料的S -N曲线,按线性累积损伤理论估算结构疲劳寿命的一种方法。
基本假定:对任一构件(或结构细节或元件),只要应力集中系数KT相同,载荷谱相同,它们的寿命则相同。此法中名义应力为控制参数。该方法考虑到了载荷顺序和残余应力的影响,简单易行。
但该种方法有两个主要的不足之处:
  • 一是因其在弹性范围内研究疲劳问题,没有考虑缺口根部的局部塑性变形的影响,在计算有应力集中存在的结构疲劳寿命时,计算误差较大;
  • 二是标准试样和结构之间的等效关系的确定十分困难,这是由于这种关系与结构的几何形状、加载方式和结构的大小、材料等因素有关。
正是因为上述缺陷,使名义应力法预测疲劳裂纹的形成能力较低,且该种方法需求得在不同的应力比R和不同的应力集中因子KT下的S-N曲线,而获得这些材料数据需要大量的经费。因而,名义应力法只适用于计算应力水平较低的高周疲劳和无缺口结构的疲劳寿命。近年来,名义应力法也在不断的发展中,相继出现了应力严重系数法 (S.ST)、有效应力法、额定系数法 (DRF) 等。
2
局部应力-应变法

局部应力一应变法的基本思想是根据结构的名义应力历程,借助于局部应力-应变法分析缺口处的局部应力。再根据缺口处的局部应力,结合构件的S-N曲线、材料的循环。一曲线、E -N曲线及线性累积损伤理论,估算结构的疲劳寿命。
基本假定:若一个构件的危险部位(点)的应力一应变历程与一个光滑小试件的应力一应变历程相同,则寿命相同。此法中局部应力一应变是控制参数。
局部应力一应变法主要用于解决高应变的低周疲劳和带缺口结构的疲劳寿命问题。该方法的特点是可以通过一定的分析、计算,将结构上的名义应力转化为缺口处的局部应力和应变。它可以细致地分析缺口处的局部应力和应变的非线性关系,可以考虑载荷顺序和残余应力对疲劳寿命的影响。因此,到目前为止,局部应力-应变法是一种比较好的疲劳寿命估算方法。它克服了名义应力法的两个主要缺陷,但它亦有本身固有的缺陷:
  • 一是没有考虑缺口根部附近应力梯度和多轴应力的影响;
  • 二是疲劳寿命的计算结果对疲劳缺口系数K值非常敏感。
而在实际工作中,精确地确定结构的K值是非常困难的,这就影响了局部应力一应变法估算疲劳寿命的精度。此外,局部应力一应变法要用到材料的C-N曲线,而E-N曲线是在控制应变的条件下进行疲劳试验而得到的,试验数据资料比较少,不如S-N曲线容易得到,这也影响了该方法的使用。
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能量法

基本假定:由相同的材料制成的构件(元件或结构细节),如果在疲劳危险区承受相同的局部应变能历程,则它们具有相同的疲劳裂纹形成寿命。
能量法的材料性能数据主要是材料的循环应力一应变曲线和循环能耗一寿命曲线。虽然在现有的能量法中均假设各循环的能耗是线性可加的,而事实上由于循环加载过程中材料内部的损伤界面不断扩大,因此能耗总量与循环数之间的关系是非线性的。这一关键问题导致了能量法难于运用于工程实际。因此能量法可能不是一种十分合理和有前途的方法。
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场强法

基本假设:由相同的材料制成的构件(元件或结构细节),如果在疲劳失效区域承受相同应力场强度历程,则具有相同疲劳寿命。此法的控制参数是应力场强度。用场强法预测结构的疲劳裂纹的形成寿命时,需要循环应力一应变曲线和S-Nf曲线(或£-Nf曲线),分析计算较复杂。
由上述四种疲劳寿命预测方法各自的特点可知,不同的已知条件需采用不同的预测方法:如对于具有大量的疲劳性能数据的材料制成的连接件或结构件可采用名义应力法;对于具有复杂的几何外形且承受复杂载荷作用下的一些结构件可采用局部应力一应变法,尤其是瞬态的循环;一曲线和£-Nf曲线相结合的方法;应力场强法可以用于与局部应力一应变法相同的材料疲劳性能数据,即循环a一曲线和S-N或£-Nf曲线。
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断裂力学方法

断裂力学理论是基于材料本身存在着缺陷或裂纹这一事实,以变形体力学为基础,研究含缺陷或裂纹的扩展、失稳和止裂。通过对断口定量分析得出构件在实际工作中的疲劳裂纹扩展速率(适用较广泛的是Paris疲劳裂纹扩展速率公式),合理地对零部件进行疲劳寿命估算,确定构件形成裂纹的时间,评价其制造质量,有利于正确分析事故原因。事实上这种方法解决了工程中许多灾难性的低应力脆断问题,弥补了常规设计方法的不足,现已成为失效分析的重要方法之一。
疲劳断裂是结构零部件失效的主要模式。据统计,由于结构部件失效导致的重大事故中的85%-90%与疲劳断裂有关。根据断裂力学的观点,金属结构件的疲劳破坏是由于主裂纹扩展到临界尺寸而造成的,结构的寿命取决于结构危险部位裂纹的萌生与扩展。
该方法将疲劳断裂过程分为三个阶段:
  • 一是构件在交变力作用下产生初始裂纹(初始裂纹定义至今仍无统一标准,习惯上为0.5-1mm);
  • 二是裂纹开始扩展,以致产生较大宏观裂纹;
  • 三是裂纹急剧扩展,迅速导致破坏,它的寿命往往很短,称瞬间断裂寿命,工程上不予考察。
按裂纹产生的时间,又可将第一阶段定义为始裂寿命,第二阶段定义为裂纹扩展寿命(习惯上称剩余寿命)。对寿命的度量一般以经历的循环荷载的次数来表示。该理论认为,疲劳极限是客观存在的,也就是说,当构件承受的循环荷载幅值小于该构件材料的疲劳极限时,该构件不可能因产生裂纹导致破坏,即从疲劳寿命角度考察其寿命是无限的。此外疲劳寿命不仅与循环载荷幅值和材料物理、化学特性有关,还与载荷的变化频率有关,故疲劳寿命有高周疲劳与低周疲劳之分。
前述名义应力法、局部应力一应变法等均是研究始裂寿命。而剩余寿命的研究,则较复杂。目前是一个热点问题,工程界尚未提出普遍接受的评估手段。
近年来,断裂力学理论得到了长足的发展,但是它还很不完善,断裂失效的机理还不是十分清楚,所以要应用该理论得出简单而准确可靠的疲劳寿命预测计算式还有待时日。
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可靠性设计方法

可靠性设计方法是应用可靠性理论和设计参数的统计数据,在给定的可靠性指标下,对零部件、设备或系统进行的设计。其目的是发现和确定产品存在的隐患和薄弱环节,通过预防和改进,提高产品的固有可靠性。但是机械系统的可靠性研究还很不成熟,况且用可靠性设计的方法也不能解决疲劳剩余寿命评估的问题。
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概率断裂力学

断裂力学是基于确定性参数的估算方法。概率断裂力学是将断裂力学中裂纹尺寸、断裂韧性、应力强度因子、裂纹扩展速率等参数作为随机变量,进行可靠性分析。这样就提高了断裂力学工程分析方法的可靠性。但该种方法存在一定的缺陷:
  • 一是其涉及到随机变量和随机数目前主要采用正态分布、三参数威布尔分布来产生,显然不足以完全反映实际情况;
  • 二是试验数据不足。
故这种方法在实际应用中受到了一定的限制。
目前也有人利用模糊数学和统计模拟的方法对金属结构的技术状态进行综合评价,并在此基础上推算它的剩余寿命。这些方法是否可靠,不仅取决于数学方法,还取决于人的主观因素。
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金属结构疲劳寿命评估理论基础

试验上侧重于研究选择适合于工程的金属结构实际测量的方法,找到应用于实际的判断依据,从而正确地评价其寿命。利用计算机的虚拟技术,提高对实测数据的处理,建立金属结构件的专家系统,评定金属结构的疲劳剩余寿命和其余的技术指标,进而研究金属结构的设计、制造和技术改造等的人工智能系统。
在今后的金属结构疲劳寿命评估理论中,专家们一致认为应着手以下几方面的研究:
  • 理论上侧重研究系统临界状态及多临界状态的优化问题,研究多判据情况下一次二阶矩法;
  • 研究验证临界失效模型的有效方法;
  • 完善疲劳强度理论及断裂力学方法;
  • 研究更适合系统的概率失效模型,改进目前计算断裂概率方法;
  • 进一步研究计算可靠度的方法;
  • 研究影响系统的敏感性参数,特别研究对系统的参数敏感性分析方法,从而系统有效地处理其敏感性指标。
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机械设计中的结构要素、基本要求和准则有什么 http://www.jnjxsj.com/%e6%9c%ba%e6%a2%b0%e8%ae%be%e8%ae%a1%e4%b8%ad%e7%9a%84%e7%bb%93%e6%9e%84%e8%a6%81%e7%b4%a0%e3%80%81%e5%9f%ba%e6%9c%ac%e8%a6%81%e6%b1%82%e5%92%8c%e5%87%86%e5%88%99%e6%9c%89%e4%bb%80%e4%b9%88/ Sat, 24 Dec 2022 06:13:23 +0000 http://www.jnjxsj.com/?p=3459 机械结构设计的任务是依据设计任务在总体设计构想的基础上,确定的原理方案,绘制出具体的结构图,以实现设计所要求的功能。设计的过程是将抽象的工作原理具体化为某类构件或零部件,包含确定结构件的材料、形状、尺寸、公差、热处理方式和表面处理等,还须考虑其加工工艺、强度、刚度、精度以及与其它零件相互之间关系等问题。所以结构设计的直接产物虽是技术图纸,但工作不是简单的机械制图,图纸只是表达设计方案的工程语言,运用机构设计的各种技术将设计构想具体化是结构设计的基本内容。

 

1 机械结构件的结构要素和设计方法
1.1 结构件的几何要素
机械结构的功能主要是靠机械零部件的几何形状及各个零部件之间的相对位置关系实现的。零部件的几何形状由它的表面所构成,一个零件通常有多个表面,在这些表面中有的与其它零部件表面直接接触,把这一部分表面称为功能表面。在功能表面之间的联结部分称为联接表面。 
零件的功能表面是决定机械功能的重要因素,功能表面的设计是零部件结构设计的核心。描述功能表面的主要几何参数有表面的几何形状、尺寸大小、表面数量、位置、顺序等。通过对功能表面的不同设计,可以得到为实现同一技术功能的多种结构方案。
1.2 结构件之间的关联

在机器或机械中,任何零件都不是孤立存在的。因此在结构设计中除了研究零件本身的功能和相关特征外,还必须研究零件之间的相互关系。 

零件之间的相互关系分为直接相关和间接相关两类。两个零件有直接装配关系的成为直接相关。没有直接装配关系的成为间接相关。间接相关又分为位置相关和运动相关两类。位置相关是指两零件在相互位置上有要求,如减速器中两相邻的传动轴,其中心距必须保证一定的精度,两轴线必须平行,以保证齿轮的正常啮合。运动相关是指一零件的运动轨迹与另一零件有关,如车床刀架的运动轨迹必须平行于于主轴的中心线,这是靠床身导轨和主轴轴线相平行来保证的,所以主轴与导轨为位置相关,而刀架与主轴为运动相关。
多数零件都有两个或更多的直接相关零件,故每个零件大都具有两个或多个部位在结构上与其它零件有关。在进行结构设计时,两零件直接相关部位结构必须同时考虑,以便合理地选择材料的热处理方式、形状、尺寸、精度及表面等。同时还必须考虑满足间接相关条件,如进行尺寸链和精度计算等。一般来说,若某零件直接相关零件愈多,其结构就愈复杂;某零件的间接相关零件愈多,其精度要求愈高。
1.3 结构设计中结构件的材料

零件设计中可以选择的材料众多,不同的材料具有不同的性质,不同的材料对应不同的加工工艺,设计中既要根据功能要求合理地选择适当的材料,又要根据材料的种类确定适当的加工工艺,并根据加工工艺的要求确定适当的结构,只有通过适当的结构设计才能使所选择的材料最充分的发挥优势。

设计者要做到正确地选择零件的材料就必须充分地了解相关材料的力学性能、加工性能、使用成本等信息。结构设计中应根据所选材料的特性及其所对应的加工工艺而遵循不同的设计原则。
2 机械结构设计的基本要求
机械产品应用于各行各业,结构设计的具体内容和要求也是千差万别,但结构设计的基本要求是共通的。下面就机械结构设计的三个不同层次来说明对结构设计的要求。
 

2.1 功能设计

满足主要机械功能要求,在技术上的具体化。如工作原理的实现、工作的可靠性、工艺、材料和装配等方面。

2.2 质量设计

兼顾各种要求和限制,提高产品的质量和性价比,是现代工程设计的特征。具体为操作性、美观性、安全性、成本、环保等因素。在现代设计中,质量设计相当重要,往往决定产品的竞争力。那种只关注满足主要技术功能要求的设计思想已成为过去,统筹兼顾各种要求,在满足主要功能的前提下对其他要求适当作出平衡和取舍,提高产品的质量,是现代机械设计的核心所在。

2.3 优化设计和创新设计

用结构设计变元等方法系统地构造优化设计空间,用创造性设计思维方法和其它科学方法进行优选和创新。

3 机械结构基本设计准则
机械设计的最终结果是将确定的结构形式以图纸表达出来的,按所设计的图纸进行加工、装配,制造出最终的产品。所以,机械结构设计应满足作为产品的多方面要求,基本要求有功能性、可靠性、工艺性、经济性和外观造型等方面的要求。此外,还应改善零件的受力,提高强度、刚度、精度和寿命。因此,机械结构设计是一项综合性的技术工作。由于结构设计的不合理或错误,可能造成零部件不应有的失效,使机器达不到设计精度的要求,给装配和维修带来极大的不方便。机械结构设计过程中应考虑如下的结构设计准则。
3.1 实现预期功能的设计准则

产品的设计主要目的是为了实现预定的功能要求,因此实现预期功能的设计准则是结构设计首先考虑的问题。要满足功能要求,必须做到以下几点。

(1)明确功能:结构设计是要根据其在机器中的功能和与其他零部件相互的连接关系,确定参数尺寸和结构形状。零部件主要的功能有承受载荷、传递运动和动力,以及保证或保持有关零件或部件之间的相对位置或运动轨迹等。设计的结构应能满足从机器整体考虑对它的功能要求。
(2)功能分配:产品设计时,根据具体情况,通常有必要将任务进行合理的分配,即将一个功能分解为多个分功能。每个分功能都要有确定的结构承担,各部分结构之间应具有合理、协调的联系,以达到总功能的实现。多结构零件承担同一功能可以减轻零件负担,延长使用寿命。例如如V型带截面的结构是任务合理分配的一个例子。纤维绳用来承受拉力;橡胶填充层承受带弯曲时的拉伸和压缩;包布层与带轮轮槽作用,产生传动所需的摩擦力。例如若只靠螺栓预紧产生的摩擦力来承受横向载荷时,会使螺栓的尺寸过大,可增加抗剪元件,如销、套筒和键等,以分担横向载荷来解决这一问题。
(3)功能集中:为了简化机械产品的结构,降低加工成本,便于安装,在某些情况下,可由一个零件或部件承担多个功能。功能集中会使零件的形状更加复杂,所以要适度,否则会增加加工难度、反而增加加工成本,设计时应根据具体情况而定。
3.2 满足强度要求的设计准则

(1)等强度准则:零件截面尺寸的变化应与其内应力变化相适应,使各截面的强度相等。按等强度原理设计的结构,材料可以得到充分的利用,从而减轻了重量、降低成本。如悬臂支架、阶梯轴的设计等。

(2)合理力流结构:为了直观地表示力在机械构件中怎样传递的状态,将力看作犹如水在构件中流动,这些力线汇成力流。表示这个力的流动在结构设计考察中起着重要的作用。力流在构件中不会中断,任何一条力线都不会突然消失,必然是从一处传入,从另一处传出。力流的另一个特性是它倾向于沿最短的路线传递,从而在最短路线附近力流密集,形成高应力区。其它部位力流稀疏,甚至没有力流通过,从应力角度上讲,材料未能充分利用。因此,为了提高构件的刚度,尽可能按力流最短路线来设计零件的形状,减少承载区域,从而累积变形越小,提高了整个构件的刚度,使材料得到充分利用。
(3) 减小应力集中结构:当力流方向急剧转折时,力流在转折处会过于密集,从而引起应力集中,设计中应在结构上采取措施,使力流转向平缓。应力集中是影响零件疲劳强度的重要因素。结构设计时,应尽量避免或减小应力集中,如增大过度圆角、采用卸载结构等。
(4)使载荷平衡结构:在机器工作时,常产生一些无用的力,如惯性力、斜齿轮轴向力等,这些力不但增加了轴和轴衬等零件的负荷,降低其精度和寿命,同时也降低了机器的传动效率。所谓载荷平衡就是指采取结构措施部分或全部平衡无用力,以减轻或消除其不良的影响。这些结构措施主要采用平衡元件、对称布置等。
3.3 满足结构刚度的设计准则

为保证零件在使用期限内正常地实现其功能,必须使其具有足够的刚度。

3.4 考虑加工工艺的设计准则

机械零部件结构设计的主要目的是:保证功能的实现,使产品达到要求的性能。但是,结构设计的合理性直接影响零部件的生产成本及质量。因此,在结构设计中应力求零件机构有良好的加工工艺性。所谓好的加工工艺指的是零件的结构易于加工制造,任何一种加工方法都有其局限性,或生产成本很高,或质量受到影响。因此,设计者了解各种加工方式的特点非常重要,以便在设计结构时尽可能的扬长避短。实际生产时,零部件结构工艺性受到诸多因素的制约,如生产批量的大小会影响坯件的生成方法;生产设备的条件可能会限制工件的尺寸;此外,造型、精度、热处理、成本等方面都有可能对零部件结构的工艺性有制约作用。因此,结构设计中应充分考虑上述因素对工艺性的影响。

3.5 考虑装配的设计准则

装配是产品制造过程中的重要工序,零部件的结构对装配的质量、成本有直接的影响。有关装配的结构设计准则简述如下:

(1)合理划分装配单元:整机应能分解成若干可单独装配的单元(部件或组件),以实现平行且专业化的装配作业,缩短装配周期,并且便于逐级技术检验和维修。
(2)使零部件得到正确安装:保证零件准确的定位、避免双重配合、防止装配错误。
(3)使零部件便于装配和拆卸:结构设计中,应保证有足够的装配空间,如扳手空间;避免过长配合以免增加装配难度,使配合面擦伤,如有些阶梯轴的设计;为便于拆卸零件,应给出安放拆卸工具的位置,如轴承的拆卸。

 

3.6 考虑维护修理的设计准则

(1)产品的配置应根据其故障率的高低、维修的难易、尺寸和质量的大小以及安装特点等统筹安排,凡需要维修的零件部件,都应具有良好的可达性;对故障率高而又需要经常维修的部位及应急开关,应提供最佳的可达性。

(2)产品特别是易损件、常拆件和附加设备的拆装要简便,拆装时零部件进出的路线最好是直线或平缓的曲线。
(3)产品的检查点、测试点等系统的维护点,都应布置在便于接近的位置上。
(4)需要维修和拆装的产品,其周围要有足够的操作空间。
(5) 维修时一般应能看见内部的操作,其通道除了能容纳维修人员的手或臂外,还应留有供观察的适当间隙。
3.7 考虑造型设计的准则

产品的设计不仅要满足使用要求,而且还应考虑产品造型的美学价值,使之对人产生吸引力,简单的讲就是既好用还要美观。从心理学角度看,人60%的决定取决于第一印象。技术产品的社会属性是商品,在买方市场的时代,为产品设计一个能吸引顾客的外观是一个重要的设计要求;同时造型美观的产品可使操作者减少因精力疲惫而产生的误操作。

外观设计包括三个方面:造型、颜色和表面处理。
考虑造型时,应注意尺寸比例协调、形状简单统一以及色彩、图案的支持和点缀。
单色只使用于小构件。大的特别是运动构件如果只用一种颜色就会显得单调无层次,一个小小的附加色块会使整个色调活跃起来。在多个颜色并存的情况下,应有一个起主导作用的底色,和底色相对应的颜色叫对比色。但在一个产品上,不同色调的数量不宜太多,太多的色彩会给人一种华而不实的感觉。
舒服的色彩大约位于从浅黄、绿黄到棕的区域。这个趋势是渐暖,正黄正绿往往显得不舒服;强烈的灰色调显得压抑。对于冷环境应用暖色,如黄、橙黄和红。对于热环境用冷色,如浅蓝。所有颜色都应淡化。另外,通过一定的色彩配置可使产品显得安全、稳固。将形状变化小的、面积较大的平面配置浅色,而将运动、活跃轮廓的元件配置深色;深色应安置于机械的下部,浅色置于上部。
3.8 考虑成本的设计准则

设计时应简化产品及维修操作:

(1)设计时,要对产品功能进行分析权衡,合并相同或相似功能,消除不必要的功能,以简化产品和维修操作。
(2)设计时,应在满足规定功能要求的前提下,使其构造简单,尽可能减少产品层次和组成单元的数量,并简化零件的形状。
(3) 产品应尽量设计简便而可靠的调整机构,以便于排除因磨损或飘移等原因引起的常见故障。对易发生局部耗损的贵重件,应设计成可调整或可拆卸的组合件,以便于局部更换或修复。避免或减少互相牵连的反复调校。
(4)要合理安排各组成部分的位置,减少连接件、固定件、使其检测、换件等维修操作简单方便,尽可能做到在维修任一部分时,不拆卸、不移动或少拆卸、少移动其他部分,以降低对维修人员技能水平的要求和工作量。
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机械零件结构工艺性评价的基本内容 http://www.jnjxsj.com/%e6%9c%ba%e6%a2%b0%e9%9b%b6%e4%bb%b6%e7%bb%93%e6%9e%84%e5%b7%a5%e8%89%ba%e6%80%a7%e8%af%84%e4%bb%b7%e7%9a%84%e5%9f%ba%e6%9c%ac%e5%86%85%e5%ae%b9/ Fri, 23 Dec 2022 01:00:05 +0000 http://www.jnjxsj.com/?p=3456 一、零件结构的铸造工艺性:

1、铸件结构壁厚应合适,尽量均匀,不得有突然变化。

2、不同尺寸截面的过渡应合理,铸件壁间不能锐角连接。

3、铸件圆角要合理,不能有尖角。铸造最小孔径应合理。

4、铸件结构应尽量简化。有合理的起模斜度,减少分型面、型芯。

5、加强筋的厚度和分布要合理;突耳、凸台、悬臂支架和其他带有凸出部分的铸件应设计成从铸型中自由取出模型,其厚度也应合理。

二、零件结构的压力加工工艺性:

1)锻压件:

1、分型线应合理。

2、模锻件应有合理的锻造斜度和圆角半径。

3、结构应力要简单、对称;截面、筋、凸部应设计合理。

4、复杂锻件可考虑分拆与合成。

2)冲裁件:

1、形状结构应简单、对称,并考虑节约材料。

2、结构上不能有过窄的部分,孔径与孔的位置设计合理。

3、外形和内孔应尽量避免尖角,圆角半径大小应有利于成形。

3)弯曲件:

1、合理确定弯曲圆角半径。

2、形状要求对称,弯曲的两边弯曲数尽量相等。

3、工艺孔、工艺槽和缺口的增加应合理。

4)拉深件:

1、形状应简单、对称;拉深件各部分尺寸比例应恰当。

2、矩形工件的圆角半径、法兰宽度、高度应合理。

3、内壁应有合适的斜度,圆角半径应设计合理。

4、孔的位置不能离拉深件底边太近。

5)精冲件:

1、棱角处一定要有圆角过渡,圆角半径合理。

2、孔径和槽宽设计正确,壁厚尺寸、孔口倒角和沉孔设计合理。

6)冷挤压件:

1、避免挤压内锥体;尽量采用轴对称形状。

2、避免设计辐板、十字筋;避免锐角、壁上的环形槽。

3、避免挤小的深孔;避免侧壁上有径向孔。

三、零件结构的焊接工艺性:

1、焊缝的位置应便于操作,有利于减小焊接应力和变形,应避免开最大应力和应力集中处,避开加工表面

2、焊接接头的形式、位置和尺寸应能满足焊接质量的要求。

四、零件结构的热处理工艺性:

1、热处理件的结构应尽量避免尖角、锐变和不通孔。

2、形状力求简单、对称;应用足够的刚度。

3、尽量使截面均匀、质量均衡,避免结构尺寸厚薄悬殊、断面突变。

4、对大件、长件,设计时应考虑便于热处理装夹、吊挂。

5、热处理要求应合理、明确和完整。

五、零件结构的切削加工工艺性:

1、精度、表面粗糙度的要求应经济合理。

2、加工面的形状应尽量简单,便于加工。

3、零件结构应便于装夹、加工和检查。

4、有相互位置要求的表面,最好能在一次装夹中完成加工。

5、零件应有合理的工艺基准,并尽量与设计基准一致。

六、零件结构的装配与维修工艺性:

1、零部件应有正确的装配基准面;尽量组成单独的部件或装配单元。

2、考虑零部件装配和拆卸的方便性。

3、避免装配时的应力集中,考虑装配的零部件之间结构的合理性。

4、考虑螺纹连接的工艺性,密封的可靠性。

5、避免装配时的切削加工,减少外观修整的工作量。

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尺寸公差、形位公差、表面粗糙度数值上的关系 http://www.jnjxsj.com/%e5%b0%ba%e5%af%b8%e5%85%ac%e5%b7%ae%e3%80%81%e5%bd%a2%e4%bd%8d%e5%85%ac%e5%b7%ae%e3%80%81%e8%a1%a8%e9%9d%a2%e7%b2%97%e7%b3%99%e5%ba%a6%e6%95%b0%e5%80%bc%e4%b8%8a%e7%9a%84%e5%85%b3%e7%b3%bb-2/ Thu, 22 Dec 2022 03:27:00 +0000 http://www.jnjxsj.com/?p=3450
二、形位公差的选择

1、形位公差项目的选择

应充分发挥综合控制项目的职能,以减少图样上给出的形位公差项目及相应的形位误差检测项目。

在满足功能要求的前提下,应选用测量简便的项目。如:同轴度公差常常用径向圆跳动公差或径向圆跳动公差代替。不过应注意,径向圆跳动是同轴度误差与圆柱面形状误差的综合,故代替时,给出的跳动公差值应略大于同轴度公差值,否则就会要求过严。

2、公差原则的选择

应根据被测要素的功能要求,充分发挥公差的职能和采取该公差原则的可行性、经济性。

独立原则用于尺寸精度与形位精度精度要求相差较大,需分别满足要求,或两者无联系,保证运动精度、密封性,未注公差等场合。

包容要求主要用于需要严格保证配合性质的场合。

最大实体要求用于中心要素,一般用于配件要求为可装配性(无配合性质要求)的场合。

最小实体要求主要用于需要保证零件强度和最小壁厚等场合。

可逆要求与最大(最小)实体要求联用,能充分利用公差带,扩大了被测要素实际尺寸的范围,提高了效益。在不影响使用性能的前提下可以选用。

3、基准要素的选择

3.1 基准部位的选择

选用零件在机器中定位的结合面作为基准部位。例如箱体的底平面和侧面、盘类零件的轴线、回转零件的支承轴颈或支承孔等。

基准要素应具有足够的大小和刚度,以保证定位稳定可靠。例如,用两条或两条以上相距较远的轴线组合成公共基准轴线比一条基准轴线要稳定。

选用加工比较精确的表面作为基准部位。

尽量使装配、加工和检测基准统一。这样,既可以消除因基准不统一而产生的误差;也可以简化夹具、量具的设计与制造,测量方便。

3.2 基准数量的确定

一般来说,应根据公差项目的定向、定位几何功能要求来确定基准的数量。定向公差大多只要一个基准,而定位公差则需要一个或多个基准。例如,对于平行度、垂直度、同轴度公差项目,一般只用一个平面或一条轴线做基准要素;对于位置度公差项目,需要确定孔系的位置精度,就可能要用到两个或三个基准要素。

3.3 基准顺序的安排

当选用两个以上基准要素时,就要明确基准要素的次序,并按第一、第二、第三的顺序写在公差框格中,第一基准要素是主要的,第二基准要素次之。

4、形位公差值的选择

总的原则:在满足零件功能的前提下,选取最经济的公差值。

根据零件的功能要求,考虑加工的经济性和零件的结构、刚性,按表确定要素的公差值。并考虑以下因素:

同一要素给出的形状公差应小于位置公差值;

圆柱形零件的形状公差值(轴线的直线度除外)应小于其尺寸公差值;如同一平面上,平面度公差值应小于该平面对基准的平行度公差值。

平行度公差值应小于其相应的距离公差值。

表面粗糙度与形状公差的大概的比例关系:通常,表面粗糙度的Ra值可取为形状公差值的(20%~25%)。

对于以下情况,考虑到加工的难易程度和除主参数以外的其它因素的影响,在满足零件功能的要求下,适当降低1~2级选用:

孔相对于轴;

细长比较大的轴和孔;距离较大的轴和孔;

宽度较大(大于1/2长度)的零件表面;

线对线和线对面的相对于面对面的平行度、垂直度公差。

5、形位未注公差的规定

为简化制图,对一般机床加工就能保证的形位精度,不必在图样上注出形位公差,形位未注公差按GB/T1184-1996的规定执行。大致内容如下:

对未注直线度、平面度、垂直度、对称度和圆跳动各规定了H、K、L三个公差等级.

未注圆度公差值等于直径公差值,但不能大于径向圆跳动的未注公差值。

未注圆柱度公差值不作规定,由要素的圆度公差、素线直线度和相对素线平行度的注出或未注公差控制。

未注平行度公差值等于被测要素和基准要素间的尺寸公差和被测要素的形状公差(直线度或平面度)的未注公差值中的较大者,并取两要素中较长者作为基准。

未注同轴度公差值未作规定。必要时,可取同轴度的未注公差值等于圆跳动的未注公差。

未注线轮廓度、面轮廓度、倾斜度、位置度的公差值均由各要素的注出或未注线性尺寸公差或角度公差控制。

未注全跳动公差值未作规定。

6、形位未注公差值的图样表示

若采用GB/T1184-1996规定的未注公差值,应在标题栏或技术要求中注出标准及等级代号。“GB/T1184—K”。图样上未标注“公差原则按GB/T 4249”的工作公差,应按“GB/T 1800.2-1998”的要求执行。

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尺寸公差、形位公差、表面粗糙度数值上的关系 http://www.jnjxsj.com/%e5%b0%ba%e5%af%b8%e5%85%ac%e5%b7%ae%e3%80%81%e5%bd%a2%e4%bd%8d%e5%85%ac%e5%b7%ae%e3%80%81%e8%a1%a8%e9%9d%a2%e7%b2%97%e7%b3%99%e5%ba%a6%e6%95%b0%e5%80%bc%e4%b8%8a%e7%9a%84%e5%85%b3%e7%b3%bb/ Thu, 22 Dec 2022 03:26:31 +0000 http://www.jnjxsj.com/?p=3448 一、尺寸公差、形位公差、表面粗糙度数值上的关系

1、形状公差与尺寸公差的数值关系

当尺寸公差精度确定后,形状公差有一个适当的数值相对应,即一般约以50%尺寸公差值作为形状公差值;仪表行业约20%尺寸公差值作为形状公差值;重型行业约以70%尺寸公差值作为形状公差值。由此可见.尺寸公差精度愈高,形状公差占尺寸公差比例愈小所以, 在设计标注尺寸和形状公差要求时,除特殊情况外,当尺寸精度确定后,一般以50%尺寸公差值作为形状公差值,这既有利于制造也有利于确保质量。

2、形状公差与位置公差间的数值关系

形状公差与位置公差间也存在着一定的关系。从误差的形成原因看,形状误差是由机床振动、刀具振动、主轴跳动等原因造成;而位置误差则是由于机床导轨的不平行,工具装夹不平行或不垂直、夹紧力作用等原因造成,再从公差带定义看,位置误差是含被测表面的形状误差的,如平行度误差中就含有平面度误差,故位置误差比形状误差要大得多。因此,在一般情况下、在无进一步要求时,给了位置公差,就不再给形状公差。当有特殊要求时可同时标注形状和位置公差要求,但标注的形状公差值应小于所标注的位置公差值,否则,生产时无法按设计要求制造零件。

3、形状公差与表面粗糙度的关系

形状误差与表面粗糙度之间在数值和测量上尽管没有直接联系,但在一定的加工条件下两者也存在着一定的比例关系,据实验研究,在一般精度时,表面粗糙度占形状公差的1/5~1/4。由此可知,为确保形状公差,应适当限制相应的表面粗糙度高度参数的最大允许值。

在一般情况下,尺寸公差、形状公差、位置公差、表面粗糙度之间的公差值具有下述关系式:尺寸公差>位置公差>形状公差>表面粗糙度高度参数

从尺寸、形位与表面粗糙度的数值关系式不难看出, 设计时要协调处理好三者的数值关系, 在图样上标注公差值时应遵循:给定同一表面的粗糙度数值应小于其形状公差值;而形状公差值应小于其位置公差值;位置各差值应小于其尺寸公差值。否则,会给制造带来种种麻烦。可是设计工作中涉及最多的是如何处理尺寸公差与表面粗糙度的关系和各种配合精度与表面粗糙度的关系。

一般情况下按以下关系确定:

1、形状公差为尺寸公差的60%(中等相对几何精度)时,Ra≤0.05IT;

2、形状公差为尺寸公差的40%(较高相对几何精度)时,Ra≤0.025IT;

3、形状公差为尺寸公差的25%(高相对几何精度)时,Ra≤0.012IT;

4、形状公差小于尺寸公差的25%(超高相对几何精度)时,Ra≤0.15Tf(形状公差值)。

最简单的参考值:尺寸公差是粗糙度的3-4倍,这样最为经济。

 

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轴承配合目的、方法及选择的影响 http://www.jnjxsj.com/%e8%bd%b4%e6%89%bf%e9%85%8d%e5%90%88%e7%9b%ae%e7%9a%84%e3%80%81%e6%96%b9%e6%b3%95%e5%8f%8a%e9%80%89%e6%8b%a9%e7%9a%84%e5%bd%b1%e5%93%8d/ Thu, 22 Dec 2022 03:12:01 +0000 http://www.jnjxsj.com/?p=3444 什么是配合?

基本尺寸相同的、相互结合的孔和轴公差带之间的关系称为配合。根据使用的要求不同,孔和轴之间的配合有松有紧,国家标准规定配合分三类:间隙配合、过盈配合和过渡配合。

1)间隙配合

孔与轴配合时,具有间隙(包括最小间隙等于零)的配合,此时孔的公差带在轴的公差带之上。见图1。

轴承配合

滚动轴承是一种标准化部件,具有摩擦力小、容易起动及更换简便等优点。我们在日常维修或从事机械设计时,合理、正确选择轴承配合是至关重要的。

轴承配合的目的

轴承配合的目的在于使轴承内圈与轴或外圈与外壳牢固地固定,以免在相互配合面上出现不利的周向滑动。

这种不利的周向滑动(称做蠕变)会引起异常发热、配合面磨损、磨损铁粉侵人轴承内部、振动等各种问题,使轴承不能充分发挥作用。

因此对于轴承来说,由于带负荷旋转,一般必须让套圈带上过盈使之牢固地与轴或外壳固定。

轴及外壳的尺寸公差与配合

公制系列的轴径及外壳孔径的尺寸公差已由JIS B 0401-1以及-2《尺寸公差与配合方式-第1部分、第2部分》(以ISO 为基准制定)标准化,从中选定尺寸公差即可确定轴承与轴或外壳的配合。轴径及外壳孔径的尺寸公差与0级公差等级轴承的配合的关系如图4所示。

图4 轴颈及外壳孔径的尺寸公差与配合的关系(0级公差等级轴承)

轴承常见的配合方法

轴承常见两种配合方法,分别为:压入配合和加热配合。

1)压入配合

轴承内圈与轴是紧配合,外圈与轴承座孔是较松配合时,可用压力机将轴承先压装在轴上,然后将轴连同轴承一起装入轴承座孔内,压装时在轴承内圈端面上,垫一软金属材料做的装配套管(铜或软钢),装配套管的内径应比轴颈直径略大,外径直径应比轴承内圈挡边略小,以免压在保持架上。轴承外圈与轴承座孔紧配合,内圈与轴较为松配合时,可将轴承先压入轴承座孔内,这时装配套管的外径应略小于座孔的直径。如果轴承套圈与轴及座孔都是紧配合时,安装室内圈和外圈要同时压入轴和座孔,装配套管的结构应能同时押紧轴承内圈和外圈的端面。

2)加热配合

通过加热轴承或轴承座,利用热膨胀将紧配合转变为松配合的安装方法。是一种常用和省力的安装方法。此法适于过盈量较大的轴承的安装,热装前把轴承或可分离型轴承的套圈放入油箱中均匀加热80-100℃,然后从油中取出尽快装到轴上,为防止冷却后内圈端面和轴肩贴合不紧,轴承冷却后可以再进行轴向紧固。轴承外圈与轻金属制的轴承座是紧配合时,采用加热轴承座的热装方法,可以避免配合面受到擦伤。用油箱加热轴承时,在距箱底一定距离处应有一网栅,或者用钩子吊着轴承,轴承不能放到箱底上,以防沉杂质进入轴承内或不均匀的加热,油箱中必须有温度计,严格控制油温不得超过100℃,以防止发生回火效应,使套圈的硬度降低。

轴承配合的选择及影响

轴承选择配合时,应充分考虑轴承的使用条件,主要有:负荷的性质与大小;运转时的温度分布;轴承内部游隙;轴与外壳的加工精度、材料及壁厚结构;安装与拆卸的方法;是否需要利用配合面吸收轴的热膨胀;轴承的形式与尺寸。

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智能割草机机器人 http://www.jnjxsj.com/%e6%99%ba%e8%83%bd%e5%89%b2%e8%8d%89%e6%9c%ba%e6%9c%ba%e5%99%a8%e4%ba%ba/ Thu, 12 May 2022 04:38:53 +0000 http://www.jnjxsj.com/?p=2773 智能割草机机器人能自主的完成修剪草坪的工作,无须人为直接控制和操作,且功率低、噪音小、外形精巧美观,大幅度降低人工操作 。智能割草机器人能够自动行走功能,防止碰撞,范围之内防止出线,自动返回充电,具备检测和电池电量检测,具备一定爬坡能力,尤其是一种适合家庭庭院、公共绿地等场所进行草坪修剪维护。

机器人自动割草机的主要目标是用少的人为控制可靠地完成指定的任务,为了解决传统割草机工作效率低,消耗大量人力且性能不够稳定的问题,进行了机器人自动割草机的研究,用于花园或草地工作的机器人自动割草机,通过多传感系统和以单片机为主体的控制系统来满足要求。室外智能割草机通过自身携带的传感器在完全陌生的环境下通过感知到的信息估计自身的运动并实时的构建周围环境地图,为进一步的避障和路径规划等任务奠定基础,其功能部件主要由以下部分组成:

1)GNSS模组:GNSS作为户外自主定位的主要技术手段,可以通过差分技术、精密单点定位技术等手段,实时达到亚米级、分米级和厘米级不同精度定位,可直接用于室外机器人定位判断。

2)激光雷达:是以发射激光束探测目标位置、速度等特征量的雷达系统。工作原理是向目标发射探测信号(激光束),然后将接收到的从目标反射回来的信号(目标回波)与发射信号进行比较,作适当处理后,就可获得目标的有关信息,如目标距离、方位、高度、速度、姿态、甚至形状等参数,从而对周围环境目标进行探测、跟踪和识别。

3)毫米波雷达:是工作在毫米波波段(30~300GHz频域/波长1~10mm)探测的雷达。与红外、激光雷达相比,毫米波雷达穿透雾、烟、灰尘的能力强,具有全天候(大雨天除外)全天时的特点。毫米波能分辨识别很小的目标,且能识别多个目标;具有成像能力,体积小、机动性强。

4)视觉相机:用于获取深度图像和RGB图像

5)功能部件:特定使用环境搭载适配的外部功能部件,例如机械臂和夹爪,前者用于三维空间移动控制,后者安装在机械臂末端,提供抓取力。

GNSS室外智能割草机器人方案优势

智能路径规划:自主定位、智能避障,规划路径;

全天时全天候:续航可靠,全天候在线,解决人员效率,实现无人化管理;

感知故障:对危险、可疑物进行识别并避障;

智能割草机器人的通讯搭建

室外机器人需要与后端实时建立联系,及时预警,方便后台决策与执行同步,首先要进行的就是通信问题。

目前主流的通讯方案有WiFi、4G等通讯方式。

使用WiFi的优势在于不用接入互联网,所有机器人部署在局域网内,数据保密性强,搭配大功率WiFi基站传输半径可达400米左右,适合园区内巡检、安防等应用场景,经济型十分可观。使用4G数传的优势在于通信简单,采用4G数传可以有效解决不同机器人组网问题,这个网络已经通过运营商解决了,同时也降低了通信受干扰的问题,通信距离也不受限制。

4G网络有什么缺陷呢?1.经济性太差,4G数传的价格远远高于wifi的价格。2.每台4G数传需要配一张SIM卡,SIM卡不方便管理。4G数传还有一个问题就是对于基站依赖性特别大,如果某地同时容纳的人数太多的话,会导致基站处理不过来,这样会导致4G无法工作,例如大型商城等人流量特别大的地方。总的来说采用4G数传的方案是瑕不掩瑜,很值得推荐使用4G数传进行通讯搭建。

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干燥机设备 http://www.jnjxsj.com/%e5%b9%b2%e7%87%a5%e6%9c%ba%e8%ae%be%e5%a4%87/ Wed, 11 May 2022 04:00:10 +0000 http://www.jnjxsj.com/?p=2770 干燥机设备是指一种利用热能降低物料水分的机械设备,用于对物体进行干燥操作。干燥机设备通过加热使物料中的湿分(一般指水分或其他可挥发性液体成分)汽化逸出,以获得规定湿含量的固体物料。干燥的目的是为了物料使用或进一步加工的需要。由于自然干燥远不能满足生产发展的需要,各种机械化干燥器越来越广泛地得到应用。按操作压力,干燥机设备分为常压干燥机和真空干燥机两类,根据操作压力可分为常压和减压(减压干燥机也称真空干燥机)。

随着工农业的迅猛发展, 干燥设备工业正不断成熟和壮大, 成为机械工业中一个具有蓬勃生机的新兴行业。需进行干燥的既有数千万吨的大批量物料, 也有年产仅几十公斤的贵重物品;因而既有一些大型干燥设备以适应独特的工艺要求和生产能力, 又有一些中小型通用干燥设备。干燥设备广泛应用于化工、建材、食品、药物及生化等行业。

设备优势:

1、采用高性能蒸发器,超大换热面积,传热温差小,蒸发器出口空气温度更稳定

2、采用高效气水分离结构,油水分离效率高

也是现在全国的干燥设备产业集聚地,干燥设备企业数量全国领先,并且产品也占据了全国40%的市场,干燥产品远销美国、日本、法国、南非等30多个国家和地区。2010年干燥行业制定18项“国标”,常州市干燥企业全程参与。

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工业机器人发展趋势及其特征 http://www.jnjxsj.com/2750-2/ Fri, 06 May 2022 03:58:42 +0000 http://www.jnjxsj.com/?p=2750 发展趋势
1.人机协作
随着机器人从与人保持距离作业向与人自然交互并协同作业方面发展。拖动示教、人工教学技术的成熟,使得编程更简单易用,降低了对操作人员的专业要求,熟练技工的工艺经验更容易传递。[5
2.自主化
目前机器人从预编程、示教再现控制、直接控制、遥操作等被操纵作业模式向自主学习、自主作业方向发展。智能化机器人可根据工况或环境需求,自动设定和优化轨迹路径、自动避开奇异点、进行干涉与碰撞的预判并避障等。
3.智能化、信息化、网络化
越来越多的3D视觉、力传感器会使用到机器人上,机器人将会变得越来越智能化。随着传感与识别系统、人工智能等技术进步,机器人从被单向控制向自己存储、自己应用数据方向发展,逐渐信息化。随着多机器人协同、控制、通信等技术进步,机器人从独立个体向相互联网、协同合作方向发展。

特征
相比于传统的工业设备,工业机器人有众多的优势,比如机器人具有易用性、智能化水平高、生产效率及安全性高、易于管理且经济效益显著等特点,使得它们可以在高危环境下进行作业。[4]
1. 机器人的易用性
在我国,工业机器人广泛应用于制造业,不仅仅应用于汽车制造业,大到航天飞机的生产,军用装备,高铁的开发,小到圆珠笔的生产都有广泛的应用。并且已经从较为成熟的行业延伸到食品,医疗等领域。
2.随着计算机控制技术的不断进步,工业机器人将逐渐能够明白人类的语言,同时工业机器人可以完成产品的组件,这样就可以让工人免除复杂的操作。工业生产中焊接机器人系统不仅能实现空间焊缝的自动实时跟踪,而且还能实现焊接参数的在线调整和焊缝质量的实时控制,可以满足技术产品复杂的焊接工艺及其焊接质量、效率的迫切要求。另外随着人类探索空间的扩展,在极端环境如太空、深水以及核环境下,工业机器人也能利用其智能将任务顺利完成。
3.生产效率及安全性高
机械手,通过仿照人类的手型而生产出来的机械手,它生产一件产品耗时是固定的。同样的生存周期内,使用机械手的产量也是固定的,不会忽高忽低。并且每一模的产品生产时间是固定化,产品的成品率也高,使用机器人生产更符合老板利益。
工厂采用工业机器人生产,是可以解决很多安全生产方面的问题。对于由于个人原因,如不熟悉工作流程、工作疏忽、疲劳工作等导致安全生产隐患,统统都可以避免。
4.易于管理,经济效益显著
企业可以很清晰的知道自己每天的生产量,根据自己所能够达到的产能去接收订单和生产商品。而不会去盲目预估产量或是生产过多产品产生浪费的现象。而工厂每天对工业机器人的管理,也会比管理员工简单得多。

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