Детали машин. Подшипники. Зубчатые передачи. Трансмиссии

The accuracy of the thickness of lumber is one of the most important indicators of sawing. It is inextricably linked with saw stabilization in the plane of the greatest stiffness. The aim of the study is to eliminate the influence of lateral force on the saw blade and the thickness of the resulting lumber. The issue of eliminating the influence of lateral force in frame sawing and sawing on band saws belongs to the constructive decision in combination with the analytical one according to classical methods. Therefore, the most important issue in the development of a new machine is to identify the presence of a huge range of frequencies of natural and parametric oscillations of saw blades. Previously, these frequencies could not be analytically found to the full extent and, respectively, the tuning out the machine operating frequencies of the possible oscillation frequencies of saw blades could not be carried out. Due to the complexity and the science intensity of the problem solving, it is not conceivable without modern numerical methods of calculation. Among them are the finite element method, modern software of NX and ANSYS, as well as other original programs. One of such methods, which allow to reduce the influence of lateral force, is determination of stability of the plane form of bending by the Eulerʼs method. The technical solution presented by a fundamentally new saw block with a circular translational motion of the blades reduce dramatically the impact of lateral force on the accuracy of sawing in conjunction with a number of other advantages. At the same time, the issue of ensuring the dynamic stability of the blades both when sawing and at idling speed is solved. It is necessary to point out that with circular translational motion the tooth side cutting edges are under alternating load when scraping over the cut surface. Therefore, the tooth cutting element is a subject of increased strength requirements. The angles of their sharpening were adjusted in order to preserve the integrity of the corners of the teeth tips. The possibility of strengthening the teeth lateral cutting edges of saw blades made of steels of different grades was investigated. The reasons of wear and corrosion, both the elements of the saw module and its operating part (blade teeth) were studied and it was decided to supply the teeth with a hard alloy of the stellite type as the most optimal. However, this provision requires additional targeted field tests. Preliminary calculations showed that the daily productivity of a machine with circular translational motion of the blades (model M2005) in comparison with saw frames increases by 2–4 times; in comparison with band saw equipment of any class by 3–6 times; and in comparison with the circular saw equipment (for small and medium enterprises) by 2–4 times. Analyzing the design scheme and the dynamics of the saw modules, it is possible to find a number of advantages of the multi-saw unit presented as part of the machine. The simplicity and reliability of the design allows us to hope for high functional characteristics. Among those we should highlight the following: increasing the accuracy of sawn products due to the rigidity of short blades, increasing the productivity, improving the quality of treated surfaces, as well as reducing the energy consumption, relatively light weight and dynamic balance of the main units with increased mobility of equipment and the absence of a massive foundation. For citation: Blokhin М.A., Podlesny D.A., Rodionov O.A. Solving the Problem of Reducing the Influence of Lateral Force on the Saw Blade Stability. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2020, no. 2, pp. 118–128. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-2-118-128
точность толщины пиломатериалов является одним из самых важных показателей пиления. она неразрывно связана с обеспечением устойчивости пилы в плоскости ее наибольшей жесткости. Цель исследования – устранение влияния боковой силы на пильное полотно и разнотолщинность получаемого пиломатериала. Классическими методами, при рамном пилении и пилении на ленточнопильных станках, задача устранения влияния боковой силы относится к конструктивному решению в совокупности с аналитическим. Поэтому важно при разработке нового станка выявить наличие огромного спектра частот собственных и параметрических колебаний пильных полотен. Ранее эти частоты не могли быть найдены аналитически в полном объеме и, соответственно, не могла быть осуществлена отстройка рабочих частот станка от возможных частот колебаний пильных полотен. в силу сложности и наукоемкости решение этой проблемы невозможно без применения современных численных методов расчета. К ним относятся: метод конечных элементов, программные продукты NX и ANSYS и другие оригинальные программы. одним из методов, который позволяет снизить влияние боковой силы, является определение «устойчивости плоской формы изгиба по л. Эйлеру». техническое решение, представленное принципиально новым пильным блоком с круговым поступательным движением полотен, значительно снижает влияние боковой силы на точность пиления в совокупности с рядом иных достоинств. одновременно с этим решается задача обеспечения динамической устойчивости полотен как при пилении, так и в режиме холостого хода. необходимо отметить, что при круговом поступательном движении боковые режущие кромки зубьев испытывают знакопеременную нагрузку, скобля по поверхности пропила. Поэтому к прочностным характеристикам режущего элемента зуба предъявляются повышенные требования. Для сохранения целостности уголков кончиков зубьев были скорректированы углы их заострения. Проведено исследование возможности упрочнения боковых режущих кромок зубьев пильных полотен, изготовленных из сталей различных марок. в ходе изучения причин износа и коррозии элементов пильного модуля и его рабочей части (зубьев полотна) принято решение о снабжении зубьев твердым сплавом типа «стеллит». однако это требует проведения дополнительных натурных испытаний. Предварительные расчеты показали, что суточная производительность станка с круговым поступательным движением полотен (модель М2005) по сравнению с лесопильными рамами увеличивается в 2–4 раза, с ленточнопильным оборудованием любого класса – в 3–6 раз, с круглопильным оборудованием (для малых и средних предприятий) – в 2–4 раза. Анализ конструктивной схемы многопильного блока и динамики движения пильных модулей выявил ряд достоинств. Простота и надежность конструкции позволяет надеяться на высокие функциональные характеристики, среди которых следует особо отметить рост производительности оборудования, повышение точности пилопродукции за счет жесткости коротких полотен, улучшение качества обработанных поверхностей пиломатериалов, снижение энергопотребления, относительно малый вес, динамическую сбалансированность основных узлов при повышенной мобильности оборудования и отсутствии массивного фундамента. Для цитирования: Blokhin М.A., Podlesny D.A., Rodionov O.A. Solving the Problem of Reducing the Influence of Lateral Force on the Saw Blade Stability // Изв. вузов. Лесн. журн. 2020. № 2. с.118–128. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-2-118-128.

В практикуме, составленном в соответствии с требованиями ФГОС ВО, основное внимание уделено определению показателей надежности объектов и изучению методов повышения работоспособности транспортно-технологических машин и комплексов.

Рассмотрены вопросы определения нагрузок на валы и подшипниковые узлы с учетом их конструкции и типа подшипника. Решена задача нагружения двух спаренных конических подшипников. Приведен пример расчета валов и подшипников для одного из вариантов приводов при частореверсировном режиме нагружения.

Изложен курс дисциплины «Надежность машин и механизмов». Показано, как с помощью методов теории надежности можно решать вопросы обеспечения надежности строительных машин, оборудования и механизмов на разных этапах (проектирования, производства и эксплуатации) жизненного цикла машин и механизмов; раскрыты математические, инженерные, организационные и управленческие аспекты надежности машин. В необходимых случаях приведены примеры решения задач.

Изложены основы курса «Детали машин и основы взаимозаменяемости» в объеме подготовки бакалавров. Описано устройство и приведено назначение деталей и узлов, применяемых в средствах механизации строительства и производства строительных материалов, изделий и конструкций. Рассмотрены основы проектирования и обеспечения взаимозаменяемости деталей и узлов на базе стандартов Единой системы допусков и посадок и других стандартов, устанавливающих допуски и посадки различных сопряжений.

Рассмотрены вопросы расчета параметров приводов. Использован подход, базирующийся на технологиях функциональных семантических сетей. Описана интеллектуальная система Compact, осуществляющая многофакторную оптимизацию параметров радиально-плунжерного редуктора. Рассмотрена задача расчета и проектирования приводов на основе использования функциональной семантической сети

В учебнике рассмотрены особенности строения и физико-химические свойства поверхностей трения деталей машин, поверхностные явления, условия их контактного взаимодействия, виды трения, механизмы изнашивания и повреждений трибосопряжений. Кратко описаны триботехнические материалы и методы триботехнологии, применяемые для повышения износостойкости и антифрикционности поверхностей трения. Представлены сведения о смазочных материалах и смазывании. Даны рекомендации по оптимизации конструкторских решений и технологических способов повышения износостойкости механизмов и машин. Рассмотрены вопросы обеспечения надежности металлургических машин на стадиях проектирования, изготовления и эксплуатации.

Практикум составлен в соответствии с требованиями ФГОС ВО, ОП ВО и рабочими программами по дисциплине, в нем представлены девять лабораторных работ, содержащие краткие теоретические сведения по темам работ, методические указания по их выполнению, планы составления отчета, контрольные вопросы, литературу.

Рассмотрены основы конструирования машин, механические передачи, валы и оси, подшипники, муфты, соединения деталей машин.

Рассмотрены основы конструирования машин, механические передачи, валы и оси, подшипники, муфты, соединения деталей машин

Изложены алгоритмы решения задач графоаналитическими методами. Рассмотрены примеры решения практических задач с использованием общепринятых методов и алгоритмов для типовых и сложных рычажных механизмов.

Рассмотрены средства измерений и контроля геометрических параметров деталей машин и механизмов, электрических и механических величин, дефектов и покрытий. Предназначено для бакалавров направлений подготовки 27.03.01 «Стандартизация и метрология» и 27.03.02 «Управление качеством» (укрупненная группа 27.00.00 «Управление в технических системах»), а также может быть использовано преподавателями, аспирантами, магистрантами и студентами других специальностей при изучении вопросов, связанных со средствами измерений и контроля.

В учебном пособии изложены теоретические положения по основным разделам дисциплины и рассмотрены алгоритмы решения практических задач с использованием общих методов анализа и синтеза основных видов типовых механизмов.

В пособии изложены закономерности усталостного разрушения и показано влияние технологических, эксплуатационных, конструктивных факторов на усталостную прочность (выносливость). Приведены примеры расчетов вала с использованием компьютерных технологий в средах Excel, MathCAD и Delphi.

На основании собственных исследований авторов и использования работ других специалистов приведены материалы по повышению качества подготовки и эксплуатации рамных пил, рациональным методам подготовки лесопильных рам и совершенствованию их конструкций. Материалы даны в доступной для использования форме в виде вопросов, ответов и рекомендаций.

Одним из основных факторов, сдерживающих в Дальневосточном федеральном округе увеличение объемов лесозаготовок, проводимых в горной местности, является сложность технологического процесса первичной транспортировки древесины от точки заготовки до места складирования и погрузки. Около 30 % лесных площадей, на которых произрастает качественный и спелый древостой, находятся именно на склонах с крутизной свыше 20º, где традиционная техника либо не в состоянии вести заготовку древесины, либо выполняет ее с большими затратами и явными экологическими нарушениями. Опыт применения аэростатных систем транспортировки древесины доказал их технологическую и лесоводственную эффективность. Однако способ выборочного изъятия отдельно растущих деревьев требует дополнительного и разностороннего исследования, так как связан с конструктивными и технологическими особенностями аэростатных систем, в первую очередь с функционированием грузовой подвески и захватного механизма. Проведены практические и теоретические исследования процесса колебаний, возникающих в грузовой подвеске трехлинейной аэростатно-канатной системы, предназначенной для вертикального изъятия деревьев с их последующей транспортировкой. Разработана математическая модель, описывающая равновесие точки стыковки канатов аэростатно-канатной системы и ее перемещения при приложении произвольных нагрузок. С помощью полученной зависимости можно определять параметры колебаний трех взаимосвязанных точек грузовой подвески системы в различных условиях эксплуатации и в любое время ее функционирования. Установление расчетных значений параметров колебательного процесса грузовой подвески и, соответственно, отклонений грузозахватного механизма от точки захвата дерева позволяет выполнять проектирование технических параметров грузо-захватных и лебедочных механизмов, предназначенных для процесса воздушной транспортировки (трелевки) древесины, с достаточно высокой степенью точности. На основании полученных результатов можно при выборочной заготовке леса более эффективно использовать технологические и конструктивные особенности аэростатно-канатных систем.

Изложены необходимые сведения о сельскохозяйственных машинах как объекте конструирования, рассмотрены вопросы организации проектирования деталей машин и механизмов, изложены основы теории и расчета деталей и сборочных единиц общего назначения. Уделено внимание информационному и патентно-лицензионному поиску, стандартизации и нормализации изделий, формированию надежности машин при проектировании. Приведены примеры расчета передач, валов, подшипниковых узлов, разъемных и неразъемных соединений.

Рассмотрены вопросы расчета параметров приводов. Использован подход, базирующийся на технологиях функциональных семантических сетей. Рассмотрена задача расчета и проектирования приводов на основе использования функциональной семантической сети. Проанализированы детерминированные и случайные алгоритмы поиска оптимальных решений: покоординатный метод, многолучевой, случайный поиск с возвратом. Разработан комбинированный алгоритм нахождения решения на функциональной семантической сети, сочетающий случайный поиск с возвратом и метод покоординатного спуска.

Пособие составлено в соответствии с требованиями Федерального государственного образовательного стандарта высшего образования к подготовке выпускника для получения квалификации бакалавра. Содержит восемнадцать лабораторных работ, включающих теоретическую часть, методические указания к их выполнению, список необходимой аппаратуры и материалов, указания по технике безопасности, вопросы и задания, литературу

Пособие составлено в соответствии с требованиями Федерального государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования, учебным планом и программой дисциплины. Содержит курс практических занятий, включающих теоретические сведения об основах расчета и проектирования деталей и узлов общего назначения, примеры выполнения заданий, вопросы и задания, литературу.

Пособие составлено в соответствии с требованиями ФГОС ВО, представляет собой курс лекций, включает теоретические сведения, а также вопросы к темам лекций и рекомендуемую литературу

Пособие составлено в соответствии с требованиями ФГОС ВО и включает теоретические сведения к семи практическим занятиям, методику их выполнения, а также вопросы к занятиям и рекомендуемую литературу

Рассмотрены расчеты, конструкции и технология изготовления деталей и узлов общего назначения: разъемных и неразъемных соединений, передач трением и зацеплением, валов и осей, подшипников качения и скольжения, муфт.

В учебно-методическом пособии приведены краткие теоретические сведения и методические указания для проведения лабораторных работ по магнитному, капиллярному, ультразвуковому и вихретоковому методам контроля дефектов в деталях машин.

Рассмотрены вопросы расчета параметров радиально-плунжерного редуктора. Использован подход, базирующийся на технологиях функциональных семантических сетей. Рассмотрена возможность применения функциональных семантических сетей для выбора рациональных параметров радиально-плунжерного редуктора. Приведены семантические сети для расчета массы радиально-лунжерного редуктора.

В пособии приведены основные сведения о механических передачах, валах и осях, муфтах, шпоночных и шлицевых соединениях. Даны рекомендации по выбору электродвигателей и монтажу приводов машин. Изложены методы расчета передач и правила конструирования и изготовления зубчатых и червячных колес, червяков, шкивов, звездочек, валов. Приведены необходимые справочные материалы для подбора подшипников качения, шпонок и муфт.

Изложены основные теоретические сведения, основы расчета и проектирования машин и оборудования; дано описание конструкций машин и оборудования, принципа их действия; предложен выбор и расчет технологических линий и комплексов оборудования.

Изложены основы курса «Детали машин и основы взаимозаменяемости» в объеме подготовки бакалавров. Описано устройство и приведено назначение деталей и узлов, применяемых в средствах механизации строительства и производства строительных материалов, изделий и конструкций. Рассмотрены основы проектирования и обеспечения взаимозаменяемости деталей и узлов на базе стандартов Единой системы допусков и посадок и других стандартов, устанавливающих допуски и посадки различных сопряжений.

Рассмотрены вопросы определения нагрузок на валы и подшипниковые узлы с учетом их конструкции и типа подшипника. Решена задача нагружения двух спаренных конических подшипников. Приведен пример расчета валов и подшипников для одного из вариантов приводов при частореверсировном режиме нагружения.

Рассмотрены основные методы повышения жёсткости и устойчивости пил и влияние этих показателей на качество получаемых пиломатериалов. Приведены математические модели для определения напряжений в ленточной пиле и её прогибов между шкивами в любой точке. Описана конструкция отжимной аэростатической направляющей ленточной пилы с регулируемой кривизной рабочей поверхности. Представлены результаты экспериментальных исследований охлаждающей способности аэростатических направляющих, и рассмотрено влияние уплотнительных микроканавок на их грузоподъёмность.

Статья посвящена анализу потенциального увеличения относительной скорости деформации упругого элемента в расчетной динамической системе фрикционной пары «колодка (лента)–контртело» автомобильного тормоза при начале и завершении тор-можения, а значит, и соответствующих компонентов пары трения реального тормоза для уменьшения автоколебаний за счет подачи сжатого воздуха на фрикционные по-верхности в процессе торможения. Перед нами стояли следующие задачи – теоретически качественно проанализировать как положительные физические явления исследуемого процесса торможения колеса автомобиля скажутся на протекании автоколебаний и их резонансных последствий. Для этого предложено при торможении за период вхождения фрикционной пары в полный контакт, вплоть до полной остановки колеса, использовать технический и теоретический подходы, связанные с подачей сжатого воздуха на фрикционные поверхности тормозного механизма. В процессе подачи сжатого воздуха в переменный зазор между фрикционными поверхностями при торможении колеса, в том числе и в ходе кинематического трения, следует ожидать, что за счет скоростного воздушного потока количество продуктов износа в микроуглублениях шероховатостей поверхностей будет меньше, чем без продувки. Кроме того, реально ожидаема интенсификация охлаждения фрикционных поверхностей. В итоге нежелательные процессы намазывания и вулканизации материала накладок будут протекать менее активно, и упругопластические свойства накладок колесного автомобильного тормоза будут иметь более длительный срок работы по сравнению с существующими конструкциями. Это приведет к уменьшению автоколебаний в тормозных механизмах, которые при возможных кратковременных резонансных явлениях служат источником шумов колесных автомобильных тормозов и снижению повышенного износа фрикционного материала накладок, а также к уменьшению времени срабатывания накладок. В качестве примера приведена и математически смоделиро-вана идеализированная схема фрикционной пары автомобильного колодочного тормоза, отражены положительные эффекты, получаемые после внедрения контура подачи сжатого воздуха в текущий зазор фрикционной пары в процессе ее смыкания и разъединения при срабатывании автомобильного тормоза.

Изложена методика оптимального проектирования формы плоских тел и даны инженерные методы расчета деталей машин с концентраторами напряжений. Представлены результаты экспериментальных исследований напряженного состояния в плоских прозрачных моделях, проведенных на установке с высокой разрешающей способностью в областях изделий с большим градиентом напряжений. Рассмотрены вопросы оптимального проектирования в зоне контакта, при неизвестной геометрии или законе распределения толщины тела вблизи концентратора напряжений. Даны рекомендации по проектированию деталей с улучшенной формой, позволяющие увеличить надежность сельскохозяйственной техники.

Лабораторный практикум разработан, как составная часть методического обеспечения учебного процесса по дисциплинам «Восстановление и упрочнение деталей автомобилей» и «Технология ремонта». Может применяться в курсовом и дипломном проектировании, а также для самостоятельной работы студентов. В учебном пособии приведены методика, необходимые оборудование и материалы для проведения лабораторных работ по вышеуказанным дисциплинам. По каждой работе представлены цель работы, теоретические сведения, устройство и работа оборудования, порядок выполнения работы, контрольные вопросы, литература для самостоятельной проработки студентами учебного материала.

В данном учебном пособии представлен материал, подготовленный в виде вопросов и кратких ответов на них, составлен в соответствии с программой курса «Детали машин и основы конструирования» и позволяет качественно и объективно оценить уровень знаний студентов и служит своеобразным средством мотивации обучения.

В лабораторном практикуме представлены 10 лабораторных работ по дисциплинам «Детали машин и основы конструирования», «Механика». Приведены краткие теоретические сведения, описан порядок и методика проведения работ, имеются необходимые справочные материалы и контрольные вопросы.

Учебное пособие предназначено для практических занятий, выполнения расчтно-графических и курсовых работ по дисциплинам: детали машин, механика, прикладная механика, техническая механика, основы проектирования, включает в себя общие сведения, классификацию, расчет основных разъемных и не разъемных соединений. Пособие оснащено справочным материалом для выполнения расчетов, примерами расчетов соединений, контрольными вопросами и заданиями для самостоятельного решения.

В работе приведены описания лабораторных работ и краткие теоретические сведения к разделу «Зубчатые передачи» учебной программы по дисциплине «Основы конструирования» машиноведческого цикла дисциплин. Тематика лабораторных работ охватывает разделы, посвященные методам нарезки зубчатых колес, определению кинематических характеристик наиболее распространенных зубчатых передач. Учебно-методические требования к порядку выполнения лабораторных работ и предъявлению отчета материалов выполнены в соответствии с Федеральным государственным образовательным стандартом по направлению «Педагогическое образование» и согласуются с программой обучения по данной дисциплине, утвержденной УМУ МПГУ.

В работе дана методика теоретического и опытного определения технических параметров конструктивных элементов цилиндрических зубчатых редукторов.

Рассмотрены особенности расчета и проектирования узлов и деталей планетарных коробок передач, их фрикционных элементов управления, подшипниковых узлов сателлитов планетарных рядов. Приведен подробный пример расчета зубчатых зацеплений одного планетарного ряда, входящего в состав сложной кинематической схемы планетарной коробки передач.

Рассмотрены вопросы проектирования гибридных трансмиссий транспортных средств на основе планетарных механизмов. Представлены кинематические схемы серийно выпускаемых гибридных трансмиссий. Описан метод построения динамических характеристик транспортных средств с гибридной трансмиссией. Предложена методика выбора характеристик электромашин, используемых в гибридных трансмиссиях.

Изложены краткие сведения о планетарно-цевочных передачах. Рассмотрены геометрические параметры цевочного зацепления, кинематика и конструкции планетарно-цевочных редукторов. Приведены геометрические и силовые расчеты основных элементов передач, а также пример проектировочного расчета планетарно-цевочного редуктора.

В методических указаниях описана вторая лабораторная работа из практикума по курсу «Системы автоматизированного проектирования интегрированных компьютеризованных производствах». Рассмотрены методы и средства разработки экспертной базы знаний для интеллектуальной системы автоматизации конструирования зубчатых колес.

Даны методические указания к третьей лабораторной работе из практикума курса «Системы автоматизированного проектирования в интегрированных компьютеризованных производствах». Рассмотрены методы проектирования технологических процессов обработки в интеллектуальной системе автоматизированного проектирования «СПРУТ-ТП».

Рассмотрены характеристики эксплуатационных и технологических свойств основных конструкционных материалов, используемых при изготовлении деталей машин. Предложена методика принятия решений при выборе материалов.

Рассмотрены конструкции подшипниковых опор прокатных валков с подшипниками скольжения открытого типа, подшипниками жидкостного трения и подшипниками качения различного типа, а также конструкции подушек для указанных типов подшипников в сочетании с устройством для самоустановки валков и фиксации подушек в осевом направлении. Дан анализ работоспособности подшипниковых опор рабочих валков клетей-кварто и изложены способы повышения их работоспособности.

В методических указаниях описана первая лабораторная работа цикла из трех лабораторных работ с домашними заданиями, составляющих учебно-лабораторный практикум курса. Лабораторная работа поможет освоению методов и средств разработки графической базы знаний для интеллектуальной системы автоматизации конструирования зубчатых колес.

Представлены материалы по конструктивным элементам деталей машин, требующим стандартного оформления. Для студентов, изучающих курс инженерной графики.

Пособие содержит рекомендации по однозначному присвоению кодов классификационных характеристик деталям классов 71–75 «Классификатора ЕСКД». Описаны правила пользования основными документами и приложениями Классификатора, а также методы отнесения деталей к соответствующим группам. Пособие может быть полезно при работе над курсовыми проектами по курсам: «Основы конструирования приборов», «Проектирование оптико-электронных приборов», «Детали машин и основы конструирования», «Прикладная механика».

В работе приведены описания лабораторных работ и краткие теоретические сведения к разделу «Зубчатые передачи» учебной программы по дисциплине «Основы конструирования» машиноведческого цикла дисциплин. Тематика лабораторных работ охватывает разделы, посвященные методам нарезки зубчатых колес, определению кинематических характеристик наиболее распространенных зубчатых передач. Учебно-методические требования к порядку выполнения лабораторных работ и предъявлению отчета материалов выполнены в соответствии с Федеральным государственным образовательным стандартом по направлению «Педагогическое образование» и согласуются с программой обучения по данной дисциплине, утвержденной УМУ МПГУ.

В пособии изложены основы размерного анализа конструкций изделий, рассмотрены соответствующие примеры, приведены контрольные вопросы и задачи. Предназначено для студентов, обучающихся по направлению магистерской подготовки 150700 «Машиностроение».