вход Вход Регистрация



Проектирование деталей из металлов и сплавов

 

Основные образа проектирования деталей следующие:

1. Литье.

2. Детали, полученные горячей пластической деформацией.

3. Полученные холодным штампованием.

4. Полученные путем сварки.

5. Полученные методом паяния.

6. Детали, которые подвергаются механической обработке.

7. Детали, которые подвергаются термообработке.

8. Детали, которые подвергаются электрофизической и электрохимической обработке.

9. Детали, которые получаются гальванично.

10. Получаемые напылением.

11. Получаемые вытеснениям.

 

Детали, полученные литье

 

Металосодержащие детали, которые имеют сложную форму, обычно изготовляются методом литья. Больше всего применяются следующие образа литья: в песчаные разовые формы, в кокиле, под давкой, в оболочковые формы, по моделям, которые выплавляются, и центробежное литье.

 

Для получения качественных и экономических отливаний необходимо выполнять следующие требования:

1. Стенки литой детали нужно выполнять одинаковой толщины, при этом
толщина внутренних стенок должна составлять 0.7... 0.8 толщина внешних.

2. Отливание должно иметь плавные переходы между разными сечениями,
а также ребра жесткости в опасных сечениях, которая предотвращает возникновение внутренних напряжений и трещин.

3. Конфигурация внешних и внутренних контуров отливания должна быть такой, чтобы число разъемов было минимальным и по возможности исключать применение отделенных частей на моделях

4. Отсутствие теневых участков при воображаемом освещении детали
параллельными лучами в направлении, перпендикулярному к плоскости разьему формы, свидетельствует о технически правильной конструкции детали (рис.2.1).

 

 

Рисунок 2.1. Требования к проектированию литых деталей

 

 

Детали, которые получаются горячей пластической деформацией

В металлургическом машиностроении широко применяются кузнечные заготовки в виде кованных или штампованных поковок.

Основными образами формообразования поковок есть кукования и штампование на молотах, прессах, горизонтально-ковочных машинах.

 

Рекомендации по конструированию деталей, которые изготовляются кукованием следующие:

 

1. Избегать конических форм, особенно с малой конусностью.

2. Избегать клиновых форм, особенно с малым уклоном.

3. Взаимных сечений цилиндровых поверхностей.

4. Взаимных сечений цилиндровых поверхностей с призматическими
участками деталей.

5. По возможности назначать односторонние выступления вместо того двусторонних.

6. Избегать ребристых сечений, ребра жесткости в поковках не назначать.

7. Не предусматривать больших выступлений и других подобных элементов на
основном теле поковки.

8. Детали с большим различием в сечениях заменять объединениям нескольких
простых сварных деталей.

 

Детали, которые получаются холодным штампованием

Вырубка, пробивка. Для изготовления деталей разной конфигурации и габаритов из массового материала t = 0,05...25 мм применяют вырубку и пробивку.

Гнутье. В процессе изгиба происходит растягивания внешних пластов материала, причем тем более, чем меньше радиус изгиба.

Вытягивание. В процессе вытяжки плоская заготовка на протяжении одной или нескольких операций превращается в полую деталь.

Отбортывание. Процесс образования борта вокруг отверстия называется отбортыванием

 

Детали, которые получаются с помощью сварки

 

При проектировании сварной конструкции необходимо учитывать следующие рекомендации:

1. Количество сварных соединений должна быть наименьшей.

2. Габаритные размеры сварных узлов должны обеспечивать возможность их обработки в термических печах, поскольку для обеспечения самой большой прочности сварных соединений и снятия сварочных напряжений часто нужна дальнейшая термообработка.

3. Если по каким-нибудь причинам термообработка сварных деталей исключается, прочность сварных соединений может быть увеличена в результате устранения кромок элементов конструкции на небольшой ширине.

4. Необходимо симметрично располагать сварные соединения в конструкции и предусматривать минимально возможные сечения сварных швов для предотвращения чрезмерных сварочных деформаций.

5. Во избежание возникновение трещин не следует допускать сечения сварных швов.

6. Сварные швы нельзя располагать близ элементов жесткости, поскольку в этом случае могут образовываться трещины в сварном соединении.

Детали, которые получаются с помощью паяния

 

При конструировании паянных изделий необходимо учитывать такие рекомендации:

1. Число паянных соединений в конструкции должно быть ограниченным.

2. Паянные соединения следует: равномерно располагать по изделию, по возможности в менее нагруженных местах.

3. Необходимо правильно нагревать основной металл, учитывая реальные условия работы проектированной конструкции и требования к герметичности, прочности и другим показателей.

4. Нужно правильно выбирать припой.

5. При необходимости проведения сварки после паяния необходимо применять припои, которые являются пластическими сплавами, не предрасположенными к растрескиванию (например, припое на никель-хромовой основе).

6. В соединении нужно обеспечивать капиллярный зазор, при которому
создаются необходимые условия хода припоя, поскольку с увеличением зазора выше определенного значения прочность соединения уменьшается.

7. В зоне соединения не должно быть замкнутых пустот, у которых воздух или другие газы при паянии могут собираться, увеличиваться в объеме и служить причиной появления неспаев, пор и раковин.

8. При конструировании паянных соединений из элементов разной толщины необходимо предусматривать плавный переход от одного сечения к другому в месте соединения, поскольку в этом случае в паянных швах под нагрузкой возникают значительно меньшие напряжения.

Детали, которые подвергаются механической обработке

 

Основными критериями технологичности деталей, которые подвергаются механической обработке, есть точность и стабильность получения геометрических размеров и шершавости поверхности, а также трудоемкость обработки.

Для уменьшения трудоемкости механической обработки необходимо предусматривать максимальное количество поверхностей, которые не требуют механической обработки, возможно меньшие размеры поверхностей, которые подвергаются обработке, а также минимальные припуски на обработку.

При проектировании деталей необходимо учитывать следующие рекомендации:

1. Обрабатываемые поверхности должны быть доступные для режущего
инструмента и для измерения.

2. Обрабатываемые и необрабатываемые поверхности нужно четко
разграничивать.

3. Точные и соостные отверстия должны быть сквозными, тучными, и
располагать их нужно так, чтобы обеспечивалась возможность обработки их на проход с одной установки (разные по величине соостные отверстия должны быть такими, что убывают по диаметру в одном направлении).

4. Длина отверстий не должна превышать 10 диаметров сверла.

5. Желательно все отверстия выполнять сквозными.

Детали, которые подвергаются термообработке

 

Одним из основных критериев технологичности деталей есть правильный выбор материала.

Нужно учитывать, что чем выше твердость которая назначается, тем достовернее появление трещин вследствие остаточных напряжений.

Мелкие, простые по форме детали менее склонны к искажению, поводке и образованию трещин.

Необходимо применять низколегированные стали для деталей сложной конфигурации со сменными сечениями, нужно предусматривать закалку в смазочном масле.

 

Детали, которые подвергаются электрофизической и электрохимической обработке

Общие характерные особенности:

- независимость обрабатываемости материала от твердости и вязкости;

- практически отсутствие силового действия на обрабатываемое изделие;

- возможность автоматизации процесса;

- возможность копирования формы инструмента одновременно по всей
поверхности заготовки.

Обработки: электроэрозионная (електроимпульсная, електроискровая); анодно-механичная; ультразвуковая; лучевая; магнитоимпульсна; электрохимическая (анодно-абразивная, электро-алмазная).

Детали, которые получаются гальванопластикой

 

Предназначенная для экономического и эффективного получения металлических изделий сложной формы, с рельефной и фактурированою поверхностью.

Является процессом получения точных негативных металлических копий путем електроосадження металла или сплава металлов на соответствующую модель. Модель из токопроводящего материала служит катодом, а пластины облегающего металла или сплава — анодом.

Для получения более равномерного осаждения металла необходимо, чтобы глубина паза не превышала половины его ширины, а внутренние и внешние углы имели радиусы закругления.

Детали, которые получаются плазмовым напылением

 

На модель, что является негативом матрицы, которая изготовляется, напыливается в плазмовой струе пласт металла толщиной 5...15 мм.

Методом плазмового напыления можно наложить пластов из тугоплавких и жаропрочных материалов.

Метод рекомендуется для изготовления матриц замкнутого контура, что не имеют глубоких пазов, больших углублений и выступлений.

 

Проектирование деталей из пластмасс

 

Общие требования:

- деталь должна иметь технологические уклоны;

- в деталях не должно быть элементов, которые препятствуют вытягиванию их с формы;

- детали должны иметь закругления;

- детали должны иметь одинаковыми или близкими по значению;

- детали должны быть по возможности компактными, без консольных выступлений значительной длины, необходимо вводить ребра жесткости (60 - 80% от толщины стенок).

Детали из пластических масс получают прессованием, литьем под давкой и литьем в формы.

конфигурация деталей должна быть по возможности наиболее простой,
чтобы не возникала необходимость в применении разъемных матриц;

при выборе материала должно быть учтено влияние среды, в котором будет находиться деталь при эксплуатации.

При конструировании необходимо учитывать, что самая большая степень искажения наблюдается у больших плоских деталей, которые не имеют ребер жесткости, в разнотолстых деталей или деталей с односторонней арматурами. Трещины возникают вследствие чрезмерных внутренних напряжений в деталях из значительной разной толщиной, при отсутствии достаточных радиусов закруглений и неправильной установки металлической арматур. Трещины и коробины могут оказаться не сразу после ее изготовления, а при ее эксплуатации.

При наличии радиусов закруглений облегчается ход массы в форме, уменьшается износ пресс-формы, облегчается вытягивания деталей с формы, улучшается их внешний вид.

Рекомендованные радиусы закруглений в зависимости от высоты стенки детали показаны на рис.2.2

Рисунок 2.2. Требования к проектированию деталей из пластмасс

 

Арматуры

 

Для повышения прочности и жесткости пластмассовых изделий или для сборники отдельных элементов в изделие применяется арматуры. Обычно арматуры устанавливают в деталь непосредственно во время формирования. При этом в результате усадки материала, различия коэффициентов теплового линейного расширения пластмассы и металла, создается крепкое неразъемное соединение (рис. 2.3).

Рисунок 2.3. Примеры упрочения арматуры в пластмассовых деталях

 

Случайные новости

4.9. Определение минутного объема крови

Современные физиология и клиническая медицина используют разные методы определения сердечного выброса [10]. По данным резных авторов, расхождение результатов, полученных этими методами, лежит в пределах 5-10%, что целиком допустим на практике. Итак, выбор оптимального для наших целей метода определяется в основном безопасностью, технической доступностью, возможностью продолжительной беспрерывной регистрации.

К таким методам нужно отнести в первую очередь реографические методы измерения ударного объема, среди которых самое большое распространение получили метод тетраполярной, импедансной, кардиографии по Кубичеку и метода интегральной реографии, разработанному М. І. Тищенко.

В основе метода тетраполярной импедансной кардиографии лежит предпосылка, что пульсовые колебания трансторакального электрического импеданса обратно пропорциональные пульсовым колебанием объема крови в сердце и крупных сосудах. Для измерения накладывали четыре электрода ( по два вокруг шеи и вокруг грудной клетки), с которых внешние были генераторными, а внутренние — съемными. Одновременно с електроплетизмограмою регистрировали ее первую производную. Расчеты ударного объема SV проводили по формуле[7]

 

(4.12)

 

где η — удельное сопротивление крови ( по данным разных авторов 135 ч 150 Ом/см); l — расстояние между внутренними электродами, см; z0 — базисный импеданс между внутренними электродами, Ом; — максимальная амплитуда первой производной импедансной реограми, Ом/см; Т — период изгнания, с.

Измерение ударного объема методами тетраполярной реографии показали хорошую достоверность относительно прямых измерений: коэффициенты корреляции составляли 0,92-0,97 при измерении электромагнитными флоуметрами и 0,91 при использовании метода Фика. Применение метода ограничивается диапазонами нормальных частоты пульса (40-90 ударов) и артериальной давки.

После значительных физических нагрузок и при пороках сердца показатели корреляции ухудшались на 20-30%.

К существенным недостаткам метода тетраполярной импедансной кардиографии нужно отнести необходимость задержки дыхания, а также определение времени изгнания ( по кривой давки в аорте, по ЕКГ или при производной), что связано со значительными трудностями, особенно при автоматической обработке сигналов.

Метод интегральной реографии основан на регистрации суммарного пульсового импеданса всего тела при пропуске измерительного тока в последовательной цепи руки – тулуб -ноги. Расположение электродов на дистальных участках концовок позволяет фиксировать суммарные пульсовые изменения объема главных продольных артерий, то есть артериальной компрессионной камеры в целом.

В связи со значительной отдаленностью электродов от легких и большой амплитудой сигнала регистрация реограми не требует задержки дыхания, а расположение электродов на концовках комфортнее, чем на шее и животе, как это нужно при тетраполярной реографии по Кубичеку.

Для записи интегральной реограми тела (ІРГТ) используется реограф типа РГ1—01. Регистрация осуществляется с попарно накоротко соединенных между собой электродов, которые накладываются на дистальные участки волярных поверхностей предплечий и голеней. Общая площадь электродов 100—120 см2.

Как основа для расчетов ударного объема Vy.0 взятая формула для определения объемных изменений цилиндрового проводника, широко используемая в сегментарной реографии. Однако поскольку геометрия тела и сосудов отличается от цилиндровой, в знаменатель формулы введенный корелюючий фактор к, однозначно связанный, базисным сопротивлением R: kr = 100. Выразил k через эту полную (коэффициент ранговой корреляции 0,985) обратную зависимость, получим универсальную формулу для расчетов [7]:

 

(4.13)

 

где R — базисное сопротивление, Ом; ρ- удельное сопротивление крови (150 Ом/см); ΔR = у/ук-0,1', В — амплитуда анакроты; ук — амплитуда калибрования 0,1 Ом; L — расстояние между электродами по проекции главных артериальных стволов, см; Т — продолжительность сердечного цикла, с; D — продолжительность катакротической части ИРГТ, с.

В дальнейшем оказалось возможным заменить L в формуле величиной, выраженной через рост l. Расстояние между электродами при этом определяется с хорошей точностью, но имеет разную зависимость для мужчин и женщин: Lч = 1,32 l, Lж 1,25 l. Отсюда для мужнин [7]:

 

(4.14)

 

для женщин —

 

(4.15)

 

Сопоставление результатов, полученных методом интегральной реографии, с данными, измеренными ацетиленовым методом, методом терморазведения и прямым методом Фика, показало целиком приемлемую на практике точность анализируемого метода.

Рассмотрим алгоритм определения минутного объема крови методом ІРГТ, блок-схема которого приведена на рис. 4.5.

В блоке установки начальных условий (блок 1) идентификатору признаки начала анализа (ПНА) присваивается 1. Здесь же задаются амплитуда калибрования, рост человека и продолжительность сердечного цикла.

В блоках линейной аппроксимации (блок 2) и поиска экстремумов ІРГТ (блок 3) происходит обращения к стандартным процедурам, описание которых проводилось раньше. Результатом работы этих блоков есть массив значений ІРГТ в интерполяционных узлах и массив экстремумов.

В блоке формирования анализируемого участка массива экстремумов (блок 4) длина массива выбирается равной 1,3 с.

Определение характерных точек ІРГТ предусматривает последовательную фиксацию начальных точек (блок 5).

 

 

Рисунок 4.5 – Алгоритм определения минутного объема крови методом ІРГТ.

 

 

В блоке 7 проводятся сдвиги и пополнение массива, в блоке 8 фиксируется первый максимум, а в блоке 9 проводятся измерения амплитуды анакроты и определение продолжительности катакротические участки.

Блок первичной статистической обработки (блок 11) используется для определения средних арифметических значений измеренных характеристик и вычисления ударного объема крови. Минутный объем крови равный ударному ее объема, умноженному на частоту пульса (за 1 мин.).

Для использования алгоритма в системе и хранение результатов по каждому сюжету служит блок формирования массива результатов (блок 12) [10].

 

© 2019
  • Сайт "Литературка"
  • мы собираем различную техническую, образовательную, научную литратуру