Расчет оборудования машин и механизмов.

При разработке механизмов, машин и оборудования можно использовать два подхода к решению этой проблемы:

- аналитический синтез механизмов;

- подбор механической системы, отвечающая предъявленным требованиям.

В общем случае «синтез» означает применение известного метода решения точного определенного размера и состава механизма. Решение задачи синтеза направлено на создание структуры механизма и расчет их параметров. В зависимости от функционального назначения можно разбить на задачи:

- кинематическую;

- динамическую;

- прочностную синтеза.

Динамическое исследование механизмов проводят на различных этапах проектирования. На начальных этапах объектом динамического анализа является кинематическая схема механизма, а его целью – оценка сил, передаваемых звеньем и кинематическим паром при выполнении рабочего процесса. Целью исследования на данном этапе является:

- определение силы реакции в кинематических парах;

- определение обобщенных движущих сил, необходимых для выполнения программы (заданных движению);

- оценка неуравновешенности механизма;

- учет потерь энергии на трение и КПД.

По результатам динамических расчетов нужно отредактировать кинематическую схему процессов и схему изделия. Динамические расчеты, выполненные на каждом этапе проектирования состоят из следующих операций:

- построение динамической модели механизма (расчетных сил);

- решение расчетных уравнений для заданных движений;

- определение динамических характеристик (критерий их качества), позволяющие оценить качество динамических процессов, происходящих в механизме;

- корректировка конструкции по результатам анализа.

После корректировки конструкции, сопровождающееся изменениями параметров динамической модели и ее структуры, динамические расчеты повторяют.

Расчет гидропневмапривода целесообразно вести в следующей последовательности:

- на основе анализа параметров технологического процесса принципиальную схему машин и оборудования рассчитывают параметры пневмо- и гидродвигателя;

- выбирается гидронасос или компрессор и аппаратура управления;

- составляются принципиальные схемы гидро- и пневмопривода.

Для определения инерционных нагрузок звеньем кинематической цепи следует придать предварительно конструкции формы, использовать по возможности детали или узлы аналогичных машин или смежного производства.

Получив очертания детали, можно определить приблизительно их массы и моменты инерции. Исходными данными для расчета является их нагрузка и условие работы. При определении нагрузок (полезных и вредных) в ряде случаев следует учитывать тепловые напряжения, возникающие в деталях. Далее определяют нормальное и касательное напряжения в опасных сочетаниях деталей, их характер. Исходя из данной детали, ее формы выбирают наиболее подходящий по экономическим показателям конструкции материал и продумывают технологию изготовления деталей. На основании этих данных выбирается исходная характеристика прочности, а также необходимый запас прочности. Затем рассчитывают размеры детали, в дальнейшем размеры могут уточняться по конструктивным изображениям в соответствии с ГОСТом.

При расчете геометрических размеров детали следует помнить, что их надежность и долговечность определяют прочность, жесткость и износостойкость. При этом необходимо учитывать, что повышенный запас жесткости и прочности ведет к увеличению металлоемкости конструкции, следовательно к технико-экономическим показателям, к росту себестоимости данных машин.

Детали, узлы, подверженные вибрации должны дополнительно проверяться на несовпадение частот собственных колебаний и частот возмещающих сил для предотвращения резонанса. В тех условиях, где проводят данные технологические процессы, необходима проверка жесткости узлов и машин. Детали, подверженные износу в процессе эксплуатации машин должны проверяться на износ. Эта проверка базируется на допускаемых давлениях, скоростях скольжения, частоты вращения. Необходимо учитывать те зазубры, которые возникли при эксплуатации данных машин.