/
Автор: Коньков А.С. Аникин Н.А. Дробышевская Н.И. Дудинов В.А. Конюхов С.М.
Теги: машиностроение
Год: 1962
Текст
Н. А. АНИКИН, Н. И. ДРОБЫШЕВСКАЯ, В. А. ДУДИНОВ
А. С КОНЬКОВ, С. М. КОНЮХОВ, Ф. И. МЕЩЕРИНОВ,
А Т ПОЛЕЦКИИ, Г. М ПОЛЯКОВ, О А. САЛЬНИКОВ,
Д. Г. ЧЕРНОБАИ
ДЛЯ ИЗОБРЕТАТЕЛЯ
И РАЦИОНАЛИЗАТОРА
ИЗДАНИЕ ТРЕТЬЕ,
ИСПРАВЛЕННОЕ И ДОПОЛНЕННОЕ
МАШГИЭ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО
МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
МОСКВА 1962 СВЕРДЛОВСК
Справочник -содержит материалы, необходи-
мые при разработке, оформлении и обосновании
целесообразности внедэения в производство ра-
ционализаторских предложений и изобретений.
В справочнике приведены краткие сведения
по математике, механике, электротехнике, гидрав-
лике, теплотехнике и другим общетехническим
вопросам, систематизированы данные для выбора
машиностроительных материалов и расчета дета-
лей машин, а также для ознакомления с совре-
менными способами их изготовления и средства-
ми механизации и автоматизации производства;
освещены основные задачи и права изобретате-
лей н рационализаторов. Справочные материалы
иллюстрируются примерами рационализаторских
предложений и типовыми расчетами; указывают-
ся общие направления в области совершенство-
вания производства.
Справочник рассчитан на широкий круг чита-
телей — рабочих и мастеров.
Рукопись обсуждена на совещании изобретателей
и рационализаторов Челябинского Совета ВОИР
Рецензенты:
техн, наук П Г Гаврилов, канд. физ.-'мат. наук
Нефедьев,- канд физ.-мат. наук В М Соколов,
техн, наук В И. С о к о л о в с к и й,. инж С. Н. Руди н, канд.
техн. наук 'М С. Э й д н н о в
Редакторы'
д-р техи наук Г. М. Дубицкий, инж. Б. П, Захаров,
техн, наук В.1Н. Коновалов, канд. техн, наук В. Б. Перетц,
эконом, наук И. А. Розенберг, канд техи. наук В В. Степанов,
1нж. М. И. Суставов, канд. техн, наук С. П. Шабашов
УРАЛО-СИБИРСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ МАШГИЗА
Ведущий редактор Г. А. Сарафанникова
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие « » - । « ....... ,.».7...<»» 12
Глава 1. Математика . .................... . ............. . - 15
1 Арифметика и алгебра 15
Отношения и пропорции ... . .... ч . 15
Интерполяция , . ......................................... 16
Проценты , , ч г. . ¥ р . . ч .... . 1б
, Извлечение квадратного корня , ь ц . . 17
Арифметическое • среднее 18
Уравнения первой степени 18
Система координат . .. 20
2 Тригонрметрия и геометрия . • « . . . т. ч , 21
Зависимость между тригонометрическими функциями . . - , 22
Решение треугольников и многоугольников . к . 24
Формулы для круга .... .........................27
Некоторые кривые н их построение . , ......... 28
Вычисление площадей фигур, поверхностей н объемов тел , , 31
3. Техника выполнения расчетов 35
Подготовка к 'расчетам . . ...... « .... * . 35
Округление численных значений (.£. 35
Вычисления . . ........ v > ч 9 3 6
4. Механизация и £втоматизация счетно-вычислительной работы ч 36
Литература ........ ч ч > - * * . £7
Глава II. Единицы измерения ...................................., . 38
1, Метрическая система ,ам. • 38
2, Системы единиц . .......................... . * . . 42
3, Наименование и определение некоторых единиц ...............42
Сравнение* и перевод единиц ................................42
4/ Применение едивиц измерения при расчетах ........ 44
Пр авило размерности ......... ............... 44
Литература . . . . . 1, . - у............................ ..... 45
Глава III. Механика...................... г . 46
I. Статика . э * * • - *..........46
Связи .»«««.. » * . * г * . 47
Основные типы связей и их реакции . . . • ....". 47
Сложение сил и ...... . 48
Разложение сил . . ....... „ . 49
Равновесие трех непараллельных сил в плоскости............. 52
Момент силы относительно точки (центра) и оси . . . . , 52
Условие равновесия рычага . . 52
Пара сил. Момент пары ............г . 54
Параллельный перенос силы .. .. . f ........ . 56-
Треяие . . v % ................ . 56
Центр тяжести - - . .60
2. Кинематика . < .... .............. ....... . ... 65
Движенце точки , . ..................................... 65
Движение тела ................... • . . , ............66
Сложение скоростей точки .... ............................68
3. Динамика .................................... . . . .
^амтал .... ....
Количество движения точки и тела . .... .. . .
Сила инерции, материальной точки и тела ..
Работа силы ......... . .... . . •
Мощность .............................. . .
Коэффициент полезного действия машины ........
Кинетическая энергия точки и тела - . . • . ......
Удар тел ................................ • -
4 Простые машины ........ , . .............. .
Механизм и машина .........................
Золотое правило механики ........... .........
Клив..........................................
рычаги I и 11 рода ...........................
Блок..........................................
Наклонная плоскость . : . . . ............... . . . .
Винт ч . ,............................. .
Литература . ................, ... i..............
68
вв
69
70
82
Глава IV. Механизмы...........................................83
I Плоские механизмы ............................
Четырехзвенные шарнирные механизмы . ...................
Четырехзвенные механизмы с вращательными и поступатель-
ными парами- ..... г. ................................
Многозвенные механизмы с вращательными и поступательными
парами .. • • • • .... .............
Определение размеров звеньев мехапкзма (синтез)..........
2. Винтовые механизмы ................................. ..
Двухзвенньге винтовые механизмы . .......................
Трехзвеииые винтовые механизмы...........................
Винты и тайки винтовых механизмов........................
3. Зубчатые механизмы ........................................
Основные соотношения ...................................
Элементы зубчатого зацеплена? . . . . .........
Типы аубчатых передач .......... .................... ..
Зубчатые механизмы с неподвижными осями колее...........
зубчатые механизмы с подвижными осями колес ......
Планетарные механизмы ...................................
4. Кулачковые механизмы....................................
5 Фрикционные механизмы ...................................
6, Мальтийские мехаяизмы ..................................
7. Храповые механизмы................................ .
8. Блокирующие механизмы.............................
9. Точность механизмов.................................
Литература ........ ...... ......................
83
83
87
89
90
91
91
91
92
94
94
96
98
101
104
107
108
116
116
118
120
121
122
Глава V. Гидравлика и гидравлическое оборудование . . . . . 123
1 основные свойства жидкости .....ri...... ..423
2 . Гидростатика ......................................124
Закон Паскаля.................................... , 124
Закон Архимеда . .................................. 126
Сообщающиеся сосуды..................................126
Сифон ...............................................127
3 Гидродинамика ........ ............................. 127
Движение реальной ясидкости. Вязкость................127
4 . Истечение жидкости............................. 129
Истечение из отверстий в тонкой стейке...............129
Истечение через иасадки . . . . . .. . . ...» 130
5 Трубопроводы .........................................131
Расход воды и диаметр трубы .. . . . ... . . .131
Местные сопротивления ...............................131
6 Насосы ............................................. 134
7 Применение гидравлических устройств ..................138
Механизмы, применяемые в гидроприводе и гидроавтоматике . 139
Аккумуляторы давления............. ...... , ... 141
Схема гидравлического управления многорезцового полуавто-
мата . ..........................«.... ... 147
8 . Расход воды и методы его уменпвения , ............148
Литература ............. 149
Глава VI, Электротехника ..........................
1. Постоянный ток.- у.. , ...........
Гальванические элементы и батареи ....... ,
Аккумуляторы . . ...........................
Генераторы постоянного тока
Электрическая цеп». Закон Ома .........
Мощность и работа тока , . . , . . . .
.Химические действия токоа. Электролиз.......
Законы электролиза . » *................. . , ,
2. Переменный ток..............................
Определение Источники .
Генераторы переменного тока
Закон Ома для цепа переменного тока ......
Мощность переменного тока. Коэффициент модности
Электродвигатели переменного тока .......
Трансформаторы ............
Конденсаторы . . .'..........................
3. Магнетизм и электромагнетизм .... ...
Постоянные магниты ........................
Электромагниты . .........
4 Электроматериалы ........ . , . < .
Проводниковые материалы л сплавы сопротивления
Изоляционные материалы ...........
5. Электрооборудование
Электрические машины . . . . . . , ....
Трансформаторы ....
Аппаратура управления .....................
Схемы управления . . , . я ...............
Электроизмерительные приборы ................
Электронные и ионные приборы.................
6. Пути экономии электроэнергии ... ....
Общие сведения . . . . н . < . ........
Резервы экономикиэнергии «... .....
Литература .г.,,.,...,.,..,...,.
150
’ 150
150
152
154
155
157
158
159
159
. 159
1 62
162
163
164
165
166
167
167
168
169
169
171
172
172
183
187
199.
204
214
224
'224
225
228
Глава VII. Сведения из теплотехники и применение сжатого воздуха 229
1. Температура. Температурные шкалы ......
2. Единицы энергии ......... ................ . -
3 Агрегатное состояние вещеста, плавление и испарение . . « .
4. Топлиио и его характеристика ....... ..................
5. Горение топлива .... ............
6. Экономия топлива .......................,..............
7 Расширение и сжатие тел ... . ..................
Коэффициенты расширения ... ..................
Усадка..................... • ..................
8 Свойства газов . . ... .... . . •
9 Применение сжатого воздуха в машина:..................
Ручной'пневматический переносный инструмент . . . . .
Пневматические станочные приспособлеаия............. -
Пневматические подъемные устройства ... . . . . .
10. Расчет расхода сжатого воздуха и его экономия..........
Литература ..........................
229
229
230
231
233
235
237
237
238
239
241
242
246
252
253
255
Глава VIII. Материалы
1 Краткие сведения из химик .............
Строение молекул и атомов. Полимеры Изотопы > .
Химические свойства веществ ..........
Химические реакции . . .
Удельный, объемный и насыпной вес , .
2 Общие понятия о строении и механических свойствах
риалов.................................
Строение металлов ... ....... ..............
Понятие о механических свойствах материалов . . .
3 . Чугун -I-. ......
Сорта ' чугуна •
Ферросплавы ....
Отливки из серого чугуна . . . .....
Отливки из белого и'отбеленного чугуна.....
мг.те-
256
. 256
. 256
. 258
. 258
. 259
265
265
266
270
270
. 271
271
, , . 273
Отливки ла ковкого чугуиа , , > . s . т ™ . . , . , 274
Отливки из модифицированного и высокопрочного чугуна . , 274
т Антифрикционный чугун' .............. 276
4, Сталь „ . t............................*................278
Производство стали...................... .......... 278
Классификация стали , . . . . .............. 279
Маркировка стали . . ... . . . . . 280
Углеродистая сталь « ..........281
Качественная углеродистая сталь.........................281
Легированная сталь ..................285
Сталь рессорно-пружинная . . .................... . 289
Низколегированная сталь ................................289
Инструментальная сталь............ , . . . ............289
Сталь с особыми свойствами ‘............ 291
Графитизированная сталь .. 292
Стальные отливки .......................................293
Стандартные профили стального металлопроката и специальные
профили ...................*............. . 294
5 Твердые сплавы .......... ..............298
6, Алюминий и его сплавы........ . . ..... 308
7. Сплавы меди .......................................311
Припои . . ... 315
Подшипниковые (антифрикционные) сплавы . . ..... 317
8. Неметаллические материалы . . г .................. 322
Смазочные материалы ...... 322
Резино-технические материалы , ....................325
Клей . й < ,.............. ......... . . 328
Волокнистые материалы ».>..► ..........828
Асбестовые материалы «-» к >. . ... . . . 383
Синтетические материалы . ........... . . . , 338
Электротехнические материалы . . , ........ 340
9 Стандарты на материалы. Выбор материалов » . ..........340
10 . Резервы экономии материалов ....... 342
Литература ...... ...... Л н . . ......... 344
Глава IX Конструирование и расчет деталей машин ....... 345
1. Чертежи в машиностроении
Формат и масштаб . .... = * . , .
Расположение видов на чертежах .... ...............
Разреаы н сечения ....... ......................... ....
Аксонометрические проекции . » . » » . .. .... ,
Простановка размеров на чертежах . . \ ...........
Требования к чертежам для дояэдк На изобретения ......
2. Взаимозаменяемость. Чистота поверхности н технологичность
345
345
345
347
ЗБ1
351
354
, конструкции . ....... а........................ . ,
Допуски . ,................ . . . т ....
Посадки . ........ . .... . .
> Классы точности .... . . .......
Система допусков и посадок , . . . ,
Обозначение допусков н посадок на чертежах. . *. . . .
Чистота поверхности . . , , , л ........ .
Технологичность конструкции . . ........
3 Основные сведения нз .сопротивления материалов , . . .
Внешние сияй н деформации
Напряжения..................... . . ч . к .. 5
Коэффициент запаса прочности ..........................
Расчет деталей на растяжение и сжатие........... . .
Порядок расчета деталей на растяжение и сжатие . .
Расчет деталей на сдвиг (срез) . .....
Расчет деталей на кручение.........-< „ ..... .
Порядок расчета деталей иа кручение . . » ...........
Расчет Деталей на изгиб . . .
Порядок расчета балки на изгиб ...»..................
Расчет деталей иа продольный изгиб . . х.............
Расчет деталей иа сложные деформаЦ!^. . .............
4. Резьбоаые соединения..........- , ..................
Цилиндрическая резьба ...............................
Допуски резьбовых соединений , . , . ........
Детали резьбовых соединений . . ....
Болты , . . ....
356
356
356
358
358
859
360
360
364
364
365
366
307
369
369
37-Q
374
374
376
380
381
382
382
385
387
387
Винты . ......................
Шпильки .......... . . ,.......
Гайки ......................
Стопорение резьбовых соединений ....
1 рафическое изображение резьбовых деталей
Расчет резьбовых соединений ......
5. Пружины . ..............
Конструкция пружин ................
Материал и допускаемые напряжения .
Расчет цилиндрических витых пружин сжатия
Порядок расчета цилиндрической витой пружины
и растяжения
S,
7
8
витками круглого сечения . . . . .
Шпоночные, шлицевые и штифтовые соединения
Расчет шпонок........................
Материал и допускаемые напряжения . . . .
Шлицевые зубчатые соединения.......
Расчет шлицевых соединений ........
Штифтовые соединения ..........
Оси и валы ...............
Конструкция осей и валов .........
Расчет осей ................
Расчет валов......................
Расчет вала иа жесткость
Порядок расчета вала ... ......
Цапфы ....... .........
Расчет шипов ...................
сжатия
Расчет шеек . . . . с . .......
Пяты ..................
Порядок расчета шипа......... . .
Подшипники скольжения .........
Конструкция подшипников ........
Смазка подшипников
Подпятники .- .............
Расчет подшипников скольжения . . . . .
Подшипники качения...........
Основные типы подшипников качения . . .
Некоторые правила установки подшипников
Выбор подшипников качения
Порядок выбора подшипников качения . .
. Ременная передача . . ••<...₽.
Расчет плоскоременной передачи . . » .
Расчет плоских ремней .
Порядок расчета плоскоременной передачи
Кляноремепиая' передача . <-...
Порядок расчета клпноремеиной передачи .
. Цепная передача . . .............
Звездочки для приводных цепей . . . -
Расчет цепных передач ........
Порядок расчета цепной передачи . . . .
Зубчатые передачи ........... . . .
9
10
12.
13
14
15.
качения
Материал аубчатых колес . . .............
К и. Д зубчатой передачи ...... .........
Расчет цилиндрической зубчатой передачи .........
Порядок расчета цилиндрической прямозубой открытой передачи
Порядок расчета цилиндрической косозубой закрытой передачи
Расчет конической зубчатой передачи . .........
Порядок расчета конической прямозубой передачи ......
Червячная передача ...................................... .
Расчет червячной передачи ................................. .
Порядок расчету червячной передачи.................................................. .
Сварные соединения...........................................
Конструкции сварных соединений и расчеты на прочность . ,
Литература
Глава X Способы изготовления деталей машин...................
1. Подготовка материала для обработки ................ . .
Раскрой материала . . .................................
Резка матерв'алов на пилах, ножницах, молотах в прессах
Разрезка материалов резцами и фрезами > . . . . , .
Аиодно-мехавическая резка .............
388
389
389
390
391
3.91
397
397
398
400
404
407
407
4 08
411
412
413
413
414
415
417
417
419
419
421
421
422
423
423
424
424
424
425
425
427
4 28
432
433
434
437
439
441
443
450
451
452
454
456
456
457
458
464
465
472
475
476
477
483
486
487
490
491
491
491
494
496
496
2. Литье . . , . . .
Формовочные и стержневые материалы ................
Формовка ..........................................
Сушка форм' .......................................
Сборка форм . . . . . . . . .......................
Литниковые системы...................... ........
Прибыль............................................
Кокильное литье . . ,..............................
Центробежное литье . » . , ........................
Литье под давлением ...... .......... .
Точное литье по выплавляемым моделям . .........
Литье в оболочковые формы . .
Литье методом вакуумного всасывания................
Механизация литейных операций ........ . .
Технико-экономические показатели в литейном производстве .
Расчет расхода материалов ...............
Основные аадачй рационализаторов и изобретателей...
Литература ................................. . . . .
3 Обработка металлов давлением.......................
Нагрев металла ....................................
Прокатка........... ................
Свободная ковка , .................................
Горячая штамповка .................................
Холодная высадка . . ......................... . .
Механизация н автоматизация процессов горячей штамповки .
Листовая штамповка.................................
Механизация н автоматизация при листовой штамповке . . .
Расчет расхода металла для штамповки п ковки.......
Основные задачи рационализаторов и изобретателей . . . .
Литература.............., . . . , . ............
4 Сварка, резка н пайка металлов ....... .........
Повышение производительности ручной дугоной сварки . . .
Пайка металлов .... ...........................
Автоматизация контактной сварки . . ............
Расход металла при сварке ..... . .................
Основное задачи рационализаторов и изобретателей . . . .
Литература ........................................... . .
5. Обработка резанием . ..............................
Время на обработку и пути его сокращения . •.......
Процесс резания' металлов' ........................
Выбор режима резания' .............................
Металлорежущие станки и их рациональное использование . .
Станочцые приспособления
Обработка точением . . . . .
Обработка сверлением, зенкерованием и развертыванием . . .
Обработка фрезерованием .... ............ .
Нарезание резьбы ............ . , . .
Зубонарезание .................................. >
Протягивание ..... ...... . . . . . .
Шлифование ........................................
Прочие методы обработки'резанием , ... .........
Групповая обработка деталей ка станках , ... ,
Механизация и автоматизация механической обработки . . ,
Основные задача рационализаторов и изобретателей . . , .
Литература ......................... .' ... .
497
4.98.
498
500
501
501
501
503
503
504
504
505
507
507
509
511
51'2
.513
.514
514
616
518
620
525
527
528
530
531
535
536
537
646
548
549
552
552
563
554
554
555
558
659
562
'.566
572
577
579
580
683
585
586
587
589
593
593
6. Обработка деталей без снятия стружки...................595
, 7. Термическая обработка .... . ..596
Структура углеродистых сталей . , ... ... 596
Изменения в структуре углеродистых сталей при нагревании . 597
Изменения в структуре углероДЛхДых сталей при охлаждении 598
Структура легированных сталей................. . ...... 598
Механпз'ация и автоматизация термической обработки . ... 606
Основные задачи рационализаторов а изобретателей . . . 611
Литература ....................................................... 611
8. Электрические способы обработки металлов ............... . 611
Основные задачи рационализаторов и изобретателей . , 618
Литература . ..................................... . . , . 619
9, Очистка заготовок и деталей
619
10. /Лечэллопократия 523
Защита от коррозии .. б»з
Расход и экономия материалов , , , 628
Пути экономии материалов п задачи рационализаторов" ,* ' ' 630
Механизация в автоматизация при нанесении металлопокрытий 632
Литература ................................................... . , 833
Глава XI. Технические средства автоматизации производственных
процессор ...................................................
1 . Классификация средств автоматизации.................'
2 . Электрические средства автоматизации.................
Конечные (путевые) выключатели. .......................
Реле управления .......................................
3 Схема автоматического управления .....................
Управление асинхронными двигателями....................
Применение, электрического торможения..................
Элементы бесконтактного упраалеиия.....................
4 Средства автоматического контроля .....................
Электрокоитактиые системы измерения....................
Пневматические системы измерения . -...................
Индуктивные системы измерения..........................
Приборы и устройства активного контроля размеров.......
Б, Гидравлические средства автоматизации................
6. Пневматические средства автоматизации.............. .
7. Средства автоматизации загрузки штучных изделий.......
Лотки............................................. ....
Магазины...............................................
Питатели ..............................................
Бункерные загрузочные устройства.......................
О рекомендуемой литературе по механизации и автоматизации
Литература ............................. ....................
634
635
636
637
640
645
647
648
652
652
653
658
660
661
667
675
683
683
685
686
687
. 69Б
695
1 лава XII. Общие вопросы изобретательства н рационализации . . 697
1. Рационализация производства ...... ......... 697
Социалистическая и капиталистическая рационализация . . . 697
Вклад советских изобретателей и рационализаторов в развитие
науки и техники......................... . ............699
2. Основные направления рационализации производства .......... 700
Совершенствование конструкций машин . . ....... 700
Применение высокопроизводительной технологии.................700
Механизация и автоматизация производства . .................701
Совершенствование организации труда и производстиа . . . . 7 02
3 Экономическая эффективность рационализации производства , 702
Увеличение' выпуска продукции ........ ... 702
Улучшение качества продукции ................................703
Рост производительности труда и его облегчение ............. 703
Экономия материалов, топлива, электроэнергии . . . . . . 704
Снижение себестоимости продукции ...........................704
Сокращение производственного цикла .........................70S
4 Содержание изобретательской и рационализаторской деятельности 705
Открытия ............................ • - . 705
Изобретения................................................ 706
Рационализаторские предложения . .......................... 706
5. Организация изобретательства и рационализаторской работы . . 707
Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Мини-
стров СССР.............................................-.707
Отдел пв изобретательству и рационализации совнархоза . . 708
Бюро (отделы)' по изобретательству л рационализации . . . 709
Цеховые уполномоченные БРИЗ - ....................710
Сметы затрат па изобретательство к рационализацию . . . 711
Всесоюзное общество изобретателей и рационализаторов . 712
Комиссия по массовому рабочему изобретательству и рацио-
нализации ... ............................ 714
Научно-техническое общество машиностроителей.................715
Производственно-технический совет завода и цеха . -. . . 715
Заводская 'комиссия по разработке плана оргаииаациоцио-
технических мероприятий ........ ........................... 715
Комплексные бригады по разработке и внедрению рационали-
заторских предложений . , . . , . ......................... 715
Общественные конструкторские и технологические бюро . . . 716
Экспериментальная мастерская рационализатора и изобретателя* 717
Обмен опытом и техническая информация.................... < 717
6 Оформление авторства иа открытие . ...................71&
7. Порядок оформления изобретений ,............................720
Заяака иа изобретение ...... .... . . 720
Авторское’ свидетельство « . . ... . ... 727
Внедрение изобретений ..... .... , 732
8. Оформление рационализаторских предложений...................733
Подача предложений..........................................73'3
Внедрение рационализаторских предложений . , . . 738
Контроль за внедрением в производство принятых предложений. 739
Оценка результатов массовой рационализации...................739
Литература . . ,............................................... 745
Глава XIII. Экономические и правовые вопросы изобретательства
и рационализации ............................ 746
1 Показатели экономической эффективности предложений . 746
2. Расчет' экономической эффективности предложений............ 751
Общие положения..............................................751
Исходные данные Для расчета экономической эффёктиииости
предложений....................................... ...... 753
Порядок расчета экономии материалов, топлива, электроэнер-
гии, инструмента ........................ ..............756
Порядок расчета экономии по заработной плате ....... 759
Расчет экономии от сокращения потерь от брака, по накладным
расходам и загрузке железнодорожных вагонов.............761
3. Примеры расчета экономии . . . . . . *. . . 764
4. Размер авторского 'вознаграждения за изобретения и рационали-
заторские предложения . . ............................ . .771
Вознаграисдеиие за предложения, внедрение которых ке дает
экономии Денежных средств............................... . 772
Повышенный размер вознаграждения . , . . » .........772
Предложения, за которые вознаграждение не выплачивается . 773
Сроки выплаты вознаграждения « , .... ... 773
Порядок выплаты вознаграждения авторам изобретений и ра-
ционализаторских предложений . . 4 . . . . . . 774
Выплата вознаграждения соавторам, авторам Дополнительного
предложения и по коллективным предложениям ..... 776
Выплата вознаграждения руководящим работникам предприятия 77 6
Перерасчет экономии и вознаграждения после его выплаты * 776
Срок давности при выплата вознаграждения ' - . . ..... 777
Премирование за содействие внедрению изобретений н рацио-
нализаторских предложений .... .... . 777
Премирование за инициативу в использовании предложений
в порядке обмена опытом .........., 778
5. Права и льготы авторов открытий « . г <.................... 778
6. Права, обязанности и льготы изобрета}елей и рационализаторов 779
Право иа имя . . . , . ................779
Право на внедрение ..... .......................779
Право на вознаграждение . . . . , .......... . . 780
Прзво на опубликование . _ . . ...................780
Право занимать должности научных работников ... . < 780
Право на сохранение расценки > . ................... , 780
Право на дополнительную жилую площадь...................... 761
Право первоочередного обслуживания библиотеками . . 781
Обязанности изобретателя и рб^рнализатерй....................781
Льготы изобретателям и рационализаторам......................781
Соблюдение интересов социалистического государства . . t 782
Литература ...................................................... 783
Предметный. указатель................................. ► , . . . 784
«Центральный Комитет КПСС,
Совет Министров СССР и ВЦСПС
выражают твердую уверенность в
том, что советские изобретатели,
рационализаторы и новаторы произ-
водства будут еще настойчивее бо-
роться за технический прогресс, за
досрочное выполнение семилетнёго
плана, прославят нашу Родину но-
выми открытиями и изобретениями,
достойными великого советского на-
рода — самоотверженного борца за
торжество коммунизма^.
$
(Из письма ЦК КПСС. Совета
Министров СССР и ВЦСПС первому
съезду Всесоюзного общества изо-
бретателей и рационализаторов).
ПРЕДИСЛОВИЕ
Советские люди приступили к претворению в жизнь великой
Программы построения коммунистического общества, принятой XXII
съездом КПС£. Главной экономической задачей этой Программы
является создание материально-технической базы коммунизма в
течение ближайших двух десятилетий. Для решения выдвинутой за-
дачи основное значение будет иметь дальнейший преимущественный
рост тяжелой промышленности, ее сердцевины — машиностроения.
Только за первое семилетие (1959—1965 гг.) продукция машино-
строения и металлообработки почти удвоится, а это еще более
ускорит темпы технического прогресса во всех отраслях народного
хозяйства.
Ярким проявлением технического прогресса является выпуск все
новых и новых машин, приборов, аппаратов, имеющих высокие тех
нико-экономическне показатели. Для этого прежде всего необходимо
полнее использовать достижения науки и передовой опыт в области
механизации и автоматизации производства, радиоэлектроники, по-
лупроводниковой техники, расширять применение ультразвука, ра-
диоактивных изотопов и т д. Необходимо, чтобы новые машины,
усовершенствования в технике и технологии были более экономич-
ными, а их применение в производстве сопровождалось повыше-
нием производительности труда, улучшением качественных показа-
телей продукции. На это Коммунистическая партия постоянно на-
правляет внимание рабочих, инженерно-технических и научных ра-
ботников Максимальное ускорение научно-технического прогресса
является важнейшей общенародной задачей,—указывается в Про-
грамме КПСС.
В прогрессивном , развитии техники и совершенствовании произ-
водства важное значение имеет массовое и з о б р е та г е. л ь-
ство и рационализация. В движении изобретателей и ра-
ционализаторов участвует огромная армия рабочих и мастеров,
ряды которой все время пополняются новыми, молодыми кадрами.
Рабочим-рационализаторам, имеющим ценный производственный
опыт, очень часто требуется •восстановить в памяти основные сведе-
ния из математики, механики, электротехники или из других областей
знания. Без таких сведений невозможно ни изобрести новые, ин усо-
вершенствовать действующие механизмы, машины, приспособления
Иногда начинающий рационализатор или изобретатель затрудняется
самостоятельно развить возникшую у него мысль, направленную на
улучшение производственного процесса. Технолог же или конструк-
тор, не имея расчетов и чертежей, оказываются не в состоянии отчет-
ливо представить сущность предлагаемого усовершенствования и по-
этому не всегда могут оказать рационализатору необходимую техни-
ческую помощь. Так может задержаться на длительное время разра-
ботка очень цепной идеи.
Нередко при разработке рационализаторского предложения у ра-
бочего возникают вопросы из различных областей знания,
ответы на которые разбросаны в многочисленных литературных ис-
точниках. Поэтому рационализатор, желая самостоятельно разрабо-
тать свое предложение и подсчитать экономические результаты от
его внедрения в производство, много тратит времени на
отыскивание необходимых сведений и оформление предложения. Меж-
ду тем усовершенствование, над которым долго работает рациона-
лизатор, иногда оказывается уже известным или разрешенным в
другом, более простом исполнении.
Недостаток теоретических знаний у некоторых рабочих и масте-
ров, отсутствие специальной технической литературы, помогающей
быстро найти необходимые данные для разработки того или иного
предложения, не прибегая к многочисленным литературным источни-
кам, мешает всемерному развитию массового движения изобретате-
лей и рационализаторов. Для самостоятельной разработки рациона-
лизаторского предложения рабочему и мастеру крайне необхо-
димо справочное пособие.
В качестве такого пособия и предлагается третье издание «Спра-
вочника для изобретателя и рационализатора».
Материал справочника подобран главным образом с учетом тре-
бований, которые предъявляются присоздании новых и усо-
вершенствовании действующих конструкций ма-
шин, приспособлений и устройств для оснащения
технологических процессов, для механизации в
авт о'мат и зац и и производства. В связи с этим разделы
справочника, посвященные технологии изготовления деталей машин,
не дают исчерпывающих сведений для составления или усовершен-
ствования технологии, а лишь помогают рационализаторам при раз-
работке конструкций различных деталей, знакомят с современными
способами их производства. Такое изложение вполне оправдывается,
так как создание новой или улучшение старой технологии в совре-
менном, особенно серийном и массовом, производстве по существу
сводится к изысканию наилучшего способа приме-
нения того или иного оборудования, приборов,
приспособлений и других механизмов. Технолог,
работающий над новой технологией, больше всего думает не о том,
какой назначить порядок операций и переходов, а как оснастить тех-
нологический процесс, какие выбрать наиболее простые, отвечающие
поставленной задаче приспособления, механизмы и устройства. И в
этом направлении требуется прежде всего помощь рационализаторов
и изобретателей.
Борьба за постоянное повышение производительности труда и
снижение себестоимости продукции связана с изысканием все новых
и новых путей экономии материальных ресурсов; электроэнергии,
топлива, различных материалов. Это выражается в том, что изобре-
татели и рационализаторы большое количество своих предложений
посвящают экономии материальных ценностей, замене дорогих Ма-
териалов дешевыми. Это учитывалось при подготовке справочника,
поэтому значительное внимание уделено вопросам экономии мате-
риалов и снижения себестоимости продукции Эти и другие сведения,
а также часто встречающиеся справочные материалы по математике,
электротехнике, механике, гидравлике, теплотехнике и химии, си-
стематизированные в справочнике, подобраны годной целью: помочь
изобретателям н рационализаторам в их творческой работе, направ-
ленной на улучшение производства.
Первое и второе издания «Справочника» (1957—1960 гг.) вы-
звали многочисленные отклики читателей. Большой интерес, прояв-
ленный изобретателями и рационализаторами к «Справочнику», их
критические высказывания, советы и все возрастающий спрос на
книгу послужили основанием для выпуска настоящего издания, в ко-
тором учтены многие пожелания читателей. В частности, заново на-
писаны разделы, посвященные механизации и автоматизации произ-
водства. Значительные поправки внесены в конструкторский (глава
IX) п технологический (глава X) разделы. В конструкторском раз-
деле изменены сведения по выполнению чертежей в связи с выпус-
ком нового стандарта В технологическом разделе добавлены новей-
шие данные по ковке, сварке и термической обработке. В связи
с вводом новых стандартов значительно переработана глава VIII,
Расширены сведения в главе ХШ по экономическим вопросам изобре-
тательства
Редакционная коллегия и авторы книги надеются, что настоя-
щее издание «Справочника» окажет помощь многочисленной армии
изобретателей и рационализаторов в приложении их творческих сил
и смекалки для решения грандиозных задач коммунистического
строительства.
Редакция
OIIIHIIflfllHiliWIIIillllllliW
ГЛАВА I
МАТЕМАТИКА
Рационализатору часто- требуется выполнить те или иные расчеты
для получения конструктивных размеров, определения объема, веса
деталей, для вычисления эффективности рационализаторского предло-
жения и т. д.
Большинство этих задач может быть решено средствами элемед
тарной математики.
1. АРИФМЕТИКА И АЛГЕБРА
Отношения и пропорции
Кратным отношением двух чисел называется частное от
деления одного числа на другое. Делимое называют предыдущим
членом отношения, делитель — последующим. Пропорция — это
равенство двух отношений.
Пример. На одном участке работает 100 рабочих, из них 80 слесарей; па
другом участке—120 рабочих, из них 96 слесарей. Отношение числа слесарей
к общему числу рабочих на обоих участках одинаково: 80 : 100 == 0,8,
96: 120 = 0,8, Здесь имеется пропорция, которая записывается так: 80 : I 00 =
=96: 120; говорят, что 80 относится к 100 так, как 96 к 120. При этом 80
п 1.20—крайние члены, 100 и 96 — средние члены пропорции.
Произведение крайних членов пропорции всегда равно произве-
дению средних, В нашем примере 80-120 = 9600; 100-96 = 9600.
Одни из крайних членов пропорции равен произведению средних
членов, деленному на другой крайний. И наоборот — один из сред-
них членов равен произведению крайних, деленному на другой сред-
ний. Если
, , be , ad
aib=c:d, то а=—; о=—
d e
В нашем примере
Этим свойством пользуются при вычислении неизвестного члена про-
порции, когда три остальных члена известны.
Пример.
12 :х= 6 ; 5
12-5
:=----= 10.
Значения двух различных величин могут взаимно зависеть друг от
друга. Так, площадь квадрата Зависит от длины его стороны, и об-
ратно — длина стороны квадрата зависит от его площади. Две взаимо-
зависимые величины называют прямо пропорциональными,
если отношение их значений остается неизменным. Такое отношение
называется коэффициентом пропорциональности.
Обратно пропорциональными величинами называются
две величины, зависящие друг от друга таким образом, что при
увеличении одной величины другая в том же отношении умень-
шается.
Пример. Вес керосина пропорционален его объему. 2 л керосина весят 1,6 кг;
5 л весят л кг; 7 л весят 5,6 кг. Здесь отношение веса к объему остается
неизменным, т. е. коэффициент пропорциональности будет ' '
1т®.= 0,8; — = 0,8; — = 0,8 в т, д,
2 5 7
Пример. Месячный расход металла иа участке’до проведения рационализации
составлял 1,8 т; годовой расход на металл составлял 21600 руб. После про
ведения, рационализации месячное потребление- снизилось до 1,5 т. Какая сумма
расходов потребуется на год?
Учитывая, рто месячный расход металла н годовой расход денежных средств
на него — величины пропорциональные, составляем пропорцию:
1,8 т ~ 21 600 руб.
1,5 т — X руб.
х __ 1,5
21 600 ~ 1,8
откуда х= 21 ——1 ’ - = 18 000 руб.
Интерполяция
Метод получения промежуточных значений между величинами,
помещенными в таблицах, или интерполяция, заключается в том,
что искомая, ire указанная в таблице величина находится при помо-
щи решения пропорции,, составленной из табличных величин.
Пример. В табл. I. тригонометрические функции углов даны через один гра-
дус. Пусть нужно найти числовое значение sin 10°30'. В табл. 1 имеется толь-
ко sin И ’ = 0,1908 и sin 10°= 0,1737
Изменение углов по таблице составляет 11—10=1 ° или 60', что соответствует
изменению численного значения функций 0,1908—0,1737= 0.0171; изменение
величины угла на 30' вызовет изменение функций на х. Составим пропорцию;
х 30 0,0171-30
-------------- — ; х=— = 0,00855
0,0171--------------60-60
Искомую величину sin110°30' находим, прибавляя К значению sin 10° найденное
число 0,00855. Получаем sin 10°30' = 0,1737+0,00855 =0,1 8225.
Проценты
Сотая часть какой либо величины называется процентом. Запись
1% означает одну сотую этой величины; 27% означает 27 сотых
этой величины; 150%—полторы величины и т. д Чтобы выразить
одну величину в процентах от другой, нужно первую величину раз-
делить на вторую и умножить иа 100.
Пример. Токарь после рационализации зажимного патрона сделал в си-сиу
вместо 250 деталей 300, перевыполнив .-план .на
50
— 100 = 20%.
250
Чтобы определить величину по ее процентному выражению,
нужно умножить число процентов на величину, от которой они взя-
ты, и разделить на 100.
Пример. План 1000 деталей в час рационализаторы выполнили на 120%.
Это составляет ।
120-1000
---------=1200 деталей.
100
Задачи на проценты решаются путем составления пропорции.
Пример 1. Угар металла при нагреве куеиечных заготовок в печи состав-
ляет 2%. Сколько потребуется металла для изготовления S00 Кс поковок? Со-
ставляем пропорцию:
500 к3 —(100 — 2)% 500-100
.г ---------= 510 кг
л—100% (100 — 2)
Пример 2. До внедрения в производство рационализаторского предложения
производительность станка составляла 420 деталей в час, после внедрения про-
изводительность увеличилась до 504 деталей в час. Насколько повысилась про-
изводительность станка? Составляем пропорцию:
420 шт.— 100% __ (504 — 420)100 ....
(504 — 420)—* 420
Извлечение квадратного корня
Чтобы извлечь квадратный корень, нужно подкоренное число
разбить на грани, содержащие ио 2 цифры. Разбивку надо делать
справа налево.
пример.
12'39'04 = 352.
— 9
65 33'9
5 32'5
7021-14'04
2| 14'04
0
Первой цифрой результата записывается точное или приближен-
ное 'значение корня, извлеченного из первой левой грани. Первая
цифра результата возводится в квадрат и вычитается нз числа первой
грани. - К полученному остатку приписывается число следующей гра
ни. Затем удвоенную первую цифру результата приписывают слева от
вертикальной черты, оставляя влево от черты место для одной циф-
ры. Делят число десятков числа, стоящего справа от черты, на
удвоенную первую цифру результата. Получают вторую цифру ре-
зультата. Ее записывают в результат слева от черты на свободное
место и под ним. Числа слева от черты перемножаются, произведение
записывают справа и вычитают из предыдущего числа. Разность
записывают справа от новой вертикальной черты и приписывают
к ней следующую группу цифр.
Затем сумму (65+5) записывают слева от черты, оставляя место
для одной цифры справа. Третью цифру результата находят делением
числа десятков на сумму (65+5) Записывают полученную цифру на
свободное место слева от черты и'под ней. Перемножают (702 на 2/
2 Заказ 7 61
и произведение вычитают из числа справа от черты. Полученный
в остатке 0 указывает, что результат является точным корнем под-
коренного числа
При большем числе цифр, чем в приведенном примере, извлече-
ние корня продолжается указанным же образом далее. В том случае.,
когда количество десятков’ числа, стоящего справа от вертикальной
черты, будет меньше числа, стоящего слева от черты, очередной
цифрой результата ставят нуль, сносят очередную грань и продол-
жают действие дальше.
Арифметическое среднее
При оценке явления, характеризуемого рядом чисел, пользуются
понятием среднего числа. Арифметическим средним не-
скольких чисел называется частное от деления суммы этих чисел
на их количество:
й1+<т2-|-я3+- . +att
Пример. После рационализации штампа в первую неделю было сэкономле-
но 102, во вторую 98, в третью 115, в четвертую 85 кг металла. Средняя эко-
номия в неделю составила
102 + 98+115 + 85
=-----1-----------= 1 00 на.
Уравнения первой степени
Два числа или два алгебраических выражения, соединенные зна-
ком равенства (=), составляют равенство. Если левая и правая
части равенства при всех значениях букв, в него входящих, дают
одинаковые числовые значения, то такое равенство называется
тождеством, Равенство, которое удовлетворяется только некото-
рыми определенными значениями букв, в него входящих, называет-
ся у равнением. Числа уравнения, обозначенные буквами, назы-
ваются неизвестными уравнения. Решить уравнение—значит найти
1ё значения входящих в него неизвестных, которые удовлетворяют
уравнению, т. е. обращают его в тождество. Уравнения бывают
первой, второй или более высокой степени, с одним или несколькими
неизвестными.
Порядок решения уравнения первой степени с одним
неизвестным покажем на примере. Пусть дано уравнение;
3 (2х — 5) Зг— 7 X+ 3 , 14
Члены уравнения приведем к общему знаменателю:
3 (2х — 5) 12 — (Зх — 7) !5+60x=(x-f-3) 10+14.20.
Раскроем скобки:
72х — 180 — 45х+105+60х = 10х+30 +280.
Перенесем неизвестные в левую часть уравнения, а известные — в
правую:
?2х — 45х+60х — Юх = 30 +280+180 — 105.
Приведем подобные члены: 77х=385; определяем неизвестное:
385 _
х=—=5; х=5.
77 ’
Таким образом, выполнив все действия, придают уравнению вид:
ах — Ь, откуда находят х——. В зависимости от значений а и b ко-
а
рень уравнения может быть: положительным, если а и Ь имеют оди-
наковые' знаки; отрицательным, если a u b разных знаков; нулевым,
когда 6-=0, но а =5^=0; бесконечным — при и а=0; неопределен-
ным— при й=0 и а=0.
Система двух уравнений с двумя неизвестными вида
ах+йу=с
tnx+ny=d
решается двумя способами.
Способ подстановки. Одно из уравнений, например
ах-\-Ьу~с, решается относительно одного из неизвестных, например
относительно х:
с — by
х—------.
а
Полученное выражение подставляется во второе уравнение:
с — by , ,
। т—-—+«у=а
Получилось уравнение с одним неизвестным, которое решается обыч-
ным путем:
ad— ст
у=------7—;
ап. — от
х находится из первого уравнения после подстановки в него значе-
ния у >
. , ad — тс сп — db
ах+»-------— = с; х=—-----у-.
ап — то ап — mb
Способ алгебраического сложения состоит в 'том,
что умножением обоих уравнений на соответствующие числа уравни-
вают коэффициенты при одном и том же неизвестном в обоих урав-
нениях системы. Затем, складывая или вычитая уравнения, одно
неизвестное исключают, и остается, таким образом, одно уравнение
с одним неизвестным. В нашем случае для нахождения х первое
уравнение умножается на п, а второе па Ь, и из первого вычитается
второе. Полученный результат решается относительно х:
ах-т-by—c In
mx-\-ny=d ' |b
anx — mbx=cn — db
nti — db
an —mb
Для того чтобы найти у, первое уравнение умножается на т, а
второе на а, и иг второго вычитается первое; полученный результат
решается относительно у;
mx4-ny—d 1а
ax+by^c |m ____
; ' an — mb
any — nby=ac—me
Система координат
_ i'
Система координат создает возможность определять и задавать
положение точки на плоскости или в пространстве. Она представляет
собой две взаимно перпендикулярные оси (фиг. 1), одна нз которых
называется осью абсцисс (х), а другая осью ординат (у). От этих
осей и измеряется расстояние до какой-либо точки тела, находящей-
ся между этими осями Например, координаты точки А, находящейся
на расстоянии 17 лы< от оси иксов (абсцисс) и на 7 льи от оси игре-
ков (ординат), есть у=17 и х=7. Координаты точек влево или
вниз от осей обозначаются знаком минус Например, координаты
точки В соответственно будут у— 22; х= — 11
В V
Фиг 1. Оси коорди-
нат на'плоскости.
Фиг. 2. Оси координат
з пространстве.
Фиг. 3. К решению
примера.
Система координат в пространстве представляет собой три оси:
х, у, г, расположенные взаимно перпендикулярно Положение точ-
ки А в этой системе будет (фиг 2): х—20; у=2Е> и г=35.
Пользуясь системой координат, можно графически изобразить зави
симость между переменными величинами. Пусть зависимая перемен-
ная х (аргумент) и зависимая переменная у (функция) связа-
ны уравнением у=х--]-2. Построим график зависимости между х и у.
Задавая произвольные значения х н получая соответствующие значе-
ния у, составим таблицу, характеризующую зависимость между'
даштыми переменными,
Каждой паре табличных значений л и у соответствует определен-
ная точка в системе координат,
X —3 —2 —I 0 1 2 3
У 11 ь 3 2 3 6 11
Нанесем эти точки иа плоскости, как было показано на фиг. 2.
Затем соединим все точки, плавной кривой и получим требуемый
график — кривую (фиг. 3).
2. ТРИГОНОМЕТРИЯ И ГЕОМЕТРИЯ
Из фиг. 4 вытекают следующие тригонометрические соотношения
меткду элементами прямоугольника
С пм у с угла (sin и) — отношение катета, противолежащего дан
нрму углу, к гипотенузе:
sin а = — .
С
Фзг, 4. Обозначения для решения
треугольников.
Фщ. 5. К определению высоты еин*
товой нарезки.
Косинус угла (cos а) — оз ношение прилежащего катета к
гипотенузе:
D
coS а«— .
с
Тангенс угла (tgа) — отношение катета противолежащего к
прилежащему:
Котангенс угла (с tg ^) — отношение катета прилежащего
к противолежащему:
ctg«=—,
г а
' Таблица 1
Тригонометрические функции углов от 0 до SO0
О Sin cos tg etg 0 sin cos tg etg
0 0,0000 1,0000 0,0000 co 90 23 0,3907 0,9205 0,4245 2.356 67
г 0,0175 0,9998 0,0175 57,29 89 24 0,4067 0,9136 0,4452 2,246 66
2 0,0349 0,9994 0,0349 28,64 88 25 0,4226 0,9063 0.4663 2,145 65
3 0,0523 0,9936 0,0524 19,08 87 26 0,4381 0,8988 0,4877 2,050 64
4 0,0608 0,9976 0,0699 14,30 86. 27 0,4540 0,8910 0,5095 1,963 63
5 0,0872 0,9962 0,0875 I I >43 8b 28 0,4695 0,8830 0,5317 1 ,881 62
6 0.1045 0,9945 0,1051 9,51-1 84 29 0.4848 0,8746 0,5543 1 ,804 61
7 0.1219 0,9925 0,1228 8.144 83 30 0,5000 0,8660 0 .5774 1 ,732 60
8 0.1392 0,99’03 0,9'87" 0,1 4'05 7,115 6 ,3U 82 31 0,5150 0.8572 0.6000 1 ,664 59
9 0,1564 0 ,1584 81 32 0,5299 0,8481 0,6249 1,600 58
10 0,1737 0 ,9848 0,I 763 0,1944 5.671 80 33 0,54 4 6 0,8387 0,6494 1 ,540 57
и 0,1908 0,9816 4,145 79 34 0,5592 0,8290 0,6745 1 .483 56
12 0,2079 0,9782 0 ,2l26 4 ,705 78 35 0,5736 0,8192 0,7002 1 ,428 <1D
13 0,2250 0,9744 0,2309 4,331 77 36 0,5878 0,8090 0,7265 1 .376 54
14 0,2419 0,ОТОЯ 0,2493 4.01 I 76 3" 0,5018 0,7986 0,7536 I ,327 53
15 0,2588 0,9659 0,2679 3 .732 75 38 0,6157 0,7880 0,7813 1 ,280 52
16 0,2756 0,9613 0,2867 3.487 74- 39 0,6293 0,7772 0,8098 1 .235 51
17 0,2924 0,9563 0,3057 3.271 73 40 0,6428 0,7660 0,8391 1,192 50
18 0,3000 0,9511 0,3249 3,078 72 41 0,6561 0,7547 0,8693 1,150 49
19 0,3256 0,9455 0,3443 2,904 71 42 0,6691 0.7431 0,9004 1,111 48
20 0,3420 0,9397 0,3640 2 .747 70 43 0,6820 0,7314 0,9325 1,072 47
21 0.3584 о,9ззб 0,3839 2,605 64 44 0,6947 0,7193 0 ,9657 1,036 4 0
22 0,3746 0,9272 0.. 4040 2,475 68 45 0,7071 0.7071 I ,0000 1 ,000 45
c^s sin Ltg tg ° 1 cos sin Ctg tg °
Зная отношение сторон треугольника, можно определить величину
угла: зная величину угла и одну из сторон, можно определить дру-
гие стороны треугольника.
Прн помощи тригонометрических величин решается много таких
задач в машиностроении, которые другим путем решить затрудни-
тельно
Пример. Найти высоту нарезки до острого края метрической резьбы с шагом
5 = 0,75 ЖИ,
Во нспомога гелыюы треугольнике АВС (фиг. 5) величина угла а = 30°,
так как у метрической резьбы угол при вершине нарезки 2я = 60°. Длина сто-
роны
По табл. I значений тригонометрических функций находим, что tg 30° =
=0,57735. Значит, высота нарезки
Ь = °-375
0.57735
= 0.С30 //лс.
Зависимость между тригонометрическими функциями
Тритонометрические функции могут быть положительными н отри-
цательными, в зависимости от того, в каком квадранте окружности
расположен угол (табл 2). Если откладывать по осп ординат
значения функций, а по оси абсцисс — углы, то можно получить
графическое изображение тригонометрических функций. Например,
изменение величины синуса графически изображается кривой,
называемой синусоидой (фиг. 6), а изменение величины косину-
са — косинусоидой. Кривая косинусоида в точности повторяет
кривую синусоиду, но сдвинута относительно нее по оси абсцисс
на угол т. е. 90°,
Таблица 2
Знаки тригонометрических функций
Квадранты Тригонометрические функции
sin cos tg ctg
1 + + 4* 4-
/ II и \ и -1- - — —
\ ш III — — + +
1 IV — + —*
Таблица 3
ЗаписимостЕэ между тригонометрическими функциями
Название функции При угле мейьще 90° На- звание функ- ции При угле больще 90°
sin я sin (45д4*а) tga tg 645 ° * a.} 11II о о о о *2 и tfi t|JJ о О ~+J UU У U 11 11 11 11 sift а СОЗ « tg « Ctg * — cos(« — 90°) — Sin(I 80°—a) = = — cos (2?0° — a) = — — sin (360° — a) = - sin (a — 9 0 °) =, = — cos (180° — a) — = —sin (270° — a) — = cos {360° — «) — — ctg (a — Я0°) = = -tg(180’-«) = = ctg (270° — a) = - - tg (360° — a) = ~tg (C-- 90°) = = — ctg (180° — a) = tg (270 ° - a) = = — ctg (360° — a)
Общая зависимость sin я == 1 — со^я ос cos a = I — sin3 a 1 1 tg « i= , ctg a. ctg a Iga sin a cos a
tg a . ctg« — cos « Sin 4 sin2 * bcosj a sss 1 Пример cos 240° = —sin (270° — 24D°) = = — sin 30° — 0,5000
Между тригонометрическими функциями существует определенная
зависимость (табл 3),
Фиг. 6. Синусоида в косинусоида и их построение.
Решение треугольников и многоугольников
Для определения сторон и углов треугольников и многоугольни-
ков можно пользоваться формулами, приведенными в табл. 4, 5, 6
Таблица 4
Решение прямоугольных треугольников (см. фиг 4.а)
Дано Найт и Решение
b Ь = О Ctg а
’ в а
а, « SH1 а
Р г, а8 Z7 — clga 2
а а = b tg о
с Ь
bt а . cos а
F F s y tg а
а а = с Sin а
с, а b Р b ~ с cos а с2 гг _ Р = Sin « cos а — ып 2 а ? 4
а tg а г= —— • a — С 0 ° — р Ь <.
at b р tg₽=—; 3 = 93» — а а
с — Ulf eJ / , -
р 2 sill а
Таблица 4 (окончание)
Дано На Яти Решение
а sin а — —а — 90° — р С
а, с cosp = -^—1 р == 90 ° —- а с
* bj/ ся — а3 — У {(ч-a) ( l — а) = с cos а
F = у/ (г+а) (е — а) = —х sin 0
Таблица 5
Решение косоугольных треугольников (см. фиг. 4,б)
Дано Найги Решение
а, Ь, у С а Р с = У cos 7 . a sin 1 ' tzsin? sin ass —fg« =—* —- е b — a cos 7 , dsin7 , . bsiny' sin 3 = -j tff 3 ‘— c a — b cos 7 p = ab 5,11 1 2
а, 3, 7 ИЛИ а» а, Р Ь с Р a = 180°—(<!+-(), 7 = 180“ — («4-3) ₽=180°-(«-И) a sin 8 a sin's ’0 — sin « sin (p -f* 7) a sin V a sin 7 c = — = sin а зш(Р+7) /7 _ flg S'D ? 31'n T 2sln« 2 (ctg 3-f-ctg у)
а, Ъ. с F а 0 7 r а+6+с ъслм полупериметр s = 1 to F = V s (s — a) (s — {>) (s — г) , 2P . „ 2F IF sin a - —sin p , sin Y e= be ac ab £>=4-r2 —a1 , a»+c> — cos a ; cos 3 2bc 2ac _ Ci cos 7 =
ч Таблица 6
Решение правильного многоугольника
Название Обпзтгз • чевве Решение
Число сторон ........ Сторона многоугольника . . Радиус описанного круга . . Радиус вписанного крута . . Площадь многоугольника . . Зависимость п S Я г р . 180° sin п „„ . 180“ „ , 180” s = 2Я sm = 2г tg и п S , 180° 280° Я _ : sin •— = г : cos 2 п и S , 180’ _ 280’ Г etg = R cos 2 н п П 360° 180° Р = Я» sin =nr2tg 2 л п дана в.табл. 7
Та’бл. 7 можно воспользоваться также при графическом делении
окружности на необходимое число частей (до 48). Для этого нужно
подсчитать длину хорды, которая равна диаметру окружности, умио-
180°
женному на sm---------.
Таблица 7
Значение функций sin-----
п
п . 180’ йШ п п 180Q sm п n 180° sin ri n 180° sin п
1 0,00000 1ч 0,23932 25 0,12533 37 0,08481
2 1,00000 14 0,22252 26 0,12054 38 0,08258
3 0,86603 15 0,20791 27 0,11609 39 0,08047
° 4 0,70711 16 0,19509 28 0,11196 40 0,07846
5 0,58779 17 0,18375 29 0,1081 2 41 0,07655
6 0,50000 18 0,17365 30 0,10453 42 0,07473
7 0,43388 4 9 0,16459 31 0.10117 43 ' 0,07300
8 0,38268 20 0,15643 32 0,09802 44 0,07134
0 0,34202 21 0.14904 33 0.09506 45 0.06976
10 0,30902 22 0,14231 34 0,09227 46 0,06824
I Г 0,28173 23 0,13617 35 0,08964 47 0,06679
12 0,25882 24 0,13053 36 0,08716 48 0,06540
п — число сторон многоугольника или полученных при ее делении. число частей окружности
Пример. Нужно разделить на 47 частей окружность-круга, диаметр которого
радей 375 дьи. Для деления надо откладывать по окружности циркулем отреяок
(хорду) ь == 376*0,06679 = 25,046 ЛМ«,
Формулы для круга
Радиус круга г— ~2^ —
L____
6,28318
= 0,50419 V F .
Диаметр круга d=——~—^—=1,12838 У F ,
Л О э I 4 I V
Таблица 8
Значения длины дуг, стрелок, хорд и площади сегментов при радиусе,
равном 1
Центральный угол, град. Длина дуги 1 Стрелка /г Отношение 1 li Длина хорды $ - Площадь сегмента F
1 0,0175 0,0000 458,30 0,0175 0 ,ОО0ОО
5 0,0873 0,0010 91, 69 0,0872 , 0,00006
10 0,1745 0,0038 45,87 0,1743 0,00044
15 ,0,2618 0,0086 30,60 0,2611 0,00149
20 0,8491 0,0152 22,98 0,3473 0,00352
25 0,4363 0,0237 18.47 0,4329 0,00686
30 0,5236 0,0341 15 ,37 0,5176 0,01 180
35 0,6109 0,0463 13,20 0,6014 0,01864
40 0,6981 0,0603 11,58 0,6840 0,02767
45 0,7854 0,0761 10,32 0,7654 0,03915
50 0,8727 0,0937 9,31 0,8452 0,06331
55 0,9599 0,1130 8,49 0,9235 0,07039
G0 1,0472 0,1340 • 7,81 1,0000 0,09059
65 1 ,1345 0,1566 7,24 1 ,0746 0,11408
70 1,2217 0,1808 6,76 1,1472 0,14102
75 1,8090 0,3066 G, 8 I 1.2175 0,17154
80 1,3963 0,2340 5,97 1,2856 0,20573
85 1,4835 0,262? 5,65 1,3512 0,24367
90 I,5708 0,2929 5,36 1,4142 0,28540
100 1,7453 0,3572 4,8J I,5321 0,38026
120 2,0944 0,5000 4,11 1 ,7321 0,61418
Т-10 2,4435 0,6580 3,71 1,8994 0,90034
180 3,1416 1.0000 3,11 2,0000 I ,57080
Длина окружности Т=2 Jtr=Jtd,= r-6,28=rf-3,14.
Площадь круга Е=л r3=-~=3,14r2=0,785rfs=0,0795787A
Длина дуги для центрального угла в 1° равна 0,0087265d.
Длина дуги для центрального угла в п° равна 0,0087265/гй.
Фиг 7. К определению различ-
ных величин круга.
Фиг 8 Пример построения
эллипса
Центральный угол для дуги длиной г равен 57°, 2958 = 57°17'45"
Длина дуг, стрелки, длина хорд, площади сегментов при радиусе,
равном единице (фиг, 7), даны в табл. 8.
Длина хорды s=2r sin —'
/ , <4>\ S , <0 Л „ И
Стрелка h~r II— cos — 1=-^-tg “ = smH —-
Длина дуги /=п:г ^-о = 0,017453 г c5«J/^з3+-у-/г2.
Площадь сектора Ер =' 36<Р[)о 1 л г2=0,0087 <рг2.
Г® / тс \
Площадь сегмента у— sinо).
При длине дуги, равной радиусу, центральный угол ср=57° 17'45"
с
Некоторые кривые и их построение
Эллипс — это геометрическое место точек, сумма расстояний
которых от двух неподвижных точек (фокусов) Ft и Е, есть величина
постоянная.
Эллипс строится следующим образом (фиг. 8). Вычерчиваются две
окружности: большая — диаметром, равным большой оси эллипса, и
малая — диаметром, равным малой оси.1 Большая окружность делит-
ся на произвольное число частей, и точки деления J, 2, 3 и т. д,
соединяются с центром окружности. Из этих точек проводят верти-
кальные линии, а из точек пересечения с малой окружностью 7, 2,' 3
ит д. — горизонтальные линии Точки пересечения вертикальных
и горизонтальных линий будут точками эллипса. Их следует соеди-
нить плавной кривой при помощи лекала. Существуют и другие
способы построения эллипса. Частным случаем эллипса является
овал — кривая, которую можно вычертить дугами окружности при
помощи циркуля. На фиг. 9 показан такой способ вычерчивания.
Сначала строится ромб, из точек А и В которого радиусом про-
фаг. 10. Построение парабо-
лы ни директрисе и фокусу,
Фиг. 9. Построение овала дута, а
окружности при помощи циркуля.
Фш>. 11. Построение параболы.
Фиг. 12. Спираль Архимеда.
водятся д^и ab и ей. Затем радиусом А’й вычерчивается окружность,
определяющая центры С и D. Из этих центров радиусом R3 прово-
дятся боковые дуги овала. В машиностроении применяются детали
и профили металлопроката эллипсообразной и овальной формы, на-
пример трубы, фланцы, эллиптические зубчатые колеса и т. п.
Построение овала широко применяется при аксонометрическом черчении
(см. главу IX). .
Парабола — геометрическое место точек, равноудаленных от
неподвижной точки (фокуса) Р я неподвижной прямой, гак называе-
мой директрисы. Уравнение параболы: .уа=2рх, где р — параметр,
равный расстоянию между фокусом и директрисой.
Парабола строится следующими, двумя способами.
1. Дана директриса L'L и фокус г. Через фокус (фиг. 10) про-
водят прямую, перпендикулярную директрисе, Находят вершину па
Фиг. 13. Построена циклоиды.
раболы О, которая будет лежать точно
и директрисой. На равных расстояниях
на середшгс между фокусом
от вершины ^вправо проводят
радиусом, равным расстоянию
несколько вертикальных прямых, затем
от каждой вертикальной линии до точ-
ки А, 1—А, 2—А, 3 — А и т. д., из
фокуса циркулем засекают на этих вер
тикальных линиях точки, которые будут
являться точками параболы. Точки со-
единяются плавной кривой.
2. Дана вершина О, ось Ох и точка
параболы М. (фиг. 11).. Строят прямо-
угольник О А МВ, стороны которого де-
лят на ргвпое число частей. Точки де-
ления на стороне МВ соединяются с вер
шиной 0, а из точек деления па линии
ОВ проводятся линии, перпендикулярные
осн O.V. Точка пересечения этих линий
с линиями, проведенными из вершины,
будут точками одной ветви параболы. Вто-
рая ветвь строится 'аналогично.
Спираль Архимеда — это гео-
метрическое место точки, равномерно
движущейся по прямой, равномерно вра-
щающейся вокруг точки О. Уравнение
спирали г=а<р, где а—коэффициент увеличения ’радиуса при уве-
личении угла поворота if.
Архимедова спираль строится следующим образом (фиг. 12). Вы-
черчивают окружное!ь радиусом ОА~ г0, т. е. равным пути, прой-
денному точкой от прямой за время ее поворота на 360°. Радиус О А
делят на произвольное число равных частей и на такое же число
Miit'TCl'i делят окружность. Затем циркулем на луче ОБ. засекают
игреиок O—I, равный.'отрезку 0—1; на Луче ОС отрезок О—П, равный
и н т д. Точки I, II, III и т. д. будут точками архимедовой
riiiiiuuiii.
Кроме архимедовой спирали, существуют спирали гиперболическая
н логарифмическая, которые также определяют движение точек по
иршцающемуся лучу. Спирали применяются во .многих конструкциях
и |Д1',лнй и приспосоСлений.. .Например, пр архимедовой спирали делают-
ся внутренняя часть трехкулачкового патрона, канавки отводных дисков
pi'Mi'iinoii передачи и др.
К циклическим кривым относятся следующие. Циклоида —кри-
iiilir, описанная точкой, лежащей на окружности, при калении без
скольжения этой окружности по прямой (фпг. 13).
Циклоида строится следующим образом. На оси АХ откладывает-
Z?*
ГН отрезок ЛС=л—, где D—диаметр окружности. Дуга АВ и
oipe.TOK АС делятся на одинаковое число, равных частей. От точек
ЛИ ; МН; ЛГШ пересечения перпендикуляров к осям, проведенным
иереи точки деления, откладываются влево отрезки
М^М^Ау — 1; ЛЦШЙ=,4,—2 и т. д.
Точки Мг; M.i будут точками циклоиды.
Эпи ц'и к л о и да —кривая, описанная точкой, лежащей на окруж-
ности, при качении без скольжения этой окружности по Другой
окружности, касаясь ее извне. Гипоциклоида — кривая, описан-
ии)! точкой, лежащей на окружности, при качении без скольжения
УГой окружности .внутри другой окружности. Эвольвента
окружности — кривая, описанная точкой, лежащей на прямой,
при качении без скольжения этой прямой по окружности.
Эиольвента строится следующим образом. На прямой АХ (фиг. 14)
опслидывают отрезок АС=л-^-, где D — диаметр окружности.
11рямую АС и полуокружность АВ делят на одинаковое число рав-
ных частей и через точки деления 1, 2, 3 и т. д. на окружности
11|10110ДЯ’г касательные, на которых откладывают отрезки 1—
2 М, и т. д., равные отрезкам 3 —С; 2 — С и т. д. Точки тИх;
Л1ц’, /М8 шлякмея точками эвольвенты.
Циклические кривые часто -используются при конструировании
рпиличных механизмов, в частности зубчатых передач. Например,
м1ЮЛ1>11С11та является кривой, отрезок которой очерчивает прбфиль
iiyrtucn шестерен с так называемым эвольвентным зацеплением.
Нымпсление площадей фигур, поверхностей и объемов тел
Вычисление ‘площадей фигур можно производить по данным
1(|Пл, 0.
11 |)И вычислении поверхностей и объемов тел можно пользоваться
111бл. 10.
вычисление площадей фигур
Таблица 9
Площадь. F
Полупериметр Р
Длина окружности L
Число сторон многоугольника п
Радиус описанного круга
Радиус вписанного круга г
Диаметр списанного круга d
Квадрат
F = cs; з = 0,707d-l/~ F
d= 1,41 4a = 1,41 4 у F
Прямо-
угольник
F = ab = a V d* — a2 = Ь ~/d= — Ьг
d = У a3 + Pa, a = j/o= — Й» =
b
b = Y da — a2 —
a
Паралле-
лограмм
a
Правильный
шестиугольник
/7=2,598$» «2,598^8 3,464г»
₽=ss = l,I55r; г — 0.8G6s r= 0.8667?
Таблица 9 (окончание)
1 (лощадр F
] 1олунериметр Р
Длина окружности L
Число сторон »ногоу1 ольиика п
Радиус описанного круга R
Радиус апиеанного круга г
Диаметр вписанного круга d
F — ~ тг = 3,1 41 вг- = 0 ,7854<12
L = 2пг = 6,2832г = 3,141 5d
r=L . 6,2832=]/ F 3,1416= 0.564 F
d—L : 3,1416—/г : 0,7854 =1,128 / F
F = -к ab — з, 1 41 &ab
Приближенное значение периметра
2P — 3,1416 К2 (a=+6=),
более точное значение
2Р = 8,1 4! 6 "|/ 2 (<la + is) —
I = = 0,0! 745« г = FL
180 г
/г = J—rj= 0,008727« г2; « = ..57.У-9бг
2 г
2F 57,2961
г ----------—
I
с = 2У"Л(2г—Л); Р = -^-|г1 — с (г — Л)]
г ; I = 0.01745г а
81г
57.2961
а ----------
г
h = r— — 4г=+г2
3 Заказ 761
Л = — (Ra —г2) = 0,00873 «(Д’ — г=) =
360
= —ma —di) = 0,0021 8 с (дг — ds)
4-360
Вычисление поверхностей и объемов тел
Таблица 10
Тело Обозначения Объем (V). поиерх пость (О), боковая поверхность (Л!)
Куб йЦ-^ Л- ✓ -а* ' с а — ребро О^=6л2
Прямо- угольная призма z ка- Р ?=, ab — площадь основания h — вы сота Р — 2 (С-Г&) — пери- метр основания V^Fh , Л4 = Ph
Цилиндр 1 4 ~С 4 г — радиус основания h — высота М = 2 г. rh О = 2 кг (г-НО V = “ /-2ft
ПолЬЛ |!|р= ЦИЛИНДР (труба) /Ж\ г — наружный ра двус rt —• внутренний ра- диус h — высота V = ft (rs —гj) М = 2 -д ft (rt + r)
Цилиндр, . Jpl J 1 t усеченный ч 1 1 | непарал- J-fe— лельпо _ffLA основанию <,1/ /ги — наиболее корот- кая образующая ft — наиболее длин- ная образующая г — радиус основания 2 M —^r (/ti+ft)
/ЗА Шар \./Тл / г — радиус шара 4 = 2L - y-s 3 0 = 4-1/"®
Таблица 10
Тело Обозначения Объем (17). поверх- ность ( О), боковая Поверхность (АТ)
Kouyc / L— L— г— радиус основания й — высота 1 — образующая е V— —nrSft 3 МявТСГ* l=V r z-j-fta
Усеченный у конус у / я w f 1*~ г и ri — радиусы ос» кований ft — высота V=—sfty s X(r8+rrt+r”)
3. техника выполнения расчетов
Подготовка к расчетам
Перед тем как приступить к расчетам, следует подробно изучить
поставленную задачу и ознакомиться с методикой расчета и форму-
лами. Если окажется, что сведений, изложенных в настоящем спра-
вочнике, недостаточно, то необходимо посмотреть специальную лите-
ратуру, указанную в конце каждой главы.
Необходимо четко представить себе работу будущего механизма
или приспособления, к разработке конструкции которого приступают.
Индо всесторонне выяснить взаимодействие деталей и узлов' кон-
струкции, а также влияние нагрузок и возникающих усилий. При
ИГОМ обязательно вычерчивается, хотя бы в виде эскиза от руки,
схема или конструкция механизма.
Округление численных значений
При расчетах следует избегать лишних цифр. Как правило, все
численные значения надо округлять на столько знаков, сколько можно
D i считать па счетной линейке, т. е, примерно до трех-четырех
цифр, При этом последняя оставшаяся после отбрасывания цифра
Уишпсшвается на 1, если следующая цифра была больше 4, и остает-
i'H без изменения, если следующая цифра была меньше 5, Например,
Чмссто 5467,56 ел2 и 1,253 кг можно писать 5468 ел3 и 1,25 ке.
При точном вычислении длины, например при помощи тригономет-
рических формул, округлять полученные численные величины возмож
Йо и редких случаях, а при расчётах прочности, мощности и т. ,д.
округление вполне уместно.
fr г
36 , Математика
Вычисления
В технических расчетах следует полностью усвоить влияние от-
дельных величии на конечный результат и постоянно обращать вни-
мание на' смысл величины. Особенно это важно при расчетах по
незнакомым формулам.
Пример. Реыепный Шкив диаметром 0.2-« делает п—850 об/мин Как
велика окружная скорость в л/сек?
iPeuiCiine. Ход рассуждения следующий. При каждом обороте шкива ка-
кая-нибудь точка на его окружности проходит путь метров, значит, в ми-
нуту uda метров, а в секунду а 60 раз меньше, т. а.
*.dn 3,14 0,2 850 „ Л ,
— --~ з, 8 9т=8,9 м сек
' 60---------------60
После получения результата важно проверить его правильность,
главным образом, правильность отделения запятой целого числа. Для
этого выполняется грубый пересчет в целых числах.' В данном при-
мере рассуждаем так: 3X800=2400; 2400 : 60 = 240 : 6 = 40. Одна
десятая от 40 будет 4,0, а две десятых вдвое больше, т. е. 8,0.
Значит, результат—8,9 правильный.
Для облегчения счетной работы: вычисления квадратов, кубов,
площади круга, извлечения квадратных, кубических корней следует
пользоваться счетной линейкой и вспомогательными таблицами,
имеющимися почти в каждом справочнике. При всех расчетах обра-
щается особое внимание на правильное применение единиц измере-
ния и размерности (см. II главу).
4. МЕХАНИЗАЦИЯ И АВТОМАТИЗАЦИЯ
СЧЕТНО-ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ
Если в процессе разработки конструкции потребуется выполнить
большое количество однообразных расчетов по сложению, вычита-
нию, умножению’ и делению, то, кроме обычных счетов, арифмометра
и счетной линейки, можно использовать различные счетно вычи-
слительные приборы и машины — ручные и автоматиче-
ские Такие машины имеются на заводах в бухгалтерии и на счет-
но-вычислительных станциях
За последнее время в связи с развитием электроники-(см. гла-
ву XI) изготовляются специальные электронные счетно-
решающие устройства и быстродействующие ма-
тематические машины. Эти машины позволяют автоматизи-
ровать сложные вычислительные процессы и проводить их без вме-
шательства человека. Современная цифровая математическая машина
при быстродействии в несколько .тысяч операций в секунду запоми-
нает промежуточные итоги, производит выборку и сравнение нужных
величин, реализует законы математической логики, проводит вычи-
слительный процесс в установленной последовательности и дает ему
нужное направление в зависимости от полученных промежуточных
результатов. Такие машины могут, ле только производить вычисле-
ния, ио и управлять технологическим процессом. Известно, что
большинство физических явлений может быть описано соответству-
ющими математическими уравнениями. Включая счетно-решающие
Механизация и автоматизация счетно-вычислительной работы 37
устройства в схемы автоматического регулирования, можно заставить
эти устройства находить решение заданных уравнений и в соответ-
ствии с этим воздействовать на регулируемый процесс. Численные
значения величин, определяющих отдельные члены уравнений, додают-
ся в машину от соответствующих датчиков, отмечающих состояние
процесса (температуру, толщину слоя, величину хода, чистоту по-
верхности it т. д.). Большое быстродействие, «память» и логическая
схема машин позволяют производить просчет нужного количества
n.tpnaiiTOB решения поставленной задачи и, пользуясь схемой срав-
нения, выбирать паивыгодяейший.
В металлообрабатывающих станках электронные вычислительные
мдипшы используются так. Исходная программа действия, разрабо-
танная на основе чертежа изделия, переводится на перфорированную
ленту пли карту. По ней вычислительное устройство определяет
। раекторни движения режущего инструмента и записывает вырабо-
танные нм команды на магнитную ленту или на другое запоминающее
устройство, которое вставляется в станок. В дальнейшем команды
поступают на исполнительные механизмы, управляющие движением
инструмента и рабочих частей станка Подобные станки .уже изготовля-
ются нашей промышленностью. Применение счетно-вычислительных
быстродействующих машин все более и более расширяется. Эти
машины позволяют полностью решить задачу автоматизации многих
технологических процессов в машиностроении (см. главу XI).
Г- ЛИТЕРАТУРА
1. М. Я- Вы г Од ски Й, Справочник по элементарной математике, Гостех-
11ПД1ГГ, М — Л , 19571
2, И Н. Бронштейн и К. А Семендяев, Справочник по мате-
матике, -Гостехиздат, !Л. —Л,, 1957.
3. Д. И. Перепелкин. Курс элементарной геометрии, ч. I и II.
Гостехиздат, AL. — Л.. 1948 н 1949.
< Я. Безикоамч. Приближенные вычисления, Гостехиздат М —Л.,
пно.
Г» Д. Ю Панов, Счетная линейка, Москва. 1955.
В. Справочник по элементарной математике, механике и физике. Гое. изд во
НССР, Минск. 1955
7. Д К. Ф а д л с с в п др . Алгебра для самообразования. Физматгпз. М.,
I П0(>,
В. Д. О. ШклярсхцА, Избранные задачи и теоремы элементарной мате-
м ишси» Фнзматгиз, 1959.
ГЛАВА IJ
ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ
При расчетах следует придерживаться определенной системы еди-
ниц измерения физически?; величин' и соблюдать установленные обо-
значевня.
1, МЕТРИЧЕСКАЯ СИСТЕМА
.Метрическая система мер имеет для. каждой величины основную
единицу и ряд производных единиц как кратных, так и дольных.
Кратные и дольные единицы метрической системы об-
разуются путем умножения ИЛИ деденця асиодной единицы на числа,
краткие 10. Наименование кратных н дольных единиц образуется
путем добавления приетавск к основной единице (табл. 11) Йз.кото--
рые общеупотребительные единицы образованы не как кратпые и
дольные, а по другим принципам (в табл. 12 отмечены*).
Таблица 11
ГГриставкп, елужащпе для образования наименований часто употребляемых
кратных и дольных единиц
Приставка к наименованию Обозначение Отношение вновь образоваи- наЙ единицы. к основной единице Пример
рус- ское между- г народное ОСНОВ пая едини- ца кратная или дольная единица
ПИКО п Р 10—(0,000 0'00 000 ООП фарада пикофарада
микро Л-’С и. 1 о—» (0,000 001) генри микрогепри
милли •М т 10—» (0,001) Метр миллиметр
санти с с 10—» (0,01) метр сантиметр
деци д d 10—1 (0.}> метр дециметр
гекто е h 10‘ (100) ватт гектоватт
кило к к 10» (100.0) вольт киловольт
мега м м 10* (1 000 000) ом мегаом
Наименование, обозначение я определение некоторых единиц
Объект измерения Наимено- вание •единицы Сокращенное обозначении* Определение 5 Часто встречающиеся дольные, кратные и другие единицы
Время Секунда секч /. Оздсдоые единицы Единица времени, равная 0,0000116 средних звездных 1 минута = Об сск.
Масса Кклопоамм КЗ суток Единица массы, определяемая ГосударстлсЕшым зтало- 1 час =а 60 мин.* Миллиграмм, грамм,
Длина Метр At iflOM массы СССР Единица длины, определяемая Государственным этало- 1 тонна = 1 000 кг * 1 ыикроп»-Й,-000001М *,
Электрический Ампер а ном длины СССР Неизменяющийся электричес&ай ток. который, прото- миллиметр, сантиметр, километр Микроампер, миллиампер,
ток Скорость Метр 'м/сек кая по каждому из двух бесконечно длинных параллель- ных проводников ничтожно малого кругового сечения, расположенных на .расстоянии 2 метра друг .от Друга да «безвоздушном .пространстве, создает между -этими про- водниками, на каждый метр их длины, силу взаимодей- ствия, которая массе в одну десятнмиллзопную .долю килограмма сообщает ускорение в 1 метр на секунду в квадрате //. Механические единицы Скорость равномерно ц прямолинейно двил>ущеАся килоампер Сантиметр в минуту, метр
Ускорение в -секунду Метр Я}№Кг точки, перемещающейся на 1 метр в 1 секунду Ускорение равномерко-ускорешю н прямолинейно дви- в .минуту, километр -в -нас* 'Миллиметр .на секунду
Сила э секунду в квадрате Ньютон н жущеАся точки, скорость которой изменяется на 1 метр в секунду за 1 секунду Сила, сообщающая массе в 1 килограмм ускорение в квадрате (метр на минуту в квадрате)*
Килограмм кг- в 1 .метр -на секунду -в квадрате Сила тяжести международного килограмма В технической системе едапщ
Метрическая система
Таблица 12 (окончание)
Объект измерения Нанне rc- ваиив единицы Г Сокращенное обозначение Определение Часто встречающиеся дольные, ifwrwe и другие единицы
Работа Джоуль или ватт- секунда дяс era с Работа, производимая силой в 1 ньютон при переме- щении точки приложения этой силы на 1 метр по направ- лению ее движения Килограммометр — работа силы в 1 /<а на пути в 1 л
Мощность Ватт Лошади- ная сила еш л. с. Мощность, при которой в течение I секувды равно- мерно производится работа в 1 джоуль Мощностьпри которой в течение 1 секунды равно- МОГЛО производится работа в 75 килограммометров ! 11. Электрические и лшзнчтме единицы Милливатт, киловатт, мегаватт
Количество электричества Кулон, амлер- секунд£ а'с Количество электричества, протекающее через попе.- речное сечеггие проводника в течение 1 секунды при неизмспяющзмся токе в 1 ампер Ампер-час*
Разность потенциалов, напряжение, электродви- жущая сила Вольт 0 Разность Электрических, пстеициалов между двумя точками линейного проводника, по которому протекает ’иензменяющийся электрический ток в 1 ампер, когда мощность, потребляемая между этими точками, равна 1 ватту
Электриче- ское сопротив- ление Ом ом Электрическое сопротивление между двумя точками линейиого^проаодьика, .в котором немзменяющаяся раз- ность электрических потенциалов. между этими точками в 1 вольт производит электрический ток в 1 ампер Микроом, квлеом, мегаом
Электриче- ская емкость Фарада ф Электрическая' емкость конденсатора, между обклад- ками которого существует разность электрических потен- циалов. в I вольт, когда 0Нм“заряжеи количеством элек- тричества в t кулон Пикофарада, микрофарада
Магнитный поток Вольт- секунда в-с Магнитный поток, при убывании которого до нуля количество электричества, протекающее сквозь попереч- ное 'сечение ясразветвленной линейной электрической цепи, сцепленной' с этим потоком к имеющей сопротив- ление в 1 ом, равно 1 кулону
Единицы измерения
i «Едукгиз-
кость
I? взаимо-
ИНДУКТИВ-
ность
Мапшто-
' движущая
сила
Напряжен-
гость^магнит-
ного поля
(магнитной
•силы)
Частота
Геяря
Ампер или
ампер-
виток
Ампер па
метр
Герц
Температура Градус стогра- дусной шкалы °C
Количество тепла Калория кал
Теплоемкость Калория кал
па грамм и 1 градус г°С
магнитной индукции, равен J вольт-секунде
Индуктивность эдск.|рнческой цеин, с котируй сцеп-
ляется магнитный поток самоиндукции в I вольт-секунду
при неизадвяющемся токе в цепа, равном 1 амперу
Взаимная индуктивность .двух электрических цепей,
с одной из которых сцепляется магнитный поток взаим-
ной индукции в 1 вольт-секунду при реизменяющемся
токе в друюй цепи, равном 1 амперу
Магнитодвижущая сила вдоль замкнутого контура
однократио сцепленного с электрической Цй1ыо, по ко-
торой протекает электрический ток в 0,25 я ампер
Напряженность магнитного поля в однородной и изо
тропной среде на расстоянии в 2 метра от бесконечно
длинного прямолинейного проводника ничтожно малого
кругового сечения, по которому протекает электрический
ток в 1 ампер
Частота периодически изменяющейся во времени вели-
чины, период которой равен одной секунде
IV Тепловые единицы п еоличипы
Одна сотая шкалы, в которой точка таяния льда при-
нята за 0°, а точка кипения воды за 100°
Количество тепла, необходимое для нагревания I грам-
ма воды на 1QC (от 19°,5 до 20°,5 при нормальном
давлении}
Количество тепла, необходимое для нагревания едини-
цы вещества па 1°С
51nn.porsrfpH, миллигенри
Килогерц, мегагерц
По шкале Кельвина
температура отсчитывает -
C5t от абсолютного и у ля
(—273,1 6°С) и обозначает-
ся ° абс иди QK
Килокалория (большаяка-
лорня), мегакалория; 1 кило-
калория соответствует ра$о
те 426,45 кам
Килокалория иа кило
грамм и градус
Метрическая система
2, СИСТЕМЫ ЕДИНИЦ'
*
Система единиц образуется из единиц длины, времени и массы
(силы), При Технических расчетах применялись три системы единиц: абсо-
лютная, практическая и техническая. В основу абсолютной систе-
мы единиц положены три единицы: сантиметр, грамм, секунда (CGS).
В основу практической системы единиц положены: метр,
килограмм, секунда (MKS), а в основу те х и и ч е ско й:-метр, се-
кунда И сила тяжести международного прототипа килограмма. С 1 янва-
ря 1963. г. взамен этих систем вводятся единая международная систе-
ма единиц (СИ) по ГОСТ 9867—61 В состав этой системы входят
шесть единиц: метр, килограмм, секунда, ампер, градус Кельвина и свеча.
3. НАИМЕНОВАНИЕ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ НЕКОТОРЫХ ЕДИНИЦ
Единицы измерения принято обозначать одной иЛИ несколькими
начальными буквам их наименования. В СССР стандартизованы обо-
значения единиц русскими буквами, однако допускаются и йностран?
ные обозначения. В табл. 12 дана сводка некоторых наиболее часто
употребляемых единиц.
На основании единиц, приведенных в табл. 12, Образуют произ-
водные единицы. Например, единица площади — квадратный метр
(Л12) — Площадь квадрата со стороной, равной ёдйиице длины 1 лн
Единица объема —Кубический мётр (л!3)— объем куба сребром,
равным единице длины 1 л!.
Единица плотности тока — ампер на квадратный миллиметр —
плотность тока в проводнике сечением в один квадратный миллиметр,
по которому протекает' ток в один ампер.
От производных единиц также могут быть образованы кратные и
дольные единицы. Например: Квадратный миллиметр (лен2); кубиче-
ский. сантиметр (см3) и т. п< '
Сравнение и перевод единиц
Для сравнения и перевода единиц следует пользоваться табл. 13,
И, 15, 16, 17. В указанных таблицах .даны отношения единиц, сто-
ящих над колонками, к единицам в строках.
Таблица 18
Сравнение единиц д,ничье____________________
Наимено- вание единиц 1 Микрон, мк 1 милли- метр, AIM 1 санти- метр, см 1 . , 1 Т метр, । АН । 1 кило- метр, ли 1 ДЮЙМ
Микрон Милли- метр Сантиметр Метр КилоМетр Дюйм [ 0,001 0,0001 10—« 10—» 30« Ю-ч юоо 1 0,1 0,001 10—S 3!), 37-10—3 10* 10 I 0,01 10—5 0,3^37 t 0» юоо юо 1 о, do I 30,37 1 0“ 10е 10s 1000 I 39370,08 35,4 103 25,4 5,ЬМ 25»4‘10 —3 254-10^ I
’ Таблица 14
Сравнение единиц влищадЛ
Наименование единиц I квадратный 1ДКЯЛИМ&ТР «я в © б) * «-2 ю * и 5 -- у 1 квадратный I метр 1 1 ар 1 гектар i 1 квадратный ( километр 1 ' _ 1
Квадратный миллиметр. лм1а. Коидратиый сантиметр, . Квидратаый метр, ла .... Ар, а . . . . . Гетр, га Квадратяьй километр, к.«а I 0*01 1 0“^а ю—« 10—10 10—13 100 1 ю--• ю-« 10-" 10—1° 10° io* I 0,01 IQ—" IO-8 10" 10" I0d 1 0,01 10—4 10*е 10е 10* 10Q 1 0,01 1о‘° I О1» 1 о6 1й* 10Й 1
Таблица 15
Сравнение единиц объёма
Наименование единиц I кубй"» четкий миллиметр I кубн- чеСКцй сантиметр 1 йуби» веский дециметр 1 Куби- ческий Метр
Кубический миллиметр (микро- литр), ”л1Иа Кубический сантиметр (милли- литр) , сяа .. К убпческий дециметр (литр), дм3 Кубический метр, ’ 1 0,001 10~" 10—’ 1000 1 0,001 tO-G to" 1000 1 0,001 10я 10» 1000 1
Таблица 16
Сравнений единиц массы (веса)
Нанменоьашге единиц 1 1 милли- грамм га 1' 1 КИЛО- [ : грамм | L [ : 1 центнер 1 .1 тонна 1
Миллиграмм, яг ........ . . . 1 1 000 1 0* го? 10»
[’p.'IMM, Й . . , (1.001 I Hino 1 па i о"
Килограмм} кг * ° - . 10—« 0,001 1 100 1000
1 (иНТЯер, if ........ 10—" Ю—" □ ♦01 I 10,0
10-5, 10~" 6,001 0,1 1
Карат рявеи 200 миллиграммам
Пример 1, Удельный нес стали состаилиет 7,85 гЦем3. ПерййвбТи 'Этот удель
iiiiill рее в объемный вес, выраженный и «гг/.и3, поскольку 1 ie=0,U0I Ki
<1 I C4t’ = 0,000001 д3, то очевидно
7,85 --
сл1
7,85*0,001 кг ~ 7,85 =7850 «С
0,000001 л*. 0,001 J
Тоб.ища 17
Сравнение единиц мощности
Наименование единиц 1 кило- граммо- метр в секунду I лошади- ная сила I нр — аиглий: екая ло- шадиная сила 1 кило- ватт
Килограммометр в секунду, кгм/сек Лошадиная сила, л. с Английская , лошадиная сила (HP) Киловатт, кет I 0,01333 0,01315 0,00981 75 1 0,9863 О', 7-3 5 о 76,05 1 ,0139 1 0.7457 [03,98 1 ,360 I ,341 1
Пример 2. Перевести а Киловатты 25 лошадиных сил.
1 л с. =0,7355 квпг‘, 25 л с = 25.0.7355==! 8,39 лет
Пример 3. Перевести а лошадиные силы 32 квгп-
1 кет — 1,350' л. с.; 32 кет = 32-1,380 = 43,52 л. с.
4. ПРИМЕНЕНИЕ ЕДИНИЦ ИЗМЕРЕНИЯ ПРИ РАСЧЕТАХ
При расчетах следует обязательно придерживаться какой-либо одной
системы единиц, в которой должны быть выражены все входящие в
расчет величины.
Правило размерности
При составлении и выводе новых формул, а также для проверки
правильности составления уравнений следует проверять их размер-
ность. Размерностью называется выражение дайной величины
через обозначения основных единиц данной системы.
Например, если в системе основные единицы принято обозначать:
длина [£], масса [Л1] и время (Г], то размерность скорости будет
„ s Щ
t 1Л
В любом уравнении или формуле все члены должны иметь одина-
ковую размерность. Неодинаковая размерность указывает на то, что
формула неверна.
Пример I. Определить удельный вес и размерность удельного веса бронзы
в .международной системе, если известно, что измеряемый материал весил 850 гл
а объем его 0,1 длй.
Поскольку удельный вес есть отношение веса тела if его объему, то
0,850 _
кг/дм3.
Для того чтобы выразить вес единицы в системе метр—килограмм—секунда,
переводим граммы в килограммы, а дециметры в метры:
850 s=0k850^.a, а I дл1?~0,001 «8;
— = 8500 ке/ма,
О, 1-0,001
Пример' 2. Требуется поднять груз Q = 10 тп в 1 минуту на высоту
200 см. Определить» какая для этого требуется мощность подъемника в кеш,
Мощность выражается следующей формулой:
N t=Qv кгм/сек,
где Q — аес груза в ха;
ъ — скорость в х/одк
Определяем сначала скорость, переводя сантиме! ры в метры и минуты а се-
кунды:
V — —=0,033 м/сек;
60
вес груза в тоннах переводим в килограммы; 10 тн = 10 000 кг. Тогда
jV=s 10 000.0,033 = 330 кем/сек.
Поскольку 1 кет — 101,98 кэл/евк, то
Примерз. Катушка медного провода весит <>=7,6 кг Сопротивление
его £ = 28,5 ом. Сколько метров провода в катушке? Из таблиц находим,
что удельный вес меди ]»8,9 $/сма н удельное сопротивление меди р =
« 0,018 ом-ммй/м. Вес и сопротивление провода зависят от линейных его раз-
меров, через которые нужно аыразить обе эти величины:
Q=\ si и R —р ,
у
где $— площадь поперечного сечения провода.
РешеПиеР’этнх двух уравнений позволяет определить искомую величину:
5=
al
<2=IP21; Z =
Для того чтобы получить однородную размерность всех входящих в формулу
наличии, аес провода выражаем в граммах, т. е.’$=7600 г, а удельное сопро-
тивление в омосавтнметрах» для этого • величину р нужно,.
I) умножить на 0.01 (тая как I лМга-=0,01 см9);
2) разделить на 100 (так как I л1= 100 chQi что даст:
р в 1,8’ 10 — в эМ’См^/см = 18’ 1Ю в ол1-с.и.
То гда , .
г’ОМ
7600-28,5
8,0.1,8-10-
—г ОМ’СМ
СМ9
Сокращая в подкоренном выражении граммы, омы н сантиметры, получают
под корнем размерность см9, а после извлечения теория—сантиметры
2=116200 см, или 1162 м.
ЛИТЕРАТУРА
I, Н. И. Тюрин, Единицы измерений, принятые в СССР,' Моисва. 1947.
2, С. Ф Маликов, Введение в технику измерений, Машгиз, 1949.
J Справочник металлиста, т I, Мащгиз. 1957.
4. А. Ф. Пл опеки й, Измерения и меры, Гостехиздат, 1956.
lllllillllllUlllilllillllMillB
ГЛАВА Ш
МЕХАНИКА
При разработке рационализаторского предложения изобретателю
и рационализатору приходится очень часто определять усилия в дета-
лях машин, .скорости и ускорения отдельных точек, угловые скорости
валов, маховиков и другие величины, характеризующие движение
частей машины. Основные сведения о таких величинах и способы
определения их приведены в этой главе.
1. СТАТИКА
Действие силы гга тело
величиной, направлением
сила изображается
Фиг. 15. Изображе-
ние силы.
определяется тремя ее характеристиками:
и точкой приложения силы. Графически
вектором (фиг. 15), т е. отрезком прямой
определенной длины и определенного направ-
ления. Начало этого вектора находится в точ-
ке приложения силы, длина изображает в
принятом масштабе величину силы, направ-
ление совпадает с направлением действия силы.
Линия действия силы — прямая, про-
ходящая через точку ее приложения' и имею
щая направление сиды. Действие силы на
твердое тело не изменяется', если точку прило-
жения силы перенести по линии действия.
Система сил — несколько сил, действую-
щих ла одно тело. Две системы сил называ-
ются э к в и в а л е н тн ы м в, если действие их на
тело одинаково. Если данная система .сил эквивалентна одной силе,
То эта сила называется равнодействующей силой, Таким образом, рав-
нодействующая сила —- это сила, которая одна заменяет действие си-
стемы сил на твердое тело. Процесс нахождения равнодействующей
называется сложением сил. Разложением силы называется
замена се эквивалентной системой составляющих сил. Если тело под
действием приложенной системы сил находится в покое или движется
прямолинейно и равномерно, то такая система сил называется урав-
новешенной. Условия, которым должны удовлетворять силы
системы, чтобы она была уравновешенной, называются условиями
равновесия, Например, для равновесия двух сил, приложенных
к твердому телу, необходимо и достаточно, чтобы они былн равны, по
величине и направлены по одной прямой в противоположные стороны.
Большое количество тел, деталей и механизмов находится в равно-
“весни: станок, опирающийся на фундамент; мостовой кран, опираю-
•щийся на рельсы подкранового пути; вал, лежащий па своих опорах
(подшипниках). Каждое из названных тел находится под действием
уравновешенной системы сил. При действии на тело неуравновешен-
ной системы сил оно движется ускоренно,
Пример Вагон накалится а состоянии равновесия, если движущая сила равна
нулю. Груз на наклонной плоскости будет находиться в равновесии при условии,
если движущая сила r=Gsin« (фиг. 36), а подвешенный на блоке груз не
упадет, если будет Р — й (фиг 56, а)
Связи
Тело называется несвободным, если на движение его наложены
некоторые ограничения. Эти ограничения называются связями.
Сила, заменяющая действие связи на несвободное тело, называется
реакцией связи. Реакция связи равна и противоположно на-
правлена силе, действия несвободного тела на связь, так как силы
взаимодействия между телами равны по величине и противоположны
по направлению. Связи, наложенные на тело, осуществляются дру-
гими телами.
Основные типы связей и их реакции
1. Гладкая опорная поверхность; реакция направлена по нормали
к опорной, поверхности (фиг. 16, а, б, в).
Фиг I 6 Типы связен и их реакции.
2. Опорная точка при гладкой опирающейся поверхности (фигу-
ра 16, г); реакция направлена по нормали к опирающейся поверх-
ности '
3. Цилиндрический подшипник (фиг. 16, 6); реакция направлена
перпендикулярно оси подшйпника.
4. Шарнир, подпятник (фиг. 16, е, яс, з); направление реакции
неизвестно. ’
5. Заделка (фиг. 16, и); реакция заделки состоит из неизвестных •
силы и лары сил (пара сил на фиг. 16, и показана изогнутой
стрелкой).
6. Жесткий невесомый стержень (фиг. 16, к~), реакция направлена
вдоль стержня.
7. Гибкая пить, например канат, цепь, трос (фиг. 16, л), реакция
направлена по нити.
Сложение сил
Для сложения многих сил достаточно знать правило сложения
двух сил, так как сложение нескольких сил можно провести после-
довательным применением этого правила.
Сложение двух сил, приложенных в одной точке. Равнодействую-
щая двух сил Pi и Ра, на-
правленных под углом у
(фиг. 17), по величине и на-
правлению равна диагонали
параллсло! рамма, построеп-
Фиг. 18. Сложение двух сил, линии
действия которых пересекаются.
Фиг 17. Сложение двух сил.
приложенных в одной точке.
кого на этих силах (правило параллелограмма сил) Следовательно,
Р=Т/' Pl +Г>2 -f-2PiР2 cos 7 ; ~~г~ •= .
к f/ 1'2’ 1 1 sjrifi Sina sin у
Частные случаи: _________
I) 90°; /? = У Р2, ±Р* ; cos' = ~ ; «в,3 = ;
2) 7=0; 1?=Л+?2; <7=0; 0=0,
т. e. равнодействующая двух сил, действующих по одной прямой
в одну сторону, равна их сумме и направлена в ту же сторону; '
3)‘7=180о; — Р2', а=0; 0=180°,
т е. равнодействующая двух одл, действующих по одной прямой
в противоположные стороны, равна их разности и направлена в сто-
рону большей силы.
Сложение двух сходящихся сил. Так называются силы, линии дей-
ствия которых пересекаются. Правило сложения двух сходящихся
сил одинаково с правилом сложения двух сил, приложенных в одной
точке, так как действие двух сходящихся сил Р± и Ра, приложен-
ных в точках и А2 абсолютно твердого тела, можно заменить
действием тех же сил, приложенных в точке пересечения их линий
действия (фиг. 18).
Сложение двух параллельных сил. Равнодействующая ^вух па-
раллельных сил Pl М Р2 (фиг. 19, а и б), направленных в одну
или в противоположные стороны, равна их алгебраической сумме
Фиг, 19, Сложение двух параллельных
сил и нахождение равнодействующей.
R~Pi±P2 и делит отрезок Гиеясду точками приложения сил, внут-
ренним или внешним образом, иа части, обратно пропорциональные
этим силам;
ЛС _ ВС АВ
Рг ~ Pi = R ’
Эго правило неприменимо для равных по величине и противоположных
по направлению сил.
Разложение сил
Разложение силы на составляющие основывается иа правилах
сложения сил. Целью разложения силы, приложенной к какому-либо
телу, является определение сил взаимодействия между этим телом
и другими телами, обычно связями, наложенными на него. Чтобы
разложить силу, нужно задать некоторые из характеристик (величина,
направление и точка приложения) составляющих сил. Точками при-
ложения составляющих сил могут быть: 1) точка приложения рас-
кладываемой силы и 2) точка соединения или соприкосновения тела,
к которому приложена раскладываемая сила, с другими телами
(связями). Направлениями для составляющих сил в большин-
ciuc случаев являются; 1) -направления, по которым Другие тела
4 Заиаз 76J
(связи) препятствуют перемещению тела или точки приложения рас-
кладываемой силы, н 2) направления движения точки приложения
раскладываемой силы или точек приложения составляющих сил.
Составляющие Р, и Рв силы Р по двум заданным направле-
ниям АВ и АС определяются сторонами параллелограмма, построен-
ного иа этих направлениях и силе Р как его диагонали (фиг. 20).
Пример. Провести разложение сил в кривошилио-шатуИЕЮМ механизме. 1) па-
ровой машины (фиг. 21, а); 2) поршневого tiacoca (фиг, 21 f б). В первом случае
требуется найти силу Т, вращающую кривошип, если известна сила Р давления
пара на поошеыь.’а во втором —• силу. Р, тянущую поршень» если задана сила Т*,
вращающая кривошип.
Фиг 21. Построение схемы разложения сил
в кривошипко-шатуяном механизме.
I Сила Р давления пара на поршень через шток АВ передается на коейц-
копф В. Эту силу в масштабе сил показываем на рисунке. Разложим силу В по
направлениям ВС к BE, вдоль которых Шатун и направляющие параллеля пре-
пятствуют перемещению точки В* Таким образом найдем силу5 действия крейц-
копфа на шатун ЕС и давление # крейцкопфа на нижнюю параллель. Сила S
через шатун передастся на конец С кривошипа ОС Раскладывая силу, приложен-
ную к пальцу кривошипа, по направлению движения точки С (касательная
к окружности радиуса Я с центром в точке О) и направлению вдоль криво-
шипа, по которому подшипник О препятствует перемещению точки С, найдем
силу Т. вращающую кривошип, и силу Q давления кривошипа на подшипник.
2. Силу Т, приложенную к пальцу С кривошипа, показываем в масштабе на
рисунке. Разложим силу Т по направлениям, по которым -шатун ВС в подшип-
ник О препятствует перемещению точки С. Этими направлениями будут продол-
жения шатуна и кривошипа. Так найдем силу S действия кривошипа па шатун
н давление Q кривошипа на подшипник О. Сила S через шатун передается на
крейцкопф Раскладывая силу S, -приложенную'к крейцкопфу по направлениям ВО
и ВЕУ вдрлъ которых шток и направляющие параллели препятствуют переме-
щению точки В, найдем силу Р действия крейцкопфа па шток, тянущую пор-
шень, и силу /У давления крейцкопфа на верхнюю параллель.
Если схема кривошиппо-шатуниого механизма вычерчена в определенном мас-
штабе длины, то чтобы найти величины искомых сил, достаточно изморить их на
рисунке и полученные числа (в сш) умножить на принятый масштЯО снл. Величины
нескольких сил можно найти по формулам, путем решения треугольников. Так,
в первом случае из треугольника BPS Находим:
а пз треугольника CST:
T = S cos -f; •(= 90° — (к+р}.
Отсюда
TS3 р со£ 7.
COS $
Во втором случае из треугольника CST находим:
а из грвуюльника 5АФ:
Отсюда
cos у ’
P*=i S cos
р7* cos Р
eos 4
Примем давление пара в цилиндре равным 5 ат (кг/см*), площадь поршня 0г1л“,
а = 4 0 ° > р== 15°> Тогда pc=5’0jlil003=ss5 tn Сила Т будете равна:
Фиг 22. Пример раз*
ложеНия силы.
Фиг. 23. Определение давления
вала на подшипники.
При р а з л о ж е н и и силы Р иа две параллельные составляющие
силы Pt и Р, надо различать два случая: 1) точки приложения
составляющих лежат по разные стороны от силы Р (фиг, 22, я)
Л 2) эти точки расположены по одну сторону от нее (фиг. 22, б).
В первом случае (фиг. 22, а) составляющие силы направлены в одну
сторону и по величине равны:
abb
Р;
р
i Й — . >
а±Ь
во втором случае составляющие Р3 и Pz направлены в противопо-
ложные стороны и по величине равны:
ГТ/’' Р‘-ЛР'
Разложение силы на две параллельные можно применять, например,
при определении сил давления <?1 и (?2 вала на подшипники от веса
маховика (фиг. 23, а и б). Давление вала на подшипник:
С1=Л; <2й=^-
Равновесие трех непараллельных сил в плоскости
Для равновесия трех сил неооходнмо и достаточно, чтобы линии
действия их пересекались в одной точке и силы образовывали замк-
нутый силовой треугольник.
Пример. Балка АВ щарнирно закреплена на Опоре Л, концом В она положена
на каток, В середине балка нагружена'силой Р=* 2m. наклонённой к ее оси под
углом 45°, Определить реакции ДдиД^опор (фиг 24). Балка АВ находится
в равновесии под действием трех сил' Р, и Rs. Реакциянаправлена
перпендикулярно опорной поверхности. Находим точку К пересечения линий дей-
ствия сил Р и Д%. Через эту течку пройдет и линия действия реакции Д д, прило-
женной в точке Л, На силах Р, и строим замкнутый силовой треугольник,
начав построение его с силы Р. Измерением сторон силового треугольника нахо-
дим величины искомых сил: 7?д= 1,6 т. Pg— 0,7 т. Тем самым будут найдены
силы <Эз » <2г давления балки на опоры Л и В ". О, == Дд , <2гь= Rg. Если иа балку
действует несколько сил, то заменяя их равнодействующей, придем опять к за-
даче о равновесии трех сил.
Момент силы относительно точки (центра) и оси
Момент силы характеризует вращательное действие силы. А1 о-
ыецтом силы относительно точки называется взятое со
знаком (-(-) или (—) произведение величины силы на ее плечо относи-
тельно этой точки: mom,P= + Р/г. Плечо силы относительно
точки—длина перпендикуляра, опущенного из точки иа линию дей-
ствия силы (фиг. 25, а). Момент силы относительно точки считается
положительным, если сила стремится вращать тело около этой точки
против вращения часовой стрелки. mom0/>=0 если линия действия
силы Р проходит через точку О. Моментом силы'относи-
тельно оси называется момент ее проекции на плоскость, пер-
пендикулярную оси, относительно точки пересечения оси с плоскостью
(фиг. 25, б):
тот4Р=пют(,^; PS=P cos?.
Условие равновесия рычага
Рычагом называется твердое тело (например, стержень),
которое может вращаться около неподвижной оей под действием сил,
расположенных в плоскости,• -перпендикулярной этой оси (фиг. 23)
Для разновесия рычага необходимо и достаточно, чтобы сумма
моментов приложенных к нему сил относительно неподвижной точки
(опоры) рычага равнялась нулю. Для рычага, показанного на фиг. 26,
условие равновесия будет:
ДЛ-у-РЛ — ЛЛ = 0.
Условие равновесия рычага используется при определении реакций
опор и решении задач на олэокпдыванне.
Пример 1. .На кронштейне установлен электродвигатель весом Р = 60 кг
(фиг. 27), Найти усилие $ в подкосе ВС, если длина поперечины АС= 1,5 ж,
Фиг 27. Кронштейн.
Фяг. 28 Равновесие крану
к ss зОа, Расстояние центра тяжести электродвигателя от стены АО 1 л*. Будем
рассмдтряЬоть поперечину JI/? как рычаг с опорой в точке Я, На него действует
сила Р н реакция 5 полкоса, Праравйяем нулю сумму моментов атил сил
относительно точки Л» — Р-Л04-5*АК>=0. Подсгаэнв сюда АО = 1 л#, ЯК =
= ЯС sin 60°=®= [,5-0,866 = [,3, получим — Р+5* [, 3 « 0. Отсюда S » 46,5 /са.
Реакцию шарцяра А найдем построением замкнутого силового треугольника
на силах Р, S и Яд,
Пример 2, Кран для загрузки материалов в мартеновскую печь состоит из
лебедки А, ходящей На колесах по рельсам, уложенным иа балках передвижного
люста В, К неясней части лебедки прикреплена опрокинутая колонна D, служа-
щая для укрепления лопаты G* Какой вес Р должна иметь лебедка с колонной
чтобы груз <2*= J ,5 т, помещенный иа лопату на расстоянии 5 лот вертикальной
оси ОД лебедки, ве опрокидывал ее? Вес лебедки предполагается действующим
по осн 0-А; расстояние осп каждого из кОлес от оси QA равно 1 лг:(фиг. 28) рас-
сматриваем Крап Нак рычаг с oriGpoH в точке F, нагруженный' силами Р н ,5 m
Крвн не опрокинется» вели сумма моментов этих сил относительно точки р будет
panha Нулю: р [ — Q- 4 = 0< Отсюда Р *= 4Q = 6 т
Прймер 3. радиус барабана лебедки г.^ 5 см Радиусы зубчатых колес
равйЫ ri = ГО <?л<। г*й t=t 20 см Длина рукоятки ОА = 40 см. Определить уси-
лие Р. которое надо приложить к рукоятке, чтобы поднять груз Qss 200 кг
(фиг 29) Каждое из зубчатых колес рассматриваем как рычаг с оПОрамй b точ-
ках Он О| Первое колесо нагружено силами Р <Slt а второе силами Q и 5г,
При этом Sl = S.<t. Составим условие равновесия первого и второго колес:
Отсюда
Р ОА0; Or —Ssr2 = 0,
Р= J^L
rz ОД
ГО-5 200
20.40
12,5 кв.
Пара сил. Момент пары
Две параллельные силы, равные по величине и направленные
в противоположные стороны, называются парой сил (.фиг. 30, а).
Расстояние d между Линиями действия сил пары называется п л е ч.о м
пары. Пару сил нельзя заменить и уравновесить одной силой.
Уравновесить пару сил можно только другой парой. Пара сил, при-
ложенная к твердому телу, вызывает его вращение, характеризую-
meets моментом пары. МбмейТом Пары Сил называется взятое
со знаком' (-|-) или (—) произведение величины одной из сил на ее
плечо: пг— + Pd. Момент пары считается положительным, если Нара
стремится вращать тело. против вращения часовой с/релКй Пару сил
принято изображать изогнутой стрелкой (фиг. 30, 6) Буква у койца
стрелки обозначает момент-вары.
Условие равновесия пар: для равновесия нескольких пар необхо-
димо и достаточно, чтобы алгебраическая сумма их моментов была
раёй'а нулю.
Пример. На балку АВ (фкг, 31) с пролетом I. = 2 ,ц действует пара сил
с моментом. 300 «и. Найти реакций йд н Rq опор А и В. Приложенная
к балке пара сил уравновешивается реакциями опор, которые поэтому Должны
образовывать также пару сил. Реакция Кд Направлена перпендикулярно опорной
поверхности. Реакция параллельна ей И поправлена в противоположную Сто-
рону. Момент пары сил Яд, 7? в равен R д7 или R&1 Составим условие равйОИбвия
приложенной к балке пары и пары сил реакций- Кд Г ~ m = Р., Отсюда /?д=™=
,= 222 — 150 кг, Также и 7?В 150 кг.
г
Фиг. 31. реакции опор от деЙСШИя
пары сил
Фиг, 32. Параллельный
перекос силы.
Фиг. 33. Параллельный пе-
ренос силы. ПрялоЯЙННой К
ЙйлКе Йй.
Фиг. 34. Определение йеИИЧййы дав-
ЛС11НЯ ОСИ ворота AD иа подтип-
НВКй Л'и й.
Параллельный перенос силы
В некоторых случаях устанавливать результат действия силы на
тело и находить реакции опор значительно проще, если силу сначала
перенести параллельно-в другую точку тела.
При параллельном переносе силы, чтобы действие ее на тело не
изменилось, необходимо добавлять пару сил, момент т которой
равен моменту силы относительно точки, в которую сила перенесена
Нафиг. 32 показано правило переноса силы. Сила Р, прило-
женная в точке А, заменена той же силой, приложенной в точке В,
н парой с моментом tn—Ph
Пример 1. Каким видам деформации подвергается балка АВ силой Р,
приложенной в точке С. (фиг. 33, а)? Переносим силу Р параллельно в точку В —
центр сечения балки, добавляя пару с моментом т — Р-(фнг Зз, б). Теперь
2
ясно, что под действием силы Р балка будет растягиваться, а под действием пары
сил — изгибаться.
Пример 2. К рукоятке ворота, которым поднимается груз, приложена сила Р
(фиг 34, я). Найти давление на подшипники от сил Р и Q Силы Р и Q, дей-
ствующие иа ворот, Пеоеиесем на ось ворота (фиг. 34, б). Раскладываем каждую
из них на параллельные составляющие, приложенные в точках А в В'
Pt^ADP; Р^^Р.
АВ -АВ АВ АВ
Силы давления и N& аала на подшипники будут равны:
^А= ^1» Qz
Вращение ворота осуществляется Действием пар и т^—Ра, которые
добавляются при перекосе сил Q и Р на ось ворота. При равномерном движении
груза Q вниз или вверх тп —Иц, т. е* QR = Pa. Отсюда находим
р = -5. р
а
Трение
При движении одного тела по поверхности другого, как бы ни
были хорошо обработаны соприкасающиеся поверхности, возникает
сопротивление движению Это сопротивление движению одного тела
Фиг 35. Трение скольжения и треиие качения.
по поверхности другого называется трением. Смазка только
уменьшает трение, ио не уничтожает его. В зависимости от харак-
тера движения одного тела по поверхности другого различают тре-
ние скольжения (треипе первого рода) и трение качения
(трение второго рода) (фнг. 35, а и б). Сила, препятствующая сколь-
жению, называется силой трения скольжений. Если тело при действии
на него сдвигающей силы.. Р находится еще. в покое, то .сила тре-
ния F называется силой трепня, покоя, в отличие от силы трения.при
движении. Максимальная величина силы трения покоя, гак же-как
и силы трения при движении, пропорциональна силе N нормального
давления между трущимися телами' F=fN. Отвлеченная величина /
называется коэффициентом трецн.я скольжения. Коэф-
фициент трения скольжения, а следовательно,1 и сила трения сколь-
жения зависит от материала трущихся тел, качества обработки их
поверхностей и других факторов. В табл. 18 приведены ориентиро-
вочные значения коэффициента тренид . для некоторых материалов.
Из этой таблицы видно," что коэффициент трения покоя несколько
больше коэффициента трения при движении (труднее тело сдвинуть с
места, чем продолжать движение).
Таблица 18
Ориентировочные значения коэффициентов трения скольжения
Материалы трущихся тел Коэффициент трения
покоя ч движения
насухо со смаз- кой насухо со смаз- кой
Стзль по стали 0, Г 5 0,1-0,12 0,15 0.05—0,1
Сталь по мягкой стали. .. , 0,2 0.1 —0,2
Сталь по чугуну 0 3 — 0.18 0,05—0,15
Мягкая сталь по чугуну ► . 0.2 —- 0,18 0,05—0,15
Сталь по бронзе . 0,15 0.1—0,15 0,15 0.1 —0,1В
Мягкая сталь по бронзе . . 0,2 — 0,18 0.07—0,15
Чугун по чугуну ...... — 0,15 0,15 0,07—0.12
Чугун по бронзе —• — 0,15—0,2 0,07—0,15
Бронза по бронзе Мягкая сталь по дубу . . , — 0,1 0,2 0,07—0,1
0,6 0,12 0.4—0,6 0,1
Мягкая сталь ио вязу . , . — —— 0,25 —-
Чугун по дубу 0,65 — о,з—o,s 0,2
Чугун по вязу, тополю » . -— —• 0,4 0,1
Бронза.по дубу 0,6 — 0,3 —
Дерево по дереву ...... Кожа лицевой стороной 0,4—0.6 0,1 0 ,2—0,5 0,07—0,15
по дубу 0,6 — 0,3—0,5 —-
Кожа бахтармой по дубу . 0.4 — 0,3—0,4
Кожа по чугуну 0,3—0,5 0,15 0,6 0.15
Резина по чугуну — 0,3 0.5
Пеньковый канат по дубу - Ремень кожаный по чугун- ному'шкиву: 0>8 0,5
весьма жирный 0,12 —
. мало жирный — — 0.25—0,28 —
сырой • . Ремень -резиновый по чу- — — 0,3'8
гунному шкиву : Ремень хлопчатобумажный или верблюжий по чугун* и, зь
ному шкиву • • Канат проволочаый — — 0,3
по шкиву с обкладкой . . —* —
по шкиву без обкладки . р — — 0,12
Опытное определение коэффициенту трепня основано иа том, что
тангенс угла наклона плоскости, при котором груз, положенный на
нее, начинает скользить, равен коэффициенту трения: tg®—/. Этот
угол называется углом трения, Сида Р^., необходимая для пре-
одоления трепня скольжения, равна ^’=/1'?, Сида, необходимая для
каяения катка, равна/\оч= — Л7, где h — расстояние линий дей-
ствия силы Ркяч от опорнсц поверхности, а й — к о о ф ф н.п иеь т
трения качения, измеряемый в единицах длины, В табл. 19 приве-
дены ориентировочные значения коэффициента трения качения Обычно
к
j>—^, поэтому Рск>Ркач< Этим, например, объясняется широкое
применение подшипников качения вместо подшипников скольжения,
Если к грузу веса G другие силы не приложены, то давление груза
иа горизонтальную поверхность равно весу: N—G, а на наклонную
плоскость j!V=Gcosa (фиг, 36). Поэтому сила трения на горизон-
тальной поверхности равна: Р=/О. а на наклонной плоскости:
^/Gcosa.
Фаг. 37, Перемещение детали:
a — по гладкой плате; б = по каткам, в — по рольгангу.
Пример 1, Стальная деталь несом 0=120 кг положена на чугунный стол
(фиг. 37). Определить: I) силу, необходимую для сдаигапия детали g места;
2) силу, необходимую для передвижения детали по етрлу; 3} силу, необходимую
для передвижения детали по смазанной поверхности стола; 4) силу, необходимую
ДЛЯ передвижения детали по каткам дли по рольгангу, имеющий диаметр fjO дл.
1 . Для определения силы, необходнодЗ .для сдвигания детали, в табд. 18
находим коэффициент трения покоя для етрди по чугуну /=0,30, Риррделяем
Селу трения покоя, которая и будет силой, необходимей для сдвигания детали:
f =/G= 0.3-120 — 3S ка.
Табдща
Ориентировочные значения коэффициентов трения качения
Материалу трупщхся тел Коэффициент трения (г?лх)
Мягкая сталь по мягкой стали Закаленная сталь по закаленней стали (шарик в под? Чугун по Чугуну - Дерево пс дереву , / 0,005 0,001 0,005 0,03—0,04 0,05—0,08
2 : По этой ?ке таблица нзходнм коэффициент трения движения без сказки
(насухо) / = 0г18'. Сила', необходимая для передвижения детали:
P===(],18 120= 21 ,6 кг.
3 Сила, необходимая для передвижения тела по смазанной поверхности
стола, может бы^ь найдена по коэффициенту трения движения, находящемуся
в пределах 0,05—0,15. Принимаем /= DJ. Тогда р = 0,1 120 = 12 ке.
4 , Сила, необходимая для передвижения детали ни катках, равна:
где /г.2 и /г — цоэрфицненты трения качения между деталью и Хйткол и, соответ-
ственно, деталью И опорной поверхностью, Положил ki = k =: 0,005 см» тогда
Сила, необходимая для передвижения детали цо рольгангу, равна
г
где ri — радиус осей роликов;
/ г» коэффициент тредоя с^ольжедия л«ажду роликам* и их осям».
Полагая 15 лш, получим
^^^±0^,530=7,2^.
2,5
Таким обрааом, легче всего передвигать деталь на катках.
Пример 2. Определить необходимую затяжку болта (фиг, 38), скрепляющего
две стальные полосы, разрываемые силой Р = 200Q кг> Болт поставлен с эдзором
и не должен 'работать на’срез, Коэффициент трения м&жду листами'равен 0,2.
Фиг. 38, К определению
затяжки болта.
Фиг, 39. К определению си-
лы треиия в опорах.
Поскольку болт не должен работать срез, его, надо оатяиуть с такой силой,
чтобы развивающееся между листами ’ тренде могло предотвратить скольжение
листов. Сила N, действующая вдоль оси болтн, и является искомой затяжкой.
Сила трения Р между листами будет F=//V. Она должна быть равна силе Р:
fN —Р. Отсюда
N = — — = 10 000 /сг.
! 0.2
Расчет сил Греция в подвижных соединениях удобно проводить
по следующим формулам:
I, Для случая поступательно перемещающегося пли вращающегося
стержня^ в двух опорах без зазора или в одной опоре с зазором
Мтр—ffpQ.lL:, fnt)-ZL f,
2 а
где / — коэффициеш трения скольжения.
Фиг 40. к определению силы тре-
ния в поправляющей.
2. V-обрааиая направляющая симметричного профиля (фиг. 40):
Р=/Пр<3;
3. Торцовая опора (пята) (фиг. 41). Момент трения вычисляется
по формуле:
Мтр=£-~ fnpi сплошной пяты (фиг. 41, а);
/л =—/ +р-') —для кольцевой пяты (фиг. 41, б).
* 3 \ZJ4~d D /
Центр тяжести
Центром тяжести тела называется точка приложения веса • тела.
Одним из способов определения положения центра тяжести тела
является способ симметрии: если тело имеет пентр, ось или плос-
кость симметрии, то центр гяжестн находится в центре, на оси или
на плоскости симметрии. Чтобы найти положение центра
тяжести тела сложной формы, используется метод деления тела
на тела простой формы, положение центров тяжести которых из-
вестно. При этом координаты центра тяжести тела сложной формы
равны:
__Pi-r. + Pg.^+P;|Z3+... _
Хс~ Pj+Pf + Ps-I- .. ’
__.
УС~ Р14-Р,+ Р,+
____!» Рд^а4-Р8?э + «
с Р14’Р>4-/3®+ ..
где Рь Рв, Р3, ,..— веса отдельных частей (ела, a x2y2z2
x3yaz3...— координаты центров тяжести их,
Таблица 20
Положение центра тяжести однородных фигур и тел
* Дуга окружности t\—f-c-Д \/ sin — 0С = г^ = 2 L.180T 1 ₽’ я Частные случаи: центр тяжести дуги полуокружности ОС = — = 0.6366т, То Же дуги ’/* окружности ос = 2г — 0,9003т; то же дуги 1/в окружности ОС = — = 0,9549т Ж
Параметр треугольника в I с/г/М/г а/2 а/2 С Центр тяжести периметра треугольника сов- падает с центром круга, вписанного в другой треугольник, нмекйций вершины в середине сторон данного треугольника. Расстояние центра тяжести С от основания .треугольника: _ ha . b+c ° 2 а+6+с
Площадь тр еугольнкка VT Центр тяжести площади треугольника на- ходится в точке пересечения медиан, отсекая от каждой ив них 1/1 (считая от стороны тре- угольника)
Площадь трапеции Нт- а —-j. Центр тяжести трапеции лежнт в точке пе ресечения медианы с вспомогательной линией Лв / Расстояние центра тяжести трапеции от нижнего основания h a+2b. У° 3 а+5 от верхнего основания h Ь-т2а Уь ~ 3 а+ь
/i^-Я-—1 — л--!— о 1 и
Таблица 20 (продолжение)
Площадь кругового
сегмент»
Расстояние центра тяжссхи ллощтди сегмента
от центра круга
ОС =
I 27.’'
где & — хорда: F — площадь сегмента
Площадь кругового
сектора
Расстояние центра тяжести площади сектора
от центра круга:
. ₽°
г sm —
rSh 9
ОС=— «76,39 ---------
3^ 0°
где Ь — хорда; F — площадь сектора; г—-радиус
круга
” Частные случаи;
ДЛЯ полукруга ОС^ —,= 0,-5244/;
3 те
ДЛЯ !/< круга ос=— • — 2 =0,6002г-
3
для круга ос = — 1С — 0,6366г
Расстояние центра зяжести от центра круга
or ± . Д3 -гЭ А
3 Я2 — Г2 3
Для полукольца (£3 = 180°)
180 . р
---sln-
Площадь кругового
треугольника
ОС =_
3-
R' ~- г»
R3„ra
Координаты центра тяжести
хг = у, = 10~ 3-t г = 0,2233*68/
С 12 —Зтс
Площадь треугольника
F=fl——^rs = 0,2146018г8
\ 4 }
О
Таблица 20 (продолжение)
Пирамида и конус УЬЭ Центр тяжести правильной пирамиды н круго- вого конуса находится иг осп и отстоит от оспо ваяйя на расстоянии: для боковой поверхности Z^ — /г; с 3 для объема Ze=—u, е i где ft — высота «>
Усеченная пнрашда /Ж\1 \ 1- Центр тяжести объема находится па оси н от- стовт от основания на расстоянии z h F-^-l /Ff+3f 'C= * где Г—площадь нижнего основания, /— площадь верхнего основания
Усеченный конус /,г j р Центр тяжести находится на оси п отстоит от основания на расстоянии: для бсгсппой попйрхнпгти h -R-r 2г с~ 3 R+r ' для объема г = Д -У+w+зг* е 4 /?=тКт+г!
Усеченный цилиндр Координаты центра тяжесщ объема 1 г‘ х — tg «, с 4 4 „ h 1 rt Ze=’7+T ' V lE : 2 o tl h ~ ~ (^тпх^ЛтГпЬ ° ~ ^*max ~
Таблица 20 (окончание)
Сферический сегмент Центр тяжести объема находится на расстоя Нии ot основания сегмента /i — С ~ 4 ЗЛ-Л ’ для полу шара з
О
для пусто (елого полу тара
3 к*_ .4 £ Л — *- • • , 8 ^3— Гз где г — внутренний радиус пустотелого полушара
Если тело однородное, то в этих формулах веса Ри А,, Рг,...
можно заменить объемами частей тела, если вещество распределено
по объему; площадями их, если вещество распределено по поверх-
ности (тонкие пластины различной формы), и длиной периметров,
Фиг. 42 К нахождению центра тяжесгн
Z-образной фигуры.
если вещество распределено по
линии (очень тонкие детали раз-
личной формы), В атом случае
говорят о центре тяжести объ-
ема, площади и линии-.- Форму-
лы для координат цент-
ров тяжести некоторых фи-
гур и тел указаны в табл 20.
Пример. Найаи центр тяжести
^-образной' фигуры по указанным на
фиг. 42 размерам. Выбираем сначала
расположение координатных осей Л,
У, Разделяем- фигуру на ордаю-
угопьннки, центры тяжести Ск.
С2, Са которых находятся в точках
пересечения диагоналей каждого из
них. Для определения координат х?.
центра тяжести фигуры воспользу-
емся
указанными
выше форму-
лами, считая» что величины Pi, Pt, Р, обозначают площади прямоугольников,
на которые разделена фигура Р^ I 0-30 «= 300 лж8; 10-40 =, 400 мм®;
р8= 1 0 20 а 200 Ш!я. Находим координаты центров тяжести отдельных прямо-
угольников* A'!='15 'мм, У1=35 лги; хЙ= 35 лш; уй=й20 мм; лг5=50 мм,
у3=5 лтл. Теперь находим координаты хс, у? центра тяжести С фигуры;
PlXiH-PsA-z+Pa.Va .
4500 Н4000-Н 0000 о| *
---------------- =31,6 мл
900
Pt У1Ч-РаУ8~ЬРоУз
’ Pi'rPt+Pt
=: 2 1,6 АШ.
2, КИНЕМАТИКА
Движение точки
Траекторией движения точки называется липнет, по которой дви-
жется точка. По виду траекторий. движение точки разделяется иа
прямолинейное и криволинейное. Движение точки-харак-
теризуется скоростью и ускорением. Скорость есть вектор. Она
направлена по касательной к траектории в сторону движения точки
(фаг. 43). Величина скорости равна отношению приращения Дз
(дельта s) пути к промежутку времени Д t, в течение которого это
приращение совершилось:
&
A s ГТрнращенке пути
Ч=—^=~----:---------— м/сек
Д t Приращение времени
Фиг. 43. Траектория и скорость
движения ТОЧКИ;
(промежуток времени Д t нужно брать Малым). Если величина ско-
рости Не изменяется во время Движения, то такое движение назы-
вается равномерным. Скорость равномерного движения численно
равна пути, пройденному точкой за
секунду: и= ~. При равномерном дви-
жении за равные промежутки вре-
мени точка проходит равные пути:
Пример. Транспортер .длиной 30 л пе-
реносит груз -с одного конца на другой в
течение I мин. Найти скорость груза.
3 0
р —— — 0,5 м/сек.
60
Если величина скорости во время движения изменяется, то движе-
ние называется неравномерным. Неравномерное движение уско-
ренное, когда величина скорости растет, и замедленное,, когда
величина скорости убывает. Изменение скорости с' течением вре-
мени характеризуется ускорением. Ускорение а движения точки
равно отношению приращения Д w скорости к промежутку вре-
мени Д t, в течение которого это приращение произошло:
А о Приращение скорости , „
а^-—=-~—-———----------м/сек?.
A i Приращение времени
Ускорение измеряется метрами в секунду за секунду (л/сск2). Если
величина скорости за. равные промежутки возрастает или убывает
на равные величины, То движение точки называется равнопере-
менным. В первом случае—движение равноускоренное,
во втором рав и оз а медлен ное. При равноускоренном прямоли-
нейном движении точки:
, , , ± , а(л р0+п
, t)-ai~-va', s— So-f-OoZ-f- 2 -=so+ 2 t">
з
о2 — а г--
s — s0— - "J 0=y %as’
если уо=0, so=O.
5 Заказ 761
При равнозамедленном движении:
, а(2. о0 +о п2—1'3
н=р0—aC,s=se f-o0i—v=so+ ~7~z; s~so = —
* * 2a
Здесь Vq — начальная скорость .точки.
Пример. Груз во время разгона барабана лебедки движется равноуско-
ренно. В течение 13,1 сек, сноросто груза достигает 9 м>1сек.. Определить
ускорение и пройденный ‘дуть
п=—0,687 Л!/се/с2; ч
s_ Е±22_,=-В_. 13,1 = 59 м, так как 40 = 0.
2 2
При свободном падении тел
A==T" ' a=gt=V2Sfl,
где g—ускорение свободного падения, tf=9,8I м/сек2.
При к р ив о лине й но ы движении точки ускорение состоит из
двух ускорений: касательного йт , направленного по касательной
к траектории в сторону движения при ускоренном дзижении и в про-
тивоположную- — при замедленном движении, и нормального ап
(центростремительного), направленного перпендикулярно касательной
в сторону вогнутости траектории. Касательным ускорением характе-
ризуется изменение величины скорости, а нормальным —изменение
ее направления. При равномерном движении величина скорости не из-
меняется, поэтому касательное ускорение а-с — 0. При прямолинейном
движении не изменяется направление скорости, поэтому яп=0. Пол-
ное ускорение равно нулю только при прямолинейном равномерном
движении. В этом случае скорость не изменяется ни по величине,
ни по направлению.
Движение тела
Простейшими видами движения тела являются поступательное и
вращательное движения. Поступательным называется такое
движение тела, при котором любая прямая в теле перемещается па-
раллельно самой себе. Поступательно, например, движется суппорг
токарного станка, спарник колес паровоза. Скорости н ускорения
всех точек поступательно движущегося тела одинаковы. Движение
тела, закрепленного в двух точках (подшипниках), называется враща
тельным. Угловая скорость « вращения тела вокруг неподвижной
оси равна отношению приращения Д<р угла поворота тела к проме-
жутку времени Д£, в течение которого это приращение произошло:
Да Приращение угла поворота ,
<ь — =-----—--------------------1 /сек.
А? Приращение времени
Угловая е к о р о с т ь измеряется радианами в секунду (1/сек).
Радианом называется центральный угол, дуга которого равна
радиусу. Одни радиан приблизительно равен 57°,3. В технике угловая
скорость измеряется оборотам к в минуту — п об/мин. Числен-
ные значения угловой скорости, измеренной в радианах в секунду
н в оборотах в минуту, связаны равенством:
т.п п
Ы =---.
30 10
Пример Выразить угловую скорость вала, лелеющего
лианах а секунду —125,6
1 200 о5/мии., в pa
30
«МЛя получили бы ю=120 1/сегс.
1/сеК.
Любая точка вращающегося геЛа
круговое движение (фиг.
вершает
Скорость
равна:
со-
44).
точки при круговом движении
Скорость
метром D равна
п т.пК
р=/?щ =-----.
30
точки на ободе маховика Диа-
D rDn
и— — ш = —-м/сек
2 60 '
Эта скорость называется окружной
скоростью маховика Если окруж-
ную скорость измерять в м/мин, то по-
следняя формула перепишется так:
o—TtDn м/мин.
По приближенной формуле
Пример. Определить окружную скорость
зала, вращающегося в центрах токарного стан-
ка, если' угловая скорость шпинделя равна
Ы)0 об/мин. Диаметр аала £>=250 мм,
Фиг 44, Скорость точки
тела, вращающегося около
неподвижной оси,
о=3,14-0,25.600=471 м/мин.
Угловая скорость вала через
ляется равенством:
60s , ,
п = — оо/мин.,
его окружную скорость опреде-
если w в.и/егк;
«= — об/мин,, если v в м/мин.
Пример Ремень, охватывающий Шкив диаметром 1200 мм, имеет скорость
15 м/сек. Чему равны окружная и угловая скорости шкива? Пренебрегая
незначительным скольжением ремня относительно шкива, можно считать окруж-
ную скорость его равной 15 м/сек. Тогда
60о
п= —
1&D
—----------=240 об/мин
3,14-1,2
Нормальное (центростремительное) ускорение точки при круговом
движении равно:
ая=/?ш3=/? "0,0117?па м/сек2 17? в м, п в об/мин.),
Пример. Маховик имеет угловую скорость п=600 об/мин. Найта вели-
чину центростремительного ускорения точки махоаика, отстоящей от оси иа
расстоянии 20 см,
ап-0,011 0,2.600«=79? м/сек2.
Сложение скоростей точки
Если точка одновременно участвует в двух движениях, то ее
скорость равна диагонали параллелограмма, построенного па скоро-
стях этих движений (фнг. 45)
Пример.. Как должны относиться между собой скорости продольной о± по-
дачи н поперечной подачи резца, чтобы выточить усеченный конус с раз-
мерами /0 = 80 ли, d=50 мм и / = 100 мм (фиг.. 46). Резец, совершает два
движения: вдоль станины вместе с
суппортом со скоростью и, и от-
носительно суппорта в поперечном
направлении — со скоростью а,.
Скорость о резца находим как диа-
гональ. прямоугольника, построен-
Фиг 45. Сложение скорос-
тей точки.
кого на скоростях о, и о» Скорость о резца должна быть параллельна
образующей конуса. Из подобия треугольников АВЕ н Мосч получим
°J-=2LL . АЕ=,. ВЕ=Я^.,
ВЕ 2
следовательно»
2*200 _ 3 0
о.>— П — d ~80 — 60 ~
т. е. скорость продольной подачи должна бьпь в 10 раз больше скороснх
поперечной подачи.
3. ДИНАМИКА
Основное уравнение динамики точки
Если на материальную точку не действуют силы, то она или
покоится, или движется прямолинейно и равномерно (закон инерции).
Под действием приложенной к точке силы точка приобретает ускоре-
ние, направленное по силе и по величине равное силе, деленной па
массу точки (фиг. 47):
р
а=—
m
Масса точки (тела) равна весу, деленному на ускорение свободного
падения:
т=«-
g
Из равенства для ускорения получим: Р=та
Сила=Массах Ускорение
Это равенство называется основным уравнением дпна-
м и к н материальной точки,
Пример 1. Стол строгального станка вместе с обрабатываемой деталью
весит 1000 кг. Скорость обратного хода 0,6 м/сек. Время разгона 0,5 сек.
Какая сила должна действовать на стол во время разгона? Масса стола вмес-
I ооо
те с деталью равна: ----=100. Ускорение стола во время разгона
w-!^U=:l,2 м/сек2. Искомая сила Р равна: Р=100>1,2=120 кг. К отой
0,5
силе, затрачиваемой на ускорение стола, надо доба-
вить еще силу, необходимую на преодоление трения
между столом и- станиной, Если коэффициент трения
между ними равен /=0,05, то сила трения p=JGss
s=0,05* 1000=^50 кг. Таким образом, ио время раз-
гона к столу должна быть приложена сила, равная
1204-50=170 кг.
Пример 2i Найти ускорение движения тела по
наклонной плоскости (см. фиг, 36). Разложим силу
веса груза на • Две составляющие: G1=Gslna и ЛГ»
=Gcos а. Сила N придавливает телок наклонной плос-
кости, а сила Gt является движущей силой. Искомое
ускорение равно
G, . G
а= —i-=G sin а, —= g sin а.
Фнг. 47, Направле-
ния силы и ускорения.
m
Если учесть силу трения F*=fG cos а, направленную в сторону, противополож-
ную движению, то движущая сила Р должна быть уменьшена ia stv вели-
чину.
Ускорение движения тела по наклонной плоскости с учетом трения будет
равно
G<—F
а=—i— »g(sln a—/cose),
m
Количество движения точки и тела
Произведение массы точки на ее скорость называется количеством
движения точки. Количество движения равно mv (.массах
X скорость) Количество движения тела складывается из количеств
движения всех частиц, составляющих тело, и равно массе тела, умно-
женной на скорость его центра тяжести: количество движения
равно mvc (масса телаХскорость центра тяжести).
Пример 1. Найти количество движения стола строгального станка в конце
разгона (см. разобранный выше пример). Оно будет равно то=100*0,6 =
=60 кесек.
Пример Найти количество движения маховика весом G—100 кг при
условии, что центр тяжести маховика находится на расстоянии /=5 лсд от
оси вращения.. Угловая скорость маховика /1=1200 об/мин. Если центе тя-
жести вращающегося тела пе находится иа оси вращения, то говорят, что
это тело имеет статическую неуравновешенность. Таким образом, в задаче
говорится о статически неуравновешенном маховике. Масса маховика равна
1 о, скорость центра тяжести
9,81
ос =0,005--'1^1 200 =0,628 м/сек,
30
Количество движения маховика равно 10.0,628=6,28 кв гак. Количество
движения вращающегося тела, если центр тяжести тела находится на оси
вращения (статически уравновешенное тело), равно кулю.
Сила инерции материальной точки и тела
Материальная точка (тело) всегда оказывает сопротивление изме-
нению состояния движения — изменению величины или направления
скорости. Сила, с которой точка сопротивляется изменению движения,
называется силой инерции материальной точки. Сила инерции
направлена противоположно ускорению точки и равна массе; умно-
женной на ускорение, В криволинейном движении сила инерции со-
стоит из двух составляющих; касательной, направленной про-
тивоположно скорости при ускоренном движении и по скорости при
замедленном движении, и нормальной (центробежной), направ-
ленной противоположно центрострзмительному ускорению п равной
массе, умноженной на центростремительное ускорение; <2ц — тап.
Фиг, 48. Центробеж-
ная СИЛВ точки
Фиг. 49 Давление вращающего-
ся вала на подшипники.
В круговом движении. точки центробежная сила инерции направлена
но радиусу от центра (фиг. 48) и равна
Q((=mRa>2=0,00112G7?n2 (С в кг, R в м, п в об/мин.).
В равномерном движении точки имеется только цент робе ж.
пая сила инерц ии. Сила инерции тела равна массе тела, ум-
ноженной на ускорение центра тяжести тела; Q^=mac.
Сила инерции тела =Масса.ХУскорение центра тяжести.
Сила инерции вращающегося тела передаётся аа подшипники,
вызывая дополнительную нагрузку иа них,
Пример. Найти Давление вала На подшипники от силы инерция маховика
весом G=I 00 кг, если маховик насажен на вал с эксцентрицитетом .lui
(расстояцие'центра тяжести маховика от оси вращения вала). Угловая ско-
рость вала п=1200 об/мин. Центростремительное ускорение центра тяЖестн
маховика равно ас =0',0I1 ецг. Центробежная сила инерции Маховика будет
=0,00112аепа=0,00112 1 0Ю0,0025.1200®=403,2 ха
Как видно, центробежная сила Маховика оказалась достаточно большой
(в 4 раза больше, веса маховика!) даже при таком незначительном эксцен-
трицитете. Это происходит потому, что центробежная сила пропорциональна
квадрату угловой скорости. Если маховик насажен на вал в его середине,
то давление на подшипники От центробежкой силы иперциь маховика на каж-
дый из них.будет равно 201 ,5 ха.
Центробежная сила инерции вращающегося тела с центром тяже-
сти на оси вращения равна нулю. Однако и в этом случае могут
возникать дополнительные давления на подшипники от сил инерций
отдельных частей тела, если оно не симметрично относительно оси
вращения.
Пример. Коленчатый вал с двумя кривошипами, расположенными ь одной
плоскости, вращается с пгловсП скоростью «=1500 об/мин. Вес каждого
кривошипа равен I 0 к.е. Центры тяжести их отстоят от осн вращения вала ла
расстоянии 15 см (фиг. -19). Найти давление нала на подшипники от сил
инерции кривошипов.
Центробежные силы инерции каждого из кривошипов равны по величине
Qj = Qa = 0,001 12*1 0*0,15*1 БОО2 = 378(^кг
в противоположны по направлению, г. с они образуют пару сил, момент
которой &
m = Qi(l=z 3780*0,2 <== 766 кая.
Силы давления и Л'^ вала иа подшипники от сил инерции кривошипов
получим ст деления момента m пары центробежных ‘сил инерции иа расстоя-
ние между подшипниками:
,, »г гп ?вв , о
N л = N о —--= •—- = 1 о 12 кг.
А АВ 0,5
Давление вала на каждый иа подшипников от веса кривошипов равно 10 кг.
Следовательно, давление вала па подшипники от Центробежных сил инерции
превышает вес его в 151 раз! Чтобы уничтожить или, по крайней мере,
уменьшить нагрузку на подшипники от действия центробежных сил неуравнове-
шенных масс вращающегося тела, на нем устанавливаются противовесы.
Работа силы
Работа силы (фиг. 50) равна
А = Ps cos о (кая),
где Р — сила;
s — путь;
а — угол между силой и направлением движения (скоростью).
Если сила направлена по скорости, то А — Ps, если противопо-
ложно: /1=—Ps Работа силы, направленной
перпендикулярно скорости, равна нулю (а=90°)
Пример. Определить работу, которую надо Затра-
тить, чтобы груз весом 2 m поднять по наклонной
плоскости на высоту Б н Угол наклона плоско-
сти а= 30°. Коэффициент трения /= 0.5 (фиг. 36),
Искомая работа равна сумме работ составляющей
Gi= G sin « силы веса и силы трепня Р = fCi cos а, чи-
слеяные значения которых равны: □,=! т; /==0,865 т
Эта сумма работ равна ,
G1-ZB + A’ ЛВ = (О1-Ь/) АВ - {Gi + P'l =
f sin«
= (1-1-0,865) -—= 18,65 гпм=^ 18650 квтл
sin 30°
Работа силы веса равна весу, умноженному
на высоту опускания (поднятия) центра тяжести
чела:
Л=ОЛ.
Работа силы упругости деформированной пружины равна
л с'^
~ 2 ’
где С — жесткость пружины (сила, необходимая для деформации пру-
жины иа единицу длины);
!.— величина деформации пружины.
ФИг. 50. К опрсде-
лению работы силы.
Пример* Какую работу 'совершает насос в течение часа, если он подни-
мает 100' л воды на высоту 2 л: в течение I мин.? Работа'насоса р’асходуется
иа преодоление силы веса поднимаемой воды Работа силы веса iOU л воды
за I мин. равна 1 00-2 = 200 кгм» а в час 200-60 = 12000 кгм Это ц будет
работа, совершенная насосом за час
Мощность
Работа, произведенная за секунду, называется мощностью (работо-
способностью) силы. Мощность определяется по формуле
N=Pv cos а к&м/егк,
где v — скорость точки приложения силы.
Единицы мощности:1, 1 кем/сек. 1 лошадиная сила -(л с.) равна
75 .кгм/сек.-, 1 ватт (вт) равен — л с.; 1 киловатт (кет) равен
1,36 л. с., иля 102 кем/сек.
Пример. Баба молота весом 1,6 т падает с высоты 0,75 /1 и делает
72 удара в минуту. Найти мощность Молота. При падении молот за минуту
совершает работу 1600-0,75'72. Следовательно, его мощность равна.
,, 1500 0,75-72 , , , , „ ,.
N = .----—------== 1440 кал</еел = 19 л. с. т=13 кет.
• so
Мощность силы, приложенной к вращающемуся телу, равна мо-
менту М силы относительно оси вращения, умноженному на угло-
вую скорость <в вращепия тела:
N=Af<o=7H— кгм/сек—М~——л с
in ' ? е а л
Отсюда находим формулу для подсчета вращающего (кру-
тящего) момента через передаваемую мощность:
/14=716,2 кем,
. п
если мощность измерена вл. с., и
д/
М=974 — к?.и,
ri
если мощность измерена в кет
Пример. Посредством ремня передается мош*
яогть 20 л, с. Радиус шкнвч БО см, угловая
скорость шкива 150 об/мин. Предполагая, что
натяжение Г ведущей ветви в 2 .раза больше натя
жения t ведомой ветви, определить натяженью
Г и t Находим сначала вращающий шкив момент
9(]
Л* = 716,2*™ = 95,5 кам
150
Этот момент создается разностью момеитэв натяжений ведущей и ведомой вет-
рей ремия
М = Т — — t-Q = i ~
Отсюда
2 2 2
95,5 = 191 кг; 7’= 2/= 382 кд.
D 1
Сила, прикладываемая к боковой поверхности вращающейся де-
тали, называется о к р у ж н ы м усилием (фиг. 51),
Пример. Каким окружным усилием, приложенным- к шестерне диаметром
20 см, передается мощность 25 л, с., если угловая скорость шестерни равна
500 об/мин.? Находим сначала вращающий шестерню момент
_ М = 716,3. — = 35.8 кгм
500
Этот мо5«гкг создается ofcpytfCffW усилием Р, орьложеин&м к шестерке.
Z)
Поэтому М— Р—. Отсюда
2
Р=2« = 2^8= 358та
D 0,2
Коэффициент полезного действия машины
Силы, действующие на звенья машины, разделяются на силы
движущие и силы сопротивления, которые складываются
из сил почетного сопротивления и сил вредного сопротивления. Силы
полезного сопротивления—это силы, для преодоления которых
предназначена машина (например, силой полезного сопротивления
токарною станка будет сила резания, насоса—сила веса поднимае-
мой -воды и т д ). Силами вредного сопротивления являются,
главным образом, силы трения между движущимися частями машины.
Работа Age Движущих сил расходуется на преодоление сил полезного
и вредного сопротивления
= 3-Двр,
где Ацол — работа сил полезного сопротивления;
Хр —работа сил вредного сопротивления
Следовательно, только часть работы движущих сил используете?
на преодоление полезных сопротивлений. Другая се часть затрачи-
вается на преодоление сил трения. Этой частью работы движущих сил
определяются потерн работы, а тем самым и мощности, в машине.
Относительная величина потерь работы Хмощнссти) в машине опре-
деляется коэффициентом полезного действия машины,
равным отношению полезно затраченной работы (мощности) движущих
сил ко всей работе (мощности), совершаемой ими;
^пол ‘^пои Полезно затраченная работа (мощность)
Ags ~ Ngs ~ Вея работа (мощность) движущих сил
Так как А$р, то
Поскольку вредные сопротивления имеются в люоон машине, то,
следовательно, к. п. д маиины всегда меньше единицы. Наличием
сопротивления трения в узлах любой машины объясняется бесплод-
ность упорных попыток многих изобретателей па протяжении несколь-
ких столетий создать «вечный д-вигатель», т е такой двига-
тель, который, будучи раз запущен, совершал бы полезную работу,
не получая работы, или, как говорят, энергии, извне*,
* В 1 931 г ВНИК СССР-запрети л научным >чреждениям страны принимзть
на рассмотрение проекты «вечных двигателей.».
Общий к. гт д нескольких последовательно соединенных механиз-
мов пли передач равен произведению всех к. п. д. составляющих
механизмов пли передач.
Пример. ЦентробеЖЕтьзй васос подает 3500 л воды, в минуту на тысогу
h = 12 и, для чего затрачивается |4л с Определить к. п. д. насоса
Здесь //^=14 л. с., N равно мощности ни преодоление силы веса воды
Следовательно, кпд насоса равен
9.6 „ „
4= —— = 0,55.
14
Повышения к п д необходимо добиваться при всякой разра-
ботке схемы и конструкции механизма. Для этого желательно, чтобы
схема механизма имела малое количество узлов трения и малые их
размеры. Для быстроходных механизмов следует предусматривать
возможность отключения таких узлов, которые не участвуют в пере-
даче мощности. Не следует применять сильно увеличенные размеры
подшипников; на сильно прогибающихся валах рекомендуется при-
менять самоустанавливающиегя подшипники. Рекомендуется вместо
подшипников скольжения применять подшипники качения, обеспечи-
вать надежное выключение фрикционных муфт, применять жвдкую
смазку вместо консистентной (особенно' для быстроходных механизмов),
применять по возможности принудительную смазку
Кинетическая энергия точки и тела
.Кинетическая энергия Б (или живая сила) движущейся матери-
альной точки измеряется гопониной произведения массы точки па
квадрат ее скорости
Приращение кинетической энергии точки t равно сумме ра-
бот А сил, пр и л ожегших в точке:
ITlV
Е — Ба=А или —
где и я" и у — скорости точки в начальном и конечном ее положении
Отсюда следует, что кмегд ческу ю энергию точки можно рас-
сматривать как работу, которую может произвести движущаяся точка
Кинетическая энергия поступательно движущегося тела определяется
той ясе формулой, что и кинетическая энергия точки.
Пример. 1. Найти кинетическую энергию автомобиля весом 0= 1470 4г,
движущегося со скоростью п—72 км/час (20 .и/се/с). Найтц также, какую
силу надо приложить, чтобы остановить его иа расстоянии в = 200 яг. Кинети-
ческая энергия автомобиля
л= 1 470,^= 30 000
9,-31 2
Во время торможения на автомобиль действует сила трения F, работа которой
на пути s равна /1 — — Fs (сила направлена противогаз ложно движению). По
теореме о кинетической энергии Е —- JZ0= А (о = 0) получим— 30 000=—/<’’200.
Отсюда F = 150 кг>
Поимер 2. Какую силу Р надо приложить к столу строгального станка,
чтобы сообщить ему скорость 0,5 м/сек на расстоянии ss= 12,5 ел.(путь
разгона)? Вес стола вместе с обрабатываемой деталью равен <3«= 1000
Коэффициент трения скольжения f=s 0,14. Равнодействующая сал, приложен-
ных к столу, равна JP—/G. Применяя теорему о кинетической энергии
g 2
найдем
Р=— -4-/0 = 2 42 кг.
g 2s
Кинетическая энергия вращающегося тела равна
£=.— I и2
2 '
где I — момент инерции тела относительно оси вращения
Моментом инерции частицы тела называется произведение
массы частицы на квадрат ее расстояния до оси. Момент инерции теля
относительно оси равен сумме моментов инерции всех его частив
относительно этой оси. Моменты инерции некоторых круглых тел
приведены в табл. 21.
Таблица 2J
Моменты инерции некоторых вращающихся круглых тел
Диск, шлифоваль- ный круг / = 2m/?a
Маховики, шкивы 1 = т (Ц® +— й=\
1-Я-4 Ьл-1
Кольцо круглого сечения. €
г / = 7Л (#s4"“ 1
Пример. Для определения коэффициента трения в подшипниках иа вал. на-
сажен маховик весом 6=0,5 т, момент инерции которого равен /=11,25 кгмсек-..
Маховику сообщена угловая скорость п = 240 об/мин. Сделав 120 оборотов,
вал остановился. Радиус цапфы вала r=5 си. Воспользуемся'теореиоЙ о кине-
тической энергии .
1 , . I . й . те л л .
— I а>г — — 1 ш = А; ш — 0; шп= — = 8® 1>еек.
2 2 30
Сила Трения в подшипниках равна F~/a. Путь, пройденный точкой при-
ложения силы трения за 120 оборотов, равен s = 2те т 120. Находим работу
силы трения: А = -— fGs. Теперь получим
-L 1 1 25^64 = —/-500-21СГ 12.
2
Отсюда У = 0,19.
Удар тел
При ударе скорость за очень малый промежуток времени Д t
изменяется на ’значительную величину. Это происходит потому, что
во время удара действуют весьма большие силы. Эти силы называются
м г н о в е и и ы м и, или ударными, силами. Среднее значение мгноаен-
чой силы определяется по равенству
р* Atno _ При ращен не колкчестйа движения sa время удара
A i Продолжительность удара
Приращение количества движения двух тел за время удара равно;
. mim„ (1 + &) (о, — гч>
, ’
7711+ «72
где и у2 “ скорости тел до удара;
/<—коэффициент восстановления при ударе.
Пример. Баба молота весом 2 т падает с высоты 0,5 м на наковальню.
При этом скорость молота к концу удара становится равной нулю- Найти
среднее значение ударной силы, если продолжительность удара A t =ч 0,02 сек.
Скорость молота в момент удара
0= )/ 2»Л = у 2-0,81 -0,5 = 3,1 м/сек.
Изменение количества движения наковальни за время удара равно нулю, так
как скоростью ее после Удара можно пренебречь.
Количество движения молота
G 2
?7id= — и=------3,1 = 0,64 тсек.
g 9,81
Поскольку скорость молотя в конце Удара равна нулю, то Ато — 0,64 тсек
Тогда
... Атле 0,64
ZJ* =----М------е= 32 т.
А/ 0,02
Коэффициентом восстановления называется отношение
послеударной скорости у2 к доударпой у± : /с=-у (фиг, 52). Значения
коэффициента восстановления для
некоторых материалов приведены
в табл. 22.
Величина коэффициента вос-
становления зависит от упругости
ударяющихся тел. При &=1 удар
называется вполне упругим, при
&=0— иеупругнм, при 0 < k < 1 —
не вполне упругим. При ударе
кинетическая энергия ударяющих-
ся тел уменьшается. Часть поте-
рянной энергии затрачивается па
деформацию тел, другая, меньшая,
часть превращается в теплоту.
Потеря кинетической энергии двух
Таблица 22
Значения коэффициента восста-
новления для некоторых материа-
лов
Наименование
ударяющихся тел
Дерево о гуттаперчу . , .
Деревянные шары . . . . .
Стальные шары...........
Шары из слоновой кости .
Стеклянные шары..........
0,26
0,50
0,56
0,89
0,94
ударяющихся тел за время удара равна
л Г7 1 ~k* т1тг
/А ’ ~~
2 т,+т^
где и т2— масса тел;
и — скорость тел до удара.
("т - "а)2,
Пример. Определить к и, д удара молота массы ггц. Масса наковальни (шабо-
та) тя> ковффициеят восстановления А.'Полезной* в данном случае» будет потерян-
ная кинетическая энергия Д .Е. Поэтому
АВ
7) = - ,
Е1
где Ei— кинетическая энергия молота перед ударом.
Подставляя в формулу для tj значения △ Е и получим
-г; = (1 - = (I - А=)-------1-----
\ tnj
Отсюда видно, что к. п. д. молота тем больше» чем больше масса наковальни по
сравнению с массой молота и чем меньше коэффициент восстановления. При k=Q и
= !_1£= 0,05 7) = 0,95 Если /г=О,б то «= 0,64. Это значит, что при
772а 30
неупругом ударе 95% анергии падения бабы молота расходуется на деформацию
Фиг. 52. К опре-
делению коэффи-
циента восстанов-
ления.
Фир. 53. К определению
к п. д копра, забиваю-
щего сваю.
поковки, а при не вполне упругом (k — 0.6)—только 64%. 5% энергии молота
в первом случае и 36% — во втором затрачивается иа сотрясение фундамента.
При охлаждении детали во время ковки коэффициент восстановления возрас-
тает. Следовагелыю, коэффициент полезного действия удара молота будет умень-
шаться от удара К удару.
Пример. Определить к, п. д. копра массой тпд, забивающею сваю массой тг
(фиг. 53). В этом Случае
•q =
где Kj — кинетическая энергия копра перед ударом;
—сумма кинетических оиергиП копра и сваи после удара. 1акиМ образом
найдем
mt-|-fcsrrc2
Ч -------------
?Л14- ТП2
При неупругом ударе, когда k = 0,
т« е. вес копра должен быть ло возможности больше веса сваи,
4. ПРОСТЫЕ МАШИНЫ
Механизм и машина
В простейшем случае механизмом называется приспособление
для передачи движения, а машиной — приспособление для пере-
дачи работы. Поскольку передача движения и работы совершается
одновременно, машины одновременно являются и механизмами. Об-
ратное заключение было бы неправильно, так как, например, меха-
низм часов передает движение маятника или балансира часовой- или
минутной стрелке, однако последние не совершают никакой работы.
Поэтому можно говорить лишь о механизме часов, но не о машине
часов.
Золотое правило механики
Исходя из того, что машина сама по себе не создает работы, но
лишь передает ее, вытекает установленное еще в древности золотое
правило механики, которое гласит: что выигрывается в силе, то
теряется в расстояпии. На этом правиле1 основано действие ряда
простых машин: клина, рычага, блока, наклонной плоскости и
винта.
Клин
На фиг. 54 изображен прямоугольный клин. Если пренебречь сила-
ми трения, то силу Q, отодвигающую некоторый груз,$южно опреде-
лить из соотношения:
pi р
Pl~Q.ii, откуда (5=—=—,
где Р — сила, с которой загоняется клин;
а—угол клина. Чем меньше этот угол, тем-больше сила Q;
h— малая сторона клина.
Этот механизм называется клиновым прессом.
Рычаги I и II рода
Прямолинейным рычагом называется стержень, который может
вращаться под действием приложенных к нему, сил вокруг неподвиж-
ной точки (опоры). Если приложенные к рычагу силы — движущая
сила Р и сила сопротивления Q — напранпены в одну сторону и точки
приложения Л и В этих сил находятся по разные стороны от точки
опоры О, то получается рычаг 1 рода (фиг. 55, а). Если же силы
Р и. Q направлены в разные стороны, а точки их приложения Л и В
лежат' по одну сторону от точки опоры Q, то получается рычаг
II рада (фиг.-55, б). Из уравнения моментов Pa=Qb можно полу-
чить соотношение между силами:
Р b
<2~ а'
т. е чем больше плечо а, на которое действует движущая сила, по
сравнению с плечом Ь, тем большее сопротивление У можно преодолеть
данной силой Р,
Блок
Блоком называется круглое цилиндрическое тело, которое может
вращаться вокруг неподвижной или подвижной оси. Если ось блока
неподвижна, то блок называется неподвижным (фиг. 56, а). При
помощи неподвижного блока выигрыша в силе не получается, только
меняется направление силы Для выигрыша - в силе пользуются
подвижным блоком (фиг 56, б). При двух блоках выигрыш в силе
получается в два раза При этом груз движется вдвое медленнее,
чем точка приложения силы Р. Для получения большего выигрыша
применяется система, состоящая из нескольких блоков, называемая
степенным поли-
Фиг 54 Кл«н Фнг. 55 Рычаги
Фиг. 56 Biokh,
уменьшают силу подъема в Два раза При числе п подвижных блоков
общее уменьшение силы получается в 2й раз, и соотношение между
силой Р и грузом Q будет:
р=— .
2п
На практике наибольшее применение получил полиспаст, в котором
блоки соединены в одной обойме. Такой полиспаст называется талью
(фиг. 58, а). Для полиспаста, показанного иа фиг. 57, н=3. Слсдователь-
_ Q „
но, Р=~, т. е. с помощью этого полиспаста получается восьмикратный
выигрыш в сиде. Еще более крупный выигрыш в силе дает дифферен-
циальный блок (фнг. 58, б), где сила зависит от разности радиусов
большого (Р) и малого (г) блоков
л К-' .1
\ R 2 ‘
При расчетах блоков необходимо учитывать потерю энергии на
трение, или коэффициент полезного действия блок?.
Для неподвижного блока кпд равен 0,96, для подвижного блока
0,97, для талей 0,80, для дифференциального блока до 0,5.
Пример. Дифференциальный блок (фиг. S8) имеет диаметр большой звездой-
ки 320 мм, а-малой 300 мм. Какой груз можно поднять таким блоком? .Если
сила человека равна Р==50 ке. вес груза будет.
2 160
Отсюда Q = 50-32 1600 ка. С учетом к. п. д. блока v,= 0,5 получим
Q 0,5 1600 8= 800 as.
Фиг 57, Полиспаст., Фиг 58, Таль (а) и дифференциаль-
ный блок
Наклонная плоскость
Величина силы Р, которую надо приложить к грузу весомее, чтобы
двигать его по наклонной плоскости, равна P1=G-y-=G Sin а, если си-
ла Р приложена параллельно наклонной плоскости (фиг. 59, а),
и Р2—G—=Gtga, если сила Р приложена параллельно основанию
наклонной плоскости (фиг. 59, б).
. Если учесть силы трения между грузом и наклонной плоскостью,
то'для 73! и Рь получаются следующие значения:
„ sin t«±q>)
Р,= о —---------- Р = Q tg (п 4- гр).
х cos tp Б ' 1
Знак плюс относится it передвижению вверх, знак минус — к опуска-
нию груза. Коэффициент полезного действия наклон-
ной плоскости равен
Sin a cos а
7)i=---------.
‘ sin («+?) ’
если сила Р направлена параллельно плоскости, и
tgg
(«+«) ’
если сила Р направлена параллельно основанию наклонной плоскости.
Наклонная плоскость дает выигрыш в силе, с ее помощью можно
легче поднять груз, на высоту. Чем меньше угол а, тем больше вы-
игрыш в силе; Если угол а меньше угла, трения, то груз самопроиз-
вольно не будет двигаться, н нужно усилие, чтобы тянуть его вниз.
Фиг. 5Э. Данисенис груза по наклонной
плоскости:
а — сила параллельна наклонной плоско-
сти;'. б — сила параллельна основанию
наклонной плоскости,
Фиг,: 60. Впит —
наклонная плос-
кость» навернутая
иа цилиндр.
Такая паклонная плоскость называется с а м о т о р м о з я щ е й, ее коэф-
фициент полезного действия не превышает 0,5.
Винт
Винт можно рассматривать как наклонную плоскость, навернутую
на цилиндр (фиг. 60). Винты используются для подъема или сдавли-
вания тел. В первом случае сила трения является вредной силой, во
втором случае, наоборот, полезной, препятствующей сдвиганию винта
в гайке.. Для увеличения силы трения применяется треугольная нарез-
ка. Если обозначить; /И— момент, вращающий винт; О— давле-
ние, действующее по осн винта; г —средний радиус нарезки;
а — угол подьема винтовой линии, h — шаг винта; tg п=^— (фиг. 61),
то вращающий момент без учета трения будет;
M=Qrlga.
6 Заказ 7 61
Вращающий момент для । прямоугольной нарезки с учетом , тре-
ния;
M=Qrtg(a+<p),
где а — угол подъема средней винто-
вой линии;
® — угол трения.
К. п. д. винта определяется по фор-
муле, как для наклонной плоскости,
к обычно не превышает 0,8. Теорети-
чески иаивыгоднейший угол
a=45°_Je_t
2
Обычно применяются углы а= 20+25°.
Винт, не поворачивающийся под
действием силы, направленной вдоль
его оси, называется самотормозящимся.
Для такого винта должно быть выпол-
нено условие а-с ф.
Пример. Какой груз можно поднять домкратом (фнг 62) с самотормозящей-
ся прямоугольной нарезкой, диаметр которой й=40 л.н, глубина t = 5 ллг.
если пользоваться рычагом домкрата длиной (=500 .мл? ВиИт вращается в чу-
гунной гайке со смазкой. Угол подъема нарезки и — 4°.
Средний радиус нарезки-
rf+Z 40+5
г =-----—--------- = 22,5 MU=sQ, 0225 Л
2 2
Силу, которую может создать рабочий, принимаем Р = 50 кг Вращающий мо-
мент иа рычаге домкрата
М = Р( = 50-0,5 = 25 кгм.
Коэффициент трения для стали по чугуну (табл, 18) принимаем равным
tg Ф= 0,1 н у = 6°
Вес груза определяется из формулы
Л1 = Qr tfs (афф);
М 25 25
<5 = ------------------------------ ---—--------- 6300 кг.
rtg(«+4>) 0,0225 tg(4°+S°) 0,0225-0,176
ЛИТЕРАТУРА
I. Справочник металлиста, т 1, Машгиз, IS57.
2. Л. Е. Левинсон. Теоретическая механика. Трудргзервиздат, 1958.
3. С. М. Белявский, Теоретическая механика с элементами теории ме-
ханизмов и машин, Судпромгиз 19 61.
4. Е. М. Никитин, Д. М. Карлин, Теоретическая механика, Гостсх-
издат, 1959.
5. Д. В. Быч ков, М. О. Миров, Техническая механика, ч I,
Гостехнздат. 19 57.'
6. А. Н Приходько, М, 11. С а ф р о и о в, Курс теоретической меха-
ники для техникумов, Гостехнздат, 1956.
IlillllllllllllllllliOIIIIIHIlOM
ГЛАВА IV
МЕХАНИЗМЫ
.Свободное твердое тело обладает в пространстве шестью возмож-
ными направлениями движения — степенями свободы: поступатель-
ными перемещениями по трем координатным осям и вращением вокруг
этих осей. При плоском движении тело имеет три степени свободы:
поступательное движение по двум осям координат и вращение вокруг
одной оси,' перпендикулярной плоскости движения. Создавая препят-
ствие для этих движений, можно свестй число степеней свободы дви-
жения лишь к одной.
Механизм — это кинематическая цепь с одним неподвижно
закрепленным звеном (стойкой), в которой при заданном движении
одного или нескольких звеньев (ведущих) все остальные звенья
(ведомые) получают вполне определенные движения. Составные части
механизмов носят название звеньев. Звено может состоять из несколь-
ких деталей при условии, что они движутся как одно целое, т. е.
соблюдается неизменность расстояний между точками звена при лю
бом его положении. Одно из звеньев остается неподвижным; -такое
звено называется стойкой или станиной. Подвижное соединение двух
твердых звеньев, накладывающее ограничения на их относительное
движение, называется кинематической парой.
1. ПЛОСКИЕ МЕХАНИЗМЫ
Четырехзвенные шарнирные механизмы
Четырехзвеииые шарнирные механизмы широко применяются для
преобразования равномерного вращателыюю движения в неравномер-
ное вращательное, качательное или в сложное плоское движение.
По характеру движения в механизме различают следующие типы
звеньев (.фиг. 63):' О—стойка (станина) неподвижное звено; криво-
шип 1 — звено, связанное со стойкой и имеющее возможность совер-
шать вращательное движение на полный оборот; шатун 2—звено,
пе связанное со стойкой, совершающее сложное плоско-параллельное
движение, коромысло 3, или балансир,, —звено, связанное со стойкой
и имеющее возможность качаться на’угол, меньший ЗбОг. Если корп-
мысло в механизме имеет возможность совершать качательное дви-
жение по обе стороны линии ЛВ стойки, то оно называется двусто-
ронним (фиг. 63, б). В зависимости от звеньев, связанных со стой-
кой, различают двухкривошипные, 'к р ив о ш и п и о-к о р о-
мысловые и двух к ор ом меловые механизмы.
В плоских механизмах существенное значение имеет так называ-
емое мертвое положение, т. е. такое положение механизма,
когда возможно перемещение ведомого звена в двух противополож-
ных направлениях. Например, если взять механизм, где сумма длины
стойки О и длины коромысла 3 равна сумме длины 1 и 2 звеньев,
то мертвое положение будет в точке М (фиг. 63, <?), когда ведомый
кривошип располагается иа одной прямой е шатуном. Получающаяся
неопределенность движения при выходе из мертвого положения на
Фиг. 63. Чегырехэвенпый плоский механизм:
а — односторонний; б — двусторонний; в—смертным положением в точке Л11.
практике недопустима и должна быть устранена инерцией движущихся
звеньев или другими способами (фиг. ’64). Большое’практическое при-
менение находят механизмы с прямолинейным движением точки N ша-
туна, показанные на фиг 65. Эти механизмы используются в самопи-
шущих приборах для зоспроизведения движения записывающего
штифта в подъемных кранах для обеспечения горизонтального пере-
мещения точки .подвеса груза. Кроме того, механизмы с движением
точки шатуна на отдельном участке траектории по прямой или по
окружности используются как составная часть многозвенных механиз-
мов с остановами (фиг. 66). Четырехзвевные механизмы дают возмож-
ность получать сложное плоско-параллельное движение шатунов (пло-
ских систем), которое используется для выполнения некоторых тех-
нологических операций (тестомесилки, сельскохозяйственные машины,
фиг. 67, 68).
Размеры звеньев четырехзвенпика подбирают графическим
построением движения, задавшись формой шатунной кривой линии.
Используя четырехзвенные механизмы, строят многозвенные; некото-
рые из них описываются ниже.
1. Механизмы многозвенные, шарнирные, с одной степенью сво-
боды, включающие в себя, например, шесгизвенныё; коромысловые
механизмы (фиг. 69). Такие механизмы могут сообщать коромыслу
3 — 4 несколько качательных движений за один оборот кривошипа 1.
Сюда относятся также механизмы с остановами (фиг. 66), где при
Фиг. 64. Четырехзвенный ме-
ханизм кера в номерного дви-
жения с приспособлением для
перехода чеуэез мертвую
точку;
Фнг. 66. Механизм с осгановамн.
Фнг. 67, Механизм тестоме-
силки 7
непрерывном движении ведущего эвена I ведомое звено некоторое
время остается неподвижным или почти неподвижным.
2. Механизмы шарнирные с двумя степенями свободы. Такие
механизмы дают возможность не только движения отдельных звень-
ев, по и движения самого механизма в определенном направлении.
Фиг. 58 Механизм сеноворошилки.
Фиг 69 Многозвенный шар-
нирный механизм.
Фиг. 70. Механизм чергежвов
доски.
Шарнирный рукав радиально-сверлильного станка, например, имеет два
движения — поступательное вверх и вниз и перемещение головки
вперед и. назад. Две степени свободы имеют механизмы копироваль-
ных станков для огневой резки, механизм передвижения линейки
или угольника у чертежной доски (фиг. 79), механизм пантографа
(фиг.. 71). Эти механизмы служат для копирования кривых линий
образца Копирование может быть сделано без изменения и с изме-
нением масштаба и даже' с поворотом кривой па какой-либо угол.
В изображенной на фиг 71 схеме пантографа точка b повторяет
движение точки а В копировальных станках обычно применяется
инструмент с линейным (лезвие резца) или объемным (фреза, шлифо-
вальный круг) режущим .инструментом. Для того чтобы колируемая
поверхность детали была точной по отношению к образцу, необходи-
мо режущий инструмаи и ощупывающий штифт иметь подобными по
форме и соответствующими масштабу копирования по своим размерам.
Четырехзвенные механизмы с вращательными
' й поступательными парами
Эти механизмы широко применяются для преобразования равно
мерного вращательного движения в прямолинейное возвратно-посту-
пательное, в неравномерное вращательное, в качательпое пли в
сложное плоское движение Криво ши п но - ш а гvн ны-й механизм
служит для превращения вращательного движения в возвратно-посту-
пательное. Он может быть двух типов: центральный и смещенный.
Центральным (фиг. 72) называется механизм, когда ползун 3 располо-
жен иа линии, проходящей через центр вращения кривошипа /.
Длина хода ползуна 8 = 2г. Механизм характеризуется отношением
г
радиуса кривошипа (мотыля) к длине шатун? Чем меньше
это отношение, тем в лучших условиях работает механизм и тем
выше его к. п. д. Смещенным называется такой криво-
шипа о-ш а т у н н ы й механизм, у которого ползун смещен от
линии, проходящей через центр вращения кривошипа (фиг. 73).
Длина хода ползуна приблизительно равна S = 2r. Механизм харак-
г Е
теризуется отношением Л = — и с = —. Наиболее рациональные
значения этих отношений: )=0,1—0,6; е=0,1 — 0,4. Крнвошипно-
шатунный- механизм широко применяется в двигателях, прессах и во
многих других машинах.
Коромыслово-шатунный механизм (срнг. 74) служит
для превращения вращательного движения в поступательное. Длина
коромысла всегда больше длины шатуна. Механизм дает большой вы-
игрыш в силе и применяется в зажимных устройствах, прессах и т. д
К р п в ош и пи о к у л и сн ы й механизм с качающейся
кулисой (фнг.'75) служит для преобразования вращательного движе-
ния кривошипа / в качательпое движение кулисы 3. Механизм дает
быстрый ход при движении ползуна в одну сторону и медленный —
г
в другую сторону. Рекомендуется принимать отношение — <0,5.
А
Механизм широко применяется в металлорежущих станках, напри-
мер в поперечно-строгальных я зубодолбежных, в механизмах толка-
телей нагревательных печей и других машинах Кривошипно-кулисный
механизм (фиг. 76) с вращающейся кулисой служит для преобразова-
ния равномерного вращательного движения кривошипа в неравномер-.
ное вращательное движение кулисы. Рекомендуется принимать одно-
Фиг. 72. Центральный, крнвошипно-шатуи
и ый кеханузд-
Фиг 78 Смещенный метает.зм.
Фиг. 74. Коромыслово-шзтуниый меха-
низм.
Фиг. 76. Кривошипно-кулис-
ный механизм с вращаю-
щейся кулисой.
Фиг 75. Механизм
с качающейся ку-
лисой.
Фиг. 77. Кривошйпно-
кулигяйгй. механизм с по-
стугштельио даижущсйся
кулисой.
Фиг 78 Ползунно-кулис-
ный механизм
Е
шение •—<0,5. При Е=г получается кривошипно-шатунный ме-
ханизм с равномерно вращающейся кулисой. Кривошипно-кулисный
механизм с поступательно движущейся кулисой (фиг. 77) служит
для преобразования вращательного движения кривошипа 1 в прямо-
линейно-поступательное движение кулисы 3. В механизме кулиса мо-
жет быть расположена вертикально . или наклонно. Применяется для
малой длины хода. Находит широкое применение в счетных машинах
(синусный механйам).
Ползунно-кулисный механизм (фиг. 78) служит для
преобразования прямолинейного, возвратпо-поступателыюго движения
ползуна в качательное движение кулисы или наоборот. Применяется
в счетных приборах (тангенсиый механизм).
Многозвенные механизмы с вращательными
и поступательными парами
Шестизвенный кривошипно-кулисный механизм (фиг. 79, а) служит
для преобразования вращательного движения в прямолинейное воз-
вратно-поступательное с плавным изменением скорости и ускорения
ведомого звена' на всей длине хода и значительной разницей средних
скоростей при прямом и обратном ходе. Он получается из обычного
Фиг 79. Шестиэве.:ный Криво-
шипно-кулисный механизм.
Фиг. 80. Криоошнпно-шатунный
механизм с прицепным шатуном.
кулисного механизма, изображенного на фйг. 76, добавлением к не-
му двух звеньев: шатуна 4 и поступательно движущегося звена 5.
Такой механизм широко применяется в поперечно-строгальных
станках, где звеном 5 является стол станка, который благодаря ку-
лисе двигается в одну сторону быстрее, а в другую медленнее.
Вместо шатуна 4 часто применяют ползун (фиг. 79, б). Криво-
шип и о-ш атунный механизм с прицепным шатуном
(фиг. 80) применяется в миогоцилиидровых машинах (двигателях),
в которых несколько цилиндров, расположенных под углом, работа-
ют на один кривошип коленчатого вала. К р нво ш и пн о-p ы я а ж-
пые механизмы (фиг 81) применяются главным образом в прес-
сах небольшой мощности Такие механизмы преобразуют вращатель-
ное движение в прямолинейно-поступательное. К ри в о ш и п н о-ко-
Фаг. 81. Кривошипно-рычажный механизм
ленные механизмы (фиг. 82, а) служат для преобразования вра-
щательного движения в прямолинейно-поступательное там, где требует
ся получить большой
Фиг 82. Крпвошппно-ползунно-колеппые меха-
низмы.
выигрыш в силе в конце
хода ползуна. Применяют-
ся в различных зажимных
приспособлениях, в прес-
сах, горизонтально-ковоч-
ных машинах. Полз у н-
н о-к о л е н и ы е меха-
низмы (фиг. 82,6) слу-
пит для преобразования
прямолинейно - поступа-
тельного движения ведо-
мого ползуна: в конце хо-
да ведомого ползуна дос-
тигается значительный вы-
игрыш в силе. Ползуино-
колеиные механизмы при-
ценяются в пневматиче-
ских и гидравлических прессах, а также в различных зажимных
устройствах.
* Определение размеров звеньев механизма (синтез)
После того как изобретатель выбрал схему механизма, требует-
ся определить основные его размеры. Это делается с помощью рас-
чета или Же, что проще, графически. В том и другом случае нуж-
но задаться Положением каких-либо звеньев, вычертить в масштабе
возможные перемещения звеньев и соединить их в том месте, где
необходимо. Затем по чертежу измерить размеры звейъев.
Пример 1. В шарнирном чегырсхэвсинике известны два положения одного
звейа и соответствующие нм положения другого звена, а также положение
шарнира С на звене /, Требуется определить положение шарнира D на прямой
В?, связанной с звеном 3 (фиг. 83, а).
Для решения пользуемся следующим приемом, Считаем, что стойкой будет
звено 3, а шптуном звано 1 (метод обращений), и'не меняя относительного
лолойСшшя С и звеня сьамещавм это звено н положении 3£i с положением
ВЁ}, После отого Из ёсредины отрезка Ct ' восстапавлипаем перпендикуляр*
Точка пересечения его е прямой BF ласт искомое положение шапниоа D.
Фнг 83, Определение размеров звеньев механизма
Пример 2« В кривощипяо*коромьтсловом (или н кривошкпно-шатуийом)
црханизме' известны крайние положения Вз и Вй коромысла (или ползуна) и по-
ложение стойки (станины) в точках Л и С (фиг. 83, б).
Радиус крнвоШйпа находим так}
_ АВг — АВ*
2
а длину шатуна
I «= ABi^r.
Имеются и другие способы определения положений шарниров, звеньев и раз-
меров звеньев, например, по ’ положениям шатунной плоскости (см рекомен-
дуемую литературу).
2. ВИНТОВЫЕ МЕХАНИЗМЫ
Винты широко используются в механизмах для передачи движе-
ния, получения выигрыша в силе и для точного отсчета пройденного
пути. Широкое применение имеют двухзвеппыс и трехзвепные винто-
вые механизмы с одной степенью свободы.
Двухзвенные винтовые механизмы
Двухзвенные вишовые механизмы имеют стойку и одно подвиж-
ное звено. Винтовое движение, получаемое при помощи таких меха-
низмов, используется, например, в зубодолбежных станках. При на-
резании винтовых зубчатых колес применяются винтовые направляю-
щие для долбяка Значительная разница между перемещениями по
оси и по окружности при малом шаге впита дает возможность приме-
нять винт в измерительных приборах с прямолинейной шкалой для
отсчета целых миллиметров и со шкалой по окружности для отсчета
долей миллиметра. Так устроен винтовой механизм микрометра.
Трехзвенные винтовые механизмы
Из трехзвенных механизмов наибольшее распространение имеют
следующие:
I. Винтовой механизм (фиг. 84) преобразует вращательное дви-
жение винта в поступательное движение стержня 2 н вращательное
движение втулки 3 Вращая втулку 3. можно получить винтовое
движение виита 1. Число оборотов винта и втулки одинаково
скорость винта v^—hn^ где Л — ход виита, пд— число его
оборотов.
2. Винтовой механизм (фиг. 85) преобразует вращательное дви-
жение виита /—3 в поступательное движение-салазок 2, двигающих-
ся в направляющих 4. Скорость винта определяется так же, как к в
предыдущем механизме, скорость движения салазок будет;
vt~ ^2) ni>
где hx — ход виита 1-,
/г,—ход винта 2;
лг —чпсло оборотов винта 1.
Фиг. 8<1. Механизм с поступа-
тельным -движением винта.
а>иг. 85. Винтовой механизм с по-
ступательным движением салазок.
3. Винтовой механизм (фиг. 86, я) преобразует вращательное
движение винта 1 в поступательное движение салазок 2 с той же
скоростью: их=иг\ v^h^ri^.
Фиг. 86 Винтовой механизм, двигающий салазки.
4. Винтовой механизм (фнг. 86, б) создает поступательное движе-
ние салазок 2 путем вращения винта Л причем винт не имеет посту-
пательного движения. Скорость салазок 2 равна: п2=Л;г1. Приме-
няется в металлорежущих стайках, например в токарных.
Винты и гайки винтовых механизмов
Винты и гайки винтовых механизмов чаще всего имеют трапецеи-
дальную резьбу, реже—прямоугольную и треугольную. Прямоуголь-
ная резьба обеспечивает высокий к. п. д. механизма и малую ошибку,
вызываемую биением винта, но ока сложнее в изготовлении и -быстро
изнашивается. Эта резьба находит широкое применение в подъем-
ных механизмах, например в домкратах (см. фиг. 62), а также
для ходовых • винтов металлорежущих станков.. Треугольная.-резьба
применяется для точных ходовых винтов .делительных и контрольных
машин.. Винты могут быть одпозаходные (одноходовые), двухходовые,
трехходовые н многоходовые.
Изображенная на фиг. 87. а винтовая линия дает простой одно-
ходовой винт. Если построить траектории двух точек, находящихся
на поверхности цилиндров на концах одного диаметра (фиг. 87, б),
можно получить двух ходовой,-вши1; если же
фиг. 87. Одно- и лаух-
ходовая винтовые линии.
взять траектории трех точек, лежащих на
равных расстояниях по окружности, то по-
Фиг. 88. Механизм передвижения
стола станка.
лучится трехходовой винтит, д. Чтобы определить число ходов (ниток)
готового винта, нужно посмотреть в торец: если резьба имеет один
конец (в точке а), то винт 'одноходовой, если два (точки а и в на
фиг. 87, б) — винт двухходовой и т. д. Можно также, держа палец
у какой-нибудь нитки, сделать полный оборот вокруг винта по этой
нитке другим пальцем; если винт одноходовой, то палец окажется
па соседнем витке; при двухходовом — через один виток; при трех-
ходовом— через два и т. д, Не следует смешивать ход винта, кото-
рый часто неправильно называют шагом винта, с шагом резьбы,
т. е с расстоянием между двумя соседним нитками. Только для
одноходового виита ход винта равняется этому расстоянию (фиг. 87, а).
Для двухходового винта ход винта вдвое больше этого расстояния,
для трехходового — втрое и т. д.
Гайки винтовых механизмов могут быть выполнены неразъемными
и разъемными. Применяя разъемную гайку, можно соединением обе-
их ее половинок включить в работу какую-либо часть механизма, а
затем отключить ее.
Для того чтобы устранить влияние, износа ходовых винтов, приме-
няется механизм передвижения стола станка, изображенный на
фиг. 88. К гайке 3, в которой вращается -ходовой винт 2, пристра-
ивается стержень с роликом 5. Ролик опирается на ребро неподвиж-
ной линейки 4, имеющее выступы и впадины, соответствующие изно-
су ходового винта, (износ ходового винта точно определяется при ре-
монте станка и наносится на линейку в виде выступов и впадин оп-
ределенион величины). Ролик 5, попав во впадину линейки 4, пово-
рачивает гайку на величину износа ходового винта в данном месте
н тем ограничивает передвижение стола 1. Такой винтовой механизм
имеет две степени свободы.
3. ЗУБЧАТЫЕ МЕХАНИЗМЫ
Зубчатые механизмы служат для передачи вращательного движе-
ния, для преобразования вращательного движения в прямолинейно-
поступательное и поступательного во вращательное,
Основные соотношения
Зубчатая передача осуществляется зубчатыми колесами, пе-
редающими вращательное движение от одного вала к другому. Окруж-
ности' -и Въ, катящиеся одна по другой без скольжения, называ-
ются начальными окружностями (фиг. 89). Вершина
(головка) каждого зуба находится выше начальной окружности, , а
риг; 89. Шестерни, с вне-
шним зацеплением.
Фиг. 90 Шестерни с внутренним зацеп-
лением.
основание (ножка)зуба — ниже нее. При внешнем зацеплении зубья
колес сцеплены между собой выпуклыми частями, при внутрен-
нем зацеплении выпуклая сторона одного зуба зацепляется за во-
гнутую сторону другого (фиг. 90). В случае внешнего зацепления оба
колеса вращаются в противоположные стороны; в случае внутреннего
зацепления — в одну и ту же сторону. Так как начальные окружно-
сти перекатываются без скольжения, ю окружные скорости обоих
колес одинаковы. -Если «j и есть угловые скорости валов, a Dt и
D2 диаметры их колес*, то
W|Di «)2ОЙ £)а
2 2 Di
* Точнее диаметры начальных окружностей колос.
Вместо отношений угловых скоростей удобнее брать отношение
чисел оборотов в минуту, а вместо отношения диаметров — откоше-
иие чисел зубьев.
П| Z,
я, г,
и пользоваться формулой:
/72= Ш2.
Фиг. 91. Схема зубчатой передачи
t
Передаточным числом называется отношение числа оборо-
тов колеса, принятого за ведущее, к числу оборотов колеса, приня-
того за ведомое, или отношение числа зубьев колеса, принятого за
ведомое, к числу зубьев колеса, принятого за ведущее:
п, z2 ш, Ds
1=— =—=—= —
lls 21
Для создания зубчатого зацепления с небольшими размерами ко-
лес необходимо, чтобы передаточное число пары долее было пе боль-
ше 6 и не меньше I : б. Величина I до 1 : 12 может быть допущена
при очень медленно вращающихся колесах. В том случае, когда
передаточное число выходит за эта пределы, пользуются несколькими,
парами колес. Число зубьев при этом подбирается путем разло-
жения на множители заднего передаточного числа по формуле:
. , . г, г„
г= гЛ'з ". =— ——ИТ. д„
г8 *5
где tlf iz, t3 и т. д. — передаточные числа пар колес.
Пример. Составить систему зубчатых колес для передачи вращения от одно
го вала к другому с уменьшением числа оборотов с 360’ до 40 об/мин.
Отношение чисел оборотоа ведомою колеса » ведущего г —--------=9, что
40
больше 6. Значит, пара колес дает неудовлетворительное зацепление.
Поэтому подбираем числа зубьев для двух пар колес, разбивая заданное переда-
точное число на множители (фиг. 91 )i
, « Za Zt 360 3 3 1 8 36 _
'l => ltl2 = — — —--~ — --------= '-- . — = 9,
zt z9 40 1 1 6 U
или z1== 6; zz — 1 8^ z3 =J 1 2; z( = 36.
Фиг. 92. Зубчатая передача с тремя колесами
Можно подобрать и другую комбинацию зубчатых napt
4 — — • — = у .
6 18
При такой комбинации (если не имеет значеняя направленне вращения) мож
но ограничиться тремя колесами (фиг. 92) с числом зубьев: zt — 6; zs = i 8;
zs 5= 54. Промежуточные колеса (с числом зубьев г.г = 18) часто называются
паразитными» так как' они иногда служат только для изменения iianpaDjietnisi
вращения, не изменяя общего передаточного числа. И в? самом деле, при соот-
ветствующих условиях шестери» (zf = 6 и zBt=54) могут работать без этого
промежуточного колеса.
Элементы зубчатого зацепления
Зубья шестерен и зубчатых колес должны очерчиваться такой кри-
вой линией, которая обеспечивает необходимые условия для работы
зубчатой пары. Наиболее удобными для изготовления профилями
считаются следующие: эвольвентный, когда зуб очерчи-
вается отрезком кривой эвольвенты; циклоидальный, когда
головка зуба очерчивается отрезками кривой эпициклоиды, а ножка
зуба — кривой гипоциклоиды, к ц е в о ч Н ы й, когда зуб очерчивает-
ся отрезком эпициклоиды (фиг 93). Наиболее широкое распростра-
нение в машиностроении имеет эвольвенпюе зацепление. Боковые
стороны зубьев эвольвентного зацепления очерчиваются по эвольвен-
там (фиг 94) Поэтому в процессе зацепления и качения одного
зубчатого колеса по другому, очевидно, можно представить наличие
прямой линии MN, касательной к основным окружностям 1 и 1' ко-
лес и катящейся по ним без скольжения (фиг. 94). Отрезок этой
воображаемой прямой линии MN, на котором возможно касание зубь-
ев, называется л н иней зацепления. У гол между линией
зацепления и перпендикуляром к прямой, соединяющей центры колес,
называется углом зацепления. Для нормальных зацеплений
стандартная его величина а=20°. Шаг зацепления /—рас-
стояние между двумя соседними зубьями, измеренное по делитель-
ной о к ру ж н о с т и 2 колеса. При этом делительной окружностью
называется такая окружность, диаметр которой равняется произведе-
нию стандартной величины модуля на число зубьев колеса. Модуль.
Фиг. 93. Зуб/очерчепиый от-
резком эпициклоиды.
з а ц е п л е н и я — отношение шага зацепления к/телу л’. Модуль,
может быть также выражен через отношение диаметра длительной
окружности к числу зубьев
t dd
т= — = —
где I — шаг зацепления,
йэ —диаметр делительной окружности;
2 —число зубьев.
Величины модулей стандартизированы (ОСТ 1597). Этим стапдар
том разрешается применять только следующие величины модулей:
0,3, 0,4, 0,5; 0,6; 0,7; 0,8; 1; 1,25, 1,5; 1,75; 2; 2,25; 2,5 (2,75); 3;
(3,25); 3,5; (3,75): 4, (4,25).; 4,5; 5, 5,5; 6, 6,5; 7; 8; 9; 10; II; 12;
13; 14; 15; 16; 18; 20, 22, 24; 26; 28, 30; 33; 36: 39, 42; 45 и далее
через 5 мм. В скобках указаны модули, которые допускается приме-
нять в случаях особой необходимости
Головка зуба — часть зуба, находящаяся выше начальной
окружности. Обычно высота головки принимается1 для нормального
зуба Лг = т, где т— модуль в м.и; для укороченного зуба
йг = 0,8т Ножка зуба—часть зуба, расположенная ниже на-
чальной окружности. Высота ножки принимается: для нормального
зуба /ги=1,25от, для укороченного Аи= 0,8m
Пример. Определить модуль и размеры зуба для шестерни с числом зубьев
я d д
z= бо и диаметром делительной окружности && = 301) ж. Модуль т=---
~ -—= 5 лиг шаг f = т г= 5 $,14 = 15.70 о. высота головки зуба h3 =m=-
60
s=s 5 ж,«, высота ножки зуба hH 1,25m = 1»25*5 == 6,25 леи
7 Заказ 7 61
Типы зубчатых передач
При: помощи зубчатых колес вращение может передазаться между
параллельными, пересекающимися и скрещивающимися -валами.
В передачах вращения между параллельными валами зубчатые ко-
леса имеют цилиндрическую форму ii снабжаются прямыми, косыми,
угловыми, иля шевронными, зубьями Прямозубые зубчатые
колеса имеЮ1 наиболее широкое распространение. Косозубые
колеса (фиг. 95) применяются там, где требуется повышенная плав-
ность работы Недостаток косозубых колес — наличие осевых 'усилий,
вредно влияющих на работу подшипников. Угловые, или шев-
ронные, ко-леса (фиг. 96) имеют такое же преимущество, как и
косозубые, но не вызывают осевых усилий, которые взаимно уравно-
вешиваются и не передаЕртся на подшипники. Пригодны для переда-
чи больших мощностей е возникающими во время работы-толчками.
В передачах вращения между пересекающимися валами зубчатые
колеса имеют коническую форму. Работу передачи можно сравнить с
качением без проскальзывания двух .конусов с вершинами в общей
точке (фиг. 97), Конические зубчатые колеса могут иметь
прямые, косые и криволинейные зубья, последние обеспечивают боль-
шую плавность работы передачи. Из криволинейных наиболее часто
применяется круговой зуб, так как он без значительных затруднений
может быть нарезан и отшлифован. Расчет передаточного числа для
конических колес иедется по тем ясе формулам, что и для цилиндри-
ческих Обычно передаточное число конических колес применяется
не более 4:1.
Передачи между скрещивающимися валами выполняются виито-
аыми колесами, гипоидными колесами, червячной парой, глобоидной
червячной парой. Винтовые колеса (фиг. 98) имеют цилиндри-
ческую форму и снабжены зубьями, расположенными по винтовой
линии. Касание зубьев происходит в одной точке, зубья сильно
скользят друг по другу, поэтому винтовая передача может приме-
няться только для передачи малых усилий. Валы могут скрещиваться
под любым углом. Винтовая передача дает большую плавность рабо
ты. Для винтовых колес одинакового - диаметра передаточное число
Таблица 23
Цередаточные числа винтовых
колес
Аередаточ ное чис ЛО Угол ьзклоиа з\-бьэв
надущегэ колеса ведомого колеса
1 45° 45°
Р/г 56’1 О' 33°41'
2 63’26' 26°34'
2*/з 158°12' 21 “4 S'
3 7 1 °-34' Iа°2б'
зч» /4°иЗ' 15’57'
4 75°5&' 14°02'
ЛЧ, 77’36' 12’24'
5 78’1' ' 1 I “ Е 9'
определяется в зависимости от уг-
ла наклона зубьев. В табл. 23 при-
ведены передаточные числа винто-
вых колес одинакового диаметра.
Конические винтовые колеса на-
зываются гипоидным» Они до
пускают большие передаточные
числа (до/ —10)и дают более спо-
койный и плавный ход
Червячная передача
(<рпг. 99) состоит кз цилиндриче-
ского винта (червяка) и сопряженно-
го с ним зубчатого (.червячного) ко-
леса. Ось червяка' располагается
перпендикулярно к оси колеса. Чер-
вячная передача дает возможность
Фир. 95. Косозубое колесо. Фиг. 96 Шевронное колесо
Фиг. 97г. Коническая передача*
в — внешний вид; б — разрез.
Фиг. 99. Червячная передача.
7*
получать уменьшение числа оборотов от ведущего вала к ведомому
во много раз большее, чей при одной паре зубчатых колес, В червяч-
ной паре можно получить передаточное число до (=300. Наиболее
целесообразно применять червячные пары с передаточным числом от
10 до 60. Число заходов червяка может быть от 1. до 6, а число зубь-
ев колеса целесообразно делать не менее 26—28. Передаточнсе чис-
ло вычисляется как отношение числа зубьев червячного колеса гчк
к числу ходов червяка гч
гчк
i = —. '
Число оборотов червячного колеса /г2 определяется в зависимости от
числа оборотов червяка п2 п передаточного числа, как
„ ______ гч п.
it'i-----------------= —
Пример. Опрегелить число оборотов червячного колеса; червяк двухходовой.
делает и 1 = Юи об/мии . червячное колесо имеет =
40 20
Передаточное число червячной пары t = —- =— = 20, число оборотов Чер-
вячного колеса
1000
гз, ------=50 об/мяв.
20
Глобоидная червячная передача (фиг 100) — видоиз-
менение обыкновенной червячной передачи, состоящее в том, что ци-
линдрический червяк заменен глобоидным. У глобоидного червяка
Фиг 100. Глобоидная передача
начальная поверхность представ-
ляет собой тело вращения, ко-
торое получается при вращении
дуги окружности относительно
оси червяка. Такой червяк кон-
центричио охватывает колесо,
вследствие чего с резьбой чер-
вяка сцепляется большее чис-
ло зубьев, чем у обычней чер-
вячной пары. Это позволяет при
одинаковых габаритах города
вать значительно большую мощ-
ность.
Реечные передачи служат для преобразования вращатель-
ного движения колеса в поступательное движение рейки (фиг. 101).
Реечная передача может выполняться с прямыми, косыми, а иногда
и с угловыми зубьями. В передаче червяк—зубчатая рейка
(фиг. 102) рейка получена разверткой винтового колеса. Такие пере-
дачи отличаются повышенной плавностью хода п могут обеспечить
малое перемещение рейки за один оборот червяка Если рейку сде-
лать неподвижной, то поступательно двигаться будет зубчатое коле-
со вместе с деталями, с которыми оно связано Например, в токар-
ных станках реечная передача используется для передвижения суппор-
та вдоль Сталины'
ная передача.
Фиг. 102 Червяк—зубчатая
рейка.
Зубчатые механизмы с неподвижными осями
колес
Зубчатые механизмы с неподвижными осями колес — это такие . си-
стемы или наборы зубчатых колес, в которых Ьси этих колес не мо-
гут вращаться вместе с колесом. Сюда относятся, например, редукторы
с неподвижными осями и коробки передач. Зубчатые коробки
передач применяются для ступенчатого изменения скоростей враще-
ния ведомого вала Механизм коробки передач обычно строится так,
чтобы изменение скорости производилось по определенному закону,
например, по законам геометрической или арифметической прогрессии
Это необходимо для получения большого количества различных скоро-
стей ведомого вала и одинаковых ступеней изменения скоэости при пе-
реходе от одной скорости
Для привода шпинде-
ля металлорежущих стан-
ков изменение скоростей
или передаточных отно-
шении строится по гео-
метрической прогрессии:
пх; па = я/Р; п3 = «if2;
«4 = «i?3;...«К = п1'РЛ'—L,
где <р — коэффициент гео-
метрического ряда Этот
коэффициент принимается
обычно .одним из следую-
щих: <р=1,12; 1,26; 1,41;
другой
Фиг 103. Коробка передач
со скользящими шестернями.
Фиг. 1 . Коробка
перепач с вытяж-
ной шпонкой.
1,‘58; 1,78, 2,0. Для коро-
бок передач винторезных
станков, где требуется
получение точных передаточных отношений, изменение скоростей стро-
ится по арифметической прогрессии.
Фиг. 105. Коробка передач с на-
хладной шестерней.
Фиг. 10 6. Коробка передач с много-
кратными ступенями возврата
п скользящей шестерней^.
Коробки передач выполняются по следующим схемам: 1) ко-
робки со сменными шестернями; 2) коробки со скользящими вдоль ва-
лов шестернями (фиг 103); 3) коробки с вытяжной шпонкой (фиг
104); 4) коробки с накладной шестерней (фиг. 105); 5) коробки смио-
Фпг. 107. Реверсия-
ный механизм с -коии-
чсоквми колесами
I обратными ступенями возврата и скользящей по валу Шестерней (фиг. 106).-
Коробки со сменными шестернями конструируются так, чтобы можно было
в любое время вставил» нужную шестерню. В коробках со скользящи-
ми шестернями последние изготовляются в виде блоков, то есть сдво-
енных или строенных шестерен. Например, в схеме на фиг. 1'03'сдйо-
енная шестерня, передвигаясь вправо п влево, может быть соединена то
с большой, то с мйлой шестерней. В коробке с вытяжной шпонкой
(фиг. 104) группы шестерен постоянно соединены между собой, но
вращаются вхолостую. Если нужно включить какую-либо шестерню,
то в нее вдвигается шпонка, соединяющая шестерню с валом, и вал
приводится в движение. Остальные шестерни продолжают вращаться
вхолостую. В коробке с накладной шестерней (фиг. 105) нужная шес-
терня включается при повороте шестерни за рукоятку. В коробках с
многократными ступенями возврата одна шестерня на ведущем валу 3
имеет возможность передвигаться вдоль группы шестерен, сидящих на
двух валах 1 и 2 (фнг. 106). Шестерни изготовлены сдвоенными.
Пример Какие шестерня нужно включить в коробке скоростей, изображен-
ной на фиг 106, чтобы получить число оборотов шпинделя ^ = ^5 об/мин,,
если ведущий вал, приводимый от электродвигателя, делает п1==1400 об/мин,?
Рассматриваем основные варианты изменения передач
1 вариант. Включаются шестерни; z, с zt, z0 с zu zB с zs; z, c za; z9 c
z10, Передаточное число варианта 6vhgt
z? '2^44Zu'Zp-?jf| _ 60 40'40 40'30
za z3-z7 z& 2u,20'20'20'20
а число оборотов шпикреля
1400 лп
пЩ.П~-----об/мин
3 6
II вариант. Включаются шестерни с ze; г7 с zs; zf с гщ. Передаточ
4ioe число
£ _?а £1" _40'40 30. 6 ,
г, г7‘г» 20-20- 2U
Число оборотов шпинделя
nlu?1=ii^-=233 об/мнн.
ь
111 вариант. Вклгочгпотся шестерни 21 с г1л
г,, 3 140СУ-2
£3=-— — пг1,./7~~.-----=93С об/мин.
2, 2 ' 3
Редукторы .с неподвижными осями применяются обычпо
для уменьшения числа оборотов ведущего вала машины или механиз-
ма. Примером'.такого редуктора является червячная пара, изображенная
на фиг. 99. Если требуется получить уменьшение числа оборотов боль-
шее, -.чем это возможно по условиям конструкции червяка, то в чер-
вячный редуктор добавляют одну или дтесколько пар зубчатых колес.
Редукторы обычно изготовляются в виде закрытой коробки, в которую
заливается масло. Недостатком редукторов с неподвижными осями яв-
ляется то, что они громоздки и имеют низкий к. п. д. Реверсив-
ные м е х а и и з и ы используют для изменения направления враще-
ния ведомого вала при неизменном вращении ведущего. Применяется
большое количество различных комбинации соединений зубчатых колес,
и в частности- включение паразитной шестерни, применение механиз-
ма с коническими зубчатыми колесами, получающими вращение от
третьего колеса попеременно, с перемещением шестерни вдоль вала
(фиг. 107, д) и с переключением шестерен при помощи муфты (фиг.
107, 6); то же, но с постоянным сцеплением цилиндрических (фиг.
108, а) и конических колес (фиг. 108, б) и со смыканием при помо-
щи муфты для соединения ведомого вала с одним из них. Имеется
большое число различных конструкций реверсивных механизмов, в ко-
торых применены муфты, кривошипные механизмы, зубчатые секторы
и венцы и т. д.
Зубчатые механизмы с подвижными осями колес
К зубчатым механизмам с подвижными осями колес относятся диф-
ференциальные и планетарные механизмы. Дифференциальным
называется механизм, в котором осн некоторых колес имеют возмож-
ность перемешаться в пространстве. Колеса, оси которых не могут пе-
ремещаться, называются центральными, пли солнечными, колесами
дифференциальной передачи. Перемещающиеся колеса называются
планетными колесами, или сателлитами. Звено, несущее подшипник)!
подвижного колеса, называется водилом, или поводком
На фиг. 109 представлена простейшая схема дифференциального
механизма. Центральное -колесо 1 вращается вокруг своей оси. Пово-
док 2 также вращается вокруг той же оси и является ведущим звеном.
Поводок ведет и катит вокруг центрального колеса колесо 3 — сател-
лит, являющееся ведомым звеном. Центральное колесо Может приво-
диться в движение независимо от поводка. На фиг. ПО показан диф-
ференциальный механизм с коническими колесами, широко применяю-
щийся в автомобилях. Дифференциальные .механизмы практически ис-
пользуются для сложения лесколысих движений или для разложения
движения на слагаемые Сложение нескольких движений в одно не-
обходимо, например, в металлорежущих станках для получения незави-
симых настроек при обработке отдельных участков детали (настройка
на число зубьев и угол наклона зубьев нарезаемой коерзубой шестер-
ни), в универсальных делительных устройствах для облегчения наст-
ройки па заданное число делений и т. д. Разложение одного движе-
ния на слагаемые применяется, например, в приводе ведущих колес
автомобиля для устранения проскальзывания их относительно дороги
на поворотах.
При определении чисел оборотов и передаточных чисел в диффе-
ренциальном механизме большое значение имеет направление вращения.
Если ведущее и ведомое колеса при
остановившемся поводке вращаются в
одном направлении, то передаточное
число считается положительным (-)-),
Фиг. 110. Диффсрснци
альный механизм.
<1 иг. 109 Схема дифференциального
механизма.
если . направление вращения их различно, то передаточное число
считается отрицательным (—) Для определения числа оборотов
пользуются способом расчленения, а затем сложения отдельных' дви-
жений передачи. Сначала мысленно представляют два колеса прикреп-
ленными к поводку, делающему п0 оборотов в' минуту. В этом случае
весь дифференциальный механизм будет вращаться как одно целое,
как муфта, соединяющая ведущий и ведомый валы, и число оборотов
всех колес будет равно пв После этого мысленно освобождают все
колеса механизма от связи с поводком, приводят их к нормальному
состоянию. Механизм теперь рассматривается как простая зубчатая пе-
редача при остановленном поводке Если ведущее колесо в действи-
тельности делает об/мнн., то в нашем случае оно будет делать
(т?!—п0) об/мин., так как со скоростью /гЛ его уже вращает поводок.
Вращение ведущего колеса со скоростью (ftT—п0) об/мнн. будет соот-
ветствовать скорости ведомого колеса в — (nt — nfJ) об/мнн Ведомое
колесо получает вращение, от двух источников, и его суммарная ско-
рость, с которой оно будет вращаться в действительности, составит:
(«г—об/мин. <
В дифференциальном механизме колеса и поводок вращаются со
следующими скоростями (фиг. 109)-
Число оборотов колеса / Число оборотов колеса Л Число оборотов колеса 2
Относительно© дви- жение колеса / вме- сте С ПОВОДКОМ +по
Относительное дви- жение при останов- ленном поводке —По+П1 i' • (п.— п0) J *1 0
Действительное движение — резуль- тат сложения + ^0
Число оборотов ведомого колеса 3 определяется по формуле:
Лз = По + ^а,1 —п0),
или
^3 = ^11'’3,1-f-^o (1—(Zs,i)>
Si
гДе гз.т=Г'
^3
Если механизм имеет несколько шестерен, то передаточное чис-
ло i'llK определяется как отношение числа зубьев:
Zs2e
а для расчетов пользуются формулой Вил тиса
л — По
Буквой гс здесь обозначено число шестереп, входящих в зацепление
Пример. На фиг- 111 изображена схема расточной головки расточного стан-
ка. Головка построена-по принципу дифференциальной зубчатой передачи. Диф-
феращиальный механизм состоит из центральной шестерни = 17, двух шесте-
рен-сателлитов 2S = 1 7 и поводка s, который > вращается через вал с числом обо-
ротов л<>— 200 об/мнп. Этот вал вращает также шестерню перебора г5 = 33. пе-
редающую самостоятельное вращение центральной шестерне, т. е. получает са-
Фиг. 1м. Схема расточной головки с дифференциальной губча-
той передачей.
мостоятельное вращение через перебор 73; zt; г5; Сателлиты вращают впиты,
служащие для передвижения расточной голрвки в продольном направлении (для
подачи). Необходимо определить число оборотоа аинтов и величину подачи го-
ловки на один’ее оборот, если шаг винта / *=12 мм
Сначала определяется число оборотов центральной шостерЕШ z^:
3 3
Hi—2С0" — ' = 122 об/мин.
33 41
Число оборотов винтов, приводимых в движение от сат^ллиюв и одновреа1ев
но от пбводка, определяется по преобразованной формуле Виллиса
«г = rti— n-n of i— — L
zi \ 2з/
передаточное число i о формулу войдет со знаком (—), так как вращение вала,
ведущего солнечную шестерню, п сателлита происходит в разные стороны.
Пв=1 г2(—-1-200 р — f—= 278 об/мив.
Пидича на иди» ибирих составит
278 л ,
$ =--------------------------- I 2 — 1 /, □ мм,
200
Планетарные механизмы
Планетарным называется дифференциальный механизм, если в нем
одно из звеньев неподвижно. Планетарные механизмы используются:
1) в планетарных редукторах; 2) в планетарных механизмах вклю-
чения и выключения; 3) в планетарных реверсивных механизмах,
4) в планетарных коробках передач; 5) в планетарных вариаторах,
обеспечивающих бесступенчатое изменение величины передаточного
отношения в больших пределах Все эти механизмы надежны и легко
управляемы, создают широкие возможности для их использования.
Например, планетарным редуктором можно уменьшить число обо-
ротов в 10 000 раз при передаточных числах 7—10, эти редукторы
имеют высокий к. п д. и малые размеры. Планетарные механизмы
включения в отличие от. простых фрикционных муфт могут обеспечить
одновременно с включением и выключением изменение чисел оборотов.
Планетарные реверсивные механизмы в отличие от обычных могут из-
менять не только направление вращения, «о и передаточное число пе-
редачи. Планетарные коробки передач прн большой компактности
конструкции дают возможность производить ступенчатое изменение
скоростей в более широких пределах прн помощи фрикционных тууфт
и тормозов.
Расчеты чисел оборотов и передаточных чисел в планетарных ме-
ханизмах производятся по тем же принципам, что л для дифференци-
альных
Пример 1. На фиг. 112 изображен механизм расточной головки расточного
станке, выполненный по схеме планетарной передачи. Шестерня Z} является цен.
тральным (солнечным) колесом и нзподвижею закреплена на осн кронштейна
(стойки). С этой шестерней зацепляется шестерня 2г, которая, вращаясь, вра-
щает винт подачи расточной
головки. Корпус головген S
соединяет, осн обоих шестерен
и является поводком. Корпус
головки, вращаясь, катит
шестерню z* вокруг шестер-
ни ?! Определить о i ношение
Ев
—если расточная головка
г3 '
при одном обороте корпуса
должна передвигаться ею б. .мл:
н если шаг винта 1 = 12 ‘/am.
Поскольку колесо zL за-
креплено, число его оборотов
nfssCl. Передаточное число
izsa'——- будет отрицательным,
21
так как ведущий поводок и
ведомая шестерня вращаются
Фиг. 112. Схема расточной . головки с плане-
тарной передачей.
в разные , стороны Число
оборотов ведомой шестерни
z2' по формуле Виллиса прн
«п=1 «составит
Подача головки зависят только от вращения винта или дополнительного враще
«ня колеса z2. которое вызывается вращением поводка н равно частному от де-
ления числа оборотов ай поводка иа передаточное число. При п0=1 шаг 'вин-
та, деленный иа передаточное число, дает
Эта подача по условию должна равняться
подачу на каждый оборот скалки.
5 Следовательно,
Пример 2. 'На фиг, 113 показан часто применяющийся планетарный редук-
тор, устроенный следующим образом: ведущая шестерня, имеющая- z<=l 5, по-
лучает движение непосредственно от электродвигателя « делает 1450 об/мин.
Она сцепляется с тремя про-
Фвг. 113. Планетарный -редуктор
межуточными шестернями г
имеющими по zs=^30. Осн
этих шестерен закреплены в
диске, выполняющем роль
поводка, Эти шестерни в свою
очередь сцеплены с неподвиж-
ным зубчатым венцом, выпол-
няющим роль сателлита п
имеющим zs=75 Одним иэ
преимуществ этого редуктора
является то, что ведомый вал
(соединенный с диском) нахо-
дится на одной осн с ведущим
и является как бы продолже-
нием ведомого. Требуется
определить число оборотов
ведомого вала редуктора.
, /
Передаточное число ij 2
будет равно.
1 = 1212^— =—5,
1 2 2.23 15 30
Передаточное число имеет знпкмвиус, так как ведущий и ведомый валы вря
щаются в равные стороны.
По формуле Виллиса число оборотов ведомого вала пр/ неподвижном са-
теллите и г2-2=0 определится из выражения
,/ 1450—Ло
1 2 г.2—/*с 0— Па
откуда
1450
Дог=------=241.6 об/мин,
6
4. КУЛАЧКОВЫЕ МЕХАНИЗМЫ
Кул а ч к о в ы е механизмы служат главным образом для то-
го, чтобы перемещать ведомое звено по заданной траектории с за-
данным законом движения. Кулачковые механизмы характеризуются
наличием высших кинематических пар Они чаще всего бывают трех-
звеинымн, т е состоят из неподвижного звена—стойки 1 (фиг. .114),
ведущего звена 2 н ведомого звена 3. Звено 2 называется, кулачком,
а ведомое звено 3 — толкателем, если оно совершает поступательное
движение, и коромыслом при вращательном движении ведомого зве
на. По характеру движения ведущего звена различают кулачковые
механизмы с вращающимся кулачком (фиг. 115) и с поступательно
движущимся кулачком (фиг 116). Форма кулачков определяется в
зависимости от назначения механизма
Если необходимо построить механизм копирования, например ДЛ.Я
копировального станка, то кулачок должен иметь увеличенный или
уменьшенный профиль детали, которую предполагается копировать.
Фиг. 115. Механизм
с вращающимся ку-
лачкол!
Фиг. 114. Схема трехзвен-
ного кулачкового меха-
низма.
Фиг 11 6. Механизм с по-
ступательно движущимся
пула чко м
Если же кулачковый механизм предназначается4 для преобразования
движения, например вращательного движения в возвратно-поступа-
тельное или наоборот по определенному закону или траектории дви-
жения, то здесь необходимо заранее знать этот закон или траекторию,
изобразив ее графически в виде диаграммы «путь — время».
Пример Требуется при помощи механизма, подобного изображенному па
фиг. L1 6, превратить горизонтальное равномерное движение в аертикальное дви-
жение со скоростью, в 2 раза меньшей,
Выбирают размеры ведущего звена (кулачка) по длине и в определенном
масштабе вычерчивают закон равномерного движения, таес называемую диаграм-
му скоростей (фиг. 1L7) На горизонтальной оси, откладывают скорости о9, а
на вертикальвой скорости о, т. е, скорости о#, умевьщепные в 2 раза, Полу-
чают на графике ряд Точек, которые соединяют прямой линией Линию вверх
строят до середины выбранной длины кулачка, для обратного движения линию
Фиг. 11 9, Построение профиля
кулачка.
Фиг. 120. Построение профиля вращающегося кулачка.
I
I
Фиг. 121 Толка- Фур» 122. 'Толкатель
тель с роликом. с рычагом:
1 —станина; 2—кула-
чок; 3 — рычаг
Фиг. 123. Толкатель с
плоскостью:
! — станина; 2 —кулачоК,
3 — толкатель.
Фиг. 124. Копировальный аппарат фрезерного
станка (at, аг, bf, —соответствующие точ-
ад копира и обрабатываемой детали)*
Ведущее
з&гно
ведущее звено
К 'tiSHtnu/ii-O
Ведомое jc.shC
Сдвоенные kjлачки
Фиг 125
t станина; 2 — кулачок, 3 — ролики, 4 — рычаг
высшее положение
к Ведомое
!- звено
й
Низшее положе-
но ние и положе-
3 ние покоя
Фиг. 126 Сдвоенный кулачковой
механизм листоукладчнка упако-
вочной машины.
Сиг. 127. Кулачковый механизм
ножниц.
Фнг 1281 Привод двух ведомых
деталей от одного кулачка.
I — станина, 2 — направляющая
прорезь; 3— ролики* 4 — рычаги
Фиг. 5 29 Опрокядыаающий механизм для вагонеток.
Ведомое з8ено
Сиг 130. Кулачковый меха-
низм для передвижения рас-
даточных валков
Фиг 131 Вращающийся ко*
ппче^кий кулачок:
I—кулачок; 2 — рейка; 3 —
родик.
Фиг. 132 Схема фрикцион-
ной передачи.
8 Заказ 761
таким же способом строят вниз. Если кулачок, изготовленный по такому про-
филю, двигать взад п вперед со скоростью oD, то толкатель будет передви-
гаться со скоростью, в два раза меньшей. Если требуегеэз, чтобы толкатель в.
определенный момент замедлил свое движение, то на кулачке должна быть
сделана впадина, например, как показано па фиг 117 пунктиром
Для вращающегося кулачка пли эксцентрика диаграмму движе-
ния необходимо строить в полярных координатах'. ,
Например, для разобранного выше равномерного движения (фиг,
117), когда требуется преобразовать равномерное вращательное дви-
жение в равномерное поступательное, каждая из боковых сторон
равнобедренного треугольника превращается в спираль Архимеда
(фиг. 118). Эта фигура и образует профиль кулачка -Пунктиром по-
казано изменение профиля в случае замедленного движения толкате-
ля па середине пути в 2,5 раза.
В большинстве случаев, особенно тогда, когда закон движения
сложный, построение кривых для кулачков производят следующим
образом. В крупном масштабе вычерчивают схематично ведущее и
ведомое звенья механизма сначала в исходном положении, а затем
сообщают ведомому звену движение со скоростью, равной скорости
ведущего звена, но противоположно направленной. При этом ведомое
звено будет занимать положения /, 2, 5, 4, бит. д Соединяя ли-
вней точки, принадлежащие острию ведомого звена, получают про-
филь кулачка На фиг 119, 120 показаны простейшие случаи полу-
чения кривых кулачков при помощи вычерчивания толкателей в раз
личных положениях при превращении горизонтального поступательно-
го движения в вертикальное поступательное (фиг. 119) и при пре-
вращении вращательного движения в возвратно-поступательное (фиг,
120), Для построения профиля кулачка толкателю и ролику В сооб-
щается вращение, противоположное направлению вращения кулачка
Сделав построение, показанное на фиг 120, находят положение оси
ролики п величину хода толкателя в зависимости от угла поворота
кулачка Ведомое’ звено — толкатель, конструктивно может быть вы-
полнен в виде ролика (фиг 121), рычага (фиг 122), плоскости (фиг
123) и т. д
Кулачковые механизмы широко используются в различных маши-
нах, станках, приспособлениях На фиг. 12-1 показан копировальный
аппарат фрезерного станка- с кулачковым механизмом Когда кула-
чок ье имеет постоянной ширины, а нужно обеспечить постоянное рас-
стояние между точками касания, кулачок делают сдвоенным (фиг. 125),
Фиг. 126 изображает также сдвоенный кулачковый механизм лнето-
укладчика саморезкн упаковочной машины. Кулачок 1 служит для
горизонтального, а кулачок 2 для вертикального перемещения -при-
хвата А В прессах и ножницах часто встречается кулачковый ме-
ханизм, подобный изображённому' на фиг. 127, где вращение вала
превращается в поступательное движение ползуна при помощи тре-
угольного кулачка или эксцентрика, профиль которого очерчен дуга-
ми окружностей От одного и того же кулачка возможно получить
одновременно различные законы движения для нескольких ползунов,
рычагов и других ведомых звеньев. На фиг. 128 изображен привод
двух ведомых деталей от одного кулачка (эксцентрика)
В большинстве кулачковых механизмов роль ведущего звена выполняет
кулачок Возможны механизмы, в которых кулачок — ведомое звено
На фиг. 129 изображен опрокидывающий механизм для вагоне»
ток, где ролик 3 поршневого штока 2 поднимав! или опускает к ула-
чок (эксцентрик) 1. Кроме плоских кулачковых механизмов, суще-
ствуют пространственные кулачковые механизмы. На фиг. 130 изоб-
ражен кулачковый механизм для передвижения раскаточных валков,
а на фиг. 131—вращающийся конический кулачок /, где ролик 3
движется по сложной криволинейной (типа винтовой) поверхности аа
кулачка и получает .поступательное движение.
Пространственные кулачковые механизмы широко применяются
во многих машинах и особенно в автоматических станках. Такне, ме-
ханизмы можно встретить в револьверных автоматах (кулачковые
барабаны), в лубрикаторах, в швейных н текстильных машинах, в
пневматических дрелях, в прокатных и раскаточных станах и т. д.
5. ФРИКЦИОННЫЕ МЕХАНИЗМЫ
Передач вращения от одного колеса к другому можно осуще-
ствить без зубчатого зацепления, а только при помощи трепня (фиг.
132). Такой механизм называется фрикционным. Во всякой
фрикционной передаче важно обеспечить достаточное нажатие одного
колеса на другое. Это можно осуществить, например, при помощи
пружины. Колеса могут быть изготовлены из стали или чугуна. Для
обеспечения работы без проскальзывания одно колесо обычно обивают
материалом, коэффициент трения которого достаточно велик. Хороши-
ми фрикционными материалами, дающими возможность получить вы-
сокий коэффициент трения, являются материалы из асбеста, пропи-
танные различными веществами. В паре с чугуном эти материалы
Фиг 133. Лобовая фрикционная передача.
обеспечивают коэффициент трения 0,4—0,5 и более (см. габл. 18).
Передаточное число определяется по формуле
,= Щ _
«s Dj. ’
где nj—число оборотов ведущего колеса,
п2 — число оборотов ведомого ко чеса:
D\ — диаметр ведущего колеса;
D, — диаметр ведомого колеса.
Колеса фрикционного' механизма могут быть изготовлены кониче-
скими, хотя Такая передача применяется редко, так как прижатие кат-
ков одного к другому, кроме дополнительных усилий иа валу и опорах,
а*
вызывает еще и осевые усилия. Вместо конических катков чаще при-
меняется лобовая фрикционная передача (фиг. 133). Катки 1 н 2 ци-
линдрические. Каток 2 имеет возможность перемещаться вдоль оси.
Число- оборотов вала В будет изменяться при постоянном числе обо-
ротов вала И в зависимости от величины х. Передаточные числа
наименьшее и наибольшее i/max) будут
^2 ^тах ^2 5“шщ
где 1 — коэффициент, учитывающий проскальзывание (£=0,995 для
сухих и £=0,95 для смазанных поверхностей)
< называемых винтовых фрик-
кь при помощи фрикционного
механизма бесступенчатое изме-
нение чисел оборотов широко
используется в таких механизмах,
где нужно получить плавное ре
гулир'оваиие скорости
Л!еханизмы для бесступенча-
того изменения скоростей назы-
ваются вариаторами. Для
получения больших передаточных
отношений применяются вариато-
ры, в которых оолшс расположен
между двумя конусами или
вместо ролика между двумя
бесконечный ремень с колодками, стальные кольца, клиновые ремни,
цепи. Сдвигание и раздвигание конусов для регулирования числа оборо-
тов достигается специальными устройствами, например, пружинами.
Передаточные числа такого вариатора определяются:
з
Такой механизм применяется
гнойных прессах. Возможность
конусами (фнг. 134) располагается
гппп
Впузх
!тах —
У?
'^тах -
------------------ ,
Обозначения прежние, а также на фиг 134
6. МАЛЬТИЙСКИЕ МЕХАНИЗМЫ
Мальтийские механизмы служат для прерывистого по-
ворота ведомого звена (креста) при постоянном вращении ведущего
звена (кривошипа). На фиг. 135 показан механизм шестилопасгного
мальтийского креста, ведущее звено 1 которого несет на себе ролик
А, входящий в радиальный прорез креста (звено 2). По выходе паль-
ца из прореза ведущее звено начинает скользить по внешней вогну-
той поверхности звена 2 и этим тормозит его движение. Так как
звено 2 имеет шесть прорезов, то за время одного своего оборота оно
шесть раз поворачивается с переменной угловой скоростью иа угол
ф=ь60° и шесть раз останавливается. Каждый поворот звена 2 соот-
ветствует одной трети оборота звена /, а остановка продопокается в
течение поворота звена 1 на 240°. Ведущее звено / имеет шайбу или
Фиг 135. Передача шостилопаст-
вдоги мальтийским крестом
Фиг. 136» Шестиконечный Фиг. 1'37. Выключаеощпй меха-
выключающий механизм. том револьверной головки.
Фиг. 138, Xpauosoe колесо.
Таблица 24
Расчетные зависимости мальтийских правильных
механизмов
Искомая аеличяна Обо- значе- ние Число прорезов
3 4 5 6 8
Рзциус креста Р 0.577г Г 1 37 1 .732- 2.414г
Расстояние между осями а 1 Д 54г I,414г 1,701г 2 0г 2,613г
Время поворо- та креста на одно деление t (сск ) I 0 п 15 а IB п 20 п 22 Б п
Время останов- ки креста при равномерном вращении кри- вошипа 50 45 42 30 37 .5
(сек ) п и п к п.
п — число оборотоз кривошипа г — радиус кривошипа в cai в минуту.
диск, дуга которого предотвращает произвольное поворачивание креста
во время его покоя. Мальтийские механизмы могут иметь различное
число прорезов. Количество кривошипов (цевок) тоже может быть
различно. В табл. 24 приведены расчетные зависимости для мальтий-
ских механизмов с наружным зацеплением.
Мальтийские механизмы применяются в различных автоматах и ме-
ханизмах, где требуется прерывистое движение, включение или вы-
ключение каких-либо механизмов в определенный момент Часто меха-
низм мальтийского креста применяется в сочетании с другими механиз-
мами, например с кулачковыми.
На фиг. 136 изображен шестиконечный выключающий механизм.
Останов совершается при помощи штифта 3 па рычаге 2, управляе-
мом кулачком 7. Остановочный штифт 3 в конце периода включения
вводится в прорез креста и перед началом периода включения выво-
дится из него. На фиг. 137 дана передача такого же типа Разница
лишь в том. что она может быть применена для вращения только в
одну сторону. Выведение остановочного штифта и начале включения
производится кулачком, а затем он прижимается к окружности колеса
:И в конце периода включения вводится в прорез. Такой механизм ши-
роко применяется в револьверных и других металлорежущих станках,
где требуется периодическийповорот револьверной головки или пово-
ротного стола.
7. ХРАПОВЫЕ МЕХАНИЗМЫ
Храповые мс х ани з м ы служат главным образом для того,
чтобы пернодическч препятствовать действию силы на механизм и
Фиг. 13D. Устройство
для поднятия собачки
Фиг. 140. Гормо-
зящий храповой
механизм
Фиг. 14< Колодочные храповые механизмы.
а — ручкой тормоз; б — механический тормоз.
вновь давать возможность движения, для устранения возможности пере-
мещения какого-либо звена в одном направлении (запирающие устрой-
ства); для обеспечения свободного поворачивания связанных звеньев в''
одном направлений (муфты обгона и-др.). Храповые механизмы могут
быть зубчатые и фрикционные. Зубчатые храповые механизмы состоят
из зубчатого храпового колеса пли зубчатой рейка и коромысла, или
ползуна, с закрепленной на них собачкой. Храповое колесо может
иметь наружные, внутренние и торцовые зубья (фнг. 138, а, б, в)
Собачки чаще всего делаются поворотными с прижатием к колесу при
помощи пружины или собственного веса. Для устранения шума от пры-
гания собачки по зубьям при обратном ходе имеется несколько спосо-
бов, например, устанавливают рычажок, который скользит по втулке
храповида и при его вращении поднимает собачку (фиг. 139). Храпо-
вой механизм можно сделать тормозящим (при вращении храпового ко-
леса в обе стороны). Для этого колесо должно иметь симметричную,
например прямоугольную, форму зуба (фнг 140). Фрикционные хра-
повые механизмы при больших скоростях могут обеспечить возмож-
ность сцепления связываемых звеньев при любом и.\ относительном по-
ложении. Фрикционные храповые механизмы могут быть роликовые,
кулачковые п-колодочные, Роликовые (фиг. 141) применяются, напри-
мер, в муфтах обгона Кулачковые (фиг. 142) применяются, напри-
мер, для зажима деталей при их обработке на станках На фиг. 142, а
кулачками зажимается деталь снаружи, а на фиг. 142, б изнутри.
При назначении размеров храповых кулачковых механизмов (фиг. 143)
необходимо соблюдать неравенство
тг
где а — угол трения па фрикционной поверхности;
/—коэффициент трения между кулачкам и осью или гнездом;
тг—радиус оси или опорной поверхности кулачка;
г— наименьшее расстояние от центра вращения кулачка до точки
касания
Колодочные храповые механизмы устроены подобно колодочным
тормозам (фиг. 144). Для того чтобы механизм работал нормально,
необходимо, чтобы угол АВС был тупой для торможения при враще-
нии колеся по часовой стрелке или равным 90° при торможения в
двух направлениях.
8. БЛОКИРУЮЩИЕ МЕХАНИЗМЫ
Блокирующие механизмы служат для предохранения ма-
шины от несовместимых включений или самовключений, например,, от
одновременного включения двух скоростей в коробке передач авто-
мобиля, одновременного включения продольнойнпоперечной подач в
токарном станке, а также от неправильной последовательности вклю-
чений: от включения главного привода машины при невключештой
системесмазки ит.п. Если движущиесязвенья или различные механизмы,
которые требуется сблокировать, конструктивно находятся вблизи один
тот другого, то блокирующие механизмы могут быть очень просты. В
одном из звеньев следует лишь предусмотреть паз, а в другом выступ
с тем, чтобы в нужный момент произошло запирание механизма. Прн
большом расстоянии между звеньями, которые надо сблокировать, ме-
ханизмы выполняются с промежуточными звеньями в виде поступатель-
но перемещающихся стержней-фиксатсров (щупов) или поворотных
рычагов-фиксаторов с конусными или клиновыми концами, входящими
з соответствующие гнезда блокируемых звеньев
9. ТОЧНОСТЬ МЕХАНИЗМОВ
Практически построенный механизм не может осуществить пред-
писанный закон движения с абсолютной точностью. Эго объясняется
тем, чти размеры реальною механизма всегда отличаются от размеров
идеального механизма. Реальный механизм будет воспроизводить движе-
ние с- ошибками в положении и в перемещении. Для повышения точ-
ности работы механизма нужно предусматривать соответствующее ка-
чество обработки, выдерживать прн сборке заданные размеры и т п
Однако при конструировании и изготовлении механизмов следует в
разумных пределах предъявлять требования к качеству изготовления,
так как излишне высокая точность приведет к удорожанию механизма
Для того чтобы по возможности предусмотреть'при разработке схе
ыы,и конструкции механизма слияние возннкаю’щих конструктивных
и других ошибок, их нужно заранее знать. На точность работы нового
механизма может оказать влияние следующее:
1) неточный расчет движения отдельных звеньев механизма;
2) технологически неизбежные отклонения в размерах и форме
деталей;
3) непредвиденное изменение формы и размеров деталей под вли-
янием сил, действующих в механизме, или так называемая упругая
деформация звеньев Для уменьшения упругих деформаций необходи-
мо в конструкциях предусматривать увеличение жесткости, усиливая
иногда детали ребрами, выступами и т. д.,
4) возможное смещение одних деталей относительно Других (по
стыкам) в неподвижных соединениях за счет неплотности прилегания
поверхности одной детали к другой, а также из-за коробления деталей,
5) смещение одних детален (звеньев) относительно других в по-
движных соединениях за счет зазоров и толщины слоев смазки. Осо-
бенно это сказывается, когда изменяется направление движения или
величина нагрузки.
Для механизмов i машин важна не только первоначальная точность
работы, но и способность сохранять эту точность прн длительной эк-
сплуатации, а также- при длительном хранении машины На точность
работы механизма, находящегося в работе, может оказать влияние
следующее: 1) износ трущихся поверхностей В ряде случаев имеется
возможность компенсировать износ в процессе работы механизма; 2) из-
менение формы и размеров деталей в неподвижных соединениях от
больших нагрузок, например, от большого удельного давления по-
верхность может получить смятие; 3) коробление деталей после
-•ого, как деталь в процессе изготовления нагревалась пли после от-
ливки'не была подвергнута старению.
Для оценки ошибок механизма и их влияния на его работу обычно
сравнивают реальный механизм с идеальным, имеющим абсолютно точ-
пые размеры звеньев. При определении влияния ошибок на работу ме-
ханизма следует иметь в виду, что: а) если в механизме имеется не-
-сколько разных ошибок, то каждая из них действует на ведомое зве
но независимо от другой, б) ошибка, допущенная в механизме, пере-
ходя от ведущего звена к ведомому, увеличивается или уменьшается
в зависимости от передаточного числа: в) ошибки, переходя от звена
к звену, могут складываться (накопляться) или вычитаться (уравнове-
шиваться) Если одна деталь изготовлена с положительным допуском
(в пределах заданных допусков), а другая с отрицательным, то ошиб-
ки вычитаются, и наоборот. Особенно это важно в многозвенных . ме-
ханизмах. Здесь плохо рассчитанное пли неучтенное накопление оши-
бок может привести к тому, что механизм работать не будет совсем.
ЛИТЕРАТУРА
I И И. А р т о б о л е в с к я й, Механизмы, АН СССР. т. I, 1957.
т. II, 1958.
2. И. И. Артоболевский, Механизмы. Пособие для инженеров и изо-
-бретателей, АН СССР, 1947
3. В, А. Зиновьев, Курс теории механизмов и машин, Физматгиз, М .
1960
4. С И Ко ж е в и II гс о в. Элементы механизмов, Москва, 1950
5. И. Г Бруевич. Точность механизмов. Гсстехпздат, 1946.
6. Справочник машиностроителя, т 1,’Матцгиз, 1956
7- . Энциклопедический справочник «Машиностроение» т- II. Машгпз, 1948,
8. Детали машин, под ред. И С. А ч е р к а н а. кн. I, Фрикционные
.передачи 1! вариаторы, Машгвз, 1953.
9. Г, Г. Баранов, Курс теории механизмов и машин, изд. III, Машгпз,
1959
II). Н. И. Колчин, Механика машин. Машгпз. 1957.
ИАН М ы т и и с к и й и др., Техническая механика, Судпромгиз, Л.,
>1957.
ГЛАВА V
ГИДРАВЛИКА И ГИДРАВЛИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
В этой главе приводятся краткие сведения из гидравлики и о гид-
равлическом оборудовании, которые чаще всего могут потребоваться
рационализатору,
В технике нельзя обойтись без знания законов движения и равно-
весия жидкостей, изучаемых гидравликой. Эти -законы используются,
например, при конструировании турбин, насосов, .гидроприводов, раз-
личных средств гидромеханизации и т. и. Движение газов в большин-
стве случаев подчиняется тем же законам, что и движение жидкостей.
Характерной особенностью жидкостей и газов является их текучесть,
т. е. изменение форм даже под действием малых сил.
1. ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА жидкости
Жидкость характеризуется плотностью, и удельным весом.- Плот-
ностью жидкости р в данной точке называется масса жидкости,
заключенная в единице объема: [p]=« сед®/л*. У дельным весом
у называется вес жидкости в единице объема: [у] = ка/Л!3.
Плотность и удельный вес жидкости связаны соотношением
Y=Pg,
где g — ускорение силы тяжести (9,81 м/сек2).
Значения удельного веса и плотности некоторых жидкостей и газов
в зависимости от температуры и давления даны в табл. 25, 97 и 100.
Гидростатическим давлением р называется отношение силы, нор-
мальной к поверхности и равномерно по ней распределенной, к величине
этой поверхности- •
F
Р=^~ кг/см2.
Два свойства гидравлического давления: I) давление р в дан
ион точке всегда перпендикулярно к- рассматриваемой поверхности жид-
кости:. 2) давление в точке, находящейся в жидкости, во всех направ-
лениях одинаково. Давление измеряется манометрами, показываю-
щими. разность давлений, и'барометрами, показывающими абсо-
лютное давление. Манометры делаются' жидкостные, пружинные и
специальные. < ,
Давление измеряется чаще в кг/см2, иногда в кг/м2. Дав-
ление в 1 кг/см2 называется технической атмосферой
{ат). Давление в одну физическую атмосферу при нормальных усло-
виях на уровне моря равно 1,0332-кг/слг2, что соответствует столбу
ртути в 760 мм или столбу воды в 10,331 м с
Таблица 25
Удельный вес (^) и плотность (р) жидкостей и газов
Жидкость Темпе- ратура, °C кг/м ’ Р> кг- Газы При [5 ° С и этмо« сфермом давлении 750 рт. ст
jcs/m'1 Р- ка-свкй'м*
Бензин.... [5 68 U—740 69—7 3 Водород i . » 0,0827 0,00813
Бензол . П 900 91 ,9 Водяной пар . 0,739 0,0 754
Глицерин без- водный Касторовое 0 1260 128,6 Воздух . . . 1,188 0,121
масло. [5 970 99 Кислород . . Окись угле- I ,312 0,134
Керосин . • . 15 790—820 81—84 рода 1,148 1 .8 04 0,117
Нефть...» 19 760—900 78—92 Углекислота . 0,184
Сжимаемость. Жидкости в отличие от газов оказывают боль-
шое сопротивление изменению объема^ Так, чтобы изменить первона-
чальную плотность воды на 1%, необходимо увеличить давление
.при постоянной температуре на 210 ат Поэтому сжимаемостью так
называемых капельных жидкостей пренебрегают, считая их практически
несжимаемыми' Газы обладают большой сжимаемостью в отличие от
•капельных жидкостей (см. свойства газов в главе VII)
2. ГИДРОСТАТИКА
Гидростатика изучает силы в покоящихся жидкостях и пи силы
равновесия Если бя жидкость отвердела, то условия ее равновесия
совпали бы с условиями равновесия твердого тела. Кроме нормальных
‘поверхностных сил, в покоящейся жидкости могут действовать мас-
совые силы. К их числу относится сила тяжести,
Давление в точке, погруженной в жидкость иа глубину Л, равно
-атмосферному давлению pQ над поверхностью жидкости плюс произ-
ведение ‘нз удельного веса на глубину погружения точки
Это основное уравнение гидростатики.
Закон Паскаля
Внешнее давление в покоящейся жидкости передается равномерно
во все стороны и на все точки занимаемого жидкостью объема.
На способности жидкостей распространять но всему объему давле-
ние, производимое в каком нибудь отдельном месте, основан' гидрав-
лический пресс — машина для обработки давлением различных мате-
риалов, приводимая в действие жидкостью, находящейся под высоким
давлением. Гидравлический пресс представляет собой два цилиндра
различных диаметров, сообщающихся между собой и заполненных
жидкостью (фиг. 145) Для гидравлического пресса справедливы сле-
дующие соотношения:
г, ' d, dt ' 2 1
где Fr и Р2 — площади малого и большого поршней;
P-l П Рг — силы, приложенные к этим поршням;
, dt и d2 — диаметры поршней
Фиг. 1<5. Схема гидравличе-
ского пресеа.
Фиг. И6 Силы, дей-
ствующие на погру-.
женное тело
При помощи пресса может быть создана сила Pz во столько раз
больше силы Plt во сколько раз квадрат диаметра второго поршня
больше квадрата диаметра первого порцГня (если при этом не
учитывать разницу веса поршней).
Притер Определить, какое усилие может развить гидравлический пресс
если известно Pt ~ 50 кг, di — [ 0 мм; du — ) 00 мм.
rfl
РС = Р1 —
50. _!2®L=5OoO№'
10 =
Длина пути, на который перемещаются поршни, обратно пропОрцио
нальна площади поршней. Перемещение малого поршня будет больше
перемещения большого поршня во столько раз, во сколько раз его
площадь меньше площади большого поршня.
Закон Архимеда
Тело, погруженное в жидкость, испытывает со стороны последней
силу 7?, выталкивающую это тело из жидкости и равную весу вы-
гесненнсго объема жидкости, т. е
/?=ТУ,
где 7 — удельный вес жидкости,
V — объем тела.
Сила, выталкивающая тело, называется архимедовой, или подъ-
емной гидростатической. На тело, погруженное в жидкость (фиг. 146),
в конечном счете, действуют две силы: сила г я ж е с т и G (вес
тела) и подъемная гидростатическая сила/?
Сообщающиеся сосуды
В двух 'сообщающихся сосудах А и Б (фиг. 147), заполненных
различными однородными жидкостями с удельным весом и -;2, да-
влением на свободной поверхности жидкости РЛ и .р2 и поверхностью
Фиг, 147. Различные жидкости
в сообщающихся сосудах.
Фиг 14 8, Определение
Удельного веса жидкости
Фиг, 1Водо-
мерное стекло
раздела жидкостей ab гидростатическое давление в плоскости ab
будет: Р^Рг -f- — со стороны сосуда А и Р—Р±-Р — со
стороны сосуда Б. Так как жидкости- находятся в равновесии, то
соотношение Pi+7?ti — -p2+7iA- Если сосуды открыты и давление
на свободных поверхностях жидкостей равно:-атмосферному давлению,
т. е. Рг= Р2~ Ро, то
71Л1=72Л2 и ~=~
На принципе сообщающихся сосудов основано устройство прибо-
ра для определения удельного веса жидкости. Прибор изображен на
фиг. 148 Состоит он из двух сообщающихся вертикальных специаль-
ных трубок А п Б соединенных между собой изогнутым коленом С.
Одна трубка заполняется -исследуемой жидкостью, вторая — жидко-
стью известного удельного веса (например, водой). Количество жид-
костей подбирается так, чтобы уровни и среднем колене совпадали
друг с другом. Затем измеряется высота и и находится удель-
ный вес исследуемой жидкости'
На принципе сообщающихся сосудов устроены и многие другие
приборы, которые широко применяются на практике. Это водомерные
стекла (фиг. 1*19), пьезометры, ртутиые манометоы, обыкновенные в
дифференциальные манометры, вакуумметры и т, д,
Сифон
Сифон представляет собой открытую с обеих сторон изогнутую
трубку с коленами разной длины (фиг. 150). Если открытые колена
сифона погрузить в жидкость, находящуюся в двух сосудах 4 и Б,
причем свободная поверхность
жидкости в .сосуде А лежит вы-
ше, чем в сосуде Б, и если си-
фон предварительно наполните
гкидкостыо, то жидкость из сосу-
да А будет перетекать по сифо
иу в сосуд Б
Давление в сифоне в точке С
со стороны 5 меньше, чем дав-
ление воздуха на величину стол-
ба воды БД, давление со сторо-
ны А меньше на величину столба
воды АЕ, Т- е. в точке С Давле-
ние со стороны А больше, чем
со стороны Б, на величину разно-
сти столбов воды ВД —АЕ. По-
этому жидкость течет из верхнего сосуда в пижиий Сифон приме-
няется для выливания жидкостей из сосудов, которые нельзя опроки-
нуть (автомобильный бак, железнодорожная цистерна и Др ),
з. 'гидродинамика
Гидродинамика рассматривает движение жидкостей. Жидкость, не
обладающая вязкость to (нет сил трения и' молекулярного сцепления)
к представляющая собой некоторую массу, заполняющую объем, на-
зывается идеальной жидкостью Жидкость, обладающая вяз-
костью, называется реально.й жидкостью
Движение реальной жидкости. Вязкость
Различают два вида движения реальной жидкости: ламинарное и
турбулентное. При ламинарном, т, е, установившемся, движении
слон жидкости не перемешиваются, при турбулентном, т е
неустановившемся, движении частицы жидкости в потоке движутся
беспорядочно.
При движении вязкой жидкости в точках, где эта жидкость при-
мыкает к твердой неподвижной стенке, скорость жидкости обращается
в нуль В связи с этим распределение скоростей жидкости по сечению
трубы при ламинарном движении выглядит так, как представлено на
фиг, 151. Следовательно, отдельные слои жидкости скользят друг
по другу и между ними возникает сила трения, зависящая от многих
причин и в том числе от коэффициента трения. или от величины абсо-
лютной вязкости жидкости В гидравлике часто пользуются коэф-
в
фиццентом кинематической вязкости или просю кине-
матической ня: костью v.
ix
у~— см.-/сек,
Р
<Г-пг. 151 Распределение скорости
по сечению трубы
где р — плотность жидкости.
Кинематическая вязкость, равная 1 см1/сек, называется стоксом.
Абсолютная вязкость измеряется в единицах, называемых пуазами,
кинематическая вязкость измеряется стоксами, 1 .\Г/сек = 10000
стоксов. Ввиду трудности непосредственного измерения абсолютной
пли кинематической вязкости на
практике обычно определяют ус-
ловную или относительную вяз-
кость при помощи приборов вис-
козиметров (по истечению жид-
кости через малое отверстие)
Вязкость масел в СССР
измеряют в градусах Эн-
глера, которые представляют
частное от деления времени ис-
течения 200 слг испытуемой жид-
кости через капилляр диамет-
ром- в свету 2,8 мм на время
истечения через тот же капил
ляр 200 с,и3 воды при 20° С Для характеристики масел применяют
показания вискозиметра при 20, 50 и 100°С, обозначая их соответствен-
но °Еа0, °Е50, С1Е1(д). Перевод кинематической вязкости в сантистоксах
(мм2/сек) в удельную вязкойь по Энглеру, выраженную в вЕ, при-
веден в табл. 26.
Сравнение единиц вязкости
Таблица 26
Сантн- | стоксы °Е Санти- стоксы °Е Санти- стоксы “Е Синти- стоксы °Е
1 .0 [ ,ои 6,0 1 ,48 14,0 2,26 34 .0 4.72
1 ,5 1 ,1)5 6,5 1 ,53 I 6,0 2,4 8 36.0 4.98
2.0 I , 10 7 .0 I ,57 18,0 2,7? 38,0 5,24
2.5 1.15 7 , б 1 ,62 2и ,0 2.95 40,0 5,50
3,0 I ,20 8.0 1,67 22.0 3.19 45.0 6,16
3,5 I ,24 8.5 [ ,72 24,0 3,43 50,0 6,81
'4 ,0 1 ,29 9,0 1 ,76 26,0 3,68 55,0 7.47
4 , 5 J .34 9.5 1 ,81 28.0 3 ,95 би ,0 8.13
5.0 1 г39 10,0 1 ,86 30 ,0 4 ,'2<1 65,0 8,80
5,5 1 .43 12.0 2.05 32.0 4 , 16 70,0 9,48
75.0 10,15
Вязкость различных сортов нефтяных индустриальных масел при-
водится в табл 130
Вязкость жидкости изменяется с температурой: чем выше темпе-
ратура, тем ниже вязкость. В табл. 27 дана зависимость кинема-
тического коэффициента вязкости воды от температуры.
Таблица 27
Зависимость коэффициента вязкости от температуры
стоксы стоксы 1° ото псы
0 0.017940 I [ 0,01274-0 24 0,009186
I 0,017321 12 0,012396 0,012067 26 0,008774
2 0,016740 13 28 0,006394
0,016193 14 0,011756 30 0,003032
4- 0,01.5676 15 0,0114-03 35 0,007251
5 0,015188 [ 6 0,011177 4U 0,006587
6 0,014726 17 0,010888 4 5 0,006029
7 0‘,014289 18 0,010617 50 0,006558
8 0,013873 19 0,010356 55 0,005147
9 0,013479 20 0,010105 60 0,004779
10 0,(11 3101 22 0.009892
4. ИСТЕЧЕНИЕ ЖИДКОСТИ
Задача об истечении жидкостей через отверстие является одной
из основных задач гидравлики Она сводится к определению скоро-
сти истечения и расхода вытекающей жидкости.
Истечение из отверстий в тонкой стенке
Понятие тонкой стенки справедливо тогда, когда диаметр отвер.
стия больше, чем удвоенная толщина стенки Cd > 26). Здесь отсутст-
вует направляющее действие стенок отверстия (фиг. 152). Скорость
истечения определяется по формуле:
р=® V^gH,
•ЖИДКОСТИ
где — скоростной коэффициент для отверстий:в тонкой-стеи-
ке (табл. 28);
§•=9,81 м/сек*— ускорение силы тяжести;
Н — высота от центра отверстия до свободной поверхности
жидкости.
9 ЗмКаз 761
7 аблица 28
Коэффициенты истечения для воды в различных случаях
Типы отверстий и насадкой Коэффициенты
° р
Отверстие и тонкой стенке . . , 0,64 0,97 0,62
Цилиндрический внешний насадок 1,6 С ,82 0,82
Цилиндрический внутренний насадок I ,0 р, 71 0,71
Конический схоляшнйся пасапок . 0,983 0,907 0,9+S
Конический расходящийся насадок 1 0,45 0 ,45
Кономдалъпь|й насадок 1 .0 0,97 0,97
Расход жидкости при истечении через отверстие равен:
<2 = рш ^-S^i
где р=ео.— коэффициент расхода, учитывающий сжатие струи и
вязкость;
со — поперечное сечение отверстия;
в — коэффициент сжатия струп жидкости после истечения
из отверстия (табл. 28);
ф — коэффициент скорости.
Истечение через насадки
При значительной толщине стенка резервуара оказывает свое влия-
ние на характер истечения жидкости. Характер истечения через от-
верстие в тонкой стенке, снабженное короткой трубкой круглого се-
чения, будет такой же, что и через отверстие в толстой стенке. Дли-
на трубки должна быть примерно равной толщине стенки. Такие д
трубки называются насадками и имеют широко? применение. в'
технике Наиболее распространенными типами насадков являются!
1) цилиндрические насадки — внешние и внутренние (фиг 103, а, б),
2) конические насадки — сходящиеся и расходящиеся (фиг. 153, в, г);
3) коноидальные насадки криволинейного очертания, имеющие форму
сжатой струи (фиг, 153, <Э), Длина цилиндрических насадков обычно
берется равной 3 — 4 диаметрам отверстия, конических—3 диаметрам
В цилиндрическом насадке струя прн входе в него подвергается сжа-
тию, а затем идет полным сечением. В коническом сходящемся на-
садке явление внутреннего сжатия сказывается слабее, но прн выхо-
де из насадка происходит второе (внешнее) сжатие. Здесь потеря
напора меньше, чем в цилиндрическом насадке, а коэффициент ско-
рости больше В коническом расходящемся насадке струя прн входе
претерпевает значительное сжатие, затем расширяется н заполняет
все сечение. Внешнего сжатия при выходе из насадка нет. Однако
при угле конусности, большем чем 8°, этот насадок перестает рабо-
тать полным сечением. Коноидальные насадки имеют самые лучшие
показатели из всех насадков: самые большее скорости н макашаль-
ные расходы. Однако из-за трудности изготовления они применяются
редко.
5. ТРУБОПРОВОДЫ
Расход воды и диаметр трубы
, Расход воды в трубопроводе (фиг. 154) определяется по формуле
A ]Л7,
где А—модуль расхода, представляющий собой расход жидкости
при гидравлическом уклоне i — 1. Модуль зависит от
диаметра трубы я шероховатости ее стенок;
П —
t = —— — гидравлический уклон, равный потере напора па единицу
длины трубопровода;
Йл п, — потерн напора на всей длине трубопровода;
5 — длина трубопровода.
В табл. 29 даются значения потерь напора в метрах водяного
столба, вычисленные на 100 м длины прямой стальной 'грубы при
Фиг- 154. Расчетная схема npni'Tnrn дпипапги
цодопровода.
различных расходах воды Диаметры труб являются стандартными и
соответствуют «условному проходу», несколько отличному‘от дей-
ствительных диаметров труб. Для определения потерь напора при
заданном расходе через трубу фактического диаметра с учетом за-
грязнения трубы на 0,5 мм и для определения скорости пра той же
потере напора и той же шероховатости, как и при вычислении по
условному проходу, можно пользоваться табл. 30.
Для перехода от вычисленных значений при высоте выступа ше-
роховатости 0,5 лиг к другим значениям выступа применяются коэффи-
циента! пересчета, приводимые-в специальной литературе.
Местные сопротивления
Помимо потерь цапора на преодоление сопротивлений по длине
трубопровода существуют еще местные потери на преодоление мест-
ных сопротивлений клапанов, поворотов трубы, внезапных сужений
Габлииа 29
Потери иапора дтя 100 л водопроводных труб, бывших в употреблении
Q 100; 0 100Z 0 100/ V 100г О 1001 V 100, D
d = 13 d = 19 d = 25 <f = 32 38 d =50
0,01 0,21 1 0,08 0,22 0,03 0.00 5 0,02
0,05 з,ео 0,38 0,54 0,18 0,124 0,10 0,03 0,06 __ __
0,10 14,5 0,75 1 ,94 0,35 0,449 0,20 0,13 0,12
0,25 85,9 1,88 11,5 0,88 2,75 .0,51 D.75 0.31 0,30 0,22 ' 0,077 0,13
d = 63
0,50 0,08 0,16 45,6 1,76 10,5 1 ,02 2,85 0,62 1,26 0 ,44 0,289 0,26
0,75 0,18 0,24 — — 23, 3 1 ,53 6,30 0.93 2,7 0,66 0,597 0,38
<i = 75
1 ,00 0,32 0,32 41 ,2 2,04 10,90 1 ,24 4,65 0,88 1.049 0 .51
1 ,25 0,48 0,40 0,197 0,28 — 17,00 1 ,55 7,05 1,10 1,64 0,64
1 ,50 0 64 0,4g 0,283 0,34 24,7 1 ,87 10,15 1,32 2,48 0.79
d-= -100
1.75 0,94 0,56 0,38 0,40 9,085 0,22 3 3,25 2,18 18.70 1 »54 3,12 ' 0,89
2,00 1,20 0,64 0,44 0,45 0,110 0,25 — — 17,80 1 ,76 4,07 1 ,02
d = -125
2,50 1 ,90 0,80 0,76 0,56 0,173 0,32 - - 27,90 2,21 6.30 1 ,-5?
3,00 2, 70 0,96 1,08 О',.68 0,24 0,38 0,074 0,24 — — 9,10 ’ 1,53
d = 150
3 „50 3,65 1,12 1 ,45 -0,79 0,34 0,45 0,106 0,29 12,2 1,78
4,00 4 ,75 1 ,28 1,91 0,91 0,43 0,51 0,136 0,33 0,054 0.23 16,0 2.04
4 ,50 5,95 1 ,44 2,39 1,02 0.53 0,57 0,178 0,37 0,068 0,26 20.6 2,29
Гидравлика и гидравлическое оборудование
Таблица 29 (окончание)
Q 100/ 0 1 001 V 1001 а 100. V 1607 У 100/ 0
5.00 5.50 6,00 6,50 7,00 7,50 6 .00 8,50 9,00 9,50 10,0 11 12 13 14 15 16 1 7 18 19 20 Пр 2 . d — 1 — гид 7,45 8,98 10,60 12.25 14,20 d = 0,021 0,025 0,030 0,035 0,043 0,049 0,056 0,063 0,070 0,078 0,085 и м е ч а я внутрепни оавлвчеек 1 I,61 1 ,77 1 ,93 2,08 2,25 25^ 0.20 .0,22 0,24 0,26 0,20 0,31 0,33 0,35 0,37 0,39 0,41 к я: 1й Т 1 диамет 1Й уклон- 2 .90 3,52 i .20 1.92 5,75 6 ! 5 о 7,45 8 ,4(1 9,41 10,50 1 1,50 14.00 d = 0,018 0,022 0,02-1 0,026 0,031) 0,032 аблица сос ? (УСЛОВ1 - потеря 1 ,13 1 ,25 1 ,47 “ 1 .59 1 ,70 1 ,70 1 ,81 1.93 2,04 2,16 2,26 2.49 300 0.21 0,23 0,24 О’, 25 0,27 0.28 тавлена и ый прохо напора на 0,66 0,78 0,95 1 ,10 1 ,25 1 .47 1.64 1 .85 2.04 2,30 2,53 3 ,07 3,68 4 ,30 5.00 5.70 6 ,46 7.25 8.15 9,08 10,00 э формуле д) в «л;. '1 ж длин 0,64 0,70 0.77 0.83 0,89 0.96 1 .02 1,08 1 ,14 * 1.2 1 1 ,27 Г ,40 1 .53 1.65 1 .78 1 .91 2.04 2Л6 2,29 2,42 2.55 теории Q — раехо ы. 0,208 0 .251 0.293 0 .342 0,394 0,450 0.513 0.572 0.638 0 ,708 0,800 0 .972 1,13 1 .32 1 1 ,53 1,75 2.00 2,26 2,49 2,80 3.09 турбулет д воды в 0,41 0,45 0,49 0,53 0,57 0.61 0,65 0,69 0,73 0,77 0.82 0.90 0,98 1 ,06 1 ,14 1,22 1 ,30 1 ,39 1 .46 1,55 1 ,63 кости при л(сек\ v rf = 0.079 0.096 0,<JL2 0.135 0.157 0.173 0.198 0,224 0,252 0.282 0,313 0.368 0.44 1 0,518 0,584 0,670 0,778 0,864 0.970 1,08 1,18 эквивалет — скорост 1 50 0.28 0,31 0.31 0,37 0,40 0,42 0,45 0.48 0 51 0.54 0,157 0,62 0,68 0.74 0,79 0,85, 0,91 0,96 ‘ 1.02 1 ,08 1 ,13 1Т1>ой щер< ъ движе 25 1 0,034 0,040 0,048 0,051 0,058 0,062 0.070 0.083 0,093 0Л15 0.136 0, 166 0, 174 0,194 0.216 0.239 0,271 эховатостч <ИЯ ВОДЫ 2,55 200 0,22 0,24 0,25 0,27 0,29 0,30 0.32 0,35 0.38 ' 0,41 0.45 0.48 0.51 0,54 0,57 0,60 0,64 0,5 ли; в л-1/гек;
Трубопроводы 133
Таблица 30
Поправочные коэффициенты для учета отклонения
действительных диаметров водопроводных труб оТ стандартных
Условный проход. Виут рен- нин диа- метр Чу гунны X труб, Л1М Внутрен- ний диа- метр стальных труб, Внутрен- ний диа- метр сталь- ных Труб за вычетом загряз Eie- нпя по 0,5, лит Коэффициенты для стальных труб (к табл. 29)
изменение потерь при данном Q ‘ изменение скоростей При данном г
1 0 10 12,50 11 .50 14,15 0,474 1.100 , 1,088
13 13 15.75 0,510
19 19 21,25 20.25 0.712 1.044
25 25 27,00 26,(1U 0,811 1 .027
32. 32 35,75 34,75 0,644 1 ,057
38 38 *1 1 ,00 4 0,00 0,770 1 ,033
пли расширений и т. д. Величина местных потерь определяется по
формуле:
где v — скорость в сечевид. после прохождения препятствия;
g = 9,81 — ускорение силы тяжести;
g — коэффициент местного сопротивления, зависящий от типа
и характера сопротивления.
6. НАСОСЫ
Насосы разделяются по назначению на насосы для воды, для
нефтепродуктов, песковые, шламовые, торфяные и другие; по роду
привода: на ручные с приводом от электродвигателей, с Приводом
от паровых машин; по ' конструкции: на шестеренные, лопастные,
поршневые, центробежные и другие,
Шестеренные насосы состоят из двух шестерен
(фиг. 155), вращающихся в уплотняющем кхркухе. Выступы зубьев
входят в зацепление, выжимают масло из впадин, создавая высо-
кое давление нагнетания Всасывание происходит благодаря разре-
жению, создающемуся в местах выхода зубьев из зацепления.
Шестеренный насос ’ может работать и в качестве гидродвигателя.
Технические данные шестеренных насосов приведены в табл.. 31.
Лопастные насосы состоят из роторного диска с лопастя-
ми (фнг. 156), вращающегося в статорном кольце с внутренним
эллйпсообразным профилем. Благодаря такой форме статорного
кольца лопасти дважды за один оборот выдвигаются из пазов
ротора, образуя камеры, в которые засасывается масло из резер-
вуара, и дважды вдвигаются в пазы, уменьшая размер камеры
между лопастями и пагнетая засосанное масло. При вращении
ротора по часовой стрелке масло засасывается одновременно
в нижием правом и верхнем левом квадратах, а нагнетается в чвж-
пем левом и верхнем правом квадратах, Технические данные ло-
пастных насосов приведены в табл. 32.
Таблица 31
Технические данные шестеренных насосан серии Ш и ЩДП
Сип П р'онз иодител ь - кость, л/лгин Максимальное давление, к'г/см* Число оборотов в мину-17 Мощность, нет Объемный кпд Высота всасы вяння и Резьба (трубная). ДЮЙМЫ Электрический двигатель — тип Габаритные размеры: дли- на. Ширина, высота, льи £0 У У ср
Ш-18 18 25 1450 1 ,2 0,75 0,5 7, I38XI.32XI68 7,5
Ш-75 25 25 1450 I . 6 0,78 0,5 7+ — 1 38x1 32x1 68 7,5
Ш-35 35 25 1450 2,2 0 ,78 0,5 1‘Л I70XI72X185 14
Ш-50 50 25 1450 2.8 0.8(1 0,5 I ‘Л — I70XI72XI85 14
Ш-70 70 25 1450 1,0 0 ,80 0 ,5 1‘/. — 190X200X205 19.5
Ш-1 00 100 25 14 50 г) >г) 0,81 0,5 17, — 190X200X205 19,5
Ш-125 125 25 1450 6,8 0,83 0.5 i’/3 __ 190X200X205 25
ШДП-5 5 [0 1450 0,6 0.65 0,5 АЗ 1-4 17
ШДП-8 8 10 1450 0,6 0.65 0.5 /« A8I—4 —— 17
ШДП-12 12 25 1450 1 , 0 0,74 0,5 ЭЛ А32—4 40
1ПДП-18 18 15 1450 1 .0 0,79 0,5 :7t А32-4 — 40
ШДП-25 25 15 1450 1 ,0 0,81 0,5 7. АЗ 2—4 40
ШДП-35 35 15 14 50 1,7 0.83 0,5 1 А41—4 250X277X580 70
ШДП-5 fl 50 15 14 50 2,8 0,85 0.5 1 А42—4 250x277x580 70
ШДП-70 70 15 14 50 2.8 — 0,5 17= А 4 2—4 250X296X660 90
ШДП-125 1 25 15 1450 4.5 0.90 0.5 1‘/, А51-4 250x296x660 90
Таблица 32
Технические данные лопастных насосов серии Л1Ф
Тип Производитель- ность, л/мин Максимальное давление, ке/см2 Число оборотов в минуту Мощность, кет I Объемным к. п. д. Высота ВСаСЫва- ННЯ, м Резьба в от- верстии (трубная), ДЮЙМЫ Вест кз
нагне- тания всасы- вания
Л1Ф-5 5 65 950 1,12 0.62 0,5 7в 7. 0
Л1Ф-8 8 65 950 1 .5 0,71 0 .5 7а “Z. 9
Л1Ф-12 12 65 950 2,0 0.77 0,6 7s 7. 9
Л1Ф-25 25 65 950 3.6 0,85 0-.5 % У* 9
Л1Ф-35 35 65 950 4 .65 0,88 0,5 .7, 7. , 9
ЛЗФ-50 50 65 950 7,4 0,88 0,5 1‘л I1/, 22
ЛЗФ-70 70 65 950 9.6 0.90 0.5 1‘л /, 22'
ЛЗФ-100 100 65 950 13,2 0,92 0,5 1*А 17, 22
Ротацяо н но-порш левые насосы состоят из ротора
с поршнями, имеющими звездообразное или осевое расположение
(фиг. 157).
Ротор / вращается вокруг своей оси 0 вместе, с радиально располо-
женными в нем поршнями Обойма 2, удерживающая головки поршней,
расположена эксцентрично по отношению к ротору. При вращении ро-
Фнг. 155 Схема шестеренного
насоса.
Фиг. 156 Схема лопастного
насоса.
тора вокруг оси 0 каждый из
в роторе, при повороте на 180'
.Фиг. 157. Схема поршневого
звездообразного насоса.
В ц е к тр о б е гк н ы к нас
латками вращающегося колеса,
и скорость.
оршней, выдвигаясь кз своего отверстия
засасывает жидкость через каналы оси
в полость всасывания.
При дальнейшем вращении ротора
поршни получают движение по направ-
лению к центру ротора и подают жид-
кость в полость нагнетания. Каждый
поршень за один оборот делает один
двойной ход.
Передвижение поршней от центра
производится принудительно при помо-
щи пружин, за счет центробежной си-
лы или посредством подачи жидкости
под поршни на участках, всасывания от
вспомогательного насоса низкого давле-
ния (обычно шестеренного типа).
Рртациднно-поршиевые насосы могут
работать в качестве двигателя.
Характеристики поршневых насосов
приведены в табл, 33.
। с а ”. энергия жидкости сообщается ло-
При этом повышается как давление, так
Ойоэсосэотсхтхэня^*»* л «а» ь.^. л. a. oj w со wm^n Ps z> 5л W Zs Z4 z5» Z^ Z> Z> 7ч Я l^,-«r.»«».-»oeopoo’"’~^>“‘'-’cocoq>t3ico(0c}a> cyo> © OOGOto^StoiOCft'J COCO Wto bl CD CD Ю ©, ;□ ED J3 Ы W И Tun
5,5 5,5 5,5 16,7 13.9 15.1 12.5 32,0 29,2 30 ,4 25.0 25,0 23.6 25,0 22,2 47.2 38,8 38,8 41 ,7 37,5 77,8 G<H5 ,77.8 63,8 Производи- тельность, л/сек
—• >— TO to —1 to to to W |-" to to CO Л 4», © CO 1-? ^3 Ы СЛ — to £0 .л.-0 ^aDCnctoGoMcnoco^co^tO'—co'-'d^jococno toOlC^OMCCTUlWCa ГООСОК1©1ЛСтСлОСййСО Напор, /г
2900 2900 2900 2900 2900 2900 29 00 2900 2900 2900 2900 2900 2900 2900 : 2900 : 1450 1450 1450 1450 .1450 1450 1450 1450 ИЗО Число оборотов 6 минуту
3,6 2.8 2,2 I 7,0 10>8 7/8 4,6 51.0 40,0 28 .4 21 , 1 14,8 11,9 8 7 6.0 28, 0 20,0 16, 0 14.0 9,0 36,8 27 ,0 .22,0 15 ,0 на валу, г с. | Мощность I
4.2 3,2 2,2 16 10 7,2 5,1 1 4 r$ 35 28 20 16 12 7,2 5,8 : 29 | 22 17 1 13 7,8 37 27,5 22 13 двнгате ля, кот
61 65.6 65 66,3 64 71 ,5 71 68 .5 68.5 , 69 69 s 78 7b 78 76 76,5 73,6 76,0 81,0 78,9 82,5 81 .3 83,0 80,5 К- п д., %
7,2 7.2 7,2 5'. 6 5 .8 3,0 Б. 0 5, I 5 ,5 8,3 4,5 S .8 6,0 5.0 5.0 5,9 6,3 6,3 6,0 6,0 5.4 5,8 5,0 5,0 Высота иса сываяия, Л1
162 148 132 216 198 168 143 272 250 218 200 174 ; 163 1 148 135 328 300 275 262 230 315 290 268 250 Диаметр ра- бочего коле- са, ЛМ1
Технические данные центробежных насосов серии К
НП-50 ЫП-709А НП-712Б НП-715 НП-200 Тин
5 0' 100 200 400 200 Производительность, л/«мя
200 Юб 75 100 200 Давление, kbJcm*
950 950 950 950 950 Число оборотов в минуту
21 20,5 28 ,6 75 1100 Мощность, кет
©©©© СОСО из © 1 со сл to Объемный к. п. д
40 40 40 80 80 Производительность шесте- lieniioro насоса, л/мин
210 1110 85 1110 210 рабочий хоц, кг/см- ЗЯ ПР 3 о я w 5 ЕС К -Ь £□Я 2ш » ® 3 ° и я ' DD V
35 35 30 обратный ход, кг/см2
ООО] Оз ' 1©1 1 1 1 ° — Ой GO © Нестройна клапана шесте- ренного насоса, кг/смг
051 1ХООО I X 0&Z osuxoooixosz 098' X£Z9 X09Z 0Z9 XSZt Х009 919 ХОО, Х009 Габариты длина, высота, ширина, мм
300 350 700 1500 1200 Вес, кг
Технические данные поршневых насосов серии НП
Чтобы полученное увеличение скоростного напора использовать для
повышения давления, воду, по выходе ее из рабочего колеса, напра-
вляют через направляющий аппарат — неподвижные, постепенно рас-
ширяющиеся каналы.
Существует большое количество разных конструкций центробежных
насосов различного назначения
В таби. 34 приведены данные только насосов типа К, выпускаемых
заводами Главхимсбыта для перекачки воды на расходы от 20 до 280
лГ/час при напорах от 81 до 14 л.
7. ПРИМЕНЕНИЕ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ
Для работы современных станков особое значение имеют приводы
с бесступенчатым регулированием скоростей и подач и механизмы, авто-
матизирующие работу станков Гидравлические устройства в этом отно-
шении часто, превосходят механические и даже'электрические. До-
стоинства, благодаря которым гидравлические устройства получили
особенно широкое применение в конструкциях металлорежущих станков,
следующие: 1) возможность бесступенчатого регулирования скоростей
и подач для обеспечения наивыгоднейшего режима резания; 2) возмож-
ность автоматического управления режимами резания н скоростями во
время движения; 3) возможность получения плавных движений; 4) воз-
можность получения частых быстрых переключений при возвратно-по-
ступательных и вращательных движениях; ' 5) возможность передачи
больших сил и мощностей при небольших компактных размерах меха-
низмов и малом' весе их, 6) легкость автоматизации работы станков;
7) простота и' удобство управления; 8) легко осуществимое предохра-
нение от поломки и перегрузки; 9) возможность легкого осуществления
контроля давлений в гидравлических системах в непосредственной бли-
зости от рабочих механизмов; 10) возможность удобного расположения
гидравлических устройств независимо от расположения валов и механи-
ческих передач; 11) легкость создания гидросистем из стандартных
узлов
К недостаткам гидравлических устройств следует отнести:
1) наличие потерь на трение жидкости в трубопроводах’и в местах
изменения скорости или направления ее течения; 2) внутренние и на-
ружные утечки жидкости через уплотнения и зазоры; 3) возможную
неравномерность подачи жидкости и движений механизмов, вызывающую
в некоторых системах необходимость регулировки органов настройки
при изменениях температуры и вязкости рабочей жидкости во время
движения и работы механизмов, 4) отсутствие возможности точно коор-
динировать движения, например, в кинематических цепях, для нарезания
резьбы пли в делительных цепях зуборезных станков, 5) возможность
проникновения воздуха в рабочую жидкость, что вызывает неравномер-
ное толчкообразное движение-; 6.) огнеопасность применяемых в качестве
рабочих жидкостей минеральных смазочных масел. Влияние этих недо-
статков можно значительно снизить при рациональной конструкции
гидравлического устройства,
Механизмы, применяемые в гидроприводе
и гидроавтоматике
Кроме гидронасосов и гидродвигателей, в гидравлических системах
станков применяются различные распределительные регулирующие и
управляющие механизмы и устройства. Р а спредели тельные
Фиг 15S Предохранительные
клапаны:
а — тарельчатый; б—шарпковый-
Фиг- 159, Гидравлическая схема
с применением напорного золот-
ника.
устройства направляют поток масла от насоса в различные меха-
резервуар. Регулирующие
низ мы системы и отводят его в
устройства поддерживают тре-
буемое давление н скорость пото-
ка, а также величину перемещения
механизмов. Распределительные н
Фиг. I 61. Применение клапана после-
довательности действия механизмов.
Фит. 1.6а, Схема применения напорного
золотника конструкции эНИМС.
регулирующие устройства выполняются с осевым перемещением (золотники
и клапаны) или. поворотного типа (краны). Клапанами называются
устройства с осевым перемещением, которые служат для подвода или
отвода жидкости. Они действуют авгомагнчески,, открываясь или закры-
ваясь под действием своего веса, давления жидкости или дружины.
Кранами и золотниками называют устройства, переключающие
направление потока жидкости.
Клапаны предохранительные служат для поддержания
в системе давления не выше установленного. При повышении давления
выше нормы клапан открывается и перепускает часть жидкости в резер-
вуар, чтобы снизить давление и избежать перегрузки. Клапаны иа-
порноперсливиые служат для предохранения от перегрузки и для
поддержания требуемого постоян-
ного давления (напора). Выпол-
няются все эти клапаны следую-
щих типов: тарельчатые, шарико-
вые, золотниковые (фиг. 158,
159). Регулирование клапанов иа
требуемое .давление производит-
ся затяжкой пружины нажимным
влитом На фиг. 159 показана
Фиг. 163. Схема работы золоти ыж
реверса Г- 74 ЭНЙМС.
<T*Hi 162 Схематическое изображе-
ние редукционного клапана.
гидравлическая схема с применением напорного золотника кек предо-
хранительного клапана. Если в этой схеме насос будет нерегулнруемйй,
то золотник будет служить как напорный или переливной клапан
Обратные клапаны служат для пропуска жид косги только
в одном направлении. Они создают определенное противодавление в си-
стеме для увеличения плавности движения рабочих мехагшзмсв, устра-
нения проникновения воздуха в систему и удержания вертикально дви-
жущихся механизмов от падения (фиг. 160). Конструктивно такие
клапаны выполняются шариковыми или поршневыми; последние обеспе-
чивают большую герметичность. На фиг. 160 приведена типовая Схема
применения 'напорного золотника конструкции ЭНИМС в качестве обрат-
ного клапана При движении, поршня вниз в штоковой погости рабочего
цмлийдра создается противодавление, обратный клапан закрыт. При
движении поршня вверх жидкость свободно проходит через обратный
клапан н выточку золотника.
Клапаны последовательности действия механизмов
применяются для получения последовательного действия механизмов
станка; состоят из напорного золотника г. обратным клапаном. На фиг.-161
представлена схема с таким клапаном. Жидкость поступает сначала
в рабочий цилиндр/. Когда поршень этого цилиндра доходит до упора,
давление в системе повышается и, действуя на поршенек, расположен-
ный под разделительным золотником, перемещает золотник и включает
движение рабочего механизма 2. Клапаны разгрузочные при-
меняются для выключения давления в системе и соединения ее с ре-
зервуаром, когда расход жидкости не используется; управляются от
вспомогательного крана или золотника. Клапаны редукцион-
ные (фиг. 162) широко применяются для получения пониженного дав-
ления в гидросистеме, питаемой от насоса более высокого давления,
н позволяют регулировать силу зажима обрабатываемых деталей, полу-
чать равномерный- расход жидкости в регуляторах скорости и т. д.
Золотник -реверсирования служит для изменения напра-
вления движения рабочего механизма при нерегулируемых 'насосах путем
переключения направления потока жидкости
На фиг. 163 показана схема работы золотника регерса Г-74 ЭНИМС.
Этот золотник ручного управления и фиксируется в трей положениях.
Среднее положение соответствует выключению движения. Управление
золотником-реверсом часто осуществляется кулачками или электромаг-
нитами дистанционно.
Дроссели применяются для регулирования скорости в системах
с нерегулируемыми' насосами. Чем больше, перекрыт дроссель, тем
большее' сопротивление испытывает жидкость при проходе через него
и тем меньше ее расход. Излишек жидкости сверх того количества,
которое пропускает дроссель, уходит через сливной клапан в резервуар.
Конструктивно дроссели выполняются игольчатые, крановые, капавоч-
иые, щелевые. Устанавливаются дроссели в гидросистемах на входе
к рабочему цилиндру, на выходе или же в ответвлении главного потока
жидкости. Реле времени применяется для создания выдержки вре-
мени. Изготовляются реле времени объемные н дроссельные. Объемные
имеют поршень с пружиной, вытесняющий жидкость из цилиндра.
Дроссельные— выталкивают через дроссель определенный объем жидкости.
Выдержка времени, даваемая ре ле-дросселем, от 0,5 до 10 сек. Ф н.л ь-
т р ы применяются для очистки жидкости в гидросистемах. Делаются
сетчатые, пластинчатые, магнитные, матерчатые, бумажные фильтры.
Последние две конструкция не получили широкого распространения, так
как быстро загрязняются, а очистка и эксплуатация их сложна.
Аккумуляторы давления
Гидравлические аккумуляторы служат для накапливания энергии
и применяются тогда, когда надс произвести кратковременную работу,
требующую значительных механических усилий- и больших расходов
жидкости, или когда необходимо поддерясивать постоянное давление
независимо 6т работы насосов. Гидравлический аккумуля-
тор (фиг. 164) состоит из цилиндра А, в которому помещен плунжер В,
присоединенный своей верхней частью к платформе С, несущей большой
груз. Жидкость (вода иди масло) насосом нагнетается в аккумулятор по
трубе Д и поднимает вверх плунжер с грузом При достижении край-
него верхнего положения насос автоматически останавливается. Гидро-
статическое давление жидкости в аккумуляторе будет всегда равно
Q
Р=—, где F— площадь сечения плунжера, G —вес плунжера с гру-
зом Иногда вместо грузов применяют пружины. В современных гидро-
Фиг 164, Грузовой гидравли-
ческий аккумулятор.
Фиг. 1 66. Воз
душный аккуму-
лятор.
системах станков вместо громоздких грузовых и пружинных аккумуля-
торов применяют поршневые пневмогидравлические аккумуляторы или
чаще всего воздушные аккумуляторы с непосредственным соприкосно-
вением масла с воздухом и воздушные аккумуляторы с резиновым воз-
душным мешком (фиг, 165).
Таблица 35
Условные обозначения насосов и гидродвигателей
Наименование О^очна пение
нерегулируемый регулируемый
Насос (общее обозначение для любой конструк- ции) — и'I 1 • Нр
ГиДродвнгатели (общее обозначение для любой конструкции) м — _2.Ь
Таблица 35 (продолжение)
Наименование Обозначение
нерегулируемый регулируемый
Шестеренный или винто- вой -О-
Лопастной двойного дей- ствия ’— Z^Xj
Ло па ст п ой одинарного действия —'
Ротационный радпально- поршиево)! с эксцентри- ковом кольцом —— —
Ротационный радяалыю- поршневой с эксцоптри , ком *—— -О
Центробежный 1—ЕЕЕЕ —
Таблица 35'(окончание)
Таблица 36
Условные обозначении кранов и дросселей
Наименование Обозначение Наименование Обозначение
'Кра? проход- ной Сопротивление регулируемое (дроссель) ——
Кран трехходо- вой — Сопротивление постоянное (демпфер) —"
Крэи двулгпо зпциопный (кран.управ- ления) Кран для уда- ления возду- ха из систе- мы
При чычерчиваиии различных гидравлических схем, а также
при чтении чертежей с изображением гидродвигателей, насосов,
кранов, дросселей и разнообразнрй гидроаппаратуры необходимо
пользоваться принятыми условными обозначениями. Та-
кие обозначения даются в табл. 35, 36, 37 и 38.
Таблица 37
Условные обозначения контрольной аппаратуры, фильтров и др.
Наименование Обозначение •Наименование Обозначение
Манометр Щелевой фильтр
-
Манометр са* мопишущпй Поглощающий фильтр (бу- мажный, «вой- лочный и др.)
у л, А',’.
Вакуумметр 8 Магнитный фильтр
У
Приемный сег татый фильтр.
Ма^рвакуум метр
Резервуар длй масла «
Фильтр (общее обозначение)
Сетчатый фильтр XVix/l xXXX? а—.тройник б — крестовина 1
1 и) и)
10 Заказ 7 61
Таблица 38
Условные обозначения цилиндров, клапанов, реле и золотнике®
Наименование Обозначение Наименование Обозначение
Цилиндр о ПОДВОДОМ жидкости че- рез шток с двухсторон- ним штоком г 1 L ' t Цилиндр с подводом жидкости к цилиндру с дифференци- альным пор* ищем То же с плунжером Обратный клапан Предохрани- тельный На- грузочный клапан нерс гулируемый Трехпозици- онный че- тырохходовой золотник с управлением от одного электромат- кита г- 1 4
То же с од- носторонним ШТОКОМ Цилиндр с подводом жидкости к цилиндру с двухстореи* ним штоком с J ъ_ 1 liliUHlii! 1 1 Illi 1 1 - J 1
То же с Од- носторонним штоком t= 1-
1
Предохрани- тельный на- грузочный клапан регу лируемый Напорный зо- лотник < об- ратным кла- паном Одноходовой золотник С об- ратпым кла- паном [К-
— еН — *1
liTTV 1 1
г — Реле давления Дистанцион- ный ЗОЛОТ- НИК — реле ,1, -
[хНп"
Izr 11
1 1 d
Трохпознци- онный четы- рехходозой ЗОЛОТНЙК с гидравличе- ским управ- лением 1—1—1 Напорный (предохрани - тельный, на- грузочный} золотник |-йп
— г
<н -Jj — 1
1 1
Схема гидравлического управления
многорезцового полуавтомата
В машиностроении применяется большое количество разнообразных
гидрофицнрованных станков. Для примера рассмотрим упрощенную
гидравлическую схему многорезцового полуавтомата (фиг. 166).
а>иг 166. Упрощенная схема многорезцового полуавтомата-
1 — цилиндр включения муфты вращения шпинделя; 2 и 3 — поршни поперечных
суппортов; 4 — поршень поперечного перемещения задней бабки; 5 — клапан по-
следовательного действия поршней 4 и 15: 6 — односторонний клапан; 7 — ролик
автоматического управления золотником; 8 — золотник поперечного перемещения
задней бабки; перемещение пиноли задней бабки и зажима изделия; 9 — редук-
ционный клапан. служащий для регулирования силы поджима шшоли задней бабки;
10 — клапан последовательного действия поршней 4 и /5; // — односторонний
клапан; 12 —.реле времени; 13— Золотник управления поршнем; // — цилиндр;
15 — поршень перемещения пиноли задней-бабки; 16— редукционный Клапан-для
регулирования силы-аажнма изделия; /7 —фильтр, 18— манометр; 19 — пере-
ливной клапан систе;,1ы; 20— пусковой крап насоса; 21 — пасое; 22 — фильтр;
23 — масляный резервуар; 24 — ролик автоматического управления золотником;
25—.золотник управления движения-суппортов: 26 — дроссель — регулятор ско-
рости рабочей подачи продольного суппорта: 27 — односторонний клапан быстрого
обратного хода продольного суппорта; 28— поршень продольного суппорта;
29 — дроссель, регулирующий скорость быстрого отвода'продольного суппорта;
30 — поршни'быстрого подвода и отвода резцов продольного суппорта.
При включении золотинка S масло поступает от насоса 21 к поршню-/
поперечного перемещения задней бабки станка.. При достижении задней
бабкой своего рабочего положения давление масла возрастает, откры7
вается клапан 10, и масло поступает к поршню 15, который подводит
к обрабатываемой детали пиноль бабки. ААасло также поступает с не-
которой. выдержкой во времени через реле” времени 12 к цилиндру 14,
который зажимает обрабатываемую деталь. Таким.образом, заилим детали
происходит только после подвода пиноли задней. бабки. После этого
автоматически кулачком или вручную включается золотник 25, благодаря
чему получают быстрое движение поршень 1, который включает муфту
вращения шпинделя, п поршни 30, подводящие резцы продольного
10й
суппорта к обрабатываемой детали. Поршень 28 продольного суппорта
и поршни 2 и 3 поперечного суппорта получают при этом медленную
рабочую подачу. Если переключить золотинки 25 и 8, то все движения
будут происходить в обратном порядке.
8. РАСХОД ВОДЫ И МЕТОДЫ ЕГО УМЕНЬШЕНИЯ
Уменьшение расхода воды непосредственно связано с уменьшением
расхода электрической энергии, так как насосы, подающие
воду, имеют привод от электродвигателей. В электропитреблепии совре-
менного машиностроительного завода расход электроэнергии для привода
насосов составляет примерно 10% от всего расхода электроэнергии. На
подачу 1 ла промышленной воды затрачивается 0,3] квпг-час электро-
энергии, а на 1 .и“ пожарпо-питьевой воды—около 0,6 кот-час элек-
троэнергии, Величины эти изменяются в зависимости от местных усло-
вий. Flo во всех случаях на приготовление и подачу пожарно-питьевой
воды затрачивается больше электроэнергии, чем для промышленной воды.
Поэтому использование этих видов воды строго по-назначению является
важным условием экономии. Всюду, где возможно, надо заменять по-
жарно-питьевую воду промышленной.
На одном-ыашииостроНталыюм заводе по предложению рационализаторов были
переведены с пожарно-питьевой • роды па промышленную воду гальванические
ванны, установки для приготовления эмульсии, моечные машины, санузлы В дру-
гие потребители. Это пэзволило'толъко одному цеху сэкономить 18,4 тыс кзгл-чае
электроэнергии.
Источником экономии в водоснабжении является также ликви-
дация утечек воды в водоводах и установках, сокращение рас-
хода путем более' полного использования воды — замена прямоточных
систем циркуляционными. Утечки воды (табл. 39) бывают скрытые и
явные Скрытые имеют место ста трубопроводах, уложенных в земле, под
полон цеха, в перекрытиях зданий и т. д. Если вода из трубы может
поглощаться грунтом или уходить в ближайшую канализацию, то утечка
долго не обнаруживается и является источником больших потерь. Явные
утечки — это видимые, бесполезные потерн воды, из кранов, труб откры-
той прокладки, охладительных систем, санитарных приборов и т. д.
По сокращению расхода воды путем перехода с прямоточной системы на цирт
куляцноиную очень характерно предложение рационализаторов термического цеха
одного завода, которые перевели иа циркуляционное питание водой маслоохлади-
тели и закалочные баки. Это'дало годовую'экономию воды в 520 тьге. л11, что
в свою очередь вызвало экономию более 160 -тыс. кат-час электроэнергии.
Экономический эффект этого предложения может быть подсчитан следующим
образом. В цехе работало два закалочных бака с расходом промышленной воды
но-40 лР/час и два маслоохладителя с расходом Ю мЧ'шс воды каждым. Общий
расход веды составлял 40'- 2-|—10-2=1 00 м?/час. Эта иода’сбрасывалась в кана-
Лизацию. После перехода па. циркуляцию добавка свежей воды и циркуляционную
систему составила всего 26 м'/час, Экономия составляет 100—25=75 или
75-2-1=1 >8 тыс. ,ма в сутки. Годовая экономия при 24- рабочих днях и месяце
составит 1.3-24-12=518 тыс. лИ Для подачи I ли1 промышленной воды требуется
затратить 0,31 кат-wc Годовая экономия электроэнергии будет 520-0,31 =
=161 кат-час.
Источником экономии воды может быть правильный выбор схемы
водоснабжения и сечения влцоводпн. с целью уменьшения потерь
давления. Эго имеет особое значение ка заводах и 'в цехах с сильно
разветвленной водонрегаодной сетью.
Таблица 39
Величины утечек воды
Место утески Напор ВОДЫ, At Потери во- ды в ме-' сяц, лс3
Неисправность кожи (резины) крана 19 .ил , , . . . Сильная изношенность коЖп того же крапа . , Неисправность уплотнения золотников шаровых кра- пов 19 льн Небольшая неисправность кожи золотника крана 25 лив ..... Неисправность шарового крана в смывном бачке уборной . Незначительная неисправность кожи золотника кра- яа-смесителя в душевых (утечка нз/одяой сетки) , . , Трещина в трубопроводе длиной 10 см и шириной 1 ММ , Свищ в стенке трубопровода диаметром 5 .иле .... То же'диаметром'1 0 /и.и 3 3 2 2—3 3 3 25 30 30 220 900 180 240 70 450 3000 720 2700
Крупным источником экономии электроэнергии, затрачиваемой на
водоснабжение, является снижение удельного р а с х о д а ее.на
приготовление и подачу воды Этого можно достигнуть путём установ-
ления оптимального рзжима работы насосов (давление, производитель-
ность) и числа их при параллельной работе, составления и строгого
соблюдения графика работы насосных установок и автоматизации их.'
ЛИТЕРАТУРА
I Н. Н Васильев, Новое в. гидроприводах прессов, Машгиз, [961.
2. И: Е, Идельчик, Справочник по гидравлическим сопротивлениям,
Госэнергоыздат, 1960,
3. Й, М. К р а е о в. Гидравлические усилители, Тосэноргииздат £959
4. П, Г. Киселев Справочник по гидравлическим расчетам, Госэнерго-
издат. 1959.
5 И. А. П л е в а к о, Основы гидравлики и гидравлические машины, Рос-
техпздат, i960.
6. Н, А. Павч*рин, Гидравлика, гидромеханика п касосы, Леиичдаг,
I960
7 Е А, Рыбкин, Насосы и гндродвнгателн. ПЕТИ, 1957.
8. И. А. Рыбкин, Гидропривод, «Изобретатель и рационализатор» № 1,
1961.
9 Е/ 3 Рабинович, Гидравлика, Гостехнздат, 1957.
19. Б. В. Роз а йов. Гидравлические прессы, Мааггиз, 1959.
1.1. С С. Сильченко, Гидравлическое оборудование металлорежущих
станков Маиггн*. 1958.
12. А. Г. Сахновский, Гидроприводы станков. Лениздат. 1958.
13. М. М. Сапожников. Борьба с утечками воды на промышленных
водопроводах, ИТЭИН, 1949.
14 Р. С. Флятау, Гидравлические расчеты трубопроводов, Гостехнздат,
1949.
15. Е.М. Хаймовхч, Гидроприводы ц гвдроавтоматика станков. Маш-
гиз, 1959.
16<_ Справочник машиностроителя, т. 2. Машгиз, i960,,
ГЛАВА IV
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
Широкая электрификация производства — одно из основных направ-
лений технического прогресса. Электротехнические устройства приме-
няются во всех отраслях, промышленности для привода рабочих, машин,
сигнализации, автоматизации управления, создания наиболее совершен
ных технологических процессов. Рационализация производства бывает
наиболее удачной в случае применения или усовершенствования элек-
тротехнических устройств.
I. ПОСТОЯННЫЙ ток ,
Постоянным током называется такой электрический ток, который
не изменяет своего направления в течение длительного отрезка време-
ни Чтобы получить постоянный ток, необходимо иметь постоянное
напряжение. Такое напряжение создают гальванические элементы,
аккумуляторы и генераторы.
Гальванические элементы и батареи
Гальванический элемент состоит из двух различных электродов,
погруженных в электролит. Один из этих электродов положитель-
ный, другой — отрицательный.. Между электродами возникает электро-
движущая сила, Электрическая энергия в гальваническом элементе
получается за счет энергии химических реакций. Эти реакции'необра-
тимы, т. е, после разряда элемента его действие не может быть вос-
становлено.
Величина э, д. с зависят от материалов электродов п состава
электролита. В одном из наиболее распространенных элементов —
элементе Л екланше — катодом, или отрицательным электродом,
служит цинк, анодом, или положительным электродом, — уголь.
Угольный анод окружен деполяризатором — смесью перекиси марганца
с графитом. Электролиг — 20%-ный раствор нашатыря (NH4C1). На-
чальная э. д. с, равна 1,3—1,5 в. Если в этом элементе в жидкий
электролит добавить крахмал, муку, опилки и т. д., то получается
так называемый сухой элемент, Разновидностью сухого элемента
является водоналивные элементы, В них .заранее закладыва-
ется сухой нашатырь, который растворяется при заливке элемента во-
дой непосредственно перед употреблением.
Фиг. 171. Простейшая электрическая
цепь
Для увеличения э. д. с. элементы соединяют в последова-
тельную батарею (фиг. 167). Плюс первого элемента соеди-
няют с минусом второго, плюс второго—-с минусом третьего п т. д.
При последовательном соединения э. д. с. возрастает во столько раз,
сколько-взято элементов Так, например, если последовательно сое-
дннены-три элемента с э д. с. 1,5 н каждый, то э. д. с. всей бата-
реи будет равна 4,5 в. Когда нужно получить большой ток и увели-
ченный ' срок разрядки, элементы соединяют в параллельную
батарею (фиг. 168). При таком соединении э. д. с. батареи будет
равна э. д. с. одного элемента, но батарея сможет дать ток, во
столько раз больший, сколько соединено элементов. Если, например,
соединить в параллельную батарею три элемента с о. д, с., равной
1,5 в, емкостью 20 а-час и максимальным разрядным током 200 ма,
то полученная батарея будет иметь’ э д. с. 1,5 емкость 60 а-час
п наибольший, разрядный ток 600 ла, Параллельно можно соединять
источники с одинаковыми э. д. с. Для одновременного увеличения
э. д. с., емкости и разрядного тока применяют смешанное соединение.
При этом соединяют параллельно несколько групп элементов. В каж-
дой группе элементы соединены последовательно (фиг. 169).
В табл. 40 приведены технические данные некоторых типов галь-
ванических элементов и батарей, изготовляемых в СССР. В машино-
строении гальванические элементы применяются для питания перенос-
ных измерительных приборов, при определении места повреждения
кабелей и при нахождении трассы кабеля, для сигнализации и теле-
фонии, для пирометрии н т д.
Таблица 40
Характеристики некоторых гальванических элементов я батарей
Тип Ha- il ряже нне, в Ем- кость, а-час Продолжи- тельность работы, час Вес, ks Назначение
2СЛ-9 1.48 9 80 0.3 Телефония и сигнали- зация
ЗСЛ-ЗО 1,5 29.5 280 0т7 То • же
КБС-Л-0,50 3,7 0,5 120 0.16 Переносные фонари, приборы То же
КБС-Х-0,70 4,1 0,7 I 80 0,16
54-АСМЦГ-5-П 5 Г20 {, □ Анодные цепи
Й5-АНМЦ 4 5 120 7,5 Сеточяые цепи
65 1.3 120 Зт5 Анодные цепи
2.5 29,5 280 3,5 Накальные цепи
70-АМЦГ-5 70 5 1 20 8.S Анодные цепи
1.28-ИВМЦ-525 1,28 525 1100 6,5 Накальные цепи
1,28-НВМЦ-525-П 1.28 625 1100 6,6 То же
Аккумуляторы
Аккумуляторы преобразовывают энергию химической реакции в
электрическую энергию. После использования (разряда.) аккумулятор
может быть заряжен вновь пропусканием через пего электрического
тока.
В отличие от гальванических элементов аккумуляторы имеют бо-
лее устойчивое напряжение, дают большие разрядные токи к имеют
большой срок службы (несколько лет).
Применяются два типа аккумуляторов: кислотные и • щ с л о ч-
и ы е В кислотном (свинцовом) аккумуляторе электродами явля-
ются: анод — перекись свинца, катод — чистый свинец. Электро-
литом служит раствор серной кислоты плотностью 1,21. Э. д. с.
кислотного аккумулятора к концу заряда достигает величины 2,7 в,
ио-при разряде быстро снижается до 2 в, а затем остается почти по-
стоянной до конца разряда. Лишь в самом конце разряда о. д, с, быст-
ро уменьшается до 1,8 в. Ниже 1,8 в разряжать аккумулятор не следует.
Аккумуляторы изготовляются стационарными и переносными Ста-
ционарные типа _ С — для длительного разряда, типа СК — для
кратковременного разряда Согласно ГОСТ 825—41 изготовляются
аккумуляторы емкостью ст 36 до 5328 a-vac, or № 1 до № 148. Те-
хнические данные типов С-1 и СК-1: зарядный ток для С-1—9 а,
Та5лща 41
Характеристика кислотных аккумуляторных батарей по ГОСТ 9Б9—51
Тип Номинальные показатели Напряже- ние п кон- це разря* да. в Ток разрядный при стартерном режиме, а
Напряже- ние. а Ток раз- рядный, а Ем- кость, а-час
З-СТ-60 6 6 60 5,4 180
З-СТ-70 б 7 70 6.4 2Ю
З-СТ-84 б 8.4 84 5,4 250
3 СТ-98 б 9,8 98 5,4 295
3-CT-I 35 6 13,5 135 5,4 , 405
6-СТ-42 12 4,2 42 10,8 125
(5‘С1 • 42 12 5,4 54 10,8 1 60
б С1 -68 12 6.8 68 10,8 205
Таблица 42
Характеристика щелочных аккумуляторов по ГОСТ 9240—59
Тип Номинальные показатели Напряжение в конце раз- ряда, в Гок заряд- ный, а
Напряже- ние, в Ток раз- рядный, а Ем- кость, а~час
АКН-2,25 1.25 0,28 2,25 I 0,56
КН -1 0 1,25 1,25 10 I 2,50
КН-22 ЖН-22 1,25 2,75 22 I 5.50
КН-45 ЖН-45 1,25 5.65 45 I 11,25
КИ-60 ЖН-60 1,25 7,50 60 I 15,0
кн-юо жн-к)о 1.25 12,5 юо 1 26,0
для СК-1 — 11 а. Для обоих типов при 10-часовом разряде емкость
36 а-час, разрядный ток 3,6 а.
Для определения технических данных аккумулятора с другим ти-
повым номером надо умножить данные первого номера на требующий-
ся номер. Так, например, для аккумулятора СК-20 зарядный чок будет
равен 11-20 — 220 .а, а емкость при 10-часовом разряде 36-20 — 720 а-час,
разрядный ток 3,6-20 = 72 а- Переносные стартерные аккумуля-
торные батареи по I ОС'! 959—01 изготовляются с условными обозна-
чениями: П в сосудах из.пластмассы, Э в сосудах из эбонита, С Г —
стартерные Число перед буквами означает количество элементов, число
после букв—емкост о при 10-часовом непрерывном режиме разряда.
Технические данные кислотных аккумуляторных батарей указаны в
табл. 41. -
В щелочном аккумуляторе электродами являются: анод —
смесь окиси никеля с металлическим никелем, катод — губчатое желе-
зо или кадмий. Электролитом служит водный раствор едкого калия
(или едкого натрия) плотностью 1,19—1,21. Нормальный режим заря-
да 6-часовой При полном заряде иапряжение элемента не менее
1,3 в. Нормальный режим разряда 8-часовой. Щелочные аккумуляторы
имеют ряд преимуществ перед кислотными. Они значительно легче по
весу, не боятся толчков н сотрясений, не портятся от коротких замы-
каний, а также от больших зарядных н разрядных токов, могут дли-
тельное время находиться в разряженном состоянии, но они дороже,
чем кислотные, имеют меньшую э. д. с. и меньший к.п.д. (табл’; 42).
Для увеличения э. д. с. и тока аккумуляторы соединяются в ба-
тареи, так же как гальванические элементы. В машиностроении ак-
кумуляторы применяются для питания магнофлоксов— устройств для
магнитной дефектоскопии деталей, для питания электрокаров, для
аварийного освещения, для питания переносных приборов: пирометров,
шумомеров и т. д.
Генераторы постоянного тока
Генераторы постоянного тока состоят из неподвижной станины 1
с полюсами, на которых намотана обмотка возбуждения, и вращаю-
щегося якоря 2 с обмоткой, а также коллектора 3 со щетками 4
(фиг. 170). Ток, протекая по обмотке возбуждения, создает магнит-
ный поток, замыкающийся через полюсы, станину, воздушный зазор
и якорь. При вращении якоря в проводниках его обмотки но закону
электромагнитной индукции наводится переменная э. д. с. Знак
э. д. с. меняется при прохождении проводника через нейтраль под
щетками Для выпрямления тока служит коллектор с наложенными
па него щетками.
Генераторы постоянного тока применяются для питания двигателей
постоянного тока: для зарядки аккумуляторных батарей, электролиза
и гальванопластики; для питания электромагнитов магнитных плит на
станках плоской шлифовки; для магнитных сепараторов; для очистки
формовочной смеси s.. .питейных цехах; в электромагнитных кранах для
пегрузкн шихты и т д Технические данные генераторов постоянного
тока см, в разделе «Электрические машины»,
Электрическая цепь. Закон Ома
Простейшая электрическая цепь постоянного тока (фиг. 171) со-
стоит из источника электрической энергии 1, приемника энергии 2
и двух проводов 3, соединяющих их. Приемник и провода' до отно-
шению к источнику образуют так называемую внешнюю цепь Приня-
то считать, что во внешней цепи ток идет от положительного зажйу.
ма (-)-) к отрицательному (—), а внутри источника —от отрицатель-
ного к положительному. Ток Z, возникающий под действием электро-
Я.,
(1, —)—----U 7----|—------12з ——
Unom
Фпг. 172. Последовательное ооедвпоаие сопротивлений
движущей силы Е источника, зависит от ее величины и суммы сопро-
тивлений R внешней цепи и самого источника Соотношения между
э. д. с., током п сопротивлением выражаются законом Ома: ток в
цепи прямо Гфопорционалеп э д. с. и обратно пропорционален сопро-
тивлению всей цени
Закон Ома для участка цепи записываемся так:
т е. ток прямо пропорционален напряжению между началом и кон-
цом участка U и обратно пропорционален сопротивлению участка г.
Напряжение па зажимах источника тока меньше его э. Д. с. на вели-
чину внутренней потери напряжения, которая по закону Ома равна
произведению тока на внутреннее Сопротивление г0 источника тока:
U=E — !ra.
Если тока в цепи нет (цепь разомкнута), напряжение равно э, д с-
источника. Когда внешнее сопротивление равно нулю (короткое замы-
кание), ток может достичь больших значений, так как внутреннее со-
противление источника г0 обычно очень мало.
Припер I. Определение тока по известным напряжению и сопротивлению
Пусть термическая печь типа ПН-11 имеет сопротивление нагревательаых эле-
ментов 0,3 ол. напряжение 96 s. Тогда ток, потребляемый нагревательными
элементами речи, определяется как
96
= = 12В а'
U, О
Пример 2. Определение напряжения по нзвестибТм току и сопротивлению.
Пусть через сопротивление 10 xo.it проходит ток величиной 50 ма, Тогда пв-
пряжеш.е на концах этого сопротивления будет: 0,05X19000 — 500 в
Пример 3. Определение сопротивления .по известным величинам тока и напря-
жения. Требуется найти сопротивление кагушек магнитного стола плосношлифо-
вальаого станка. Ток. проходящий через катушки, равен 2 а. Напряжение пн-
тающего генератора НО о. В этом случае сопротивление обметок будет равно1,
Последовательное соединение сопротивлений —•
это такое соединение, когда по всем сопротивлениям протекает один
и тот же ток, т. е. для тока существует только одни путь (фиг. 172)
Общее сопротивление Roffu( всей последовательной цепи будет равно
сумме отдельных сопротивлений:
Roout~ -^i+^s+^s-
Напряжение на отдельных участках цепи равно произведению тока
па .соответствующее сопротивление участка, т е. прямо пропорцио-
нально .их сопротивлениям. Где больше сопротивление, там больше
и напряжение: Ut — lRt\ US=JRS. Общее напряжение после-
довательной цепи Uogm равно сумме напряжений па отдельных участ-
ках:
Ri+^Rs+^Rs— R.Ri+Rn+Rs'i—I^'oeue
Пример. К электросети напряжением <7 = 120 s подключены три сопротивле
пня Ri — I 0 о.«, Ri = 20 ом, R, =30 ом, соединенные последовательно. Нуж-
на найти общее сопротивление, ток и напряжение на каждом участке Общее
сопротивление будет равно сумме отдельных сопротивлений; Я ='I 0-1-20+30 =
= 60 ом, Ток найдем, разделив напряжение 120 в на общее сопротивление
Умножая величину така па сопротивление отдельных участков, определим на-
пряжение на каждом пз них:
Ut = 2.10 = 20 о: (7S = 2-20 = 40 в. Us = 2-30 = 60 в
Сумма этих напряжений равна полному напряжению сети 120 в.
Параллельное соединение — это такое соединение, при
котором ко всем сопротивлениям приложено одно и то же напряже-
ние, а ток разветвляется на
несколько токов по числу
включенных сопротивлений
(фиг. 173). Эти частичные
токи /t-, 12; /, одновремен-
Фиг. (73. Параллельное соединение
сопротивлений.
но проходят через отдельные
сопротивления R^, R„; /?а.
Точки А и Б называют точ-
ками разветвления;в них про-
исходит разделение тока.
Сумма токов, отходящих OI
точки А, равна полному то-
ку, притекающему от источ-
ника тока:
Z—
Применяя закон Ома к отдельным вешим, можно решить, на какие
части делится ток при параллельном соединении. Оказывается, где
сопротивление меньше, там ток больше, и, наоборот, где сопрртив-
ление больше, там ток меньше. Если сопротивление.одинаково,- то
ток разделится па равные части. Иными словами токи в параллель-
ных ветвях обратно пропорциональны сопротивлениям соответствую-
щих ветвей
/=Х- j 7 = £_
1 Я.’ 2 Я,’ 3 Я,‘
Пример. Дие лампы = 300 ом, (+ = 600 ом включены в сеть с напряже-
нием (7= 120 е. Определить токи в лампах и общий ток,1 Ток в первой лампе
= 1 20 : 300 ~ 0,4 а. Ток во второй лампе 7, = 1 20 : 600 = 0,2 а. Общий
юк равен сумме токов ветвей и составляет:
/ = = 0,4+0,2 = 0,6 а.
Общее сопротивление параллельной цепи уменьшается прн вклю-
чении, новых приемников. Если в параллельную цепь включены оди-
наковые сопротивления, то общее сопротивление. меньше сопротивле.-
ния одного из них во столько раз, сколько включено ветвей Если
сопротивления различны, то общее сопротивление также уменьшается
и будет всегда меньше самого малого из включенных сопротивлений.
Подсчет величины общего сопротивления р этом случае удобно произ-
водить, определяя сопротивление для двух ветвей, а затем общее
сопротивление с третьей ветвью'и т. д. Обще: сопротивление двух
ветвей определяется по формуле:
д -
оош Ri+R2'
Пример. Соединены параллельно сопротивления Ri ±=20 7^=30 ом.
Общее сопротивление составит.
~ 20-30 600 to ,
——— __ — 12 ом
20-ЬЗО 50
Если включены три сопротивления Z?i =20 ом. Ra = 30 ом< = 4 ом, то сна*
чала можно подсчитать о(5щее сопротивление первых двух сопротивлений. Оно
равно 12 ли (два сопротивления и Z?3 как бы. заменены'одним общим в 12 ом).
Затем находят общее сопротивление параллельно соединенных сопротивлений 12
и 4 ом:
« 12-4 48
Величина, обратная сопротивлению [—), называется проводимостью.
Для параллельных ветвей проводимости будут равны: ; — ,
Хх Лд
. „ ч 1 1 , I . 1
а их сумма равна общей проводимости всех ветвей —-----= Т“т“.
*'общ °2 ‘ ^з
Из этого выражения можно определить общее сопротивление при
любом количестве ветвей.
Мощность и работа тока
Энергия электрического юка может превращаться в какую-либо
другую энергию (например, в Тепловую, световую,- механическую).
Ток может производить работу, поэтому электрическая мощность — это
работа, которую электрический ток совершает в одну секунду.
Мощность тока в один амйер при напряжении в один вр'л'ьт принята
за единицу мощности is названа ваттом (ет). Мощность увеличивается
при увеличении тока или напряжения' или и того и другого вместе.
Чтобы определить м о щ и о с г ь постоянного токаи ваттах,
надо напряжение в вольтах умножить на ток в амперах:
Пример 1. Мощность приемника .тока, через который при напряжении 220 в
проходит ток величиной 2,73 а, будет равна Р = 220-2,73 = 600 вит.
Мощность можно непосредственно вычислить, зная ток 1 и сопро-
тивление R или зная напряжение U п сопротивление:
P=l"-R\ Р=~.
Пример 2. Требуется найти мощность тока величиной 0,25 а, который про-
текает через сопротивление 1009 ол.
^ = 0,25“ 1000 = 0,25.0,25 1 000 = 62,5 вт
Пример 3. Определить мощность лампы, имеющей сопроппалеиие 50 о.ч
и питающейся напряжением I 00 в.
Р SS —— = 2 00 от
50
Зная мощность, молено определить ток или напряжение.
Пример 4. Определить ток, потребляемый электрической лампой мощностью
300 era из сети напряжением 120 в.
1 =300 : 120 = 2,5 а.
Основной единицей для измерения работы тока является ватт-се-
кунда (вт-сек), или джоуль, Этс работа тока мощностью в одш!
ватт в течение одной секунды. Единица эта очень мала н поэтому
применяют бодее крупные единицы ватт-ч_асы (вт-ч)', гектоватт-часы
(гат-ч) н киловатт-часы (кет-ч).
Для расчета расхода электроэнергии надо мощность
умножить па время.
Пример. Найти, стоимость электроэнергии, которую потребляет ь месяц
электролампа мощностью 100 вт при ежедневном горении 5 часов. Число часов
горения лампы в месяц составит 5'30 = 150 часов, расход электроэнергии
100-150 = 151)00 вт-ч, пли 15 кет-'i. Если стоимость одного киловатт-часа
принять 4 коп., то за месяц- стоимость энергии, потребляемой лампой,
составит 4. 15 = 60 коп. =0,6 руб.
Химические действия токов. Электролиз.
Водные растворы солен и кислот проводят электрический ток.
При этом они разлагаются на составные части: водород и чистые
металлы, которые осаждаются на отрицательном электроде (катоде),
а кислород или остальная часть разложенной соли илы кислоты —
на положительной электроде '(аноде)-. Это явление называется
электролизом, т. е. -электрическим разложением. Количество
разложенного вещества в миллиграммах в течение одной секунды при
токе в один ампер называется электрохимическим экви-
валентом Электрохимический эквивалент меди, например, ра-
вен 0,328, серебра 1,1183, цинка 0,3381,
Законы электролиза
1. При прохождении тока через электрэлиа количество выделен-
ного им вещества Q пропорционально току 1 ,в амперах, времени
прохождения тока t в секундах и электрохимическому эквивален-
ту а:
Q=alt.
2. Если один 15 тот же электрический ток проходит последова-
тельно через различные электролиты, то количества выделенных
веществ относятся между собой как электрохимические эквивале1:ты
этих веществ.
Электролиз используется в промышленности для получения чистых
металлов (например, алюминий, медь) и производства гальвани-
чески х. п а к р ы т и ft одного металла другим (антикоррозийные, де-
коративные и другие покэытня). Например, если через раствор мед-
ного купороса в воде пропускать электрический ток, то частично мо-
лекулы этО5’о раствора распадаются Era положительно заряжадвыс ионы
меди (частицы молекул) к на отрицательные ионы остающихся частей
молекул (содержащих кислород и серу). Положительные. ионы меди
будут двигаться к отрицательному электроду (катоду) и отлагаться па
нем в виде чистой металлической медц. Отрицательные ионы направ-
ляются к аноду. Если в качестве катода в ванну опустить какую-либо
деталь, то она в результате электрохимического процесса покроется
ровным тонким слоем меди. Медное покрытие стальных изделий при-
меняется: в ткачестве подслоя перед никелевым, хромовым и другими
покрытиями, для местной защиты стальных изделий при цементации
(термообработка), для улучшения притирки трущихся поверхностей
н т. д. Имеют широкое применение покрытия: цинковое, кадмиевое,
оловянное, свинцовое, хромовое, серебряное и т. д.
Все гальванические покрытия получаются только прй постоянном
токе. Источниками для питания гальванических ванн служат специ-
альные мотор-генерат'оры или выпрямители. Напряжение применяется
низкое. 6—12 6. Величина тока зависит ог геометрических размеров
деталей и достигает нескольких сотен ампер. Так, при 'меднении
с цианистом электролитом в обычных условиях плотность тока дости-
гает 0,8 а иа 1 дм2 поверхности детали, а при реверсировании тока
и подогреве электролита до 60—7CF 4 о/ди2. Чем выше плотность
тока, тем выше производительность.
2. ПЕРЕМЕННЫЙ ТОК
Определение. Источники.
Переменным током называется тапой ток (или напряжение),
который меняет свою величину и направление определенное число раз
в секунду В промышленности применяется синусоидальный перемен-
ный ток. Кривая, изображающая этот ток, показана на фиг. 174.
По вертикальной оси отложен-ток (напряжение), по горизонтальной
оси — время Ток одного направления считают положительным и его
откладывают вверх по вертикальной оси, ток противоположного iia-
правлении называют отрицательным и его откладывают вниз. Наибрль-
шее значение тока (напряжения) на фиг. 174, равное 10 а, называется
его амплитудой.
Переменный ток при
прохождении по проводни-
ку выделяет столько же
тепла, сколько постоянный
ток, но величине равный
70 % от амплитудного зна-
чения переменного тока.
Время, в течение которого
совершается одно колеба-
ние, называют периодом и
обозначают буквой Т. Со
стояние переменного тока
в отдельные моменты вре-
мени Называют его фаза-
ми (слово «фаза» означает
состояние) Число перио-
дов в секунду называется
частотой. Единицей частоты служит один герц (гц). Если в одну
секунду совершается одно колебание, то .частота равна 1 щ В СССР
в электрических сетях переменного тока частота принята равпой 50 гц.
На. фиг. 174 изображено одно
колебание простого с и и у с о - 4,
я д а л ь н о г о переменного то-
ка, имеющего частоту 50 герц.
Совершенно так же меняются
э. д, с. и напряжение в цепи
переменного тока.
Переменные токи одинаковой
частоты могут отличаться друг
от друга по амплитуде н фазе.
Два переменных, тока совпадают
по фазе в том случае, когда они
одновременно достигают ампли-
тудного значения и одновремен-
но, про ходят через нуль, при Зтом
сдвиг фаз между токами равен
нулю (фиг. 175, а). Нафиг. 175, б
показаны графики токов, сдвину-
тых по фазе иа одну треть пе-
риода, нафиг. 175, в —на поло-
вину периода. Обычно ток н
напряжение сдвинуты по фазе.
Сдвиг фаз. между ними обозначают
греческой буквой ф (фи) 1 и вы-
ражают в градусах, считая весь
период за 360°. Таким образом,
Фиг 176.. Сдвиги фаз между двумя
переменными токами
она треть периода составляет
120°, одна’ четверть 90’.
J
Фиг 170 Кривые изменений трехфазно'-о пере-
менного тока ।
Переменный ток может быть однофазным и мн ого фаз
н ы м. Из многофазных тонов наибольшее распространение получил
трехфазный ток. Трехфазной называется система переменного 'тока,
состоящая из трех отдельных электрических цепей, имеющих одина-
ковую частоту и э. д. с., сдвинутые по фазе на 120". 'Трехфазная
система широко’применяется, в промышленности для питания электро-
двигателей. электропечей, освещения н т. д. Графическое изображение
трехфазного переменного
.тока приведено на фигу-
ре 176;.
Переменный ток разли-
чается по частоте Ток,
имеющий частоту 50 гц,
широко применяется в на-
шей промышленности для
Литания двигателей и Дру-
гих целей. Поэтому его
называют током промыш-
ленной .частоты. Доки
по вишенной часто-
т ы до .1000 гц применя-
ются для 'индукционного
нагрева деталей и для питания переносных электроинструментов, осо-
бенностью которых является меньший вес, чем вес инструментов,, ’пи-
таемых током промышленной частоты. Токи высокой частоты, выше
10 000 гц, в основном применяются в радиосвязи, электронных прибо-
рах, а также при нагреве деталей (поверхностная закалка).
Источниками переменного тока промышленной частоты служат
элёктромашцнные генераторы; источниками токов высокой частоты —
электромашинные и ламповые генераторы.
0J
Фнг 177 Схема устройства генератора переменного тока:
а — обмотка возбуждения на статоре, б — обмотка возбужденна на роторе.
11 Заказ 751
Генераторы переменного тока
Для получения переменного тока служат электромашинные генера-
торы, превращающие механическую энергию в .электрическую. Прин-
Фиг. 17 8. Влияние индуктивное™ я емкости
аа сдвиг фаз между током и напряжением
цнп работы генератора ос-
нован на явлении элек-
тромагнитной ин-
дукции. Г енераторы не-
больших мощностей воз-
буждаются со стороны ста-
тора, а переменный ток
снимается е колец ротора
(фнг. 177, а). Более круп-
ные генераторы возбужда-
ются со стороны ротора,
а переменный ток снима-
ется с неподвижных обмо-
ток статора (фнг.177, б).
Генераторы приводятся
во вращение первичными
двигателями: , турбинами,
двигателями внутреннего
сгорания и другими. Для
получения высоких частот
применяются генераторы
с электронными и ионны-
ми лампами.
Закон Ома для цепи
переменного тока
Величина переменного
joKd будет :ем больше,
чем больше напряжение и
чем меньше полное сопро-
тивление:
В стлпчпе от сопротив-
ления в цепи постоянного
тока полное сопротивле-
ние в цепи' переменного
тока содержит в общем
случае, кроме омического
иля активного сопротив-
ления, еще реактивное сопротивление (индуктивное, емкостное). Для
вычисления величины полного сопротивления пользуются выражением:
г - ]/ хсу.
где —активное сопротивление;
XL~ реактивное индуктивное сопротивление;
хс— реактивное емкостное сопротивление.
Если в цепи переменного тока включено только одно активное
сопротивление, например нагревательная электропечь (фиг. 178, а),
то в этом случае2—Рц, а напряжение и ток совпадают по фазе (ф—0).
Если же в цели имеется только одно индуктивное сопротивление,
например катушка электромагнита, то г=х^, и вследствие явления
самоиндукции ток будет отставать по фазе от напряжения иа угол
Ф = 90° (фиг. 178, б).
Когда в цепи включено одно емкостное сопротивление, например
конденсатор, то г=хс, и, благодаря способности конденсатора накап-
ливать электрический заряд, а затем его отдавать обратно источнику
при разряде, ток будет опережать напряжение на угол ф = 90° (фиг.
178, а).
В действительности Ra', хт и хе существуют одновременно, но раз-
личаются по величине (фиг. 178, г). Например, катушка индуктивности,
кроме реактивного сопротивления, обладает еще и небольшим актив-
ным Сопротивлением, :ак как она намотана проводом, имеющим оми-
ческое сопротивление.
Электрическая печь также, кроме омического сопротивления, обла-
дает некоторым Индуктивным сопротивлением, так как нагреватели
печи навиваются в виде спирали. Поэтому в общем случае полное со-
противление цепи содержит и активное, К реактивное сопротивление.
От соотношения ееличин того или другого вида сопроти-
влений будет зависеть величина угла v между' напряжением и
током.
Мощность переменного тока. Коэффициент мощности
При переменном токе различают: активную мощность, кажущуюся
мощность и реактивную мощность. Активная мощность (или
полезная) вычисляется по формуле:
Р= VI cos ф вп,
где ф — угол сдвига фаз между током и напряжением;
cos ф—коэффициент мощности. Он всегда меньше еди-
ницы.
Кажущаяся мощность (или полная) определяется выраже-
нием:
S-W ва.
Полная мощность выражается в вольт-амперах. Эта мощность
учитывает активную, или полезную, мощность и реактивную. Реак-
тивная мощность определяется выражением:
Q—UI sin ф sap.
Единицей реактивной мощности является воль т-а м п е р (или кило-
вольт-ампер) реактивный {вар или квар). Активная мощность ис-
пользуется в приемниках тока (моторах, печах, лампах и т. д,), пре-
образуясь в механическую энергию, тепло и т. п. Реактивная мощность
циркулирует между генератором я приемником тока, загружает линии
Н генератор. Она расходуется на создание и разрушение магнитных
(при индуктивной нагрузке) и электрических (при емкостной нагрузке)
Полей. Чем ниже реактивная мощность, тем лучше используются
электрические установки. Уменьшить реактивную мощность можно
путем уменьшения сдвига фаз между током и напряженней, т е. пу-
тем увеличения коэффициента мощности (cos ф). Низкий
cos ф имеет следствием неполное использование оборудования электри-
ческой установки и уменьшение се коэффициента полезного действия.
Задача рационализаторов — добиваться поддержания cos та установок на
достаточно высоком уровне Соз ф возможно повышать, применяя спе-
циальные компенсирующие установки (статические конденсаторы, син-
хронные компенсаторы) или добиваясь полной загрузки электродвига-
телей и трансформаторов (см. раздел Шути экономии электроэнергии»).
Электродвигатели переменного тока
Наиболее распространенным двигателем переменного, тока является
асинхронный двигатель. Состоит он из статора и ротора.
Статор имеет три отдельные обмотки, сдвинутые в пространстве отио-
Фиг. 179'. Соединение обмоток
электродвигателя.
сительно друг друга на
120° и питающиеся трех-
фазным переменным то-
ком, создающим в этих ка-
тушках вращающееся маг-
нитное поле. Это поле пе-
ресекает проводники рото-
ра, и в них индуктирует-
ся ток- Ток ротора всту-
пает во взаимодействие
с вращающимся магнит-
ным полем статора. От
этого взаимодействия возникает механическая сила, приводящая ротор
во вращение и увлекающая его вслед за магнитным полем. Ротор
несколько отстаёт от вращающегося, поля статора и вращается с мень-
шей скоростью Это явление называется скольжением. Если поле
делает п0 об/мин., а ротор п об/мии., то скольжение s, выраженное
в %, будет:
5 =
Ч
«о
юо %.
Скорость вращения ротора определяется из выражения
п = —(1 — s) об/мин.,
р
где / — частота тока;
р— число пар полюсов вращающегося поля статора.
Обмотки асинхронных электрических двигателей соединяются тре-
угольником (фиг 179, б) или' звездой (фиг. 179, а) При выполнении
того или иного способа соединения необходимо строго следить за че-
редованием концов и начал фазных обмоток, как это показано на схе-
мах,, так как прц неправильном соединении можно не получить враща-
ющегося мапштцого поля.
Есть двигатели, у которых ротор вращается с такой ясе скоростью,
что и магнитное поле. В отличие от асинхронных двигателей такие
двигатели называют синхронными. В цепь якоря такого двигателя
через щетки подается постоянный ток для возбуждения Синхронные
двигатели изготавливаются только большой мощности
Трансформатор ы
Трансформаторы служат для преобразования переменного тока п на-
пряжения одной величины в переменный ток и напряжение другой ве-
личины. Трансформатор действует по принципу электромагнит-
ной взаимоиндукции и состоит из двух или нескольких обмоток, по-
мещенных на магнитопроводе (фиг. 180). Ток от генератора поступает
в первичную обмотку и создает в сердечнике переменное магнитное
поле Силовые линии Этого поля пересекают витки вторичной обмотки
и индуктируют в ней переменный ток. Напряжение во вторичной об-
Фиг 180 Схема двухобмоточпого трансформатора
мотке зависит от числа ее витков* чем больше витков, тем выше па-
пряжение. Трансформатор, предназначенный для повышения (понижения)
напряжения, должен иметь число витков вторичной обмотки больше
(меньше) числа витков первичной обмотки во столько раз, во сколько
получаемое напряжение должно быть больше (меньше) трансфор-
мируемого. Ток во вторичной обмотке при этом уменьшается (увели-
чивается) во столько же раз. Математически это можно выразить со-
отношением:
п
иа~ кг~ II™”’
где иг п U.-,— первичное и вторичное напряжения;
it — числа витков первцчиой п вторичной обмоток;
Л й — ток в первичной и вторичной обмотках;
кщр —• коэффициент трансформации.
Пользуясь этими соотношениями, можно определить неизвестное
число витков в обмотках трансформатора или напряжение обмоток.
Пример. Определить число витков вторичной обмотки трансформатора, если
первичное напряжение У, = 380 в, вторичное - напряжение U:. = 100 в и число
витков первичной обмотьм = 1624. Из приведенного соотношения находим:
1 624-1 00
iv3 — —------= 428 витков.
880
Зная число зитков, можно всегда» определить напряжение, которое
может дать трансформатор.
В машиностроении трансформаторы применяются при электро
сварочных работах, при устройстве низковольтного местного и пере-
носного освещения, при электрических измерениях тока и напряже^
ния, для питания электродвигателей, электропечей и т. п.
Конденсаторы
На каждом проводнике можно создать положительный или отрица
тельный заряд. Чем больше размеры проводника, тем больше его
электрическая емкость или вместимость для электрических зарядов
Фиг 1 BI Устройство кондон- Фиг 182- Соединенно конденса-
сатора. торов в батареи.
Специальные приборы—конденсаторы —обладают весьма значительной
емкостью. Конденсатор может состоять из двух пластин, или обкладок
(фиг. 181, а), или из нескольких пластин (фиг. ’81, б). Пластины
отделяются друг от друга слоем изоляции. Чем больше площадь
пластин и чем ближе они друг к другу, тем больше емкость конден-
сатора. Свойства диэлектрика, разделяющего пластины конденсатора
и определяющего его емкость, называются диэлектрической
постоянной (табл. 45).
Конденсаторы можно соединять в батареи. При параллельном
соединении (фиг. 182, а) общая емкость батареи равна сумме емко-
стей отдельных конденсаторов:
СобЩ~ ^1*т"^2 4"С3 ,
Такое соединение применяют, когда требуется емкость больше, чем
емкость отдельных конденсаторов. При последовательном соединении
(фиг. 182, б) общая емкость уменьшается и будет всегда меньше
емкости любого из включенных в последовательную цепь конденса-
торов Вычисляется она по формуле:
где Собщ — общая емкость всей батареи конденсаторов.
Такое соединение применяют тогда, когда напряжение установки
больше напряжения, допустимого для одного конденсатора.
В машиностроении конденсаторы применяются для улучше
ння коэффициента мощности,.в установках высокой частоты, в электро-
искровых установках, в- электронных реле времени и т. д. В табл. 43
даны технические данные некоторых конденсаторов.
Таблица 43
. Технические данные конденсаторов
Тип Емкость, л^бб И омн- иальное напряже- ние, гее Мощность коар Род тока Час- тота > 2Ц Назначение
КМ-0,21-4-3 220 330 0,24 4; 6 Пер. 50 Повышение хоэффицп-
КМ-0,42—6—3 I 10 140 0.42 6; 8 пер 50 гнта мощ- ности
Л МВ-0,75/1,5—I 28,5 0,75/1 ,5 100 пер. 1000 Для высо-
ПЛВ.й,75/1,5—2,5 1*1,2 0.75/1.5 125 . QeP- 2500 кочастот
П МВ-0,5/1—2,5 31 ,9 0,5/1.0 125 пер. 2500 ных гене-
ПМВ-0,5/1 — 8 14,0 0,5/1.0 130 пер. 8000 раторов в
ПМВ-0,375/0.75—2.5 55,7 0, 375/0. 75 125 пер. 2500 установках
ПМВ-0,375/0,75—8 21 ,3 0,375/Ю ,75 150 пер. 8U00 для терми- ческой обработки деталей
ИМ-0,22-500 100+100 0,22 — пост __ Для элек-
ИМ-0,2 2—500 45+2S+ + «0+6+ + 4+2+1 0,22 пост. гроискро- вых уста- новок
СМ-0,65—5 5 0,65 пер, 50 Для стаби- лизаторов напряже- ния
3. МАГНЕТИЗМ И ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМ
Постоянные магниты
Некоторые сорта железной руды способны притягивать к себе
стальные предметы. Это явление названо магнетизмом, а руды.,
обладающие этим свойством, магнитами. На практике приме-
няются стальные или искусственные магниты. Каждый магнит имеет
два пслюса, которые названы северным (С) и южным (Ю). Одноимен-
ные полюсы двух магнитов отталкиваются, разноименные — притяги-
ваются. Действие магнитного поля вокруг магнитов происходит по
так называемым магнитным сп новым линиям, которые
условно считают направленными от северного полюса к южному
(фиг. 183).
Электромагниты
Вокруг провода с электрическим током образуется магнитное по-
ле, силовые линии которого имеют форму колец, охватывающих провод
(фиг 184, а) Чтобы'Создать сильное поле, необходимо провод намотать
в спираль или в катушку с большим числом витков. При этом поля от-
дельных витков складываются и образуют общее, более сильное поле ка-
Фиг 183 Магнитное поле магнита
тушки (фиг. 184, б). Это поле напоминает поле постоянного магнита, где
расположение полюсов зависит от направления тока. Магнитный поток
можно усилить, если в катушку вставить стальной сердечник. Такая
катушка с сердечником называется электромагнитом. Элек-
тромагнит будет тем сильнее и его магнитный поток тем больше, чём
больше будет число виде p-в и т к о в (произведение величины тока в ам-
перах па число витков). Одинаковый магнитный поток можно получить,
например, если взять катушку с 50 витками и с током в 10 а или
если ток в 1 а пропустить через катушку с 500 витками. В обоих
случаях электромагнит имеет 500 а-вит (ампер-витков).
Действие электромагнита зависит также от конструкции и материа-
ла сердечника. Если сердечник прямой'(фиг. 185, а), то магнитный,
поток проходит по воздуху, имеющему большее магнитное сопротив-
ление, чем стальной сердечник, и этим ослабляется Сильнее магнит-
ный поток получается в замкнутом сердечнике (фиг. 185, б). Пло-
щадь поперечного сечения сердечника должна соответствовать вели-
чине потока, так как при малом сечении может наступить магнитное
насыщение п при дальнейшем увеличении ампер-витков поток не бу-
дет увеличиваться Для сердечников к электромагнитам применяются
специальные стали. Сердечники электромагнитов переменного тока
делаются сборными из тонких листов электротехнической стали. Для
уменьшения нагревания сердечников листы стали изолируются друг
от друга слоем тонкой бумага или лака.
Подъемная сила электромагнита (фиг 186) вычисляет-
ся по формуле
где Р — подъемная сила электромагнита в /и;
В — магнитная индукция в воздушном зазоре 3 между якорей: 4
' и сердечником 2 в гауссах (величина В определяется по кри-
вым намагничивания для каждого сорта стали);
S — суммарная площадь торцовых частей сердечника катушки 1
электромагнита в ел:’.
Серйечниг
Фяг 18$ Конструктивные особенности
электромагнитов *
Фиг. 186. Сх.ема подково-
образного электромагнита
с якорем
При пользовании этой формулой следует помнить, что с уменьше-
нием воздушного зазора 3, по мере притягивания якоря 4, магнитная
индукция возрастает и подъемная сила увеличивается (см. фиг. 186).
Электромагниты используются в электромагнитных кранах
(загрузка шихты в сталеплавильные печи и т. д_), во всевозможных
реле, магнитных пускателях и контакторах, при изготовлении магнит-
ных столов для плоскошлифовальных станков и во многих других
электрических аппаратах. Кроме этого, электромагниты применяются
в электропневматнческнх и электрогидравлическм схемах автоматиза-
ции управления станками и машинами.
4. ЭЛЕКТРОМАТЕРИАЛЫ
Б электротехнических установках применяются металлы л сплавы,
проводящие электрический ток, и материалы, не проводящие тока; пер-
вые носят название проводниковых материалов и'спла-
вов сопротивления, вторые ..называются изоляционными
материалами. Из проводниковых материалов (медь, алюминий,
сталь и др.) изготовляют кабели и обмоточные провода, из сплавов со-
противления (константан, нихром, манганин и др.) изготовляют спирали
нагревательных приборов, реостаты и- т. п., из изоляционных материа-
лов изготовляют изоляцию кабелей проводов, пбмотдк и т д
Проводниковые материалы и сплавы сопротивления
Величина сопротивленца проводника тем больше, чем больше его
длина, те,и меньше, чем больше его сечение, и зависят от материала
проводника, так как различные материалы при же размерах и ус-
ловиях обладают различными' сопротивлениями.
Таблица 44
Свойства Проводниковых материалов и еплавов сопротивления
Материал Удельное со- противление гри 20"с; ОМ’ .«Л1* Л1 Температур- ный коэффици- ент сопротив- ления 1 а°С Плотность, г/см'3 Температура плавления,‘*С
Алюминий*. . . L . . . 0,029 0,039 2,7 659
Бронза 0,02J—0,04 0,004 8,8 900
Железо ........ 0,1—0,15 0,0063 7,35 1530
Константан** 0,4—0,51 0,00005 8,85 [200
Латунь» 0,07 0,002 8,6 960
Медь* ......... 0,0176 0,004 8,9 1083
Манганин** 0,4—0,48 0,09—0,12 0,000015 8, 14 910
Никель 0,0064 8,8 14-50
Никелин*® 0,4—0,44 I . I 0,0003 8,92 1060 .
Нихром** ....... 0,0003 8,2 1375
Платина ........ 0,1 — 0,11 0,0025 21,4 1770
Ртуть ......... 0,942 0,00096 13,54 38,9
Свинец , . 0,208 0,004 11,34 3'27
Серебро* ...... . 0,016 0,0036 [0,5 961
Сталь* 0 , 1—0,2 0,005 7,85 1300—1400
Фехраль»* ...... 1,2—1,4 0,0002 7,6 1450
Чугун** 0,52 0,001 7,2 1200
м Обычно используют как проводниковые.материалы. ** Обычно используют для сопротивлений.
Удельным сопротивлением называют сопротивление
проволоки из данного металла (или сплава) длиной в 1 м е попереч-
ным сечением в 1 л.и2. Формула для подсчета сопротивления провод-
ника имеет вид:
_ а/
7?--
<1
где ,удельное сопротивление проводника в om-jiiaiP/jh;
I — длина проводника в л;
. q — поперечное сечение в жл2,
В табл. 44 приведены значения удельного сопротивления проводни-
ковых материалов и сплавов сопротивления. Сопротивление провод-
ника зависит or его температуры. Сопротивление металлов растет при
повышении температуры. Изменение сопротивления при изменении
температуры определяется по формуле:
(?=(?0[1+« {i - г0)],
где R — сопротивление проводника при заданной температуре;
Ro — сопротивление проводника при начальной температуре;
а — температурный коэффициент сопротивления (см. табл. 44).
Растворы электролитов, уголь и некоторые сплавы обладают
отрицательным коэффициентом а. Их сопротивление с повы-
шепнем температуры уменьшается.
Пример» Определить сопротивление электроплитки • ив нихромовой проволоки,
нагретой До 400°С, если сопротивление ее при 20°С равнялось 80 ом. Из
табл. 44 находим для нихрома а= 0,0003.
^400о==80[Ц-0,0003 (400— 20)1 = 89,12 ом
Таблица 45
Электроизоляционные материалы и их свойства
Материал Удельный вес, е/сл«8 Диэлектри- ческая про- ницаемость Электриче- ская проч- ность, Ке/.Ы Удельное объемное сопротивление при 20°С, ОЖЛ
Асбест...... Асфальт..... Гетвпакс лист- вой . Бумага кабель- ная сухая . . . То же, ио про- писана маслом Воздух * . Береза... Карболит Лакоткань .... Масло трансфор- маторное . . . Миканит .... Мрамор . . Парафин . . . Прессшпан сухой Пряжа х/б сухая Резина листовая Слюда Стекло Фарфор ..... Фибра Шифер Эбонит- 1,2-2,5 1. 1-1.3 <,3—1,4 0,8 0,00121 0,64 1,1— 1 ,2 1.1—1,36 0 ,85—0,89 2,2 2,7 0,86—0,9 2 0,9—1,3 1,3-1,8 2,8—3,2 2.5—2,7 2,3-2,7 1,2— 1 ,4 2,7—2,9 1, 15—1,3 2,7 4,5—о 2,3—35 3,4—3,7 1,0 2—3 3-5 3,5—5 2—2.5 4 ,6—6 8—10 2—2,2 2,5—4 2,6—3,5 4—7 5,5—10 5,0—7,5 З—о 4—16 2—3,5 1,5—3 13-16 10—20 6—9 10—25 3-4 3—5 10—12 32—45 5—18 15—2(1 2—5 15—30 8—10 3—5 10—15 80—150 [0-4 0 6—10 4—11 1.5—3 8—10 О® О “ о оо о о О н г- О_О Р н и ь- w г—* «1 >—• ft ““ — ч. Ч> — чЬ- to Ьб И _ Ы р . 21 21 1°l 1 1 si ?! Ilgis । 1 3 — Г- W4 W г-* и О О® О О о О ОО о о и* м ° «1 и Л <Л Ы сс « 4. а
Изоляционные материалы
В отличие от проводниковых материалов все изоляционные матери-
алы не пропускают электрический ток. Однако если^напряжение,
приложенное к изолятору, будет достаточно велико, а слой изолятора
невелик, io может произойти электрический пробой. Способность
изолятора выдерживать без пробоя напряжение какой-то величины
называется электри ческой прочностью. Кроме электриче-
ской прочности, изоляционные материалы (или диэлектрики) характери-
зует диэлектрическая ‘проницаемость, которая для воздуха равна 1.
Свойства изоляционных материалов приводятся в табл. 45.
В электромашиностроении и электроаппаратостроении качество изо-
ляционных материалов оценивают еще и по способности того или
иного материала устойчиво сохранять свои изоляционные св.ойства
прн повышении нагрева машины или аппарата Это качество, называ-
емое наг ревостойкостыо. определяет срок службы Электриче-
ской машины н ее размеры. Чем выше нагревостойкость изоляции,
применяемой при изготовлении машины, тем больше срок службы
этой машины, тем меньше ее габариты. Согласно ГОСТ 8865—58 все
изоляционные материалы для электрических машин, трансформаторов
и аппаратов по нагревостойкостк делятся на'семь классов, чем облег-
чается возможность их наивыгоднейшего использования (табл. 46).
Таблица 46
Классификация электроизоляционных материалов по вагревостойкости
Класс изоляции Рабочая темпе- ратура °C Краткая характеристика изоляционных материалов
V - 90 Волокнистые материалы из целлюлозы и шелка, t?e пропитанные и не погруженные в жидкий элек- троизоляционный материал
А 1D5 Волокнистые материалы из целлюлозы к шелка, погруженные в жидкий электроизоляционный мате- риал
Е 120 Некоторые синтетические органические пленки
В 130 Материалы'на основе слюды, асбеста п стекло- волокна с органическими связующими и пропиты- вающими составами
F 156 Матэриалы на основе слюды, асбеста н стекло- волокна с синтетическими связующими и пропиты- вающими составами
н 180 Материалы на основе слюды стекловолокна и ас- беста с кремнийорганмческпми связующими н про- питывающими составами
с Более 180 Слюда, керамика, стекло, кварц в натуральном виде
5. ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ
Современное машиностроительное предприяше оснащено разнооб-
разными электрическими машинами, электронными и ионными преоб-
разователями, электроизмерительными приборами. Наибольшее рас-
пространение имеют машины и приборы переменного тока, реже при-
меняются устройства постоянного тока, преобразовательные, усили-
тельные н другие установки.
Электрические машины
Электрическая машина служит для преобразования электрической
энергии в механическую (двигатели) и механической энергии в элек-
трическую (генераторы). Электрические машины классифицируются:
по роду тока на машины переменного и постоянного тока; по способу
защиты от окружающей среды на открытые, защищенные, закрытые,
пыленепроницаемые, герметически закрытые, взрывозащищенные. Чем
лучше защищена машина от воздействия окружающей среды, тем она
тяжелее н дороже.
Электрические двигатели имеют различные свойства в зависимости
от их устройства и схемы включения.
Двигатели постоянного тока с независимым или па-
раллельным возбуждением-(фиг. 187, а) допускают широкую регули-
ровку скорости. При изменении нагрузки их скорость изменяется мало.
Фиг. 187. Схемы*включения электрических
машин'постоянного тока!
1 — пусковой реостат, 2 — реостат Возбуж-
дения; 3 — обмотка возбуждения; 4 — пос-
ледовательная обмотка возбуждения
Применяются такие двигатели для привода станков. Двигатели посто-
янного тока с последовательным возбуждением допускают регулиров-
ку скорости. При изменении нагрузки их скорость резко изменяется:
при большой нагрузке скорость мала, при малой нагрузке велика.
Без нагрузки такие двигатели включать нельзя. Применяются такие
двигателе в подъемно-тран-
спортных устройствах. Ис-
пользуются и двигатели со
смешанным возбуждением
(фиг. 187, б).
Асинхронные двигате-
ли переменного тока
ие допускают простого и
экономичного регулирования
скорости. При изменении на-
грузки их скорость изменяет-
ся незначительно.
Специальные м ного-
скоростные асинхрон-
ные двигатели имеют
секционированную обмотку
статора, -переключая которую
можно получать различные
числа пар полюсов, вращаю-
щегося поля и, следователь-
но, различные две, три Или
четыре скорости (например, 3000/1500/1000/500 об/мин.).
В зависимости от соотношения длительности рабочего времени и
пауз — продолжительности' включения (сокращенно ПВ)—
двигатель может развивать большую или меньшую мощность.
ПВ— 100%,
1р ‘л
где tp—время работы;
время паузы.
Один и тот яге двигатель при длительной работе (ПВ=100%) мо-
жет развить меньшую мощность, чем при повторно-кратковременном
включении (ПВ=40%; 25%; 15%).
Для перерасчета величин мощности при разных ПВ следует поль-
зоваться формулой
Г ПВ1
где Рг — мощность при ПВ^, ‘
Рг — мощность при ПВа.
Пример 1. Определить мощность двигателя при ПВ = 15%. если его мощ-
ность при ПВ = 40% составляет 1S кет;
Пример 2. Определить допустимую нагрузку для двигателя при длительной
работе, осла его мощность пр» ПВ = 40% составляет 10 кет:
1 Г 4Q
р5л«т=10|/ —=S,3ram.
В машиностроении наиболее распространены асинхронные
двигатели переменного тока s защищенном и закрытом исполнении,
Согласно ГОСТ 183—55, выводы обмоток электрических машин имеют
обозначения, приведенные в табл. 47.
Таблица 47
Условные обозначения выводов обмоток электрические машин
Иаименоващге Обозначение
пачало конец
Трехфазные машины переде/ Обмотка статорам того тока
первая фаза С1 С4
вторая фаза ...... С2 С5
третья фаза . Обмотка ротора: сз С6
Первая фаза ........ Р1 Р4
вторая фаза Р2 Р5
третья фаза ....... . РЗ Р6
Машины постоянного тона
Обмотка якоря . Обмотка: Я1 Я2
добавочных полюсов Д1 Д2
компенсационная. . . . • . К1 К2
последовательного возбуждения .... С1 С2
лараллэльного возбуждения Ш1 Ш2
уравнительная У! У2
особого назначения ........... О1 ОЗ
Таблица 48
Условные обозначения типов электродвигателей переменного тока
единой серин
Исполнение двигателя единой серии Обозначение
Защищенное в чугунном корпусе Закрытое, обдуваемое в чугунном Корпусе Защищенное в алюминиевом корпусе Закрытое, обдуваемое в алюминиевом корпусе ... • . . . . Защищенное с повышенным пусковым моментом........ Закрытое обдуваемое с повышенным пусковым моментом» . . Защищенное с повышенным скольжением Закрытое, обдуваемое с повышенным скользьешгем Защищенное., встраиваемое в станки ......... • .... Закрытое, обдуваемое для привода тележки-тельфера Защищенное с постоянно налегающими щетками ... . А АО АЛ АОЛ АП АОП АС АОС АВ ДОЛГ лк
Таблица 49
Технические данные асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором
Тип Номинальная мощность па валу п ток статора при числе полюсов
2 4 6 8
мощ- ность, м ?т ток етаторз В Q П ри напряжении мощ- ность, кет ток статора и а при напряжении МОЩ- НОСТЬ, квпг тоес статора в а' при напряжения мощ* НОСГЬ, К6ГП ток статора в а при напряжении
220 а 380 е 220 a 380 в 220 в 380 в 220 в 380 в
А31, AJ131 1,0 3,8 2,2 0,6 2.8 1,6
А32, АЛ32 1 ,т 6,4 3,7 1,0 4,2 2.4 — —— —
Ml, ЛЛ41 , 2,8 1(1 5,8 1.7 6,7 3,9 I .0 4.8 2.8 __
А42. АЛ42 4,5 15,7 9. 1 2,8 10,5 Ь, I 1,7 7.5 4.3
А51, ЛЛэ1 7,0 2-1 13,8 4,5 16,3 9,4 2,8 11,4 6,6 __ —— —
А52, АЛ52 10 33,8 19,5 7.0 24,6 14,2 4,5 17,5 10.1 __
А61 14 47 27,5 10 34 , 1 19,7 7,0 27 15,5 4,5 18,5 11
А62 20 66 38 1Л 47,5 27,5 10 37 21.5 7.0 28 16
А7 1 28 92 53 20 67 39 14 51 29,6 10 38 22
А72 40 128 74 28 93 54 20 71,3 41,3 14 52 30
А81 55 175 101 40 131 76 28 97,5 56,5 20 73 42
А82 75 235 136 55 178 103 , 40 136 79,8 28 1 00 5 8
А91 100 312 180 75 242 140 55 183 106 40 1.39 81
А'92 125 388 2^5 100 320 185 75 213 141 5а 188 109
АОЗ1 АОЛЗ1 0,6 23 1.4 0.6 2,8 1,6 ___
АОЗ2, АОЛ32 1,0 3,8 2,2 1 ,0 4", 2 2,4 —— — ——
АО 41, АОЛ.11 1,7 6,2 3.6 1 ,? 6.7 3,9 1 ,0 4 .8 2,8 —— ——
АО42, ДОЛ42 2,8 10 5,8 2,8 10,5 6,1 1,7 7.5 1,3 —— ——
АО51, АОЛ51 4.5 15.6 9,1 4 ,5 16.3 9,4 2,8 11,4 6,8 —— —
АО52, АОЛ52 ' 7,0 24 13,8 7,0 24,6 14,2 4 .5 17.5 10,1 —— —
АО62 10 34 19,5 Ю 34 , 1 19,7 7,0 27 15,5 4,5 18,5 10,5
АО63 14 46,5 27 14 \ 4 7,2 27,4 10 36,5 21 , 7,0 27,5 16
АО72 20 66 38 20 67 38, 8 14 50,5 29 1 10 38 22
АО73 28 90 52 28 93 53,8 20 70,5 41 14 52 30
Л 082 40 129 75 40 130 75 28 96 55,5 20 72,5 42
Электрооборудование
Таблица. 49 (продолжение)
Тип Номинальная мощность на валу и ток'статрра при числе полюсов
2 4 6 8
мощ- ность, кет ток статора в а при напряжении МОЩ- НОСТЬ кет ток статора в а при напряжений мощ- ность, кет ток статора в а при напряжении мощ- ность, кет ток статора в а при напряжении
220 в 380 в 220 в 380 в 220 в 380 е 220 в 380 а
АО83 55 -174 100 55 178 103 40 134 77,5 28 99,5 57,5
АО93 75 236 1 36 7.5 239 138 55 181 104 40 139 80
АО94 100 314 1 82 100 318 184 75 24 0 139 55 189 108
АП61 — — 1 0 34.5 20 7,0 27 15.5 4 .5 19 11
АП62 __ __ __ 14 48,5 28 10 37 21,5 7,0 28,5 16,5
АП71 —— 20 67,5 39 14 50 29,5 10 39 - 22,5
АП72 — __ 28 94 54 ,5 20 71 41 14 52,5 30,5
АП81 —— 40 132 76,5 28 97 56 20 74 ,5 43
АП82 — 55 I 80 104 40 136 79 28 102 59
АП91 __ __ 75 242 140 55 1 83 1 Об 40 143 82 j 5
АП92 __ 100 324 188 75 243 14 1 оа 195 из
АОП41 — . 1 ,7 6,6 3,8 1 .0 4,9 2,8
АОП42 2.8 10,5 6,1 1.7 7,6 4,4 — —— —
АОП51 — __ 4.5 16,4 9,5 2.8 11 ,4 6,6 — — —.
АОП52 __ __ 7.0 24,8 14,2 4,5 17<6 10,2 —
АОП62 — — __ 10 34,5 20 7,0 27 15,5 4.5 19 11
АОП63 __ __ 14 47,5 27,5 .10 37 21 ,5 7.0 28,5 16,5
АОП72 __ —— 20 67,5 39 14 51 29,5 10 39 22,5
АОП7 3 —— — 28 94 54,5 20 70 40,5 14 52,5 30,5
АОП82 __ 40 132 76,5 28 95 55 20 73»5 .42,5
АОП83 — —— __ 55 180 104 40 133 77 28 100 58
АОП93 —— —— 75 238 138 55 180 104 40 141 .81.5
АОП94 — — — 100 320 185 75 240 139 55 194 112
AC6I 10 38 22 7.0 30 17 5 4 .5 22 12.5
Электротехника
12 Закаа № 76!
Таблица 49 (окончание)
Тип Номинальная мощность на валу и ток статора при числе полюсов
2 4 6 8
мощ- ность, кет юк статора в а при напряжении мощ- ность, ток статора в а при напряжении мощ- ность, кет ток статора в а при напряжения мощ- ность, кет ток статора в а при напряжении
220 <3 380 в 220 в 380 в 220 в 380 в 220 в 380 в
АС62 . 14 51 29,5 10 41 24 7,0 32 18,5
А’С71 — __ 20 71 41 14 55,5 32 10 43 25
АС72 28 98 57 20 76,5 44 14 58,5 34
АС81 40 138 80 28 105 60.5 20 81 47
АС82 О-м W— 190 11 0 40 1.45 84,5 28 1 11 64
АС91 75 255 150 5Й 195 I 15 40 155 85
ACS2 100 34 2 198 75 260 152 55 212 122
АОС31 о,б 2,6 1.5 0,6 2,9 1.7 г .о 4.8 2.8 —— —,
АОС32 1 >0 4.0 2,3 I ,0 4,6 2.6 1 л 7.8 4.5 __
АОС41 1 ,7 6,6 3,8 1 .7 7,3 4.2 2,8 12,2 7,0 1, __
АОС4 2 2.8 10,6 6,2 2.8 11 .5 6,8 4.5 18,5 10 ,7 —— __
АОС51 4,5 16,6 9,6 4.5 18 10,3 7 .0 28,5 16,5 __
АОС52 7,0 25,6 14.8 7.0 27 15,5 . 10 39,5 23 __
АОС62 __ 10 37 21 ,5 14 53,5 31 4.5 21 12
АОС63 — 14 50 29 20 74 .2 42,9 7,0 30,5 17,5
АОС7 2 —— 20 71 41 1.4 41 24 1 0 41 24
1 АОС7 3 —— А 28 98 56,5 20 56 32 14 56 32
АОС82 —— 4 0 1 38 80 28 78 45 20 78 45
АОС83 —— — « 55 189 109 40 107 62 28 107 62
АОС93 —— —— 75 255 148 55 150 88 40 150 88
АОС94 100 335 195 75 205 118 55 205 г 118
Электрооборудование
Таблица 50
Асинхронные электродвигатели с фазным ротором
Номинальная мощность на валу, ток статора, напряжение и ток ротора при числе полюсов
4 6 8
Тил ток статора S а при напряжении ротор юк статора п а яри напряжении ротор ток статора в а при напряжении ротор
мощ- ность. мощ- ность. мощ- ность,
Л «ЯП 225 d 380 в ток, а напря- жение , а кат 220 з 300 в ток, а напря- жение, а кат 220 в 380 в ток, « напря- жение, в
ЛК51 2.8 10.9 0,3 22,5 84 1,7 8,3 4,8 20,2 5? — — — — -Л.
ДК52 4,5 17 9,8 22 131 ’ 8 12 8 7,4 21 ,2 91 — — — — —
ЛК60 7,6 27 15,5 33,5 1 44 4,5 20,0 11 ,5 26 117 — — — — —
AK6J 10 37 2L 5 32 207 7,0 28,X 16 , а 26 175 4 .5 21 24 126
AKS2 14 50 29 35 262 10 39 22,5 30 225 7,0 30 17,5 28 168
АН. 71 20 40,5 31 68 193 14 54 31 63 157 10 42. 24 61 118
А1\72 28 55 ,5 42 71 250 20 75 43 63 212 14 57 33 64 I 60
AI\S1 40 78 60 74 336 23 103 60 67 276 20 78 45 57 200
АК82 55 10S ео 72 430 40 143 03 65 390 28 106 И 56 323
AKS1 75 143 по 115 383 55 192 110 88 390 40 147 85 92 270
АК.92 100 190 145 117 520 75 258 150 88 538 55 137 I 14 92 376
Для характеристики различных типов двигателей пользуются бук-
венными и цифровыми обозначениями, Например, в обозначении еди-
ной серин асинхронных двигателей первая цифра после букв указы-
вает габарит, вторая—длину сердечника, третья — число полюсов,
п следовательно, и синхронное число оборотов в минуту. Буквенные
обозначения характеризуют исполнение двигателя, перечень обозна-
чений приведен в табл, 48, Например, АЛ41-2 обозначает асин-
хронный электродвигатель защищенного исполнения в алюминиевом
корпусе четвертого габарита, первой длины, двухполюсный (т. е. на
3000 об/мин.). Технические данные некоторых электродвигателей
п генераторов даны в табл, 49, 50, 51, 52, 53, 54 и 55. Схемы вклю-
чения и соединения обмоток приведены на фиг 188, Переход от одной
схемы к другой производится путем перестановки контактных накла-
док на щитке электродвигателя.
Таблица 51
Исполнение основных типов трехфаз'йых асинхронных электродвигателей
новой единой серии А2 и АО2
Тип Номинальная мощность на валу, кет при числе по<цюсос статора
2 4 6 8 10
Закрытые, обдуваемые
АО2-Ц 0,8 0,6 0,4
АО2-12 1.1 0,8 0,6 _
AO2-2I 1 >5 1,1 0,8 —— —
АО2-22 2,2 1 I ,5 1,1 — —-
АО2-31 3,0 2,2 1,5 — —-
АО2-32 4 ,0 3,0 2,2 ——
AO2-4I 5.5 4,0 3,0 2,2 ——
АО2-42 7,5 5,5 4.0 3,0 ——
AO2-5I 10 7,5 6,5 4, 0 —-
АО2-52 13 10 7,5 5,5 ——
AO2-6I 13 10 7,5 —
АО2-62 17 1’ 13 10 —
АО2-71 22 22 17 13 —
А 02-72 3U 30 22 17 ——
AO2-8I 40 40 30 22 17
АО2-82 IS JS 55 40 30 22
АО2-91 75 75- 55 40 30'
АО2-92 100 100 75 55 40
Защищенные
A2-6I 17 * 13 10 7,5
. А2-62 22 17 13 to —
Д2-71 30 22 17 13
А2-72 40 30 22 17 —
А2-81 55 40 30 22 17
А2-82 75 Ь5 40 30 22
М-Э1 too 75 55 40 30
А2-92 125 100 75 55 40
Таблица 52
Некоторые электродвигатели постоянного тока серии ПН
Тип МОЩНОСТЬ на аалу, к вт Ток в а при напряжении Скорость вращения, еб/ына
ИО s 220 г Номинальная максимальная
ПН- ПНФ, пнв
2,5 0,25 3,5 1,8 1440 2870
& 0,3 4,1 2, I 960 1920
10 0,66 8,5 4,3 980 I960
17,5 1 ,0 11,7 5,6 1000 2000
28,5 1,6 19 9,4 1000 2000
45 2,5 28.2 14,1 1000 I960 ,
68 3,7 42 21 1000 1750
85 5,6 60,5 30 1000 I 750
100 5,8 68 34 800 1500
145 8,5 93 46,Г 800 1500
205 14 ,5 161 1 770 1400
290 19 206 103 770 13оо
400 22 238 —- 580 ’> 1050
22 — 118 590 Ибо
пнз ПНЗФ
5 0,26 3,3 1 ,7 1530
10 0,55 6,3 3,1 1440 —
17,5 0,8 8,0 4,4 1450
28,5 ы 12,2 6,1 1440 —
45 1,75 9,4 2200 —
2,0 21,5 —— 2150 —
68 « 1 ,? — 92 1360 —
1,9 20,5 — 1360 —
85 2,8 29,5 — 1700 —
3,1 — 16,2 I 800 —
100 2,85 32,3 16.(1 980
1'45 4.1 46 23 1380
205 5,8 65 33 1300 —
240 7,8 88 44 1260
400 11 I 16 58 1000 —-
550 13 136 68 920 —
Таблица 53
Некоторые грнеряторы постоянного тока обшрго назначения серии ПН
Тип Мощность, «егд Напряжение, в Скорость враще- ния. Об/МИн.
на зажимах потреб- ляемая
3 0,37 0,53 115, 230 1420
10 0,85 I .2 115; 230 1430
17,5 1,1 1 .4 1 15—160: 230—320 1430
28.5 1,7 2.2 115—160; 230—320 1430
45 2,6 3,2 115—160; 230—320 1440 -
G8 4,-2 5,2 1 15—160; 230—320 1450
85 6.0 7.2 115—160; 230—320 1460
100 10,5 13 II 5—160, 230—320 1.4 60
145 14,5 17 115—160; 230—320 1460
205 25 29 I 15—160; 230—320 1460
Таблица 54
Генераторы постоянного тока для питан»» гальванических лани
Тип Мощ- ность. кет Напря- жение, G Номинальный ток при срод- ном напряже- нки, а. Ско рость враще- ния, об/мян. Исполнение
НД 500/250 НД I 000/500 НД 1500/7 50 НД 5000/2 500 3 6 /9 3D 6/12 6-12 6/12 6/12 500/250 10U0/500 1500/750 5000/2500 1440 970 970 730 С электродвигателем A5I 4 образуют агре- гат АНД С А62-4 то гке з A7I-6 » з A9I-8 >
Таблица 55
Генераторы постоянного тока для дуговой электросварки
Тип | Мощность при длительной рабо- те, кат Напря- жение. а Ток в а при ПВ% Пределы регулиро- вания ’гока. й Исполнение
без на- I грузки 1 ‘ при на- ! грузке j 30 65 too
ГСВ-100 —- 80 25 115 92 80 20—II 5 С 9 лек г ро дви- гателем 4 кет, 2900 об/мин обра- зует преобразователь типа ПС-1 000-1
СМГ-2Г 7,5 65 80 320 300 280 80—4 00 С электроДви- га гелам 14 кет, 1470 об/мии. обра- зует преобразователь ПС-300 или агрегат СУГ-2Р
сги-з ₽0 40 500 400 120—600 С электродви- гателем 28 кет, 14?70 об/миа. обра- зует преобразователь ПС-500; с электро- двигателем 32 «эти агрегат САМ-400
СГ-1000 60 60 1000 С электродви- гателем 75 кет, 1450 об/мии обра- зует преобразователь ПСМ-1 000
Для единой серии асинхронных двигателей для всех исполнений
предусмотрены одинаковые шкалы мощностей: от 0,6 до 100 кет.
В настоящее время заводы электротехнической промышленности
осваивают производство трехфазных асинхронных электродвигателей
новой единой серии А2 и АО2, В ближайшее время эти двигатели
заменят выпускающиеся сейчас электродвигатели серии А и АО,
которые будут сняты с производства. Преимущества новой серии
электродвигателей: 1) шкала мощностей с увеличенным числом сту-
пеней с 1 по 9 габарит, 2).более высокий к. п. д. и cos и>; 3) мень-
ший вес на единицу мощности, 4) меньшие габаритные размеры;
5) высокая эксплуатационная надежность за счет- применения новых
изоляционных материалов Мощности основных типов электродвига-
телей серии А2 и ЛО2 приведены в табл. 51.
Фиг г88 Схема включения соединения обмоток аспахрон-
кого электродвигателя:
а — соединение в звезду; б — соединение в треугольник.
Таблица 56
Генераторы постоянного тока высокой частоты для плавки, нагрева
и закалки деталей
Мощ» кость, кет Напряже- ние, в Ток, а Частота, £4 Исполнение
55 111 1Н 334 150 526 I част 375/750 370/750 375/750 2000 750/1 500 750/1500 I р и м е ч я возможное-! 14 3/74 296/148 296/143 167 200/100 700/350 я и <* Дпой ь переключ! 2500 2500 8000 2000 2000 2600 нор. знамен! ПШЯ ОбМОТО! С электродвигателем 60 мбтл, 2950 об/мин, образует преобразо- ватель типа ПВ 50/2500 С электродвигателем 125 кет, 2950 об/мин. образует преобразо- ватель типа ПВС 100/2500 С электродвигателем 1'30 кет, 147 0 -об/мин. образует преобразо* ватель типа ПВ I 00/8000-1V ТИП ВГ 2000—150, 3000 об/мин. с возбудителем 1I5 в Тиг ВГ 2000<-150, 3000 об/мин. Тип ВГО 500—2500 с возбуди- телем 1 30 в г напряжений генераторов озна- машиш на любое напряжение.
Электродвигатели типа АС и АОС имеют скольженье в пределах
от 7 до 16%, увеличивающееся при уменьшении мощности электро-
двигателя. Так, например, электродвигатель АОС31—4 мощностью
0,6 кеш имеет при номинальной загрузке скольжение 16% и скорость
вращения 1260 об/мин,
Более подробные данные для всех выпускаемых электрических
машин даются в соответствующих каталогах заводов. Схемы автомата-
iecKoro управления электродвигателями приводятся в главе XI.
Трансформаторы
По назначению трансформаторы разделяются на группы:
1. Силовые трансформаторы предназначены’для питания
силовой и осветительной нагрузок при продолжительной работе в за-
крытых помещениях и на открытом воздухе; имеют две или несколько
обмоток.
Фиг. 189. Подключение к сети трансформаторов:
а — однофазного; в — трехфазного с соединенней
обмоток звезда — звезда; в—трехфазного с соеди-
нении» обмоток заезда — треугольник.
2. Автотрансформаторы предназначены для регулирования
напряжения, запуска электродвигателей с короткозамкнутым ротором,
для зажигания и питания люминесцентных ламп и т. д,; имеют одну
обмотку с выводами для подключения в цепь высшего и низшего на-
пряжения.
3. Трансформаторы измерительные предназначе-
ны для расширения пределов измерения электроизмерительных при-
боров и питания непей релейной защиты, автоматики и сигнализа-
ции; в высоковольтных сетях отделяют приборы и реле от опасного
напряжения; разделяются на две группы: трансформаторы тока и
трансформаторы напряжения.
4. Понижающие трансформаторы предназначены
для питания ламп местного освещения, цепей управления электро-
приводов станков и переноспого электроинструмента.
5. С taapo чны э трансформаторы предназначены для
питания электросварочных установок.
6. Печные трансформаторы предназначены для пита-
ния электрических печей сопротивления и соляных ванн; имеют отво-
ды в первичной обыотке для Подбора режима и температуры печи.
Для обозначения различных типов трансформаторов пользуют-
ся буквенный! (табл. 57) и цифровыми обозначениями. Например, в
обозначении типа силовых трансформаторов число в числителе
(после букв) означает мощность (в ква), а число в знаменателе —
высшее напряжение. В обозначении измерительных трансформаторов
тока первая цифра после букв означает класс точности трансфор-
Фиг. 190. Подключение,к сети автотрансформаторов;
а—.Однофазного понижающего; S— однофазного повышаю-
щего; в— трехфазного понижающего; г — трехфазного по-
вышающего.
матора. Далее за чертой в числителе дроби ставится цифра, ука-
зывающая номинальное напряжение, а в знаменателе — номиналь-
ный первичный ток. В обозначении трансформаторов напряжения
цифра после букв означает высшее номинальное напряжение (в гее),
иа которое данный тип трансформатора напряжения может изго-
товляться. Например, ТКМ 0,5 — 0,5/600 означает трансформатор
тока катушечный модернизированный, класса точности 0,5, для
тока 600 а.
Технические данные трансформаторов приведены в табл. 58,59 и
60, а схемы включений.— па фиг 189 и 190 (включение измеритель-
ных трансформаторов в см. разделе «Измерительные приборы»).
Таблица 57
Условные обозначения трансформаторов
Исполнение трансформатора Буквенное обозначение
Силовой масляный с естественным охлаждением , . тм
Автотрансформатор трехфазиый сухой.. ............ АТСК
Автотрансформатор трехфазный маслявый АТМК
Понижающий однофазный сухой открытый ОСО
То же закрытый . . . ОСВУ
Понижающий трехфазный сухой тс
Измерительный напряжения однофазный нос
То же высокочастотный. . ноев
Измерительный тока катушечный модернизированный ..... ТКМ
То же высокочастотный. . . ткч
То же высокочастотный шинный тшч
Сварочный.... СТАН
Ю же .......... , ..... . стэ
Таблица 58
Технические данные некоторых трансформаторов
Тип Мощ- ность, кеа Напряжение, в Назначение, примечания
высшее низшее
Силовые
TM-I0/6 10 6000 400 Общего назначения
TM-20/G 20 6000 400 Го же
TM-50/G 50 S300 ‘100 »
ТМ-100/6 100 6300 525 »
тм-18о;в 180 6300 525 ъ
ТМ-320/6 320 бзоо 525
АвтогарансфоР/Айторы
АОСК-10/0,5 ДО 220, 380, 2-2—220 Для плавного регули-
500 38—380 рбвания напряжения под
50—500. нагрузкой
АТСК-25/0,6 25 220. 380, 22—220 То же
500 38—380 50—500
ПТС-190/0,5 190 дО 500 55—64—7 3 Для запуска коротко-!
127—36—45 з амкяутых э лектро д вы • гателей
Понижающие
000-0,25/0.5 0,25 127, 220 12 млк 36 Питание ламп местно-
380, 500 го освещения. Открытое
исполнение
ОСВУ-0,25/0,5 0,25 127, 220 12 или 36 То же, но закрытое
380, 500 исполнение, для уголь- ных шахт
ОСВУ-0,5 0,5 127, 220 380, 500 12 ил» 36 То же
TC-I ,5/0,5 i ,5 220/380 127, 220 Питание электооин-
или 36 струмепта. Трехфазные
ТС-2,5/0,5 2,5 220/380 127, 220 или 36 То же
ТП-50 0105 1 27/220 12 или 36 12 или 3 6 Питание ламп местно- го освещения
ТП-1 00 0,1 380. 500 То же
ТП-250 0,25 •220, 500 12 или 36 />
I В-0 *1 б 0.15 220, 380 127 и 6 Питание цепей управ
'0.3 500 лепия станков
7Б-0,3 220. 380 127 и 6 То же
500
ТБ-0,о 0,5 220. 380 127 и 6 9
500
ТБ-1,0 1,0 220, 380 127 и 6 1>
500
ТБ 2 2,0 220. 380 127 и 6 >
500
ТБ-3 3.0 220, 389 127 и 6 Л
500 I 27 н 6
ТБ-5 5,0 220, 380
500 . . .
Таблица 58 (окончание)
Мощ- ность, кви Напряжение, в
Тип вы ciiiee низшее Назначение, примечания
Сварочные К
СТАН-0 СТАН-1 СТЭ-24 СТЭ-34 СТН-360 СТН-500 СТН-700 ТСД-500 ТСД-1 ООО ТСД-2000 18,7 22,0 24.6 33,0 24,6 33,0 47,0 40,0 76,0 160 110/220 , 380 220, 380 220, 380 220, 380 220, 380 220, 380 220, 380 220, 380 220. 380 220, 380 80—63 70—63 65 60 60 60 60 65 65 80 При ПВ=65% допусти- мый вторичный ток 140 а 1о же 350 а » 350 а » 500 а » 350 а » 500 а » 700 а » 500 а » 1ооо а » 2000 а.
Печные Число ступеней
ТПО-22 2 220 от 5 до 10 Две
TITO-102 10 220 от 11 до 15 Пять
тпо-юз 10 380 от 11 дс 15 Одна
ТПО-173 17 380 75
ТПО-202 20 220 от 37 3 до 120 Восемь
ТПО-203 20 380 от 37,3 до 1 20 Восемь
ТПО-502 50 220 от 5,5 до 17 Восемь
1ПО-503 50 380 от 5,5 дс 1 7 Восемь
ТПТ-350 35 330^220 от 6,5 до 17 Шесть
ТПТ-600 60 380/220 от 5,5 до 17.5 Семь
ТПТ-640 64 380/220 от 102 до 163 Пять
Таблица 59
Измерительные трансформаторы напряжения
Тип Частота, ец Поминальное напряже- ние, в Номинальная мощ- ность, ва при классе точности Максималь- ная мощ- ность, ва
высшее низ- шее 0,5 ] 3
НОС-0,5 50 380, 500 100 25 40 100 200
НТС-0,5 50 380, 500 Юо 50 80 200 400
HOCB-I/I ° 1000 500, 1000 пли 1000, 2000 100 — — '— —
НОСВ-2/2,50 2500 Б00, 1000 или 1000, 2000 100 — — — —
НОСВ 2/8° 8000 500, 1000 илг 1000, 2000 100 — — — —
Таблица 60
Измерительные трансформаторы тока
Тич Частота, гц Номинальное напря хсмие. кв Номинальные данные вто- ричкой цепи । Номинальный первичный ток, а
мощ ность, ей нагруз ка,
ТКМ-0,5—0,5/10—600 50 0 ,5 10 0,4 1 0—600
ТКМ-1—0,5Д0—600 50 0,5 15 0,5 10—600
ТКЧ2-3—1 00, 200. 400 1000
2500
8000 2,0 4 100, 200, 400
ТШЧ1-3—200 2500 1,0 200
Т1ПЧ2-3—400, 800 1000
2500
8000 2,0 4 • 400. 80D 3
Аппаратура управления
Аппаратура управления подразделяется на аппаратуру ручного
у пр а.в левая (рубильники, реостаты, контроллеры пт и ) и аппа-
ратуру автоматического управления (контакторы, реле,
Фнг. 191. Схема включения двигателя
постоянного тока:
а— обыкновенная с помощью одного двухгюлюс
н'ого линейного контактора КТП-400; б—ревер-
сивная с помощью двух двухполюсных контак-
торов КТП-540
Фиг, 192. Реверсивная
схема включения асин-
хронного двигателя с по
мощью трех двухполюс
НЫХ\ контакторов.
алектронно-иониая аппаратура и др.). Аппаратура автоматического
управления обычно компонуется в станции управления. Простейшей
магнитной станцией управления является магнитный пускатель.
Контактор — электрический аппарат, предназначенный главным
образом для частых замыканий и размыканий электрических целей.
Контакторы различаются; *
1) по величинам — I, II, III, IV, V величины для номинального
тока главных контактов от 20 до 1000 а\
2) по числу и исполнению главных контактов - нормально откры-
тые (н. о.) и нормально закрытые (н. з.) контакты в копичестве
от 1 до 5;
Технические данные некоторых кпнтлктпров
Таблица 61
'I ип । Величина Номинальный' ток контактов, а Число контак- тов । Напряжение втя- । Тнвающей ка- | тушки, в Назначение
щ блокиро- вочных главных блокиро-1 вочяых
Контакторы постоянного тока
КП-1 I 40 — 1 -5 — НО, 22 0 Для коммути- рования цепей управления
КП-2 II 75 20 1 2 110, 220 Для силовых цепей 220 в
КП 502 II 100 20 1 4 1 10, 220 Для силовых цепей 600 в
КП-503 III 150 20 1 4 I 10, 220 1о же
КП-504 IV 300 20 I 4 I 10, 220
КП-505 V 000 20 1 4 НО. 220 г>
КП-7 VI! 2500 Л 20 'онмакп I оры пе 4 эемеинм ПО, 220 О /Г4Г/Ш. 2»
КТ-2 КТЭ-2 11 75 20 1 —5 4 НО, 127, 220, 380 Для силовых цепей 500 <?, 5D гц
кт-з ш 150 20 1 -5 4 110, 127. 220, 380 То же
КТ-4 КТЭ-4 IV son 20 1 —5 4 НО. 127. 220, 380 а
КТ-5 КТЭ 5 V 600 20 I —5 4 И0. 127, 220, 380 »
КТ-ЗП III 150 20 4 —6 — 127, 220, 380, 500 Для цепей 750 а." 8000 п 2500 гц
КТ 4П IV 3 00 20 4 —0 — 127, 220, 380, 500 То же
КВ-5 V 1000 20 3 — 127, 220, 380, 500 Для цепей 750—1500 в, 2500 гц
КВ 5 V 1000 20 5 — 127, 220, 380, 500 Для цепей 750— 1 500 в, 8003 гц Для управле-
КТП 501 1 50 20 2 4 НО, 220 ПОСТ, ток иия асинхронны мп двигателями с тяжелым режи- мом
КТП-504 IV 300 20 2 4 110, 220 пост ток 1 о же*
3) по, наличию устройства для гашения дуги —с дугогашснием
и без дугогашения;
4) по величине напряжения и роду тока втягивающей катушки;
5) по наличию блок-контактов и их исполнению — без блок-кон-
тактов и.с блок-ковтактами, с н, о, или н. з. блок-контгктами в ко-
личестве, от 1 до 4 пар,
6) по роду тока —постоянного и переменного тока.
Различные типы контакторов (табл. 61) имеют буквенные и циф-
ровые обозначения КП — контактор постоянного тока, КТ —
переменного тока. Цифры в обозначении типа
Фиг. 193. Схема вклю-
чения асинхронного
двигателя с фазовым
ротором
контактора переменного тока означают: послед-
няя цифра характеризует величину контактора,
Фиг. 194. Схема включе-
ния промежуточного реле
типа РИТ-100.
вторая от конца цифра — число нормально
открытых главных контактов, третья от кон-
ца цифра — наличие нормально закрытого
главного контакта, четвертая от конца циф
ра —наличие защелкивающего механизма.
Например, КТ-4223 — контактор переменно-
го тока третьей величины с двумя нормаль-
но открытыми и одним нормально закрытым
Фиг 195. Электрическая
схема реле типа-'
РВТ 12 00;
СД-2 — двигатель син-
хронный: ЭМ'— электро-
магнит сцепления; М—
нормально закрытый кон-
такт с выдержкой време-
ни при размыкании; 1—
в,— нормально открытые
контакты с выдержкой при
замыкании; о — нормаль-
но открытый контакт без
выдержки.
главными контактами с защелкивающим механизмом. В обозначении
контакторов постоянного тока последняя цифра характеризует вели-
чину контактов Вторая от конца цлфра обозначает исполнение
главного контакта и наличие дугогашения или отсутствие его, В се-'
рип К.П-50 эта цифра означает. 0 — главный контакт н. о. с ду-
гогащением; 1 — то же, ио без дугогашения; 2 — главный контакт
я., з. с дугогашеаием; 3 —то же, но без дугогашения. Например,
1£П-503—контактор постоянного тока третьей величины с одним'нор-
мально открытым главным контактом, без дугогашения.
Данные для некоторых выпускаемых нашей промышленностью
контакторов приведены в табл, 61.
s
Схемы в к люче и и я контакторов в цепях постоянного ч
переменного тока дани на фиг. 191; 192, 193,
Реле — аппарат, реагирующий на изменение какой-либо элек-
трической (или пеэлектрической) величины и служащей для управ-
ления автоматизированными устройствами. В зависимости от выпол-
няемой функции и величины, иа которую реагируют реле, встреча-
ются реле тока, напряжения, времени, промежуточное реле и др.
Схемы внутренних соединений и схемы включений реле в цепях
автоматического управления и контроля приведены на фнг. 194—197.
Фиг. 196. Схема включения реле
типа РЭ-1 0 0 в цепь статора че-
рез трансформаторы тока;-
Кг, К2. К- — катушки реле;
ГТ—трансформаторы тока.
CfU CHZ -СПЗ К упраб-
ления
Фиг. 197 Схема включения реле
типа РЭ-190 в цепь ротора:
Кг, Кг, К,— катушки реле; СП—
сопротивления пусковые; СД—
сопротивления добавочные
Назначение реле основных групп;
1. Р е л е максимального тока срабатывает при увеличе-
нии тока в его обмотке выше определенного значения, Эти реле
служат для защиты двигателей от перегрузки или короткого замы-
кания, для осуществления пуска в функции тока и др.
2. Реле минимального тока срабатывает при снижении
тока в его обмотке ниже определенного значения. Эти реле служат
в основном для контроля .тока в цепях возбуждения. Срабатывают
они мгновенно.
3. Реле обратного т о к а срабатывает при изменении на-
правления тока в обмотке. Служат для защиты генераторов при па-
раллельной работе, для зашиты аккумуляторных батарей, при за-
рядке или при параллельной работе и для других целей.
4. Реле повышения н.а п р я ж е и и я срабатывает при по-
вышении напряжения на его обмотке выше определенного значения:.
Служат для защиты машин и других установок от повышения на-
пряжения.
Таблица 62
Техиняескче данные некоторых реле
Наимено- вание Род тока [п п Номи- нальная величине! тока, а Коэффацн енг возврата Количест- во контак- тов Область применения
Мини- пост РЭ- 6 0 Ре те тп 2,5—15 00 ?А'а 0 65 I н о Защита от об
мальяое Макси- пост, РЭ-70 6—1200 или 1 Н, 3. 1—2 и, о рыва обмотки воз- буждения Защита от не-
лтальное Макси пост РЭ-100 1 ,5—600 0 3 ИЛИ Н i HJUt 1 н. о п I н 3 1 —2 н о регрузки дви гато- ля п тОков кОрот кого’ замыкания В схемах управ-
мальпое Макси- пер. РЭ- юо 5 0,6 НЛП II. 3. „ЛЯ 1 11. о 4 1 11. 1 11. О. 11 ления электропри- водами Управление
мольное Макси- 3-фаз1ь пер. РЭ 21 11 5—60 0 0 6 1 Н 3. I —2 к, о двигателями с фа- ЗОУЬ(М ротором Защита элект-
мальное Поляризо- пост. ДТ 6—1 600 НЛП н ч пли 1 н,-о, и 1 н. з 1 EI, о. и родвпгателей от больших токов Защита акку
ванное, об- ратного тока Макси- пост. ГРЛ к 7—200 1 В. 3 1 Я 3 муляторкых батя рей При зарядка Защита элек-
мальное тепловое Миан- я пер г ПОСТ 1РЙ 2 Номиналы РЭ’60 яапрлз ая величин Ц0, 220 IC0KUJ а нап D.65 зяжения, & 1 п. о тродвнгателей or перегрузки Защита &лектро-
мальное, макси- мальное Нулевое* пер. РЭ-2161 500 ИО, 127. 0,3 ИЛИ i Н. 3. 1—2 п, е. двигателей от об- рыва в цепи обмот- ки возбуждения Защита от пс-
Макси- пер. РЭ- 2161П 220, 380 110, 127, 0,3 или и. гк ЙЛЕ1 I П. О II I Н, 3, То ясе чеа»1бвения напря- жения н сети Защн-ia от чрез-
мальное Электро- пер Ре Номиналы! Э11-41/А 220, 3S0 лв ПрОМбЫС ая величина 2 I-500 jra04h напр W ягкения в 3—6 н. о мерного повыше- ния напряжения В схемах упрев-
магнитное или 2—4 и. з и 1 —3 н. з лени я и защиты до 500 в
Таблица 62 (продолжение)
Наимено- вание Род тока Тип Номиналь- ная вели- чина на- пряжения, в 1 Коэффициент возврата I Количество контактов Область применения
Электро- магнитное пор. ЭП-41/Б 24—5 00 — 3—6 и о или Н. 3 или 1—5 и. о и 1—5 в. з. В схемах управ- ления и защиты до 500 в
Малогаба- ритное клапанное пер РПТ 100 Величина 12—220 Реле врем выдержки ени врем 4 в. о И 4 Н 3 5Шь сек Размножение j оперативных цепей в схемах*автома- тики '
Электро- магнитное Электро-. пост. 12- 220 & пост РЭ-[00 0,25—0,0 о 3 I —2 и. о. или и. з. ИЛИ 1 В. Ох и 1 Н. 3 Автоматическое управление- элек троприводом
^магнитное 220 и РЭ-180 1-5 0,4 1—2 и. о или а. з ИЛИ 1 Н О И I 13. 3 Го же
Электро- магнитное с часовым механиз- мом пер. ИО— 380 в РЭ-218 I —17 0,4 1 п. с. и I Н. 3. мгновен ные и 1 [[. □. с выдерж- кой
Моторное пер 12— 220 в РВТ-12 00 1 — 120 5 и. о Автоматическое управление рабо- чим циклом и кон троль технологи- час кого процес са
Моторное пер. 12- 220 в Е-52 1-50 2 п, о п 1 н. з. То же
Моторное пер 12— 220 в е-58 2—60 [нои 2 н. з. я
Электрон- ное пер. 127- 380 в РВЭ-1 3-175 I н. о и In 1.
Электро- магнитное пневмати- ческое пер 12- 500 в РВП-1 0,4—180 2 и. о. и 2 в. з »
Электро- магнитное маятнико- вое пер 12- 5 00 в РВМ-2 2—[0 1 2 н о и 2 н з. Автоматический пуск асинхронных и синхронных дви- гателей
Таблица 62 (окончание)
Наимено- вание j Род тока Тип Номиналь- ная величина Коэффициент возврата Количе- ство контак- тов Область применения
Счгтно- пер РСИ-1000 Разные Г 3—1 000 еле 1 Н* о. Автоматическое
импульс- ное Темпера- ДОСТ ТР.200 импуль-.. сов 23—200* I а. а. включение и,.от- ключение цепей после отсчета ус- тановленного чис- ла имоульсов Контроль темпе-
турное Оборотов пер. РОУ-40 300—1500 I и. о и ратуры в схемах сигнализации и автоматики Защита машин
универ- свльное Давлевия пер. РД-60 об/мкв. 0,5—6 1 Н. 3. ha. о. при изменении ско- рости и направле1 ння вращения Защита машин
Поплавко- 220 а РП-40 илпм 0—150 мм 1 и. при исчезновении давления в гид- равлической» сма- зочной или охлаж- дающей системе Контроль уров-
вое уровня ЖИДКОСТИ ня жидкости в ре- зервуарах*» водо- емах
5. Р ел е м и п им ал ь а ого напряжения срабатывает при
снижении напряжения на его обмотке ниже определенного значе-
ния. Служат, для контроля напряжения в цепи.
6. Реле пр ом е ж у то ч н о е срабатывает при изменении на-
пряжения (или тока) и предназначается: а) для размножения полу-
ченного импульса по отдельным цепям, когда число контактов ка-
кого-либо аппарата недостаточно для осуществления требуемых
функций по условиям работы схемы; б) для изменения величины
воздействующего на реле импульса, когда мощность контактов ка-
кого-либо аппарата недостаточна для непосредственного воздействия
на управляемую цепь.
7. Реле времени срабатывают спустя некоторое время пос-
ле получения заданного импульса! Применяются для осуществления
схем пуска электродвигателей в функции времени и др.
Электрические реле раздел-яют по принципу действия
на электромагнитные, индукционные, электродинамические,.тепловые,
электронные и другие. К реле, действующим ,в результате изменения
неэлектрических величин, относятся, например, газовые реле, применя-
емые -для защиты трансформаторов, механические реле числа оборотов,
применяемые _на вращающихся машинах, реле давления, применяемые
13 Заказ № /61
Таблица 63
Условные обозначения реле
Наименование Обозначение
Катушки напряжения Д7\л/\/-
Катушка напряжения с демпфером для увели- чения выдержки времени —
Токовая катушм *—^\/—
Токовая катушка с демпфером ~
Нормально открытый контакт 11—
Нормально закрытый контакт ~ "J 1
Нормально открытый контакт с выдержкой вре* меня при размыкании 11>
Нормально открытый контакт с выдержкой вре- мени при замыкании 1 kl
Нормально закрытый контакт с выдержкой вре- мени при замыкании -m
Таблица S3 (продолжение)
Наименование Обозначение
Нормально закрытый контакт с выдержкой вре- мени при размыкании
Нормально закрытый контакт с механизмом возврата JL
Сопротивление —L_J—-
па гидравлических установках, реле поплавковые и другие, Техничес-
кие характеристики и данные о применении реле приведены в табл. 62.
В развернутых схемах цепей управления катушки и контакты реле
изображаются отдельно в соответствующих цепях при помощи услов-
ных обозначений (табл. 63).
Магния п ый пускатель — простейшая станция управления,
состоящая из одного контактора переменного тока и двух тепловых
реле; служит для дистанционного пуска, останова (и реверсирования)
трехфазных асинхронных короткозамкнутых электродвигателей. Пуска-
тели обеспечивают защиту электродвигателей от перегрузок.
Пускатели различаются: 1) по величинам; 2) по роду защиты
от окружающей среды— открытые, защищенные, взрывобезопасные;
3) по возможности изменения направления вращения электродвигателя—
реверсивные и нереверсивные; 4) по наличию и отсутствию тепло-
вой защиты; Б) по номинальному напряжению втягивающих катушек:
127, 220, 380 и 500 в; 6) по количеству и виду дополнительных блок-
контактов.
Тип магнитных пускателей, как и всех электрических аппаратов,
обозначается буквами и цифрами. Первая цифра после букв ука-
зывает величину пускателя, вторая — исполнение пускателя по роду
защиты от окружающей среды и третья—исполнение реверсивное или
нереверсивное, с тепловым реле или, без него. Значения второй цифры:
1—открытое исполнение, 2 — защищенное исполнение. Значение тре-
тьей цифры: 1 — нереверсивное исполнение без тепловой защиты,
2 — нереверсивное исполнение с тепловой защитой, 3 — реверсивное
исполнение без тепловой защиты, 4 — реверсивное исполнение с теп-
ловой защитой. Например, тип П-222 означает: пускатель второй ве-
личины защищенного исполнения с тепловыми реле. При изображении
Фиг 198 Электрические схемы соединения магнитных
пускателей:
1
а — типа П-Ш и П-121 без тепловой защиты; б —типа П-222
и др» с тепловой защитой; Лх» Л8, Л9 —линейные зажимы; С*,
Съ Сз—зажимы для подключения электро-
двигателя; РГ “ тепловое реле,
Фир. 199- Развернутая схема внутренних электрических
соединений взрывобезопасного магнитного пускателятипа
ПМВ-1357:
PI7 — промежуточное реле; ЯЛ — катушки линейного
контактора; Л— предохранитель, защищающий понизи-
тельный трансформатор;' ЛР линейный оеверсивный
ря зъедипвтель.
Условные обозначения в схемах магнитных пускателей Таблица 6$
Элементы схемы Условные обозначения Элементы схемы I Условные । обозначения
Втягивающая кадушка пус- кателя Кнопка «стоп»
Контакт тег« лового реле с возвратом Ьлок-контакт нормально открытый 11
Нагреватель- ный элемент теплового реле олок-киитакт нормально закрытый ч~1~
Кнопка спуск» Г рансформа* торы однофаз- ные 1
1 ехнические данные магнитных пускателей Таблица 65
Тип или серия Величина Максимальная мощность двигателя в квт при напряжении, в Номинальный ток в а при исполнений Исполнение
127 220 380 5 00 3 °-*. О Е“ защи- щенном нзры- вобезо-1 гсасном
П-100 1 1 .0 1 ,7 1 .7 1, 7 15 Иврото в ляю г ся
П-200 2 2,5 4,0 5,0 5,5 22 20 —" а открытом н за-
П-300 3 6 11 1S 18 45 40 — щищепном испол-
П-400 4 10 20 28 40 1 00 90 —- пенни, реверсияиые
II-500 5 20 37 55 75 150 135 и йереверсйвяые. с тепловой защитой и без нее
П 1 23Т 1 0,8 1 .5 1 ,5 1.7 — 13.5 Реверсивный, защищенный, для тельфериых’ лебе- док
ПМВ-1344 4 20 30 — —• 80 ВзрывобезОпас-
ПМВ-1357 5 35 55 —— — 1 20 ные, для угольных
ПМВ-1 365 6 —' 70 120 — 240 шахт или промыш- ленных предприя- тий, катушка на 36 в
МПК-0 0 2 3,5 5 5 — —— Без тепловой за-
МПК^1 1 4 7 11 11 кщиты, исполнение открытое н 'защи- щенное, реверсив- ное и нереверсивное
ГМ-1 1 6,8 11 16 18,5 —• — Только в защи-
ПМ-2 2 16 2.0,5 29 29 — — — щепном исполне-
ПМ-3 3 20.5 40 65 75 — пин, реверсивные и нереверсивные с тепловой защитой
4
Л
Л
Фиг. ЙОО. Схема сйедивейия реверсивного магиитноЬо пу-
скателя: Л,, -Лг, JJa~звжймы липни;, Ci, Са, С3—зажн-
rdlT ДЛЯ подключения электродвигателя; БКН, БИВ^блок-
контакты контакторов «вперед* н «назад»; КР, КН — втя-
: гнвагощие катушки «вперед» и «назад».
У1
Пуск
Cmpn jJl,
G)
Л,-
/If
/>3'
д
t
НН
РГ
1
Jy бКННа3од^
КН
КВ
”) 5)
ФиГ» 201- Принципиальные
развернутые схемы включения
• магнитных пускателёй: <2 — не-
реверсивная; б— реверсивная
с электроблокировкой, за-
прещающей одновременное
включение вперед JH йазад;
К — катушка и главный кон-
такты; БК — блок-контакты;
К// — катушка и главные
Контакты «назад»: КВ—катушка и главные ______-
блоК-йОШ'акты «назад» й «вперед»; РТ — нагревательные элементы и контакты
контакты «вперед»; ВКН, БК13-
теплового реле; М — электродвигатель.
принципиальных схем управления с магнитными пускателями отдельные
элементы схемы изображаются условно (табл, 64). '
Магнитные пускатели' широко применяются в самых разнооб-
разных схемах электропривода. Электрические схемы внутренних сое-
динений некоторых пускателей и наиболее характерные случаи приме-
нения их в управлении электродвигателями даны на фиг; 198—201.
Технические характеристики и данные о применении пускателей при-
ведены в табл. 65. В настоящее времл^йаШи заводы осваивают произ-
водство новых Магнитных пускателей серий ПМИ и ПА, предназна-
ченных для замены существующих серий МПК и П. У них будет
высокая износоустойчивость, меньшие габариты и повышенные эксплуа-
тационные показатели.
Схемы управления
Дистанционное или автоматическое управление электрической уста
ловки осуществляется с помощью ряда аппаратов различного назначе-
ния, объединенных схемой управления. В состав схемы входят;
1) электродвигатель; 2) 'контакторы; 3) реле; 4) сопротивления;
5) кнопочные станции; 6) командоаппараты; 7) регуляторы; 8) ограни-
чители хода или конечные выключатели; 9) тормозные электромагниты;
10) серводвигатели — для производства вспомогательных операций;
11) электромагнитные муфты; 12) электронно-ионная аппаратура; 13) сле-
дящие устройства (сельсины); 14) соединительные провода. Условные
обозначения элементов схем указаны в табл. 66 и 67.
Таблица 66
Некоторые условные буквенные обозначения электрооборудования
Оборудование Обоз- начение Оборудование Обозна- чение
Рубильники .... Выключатели пакетные. , Контакторы; линейные ..... вперед ... назад ...... .... ускорения ....... торможения ...... противотока . . , , • Реле’. напряжения максимальное..... . времени ........ ускорения....... промежуточное ..... IP, 2Р 1ВП.2ВП 1Л,К IB,кв 1Н.КН 1У.2У 1Т.2Г П РН РМ РВ PV РП Реле: Тепловое блокировочное ...» давления ....... Сопротивления добавочные Тормозной электромагнит Предохранители f , . . , Выключатели конечный вперед. . конечный -назад .... Конденсаторы ... . , . Лампы: красная зеленая ........ белая ... ...... РТ РВ РД СД эмт п кв кН лк ' лз ЛБ
Приняло два вида изображения схемы. Принципиальные схемы
показывают взаимодействие всех аппаратов электротехнической уста-
повки. Сложные принципиальные схемы часто изображают в виде «раз-
вернутых схем». При таком изображении все элементы аппаратуры по-
казаны включенными между двумя соответствующими проводами. Oj-
Таблица 67
Условные обозначения электрооборудования в развернутых схемах
Наименование электрообору- дования Обозначение Наименование электрообору- дования Обозначевпе
Контакты контак- тора с Магнитным гашением "]• ~ Контакты командокон- троллер* Ь <4 h
2_)
Контакты ковеч кого выключа» теля 1 1 Пакетный выключатель —о/Уо—
Асинхронный элек» тродвигаТель с ко- роткозамкнутым ротором 1 Заземление
То же, по с фазо Амперметр —(7)—
вым ротором Вольтметр —(у)—
Якорь машины постоянного тока —^2)^— Трансформаторы тока Л А Л v v
Конденсатор —1 f— Трансформаторы • напряжения лУ/дг- —vWvV-
Лампа
сигнальная
Звонок Электромагнит
". । L Ппаакие предохра- ните ЛИ 1 ——
Сирена общее обозна- чение тоубчаты
Аккумулятор, гальванический элемент - + пробочные —Го~1—,
дельн^г элементы одного и того же аппарата изображаются в разных
местах схемы. Развернутые схемы наглядны и позволяют быстро разо-
браться в последовательности действия аппаратов.
Монтажные схемы показывают расположение аппаратов и прово-
дов, соединяющих их. Монтажные схемы обычно изображают вид па-
нели» управления с задней стороны, Раймоналнэатор при разработке
новон схемы электропривода вначале должен составить принципиаль-
ную, а затем монтажную схемы.
Фиг. Схема управления Двигателем насосной устако&кц
К —- катушха и главные контакты; М — электродвигатель; РТ— нагри
аатель'ные элементы я контакты теплового реле,
Примеры некоторых электрических схем управления электроприводами
приводятся ниже.
1. Управление двигателем насосной установки.
Схема предусматривает автоматический контроль и поддержание в за-
данных параметрах уровня жидкости в резервуаре, например, в баке
для централизованного снабжения охлаждающей жидкостью металло-
режущих станков, при помощи поплавкового реле. Схема представле
на на фиг. 202. При наполнении резервуара поплавок П поднимается
вверх и размыкае! контакт е цепи катушки магнитного пускателя К,
который отключает электродвигатель насоса. По мере расхода жидкос-
ти из бака уровень ее снижается и поплавок, опускаясь вниз, снова
замыкает контакты, двигатель включается и насос добавляет жидкость
а резервуар. Поплавковое реле может быть наготовлено силами любой
мастерской цехового энергетика,
2 У правление электродвигателем металлорежу-
щего станка. Иногда в металлорежущих станках требуется немед-
ленная остановка электродвигателя после его отключения Механи-
ческое торможение не дает желаемых результатов Быстрое п
надежное торможение получается, если в качестве'тормоэй использо-
вать сам электродвигатель в режиме противовключения. Режим тор-
можения контролируется специальным индукционным реле контроля
скорости типа РКС, связанным с вращающимся валом электродвигате-
Фиг. 2оЗ. Схема управления Электродвщатслем металлорежущего станка;
РКС—рыЕ контроля скорости; —катушка тормозного контактора;
КР — контакты рабочего контактора; Р'£ — реле тепловое.
ля эластичной муфтой. Схема предстазлена иа фиг. 203. Пуск двига-
теля происходит обычным способом поме нажатия кнопки гпус'к» При
номинальной скорости вращения нормально открытые контакты РКС
замыкаются, но катушка тормозного контактора КТ не включается,
так как 'Нормально закрытые контакты; рабочего контактора КР разомк-
нуты. После нажатия кнопки «стоп» .двигатель отключается от сети,
контакты КР замыкаются, и катушка КТ получает питание. Неоста-
новившийся двигатель снова подключается к сети контактором КТ на
обратное вращение. Происходит торможение. При скорости вращения,
близкой к нулю, контакты РКС размыкаются «'двигатель отключается
от сети. Схема проста «• надежна в работе. Бремя торможения мож-
но изменять с помощью балластных сопротивлений в цепи контактора
КТ (на схеме показаны пунктиром).
3. Управлениеэлектродвигателем зажимного уст-
ройства. По схеме, изображенной на фиг. 204, контролируется ве-
личина усилия зажима детали при помощи реле максимального тока
ТР, катушка которого включается последовательно с обмоткой стато-
ра электродвигателя. При нажатии кнопки «зажим» включается контак-
тор зажима КЗ через замкнутый путевой выключатель 1ЛВ. Через ка-
-ИО/220
Фир. 204. Схема управления электродвигателем зажимного устройства:
КО — контактор отжима: КЗ— контактор важпма; ТР — реле «аксималь
пого тока; ПВ — путевой выключатель.
гушку ТР проходит пусковой ток электродвигателя и реле срабаты-
вает, ио /(3 не выключается, так как замкнут контакт 1ПВ. Когда пус-
ковой ток спадает, реле ТР отключится и замкнет свой нормально
открытый контакт. Подвижной элемент зажимного устройства начинает
перемещаться вперед. 1ЛВ—нажат все время протекания пускового
тока, что достигается применением удлиненной формы кулачка. -Затем
он размыкается, но цепь будет замкнута через контакты ТР. По мере
увеличения зажимного усилия растет ток, потребляемый двигателем, и
при некотором его значении реле Т Р срабатывает, обрывная цепь ка-
тушки КЗ. Двигатель отключается, и движение зажима прекращается.
При нажатии на кнопку «отжим» включается контактор''отжима КО, и
двигатель, вращаясь в другую сторону, отводит подвижной элемент в
исходное положение, где нажимается путевой выключатель 2ПВ, и дви-
1атель отключается о г сети Реле гика можно настроить на определен-
ное усилие, 'что удобно, например, при завинчивании гаек на силовые
шпильки и т. д.
4. Управление электродвигателями фрезерного
станка. Включать электродвигатель вращения шпинделя надо всегда
Фпг. 20S. Схема управления электродвигателями фрезерного станкк
/(— нормально открытый контактор; Л1 — электродвигатель;
РТ — реле тепловое-
до включения электродвигателя подачи. На фрезерных, расточных и
других станках это необходимо для избежания поломок режущего ин
струмеита. Схема на фиг. 205 предусматривает взаимную блокировку
электродвигателей шпинделя и подачи, что осуществляется, при помо-
щи нормально открытого контакта JK в цепи катушки 2К.. Вклю-
чать двигатель подачи (контактор 2К) можно только тогда, когда дви-
гатель шпинделя уже включен.
Электроизмерительные приборы
Работа электропривода любого металлорежущего станка или дру-
гой промышленной установки характеризуется величиной тока, напря-
жением, сопротивлением изоляции и другими величинами. Контроль и
соблюдение всех этих величин а соответсавующей норме позволяю!
обеспечить высокую производительность, экономичность и надежность
работы промышленных установок. Некоторые станки последних моде;
лей снабжаются электроизмерительными приборами для .того, . чтобы
оператор в процессе работы мог сам контролировать нагрузку на ре-
жущий инструмент и выбирать наиболее производительный г экономный
режим обработки.
Электроизмерительные приборы различаются по принципу действия
(.системе), назначению, классу точности и исполнению.
1. Магнитоэлектрические приборы служат для измерения
постоянного тока и напряжения Состоят из неподвижного достоянно-
го магнита и подвижной катушки (или наоборот), отклоняющейся под
действием проходящего по ней постоянного тока. Шкала равномерная.
Для переменного тока непригодны.
2. Электромагнитные приборы служат для измерений по-
стоянного и переменного тока, напряжения, частоты переменного тока.
Состоят из неподвижной катушки и подвижного стального якоря, из-
меняющего свое положение под действием проходящего по катушке
юка Шкала неравномерная.
3. Электродинамические приборы служат для измерения
мощности постоянного и переменного тока, частоты и cos <р переменного
тока. Состоят из нескольких катушек, одни из которых неподвижны,
,1 другие отклоняются под действием тока, проходящего по неподвижным
п подвижным катушкам Шкала неравномерная, сжата вначале. Изме-
рения на постоянном и переменном токе* обеспечиваются с одинаковой
точностью одной шкалой,
4. Индукционные приборы служат для измерения работы пе-
ременного тока. Состоят из нескольких неподвижных катушек, созда-
ющих вращающееся или бегущее магнитное поле, которое и вызывает
отклонение подвижной части прибора. Показания зависят от частоты.
5. Тепловые приборы служат для измерения постоянного и пе-
ременного тока. Состоят из металлической нити, которая нагревается
проходящим током и, удлиняясь, вызывает отклонение подвижной
части прибора. Шкала неравномерная.
6 Термоэлектрические приборы служат для измерения пе-
ременного и постоянного тока. Состоят из одной или нескольких тер-
мопар, которые подогреваются измеряемым током и питают магнито-
электрический прибор. Шкала квадратичная. Применяются обычно-для
измерения токов высокой частоты.
7. Вибрационные приборы служат для измерения частоты пе
ременного тока Состоят из набора стальных плоских пружин с раз
ними периодами собственных, колебаний И электромагнита.' При про-
пускании тока через электромагнит, наибольший/размах колебаний име-
ет та пружина, собственная частота которой соответствует измеряемой
частоте тока.
S. Электростатические приборы служат для измерении на-
пряжения постоянного и переменного тока. Состоят из двух или не-
скольких неподвижных и подвижных пластин. Применяются только для
измерения напряжения. Показания зависят от внешних электрических
полей. Шкала неравномерная, ежата вначале.
9. Детекторные приборы служат для измерения в депях пере-
менного тока повышенной частоты (до 10 /сеч); они состоят из изм.е
рителя магнитоэлектрической системы и полупроводникового выпрями
теля.
По степени точности приборы разделяются на 8 классов,
именуемых классами точности: 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,5 и 4,0.
Основная погрешность прибора в процентах не должна превосходить
численное обозначение класса. Например, погрешность прибора масса
0;5±0,5%, прибора класса 1,5+: 1,5%. '
По исполнению приборы разделяются на щитовые, перенос-
ные, брызгонепроницаемые, тряскоустойчивые И т. п.
Согласно ГОСТ 1845 — 59, на лицевой стороне прибора должны
быть сделаны обозначения: наименование прибора или обозначе-
ние измеряемой величины, обозначение класса точности прибора и но-
мер ГОСТ, условные обозначения: рода тока, системы прибора, нор-
Фиг. 206. Схема включения вольтметра:
а-— непосредственно; б—через, добавочное сопротив-
ление: в-—через трансформатор напряжения; 1—вольт-
метр; 2 —нагрузка; 3— добавочное сопротивление;
4 — трансформатор вапряа<ения.
мольного положения прибора, испытательного напряжения изоляции,
номинальной температуры, если-она отличается от нормальной (4-2U,C),
номинальной ’ частоты, если она отличается от 100 гц, заводской но-
мер прибора. В табл. 68 приведены-основные обозначения приборов,
а в табл 69 — их техническая характеристика.
Для расширении пределов измерения измерительных приборов ис-
пользуют добавочные Сопротивления, шунты, измери-
тельные, трансформаторы тока и-напряжения. При
этом показания приборов умножаются на коэффициент трансформа-
пиа ИЛИ коэффициент шунта, если при градуировании шкалы не было
учтено включение Сопротивления, шунта или трансформатора. Вольт-
метры (и обмотки напряжения) включаются параллельно с нагрузкой
непосредственно (фиг. 206, а), через добавочное сопротивление
(фиг. 206, 6) или через трансформатор напряжения (фиг. 2бб, а). Ай;
перметры включаются последовательно с нагрузкой, непосредственна,'
с шунтом или через трансформатор тока (фиг. 207, а, б, а'), Добавоч-
- Таблица 68
Условные обозначения на электроизмерительных приборах
Наименование Обозначение Наименование Обозначение
Обозначение единиц измерения, их кратных и дольных значений
Килоампер КА Коэффициент мош-
Ампер А НСк. ш
Миллиампер mA Коэффициент реак-
Микроампер р. А тивной мощности
Киловольт KV Тераом
Вольт V Мегаом
МИЛЛИВОЛЬТ mV Килоом
?Легаватт MW Ом
Киловатт kW Миллиом
Ватт W Микроом
Мегасар MVAR Микрофарада
Киловар KVAR Пикофарада
Вар VAR Генри
Мегагерц MH Миллигенри
Килогерц kll Микрогенри
Герц II
Обозначения принципа действия приборов
CG2
з1п <Р
Т 2
ИЗ
К 2
S
ш 2
р.2
рК
PF
Н
mH
р.н
Магнитоэлек-
трический прибор
С ПОДВИЖНОЙ
рамкой
Магнитоэлектриче-
ский логометр с под-
вижной рамкой
Магнитоэлек-
трический при-
бор с подвижным
магнитом
Вибрационный при-
бор- (ЯЗЫЧКОВЫЙ)
Магнитоэлек-
трический лого-
метр с подвиж-
ным магнитом
Электромагнит-
ный прибор
тепловой прибор
(с нагреваемой про-
волокой)
Термоэлектрический
прибор с изолирован-
ным преобразователем
И магнитоэлектриче-
ским измерителем
Таблица 68 (продолжение)
Наименование Обозначение Наименование Обозначение
Электромагнит- ный логоыетр Электродина- мический прибор Электродина- 1 1 I* * V ES3? | ВИД 1 wW 1 ‘ ’Те рмоэдектрич°ск и й прибор с контактным преобразователем в измерительным меха- низмом с подвижным магнитом Выпрямительный прибор с полупровод- никовым выпрямите- лем и магнитоэлектри- ческим измерит.леи Электронный прибор G
мический лого- метр с электростатическим измерителем
Ферро динамиче- ский прибор Ферродинамв че- СКИИ «OTOM&'Sp © Вибрационно-им- пульсный прибор с магнито элсктри че ск им измерителем Магнитоэлектриче- ский прибор 1 к^тего- Q вд 1
Индукционный прибор <э ран защищенности от магнитных влияний Электростатический прибор 1 категории защищенности от электрических влия- ний UJ j mLs 1 lTJ
Таблица 68 (окончание)
Наименование Обозкачение Наименование Обозначение
Индукционный логометр
Эл ектр о ст ати ч е- ский прибор Обозначь шя рода тока
Постоянный ток Трехфазаый Ток при неравномерной нагруз- ке фаз
Переменный ток Прибор с одноэле- ментным измеритель- ным механизмом
Постоянный II переменный ток Прибор с двухэле- ментным измеритель-
ныы механизмом
Грехфазный ток (общее обозначе- ние) /~\_у Прибор с трехэле- мептиым’ измеритель- ным механизмом (для четырехпроводиой сети)
14 Заказ № 761
Таблица 69
Техническая характеристика приборов
Наиме- нование Тип | Класс точности Наибольшее значение измеряемой величины при включении Исполнение
непосредсгвенно с измеритель- ным трансфор- матором, до- бавочным со- противлением или шунтом
Амперметры Вольтметры Вольтметры Амперметры Амперметры Вольтметры Вольтметры Мегомметры Пробники аккуму- ляторные Амперметры Вольтметры Амперметры Вольтметры Амперметры Вольтметры Амперметры Вольтметры Частотомеры Амперметры Ваттметры Фазометры М-340 м-34 0 М-730 М-730 М-5 М-5 М-451 .М-1101 АП Э-1 13/1 Э-ПЗ/1 Э-30 э-Зо Э-30/1 Э-30/1 Э-421 Э-421 ЭЧ ВЧА этв 01Ф I ,5 1,5 1 ,5 I ,5 2,5 2 ,5 1,5 1 ,0 2,5 2,5 1,5 I ,5 2.5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 М агент овлект ри1 5—50 а 30—600 в 30—600 в 1-10» 3—50 в 150—600 в 100—100 0 .игом 1 — 12 а, 2.2 в Электромагнит 5—20 а 30—600 в 1—200 а 15—60ов 50 а 250 в I—S а 50—260 в 60—1550 гц Электродинамии еские 76—6000 а 5—6000 а 20—100 а 1 00—1 500 в ные 30—6000 а 5—1 0000 а 450—4 2000 в 10—1500 а 4 60 а 100—800 а скив 80—800 кет 0,5—1—0,5 Щитовые, утопленные То же Тряско- устойчивые Тряске- устойчивые Малогаба- ритные Малогаба- ритные Переносные я » Тряско- устойчивые герметизи- рованные Тряско* устойчивые герметизи- рованные Пыленепро- ницаемые То же Для часто- ты 200 То же Для частоты до 1000 t>U То же Стрелочные Для частоты до 800 гц Однофазные для частоты до 8000 а^ Тоже
Таблица 69 (продолжение)
Наиме- нование Тип Класс точности Наибольшее значение измеряемой величины при включении Исполнение
непосредственно с измеритель- ным трансфор- матором, до- бавочным со- противлением ели шунтом
Фе рродинсшичв с кие
Ваттметры Ваттметры Ваттметры Фазометры Частото- меры Частото- меры Фазометры Д.310 Д-341 /1 Д-341 Д-342 Д-340 Д-210 Д-320 2,5 2,5 2,5 2.5 1 ,0 2,5 1—3,5 лет 1—3,5 квар 1 кет 0,5—1—0 .а 45—55 ец 45—55—450— 550 гц 0,5—1—0,5 2—4000 кет 1,5—100000 квар 1,5—4000 кет 0,5—1—0,5 Для 1 27, 220, 380 в Для 127, 220. 380 в 127, 220 а 100, 127. 220 в
Индукционные
Счетчик активной энергии Счетчик реактив- ной энергии Счетчик активной энергии СО-1 ИТР ИТ 2 .5 1,0 1,0 6—10 а 127, 220 в 15 а, 127, 220, 380 в 5, 10, 15 а 127, 220, 380 в 5—3000 а 3,6, 10, 35 кв 5—600 а 127, 220, 380в Однофазный 1рехфазньтЙ Трехфазный
г Термоэлектрические j
Амперметры Амперметры Т-4 Т-Б 5 5 0,5—50 а 1,0—10, й — Для часто- ты до 7,5 мгц То ме
Детекторные
Вольтметры Ц-211 2,5 30—250 в 500—2000 в Для частоты 50—8000 эд
14*
Таблица 69 (окончание)
Нс1име- нование Тип Класс точности Наибольшее значение измеряемой величины при включении- Исполнение
непосредственно с измеритель- ным трансфор- матором, до- бавочным со- противлением пли шунтом
Вибрационные
Частоте вч 0.5 45—55 ец ! 27—500 в
меры
t Электростатические
Вольтметры С-9Б 1 ,5 30—3000 в — Переносный
ное сопротивление включается последовательно с вольтметром
(фиг. 206, б).
Шунт представляет собой очень малое сопротивление, включаемое
параллельно амперметру (фиг. 207, б). Токи между шунтом и ампер-
а — непосредственно в цепь постоянного или переменного
тока; б—с шунтом в цепь постоянного тока; я—через
измерительный- трансформатор тока в цепь переменного то-
ка; / — амперметр; 2 —нагрузка; 3— шунт: 4—трансфор-
матор тока.
метром распределяются обратно пропорционально их сопротивлениям.
Шунты применяются только в цепях постоянного тока, так как при
переменном токе они вносят очень большие погрешности.
Включение измерительных трансформаторов показано на фиг. 206, в,
207, в и 208, s. Вторичные обмотки измерительных трансформаторов
заземляются в целях безопасности обслуживающего персонала при
пробое изоляции обмоток.
Фиг. 208. Схемы включений однофазного ватт-
метра для измерения мощности:
а— ьепосредственио: б — через трансформатор тока
и добавочное сопротивление.
фиг 203 Схема включений однофазного ваттметра
в трехфазней цепи:
а — при равномерной нагрузке фаз я доступной нулевой
точке: о — с искусственной нулевой точкой; в — при
неравномерной нагрузке фаз двумя ваттметрами.
Ваттметры для измерения мощности включаются по схеме,, приве-
денной на фиг. 208, 209. Токовая-катушка подобно амперметру вклю-
чается последовательное нагрузкой, а катушка напряжения—парал-
лельно нагрузке. Однофазный ваттметр можно применять для измере-
ния мощности трехфазной цепи при ' равномерной • нагрузке фаз
(фиг. 209, а, б) При этом показания ваттметра утраиваются. Если
нагрузка неравиомепна, то применяют схему с двумя однофазными ватт
метрами (фиг. 209, л). Они ' учитывают всю мощность трехфазной
системы и показания этих ваттметров складываются. Трехфазный ватт-
метр, представляющий собой сдвоенный однофазный прибор, имеет
принципиально такую же схему включения.
Счетчики электрической энергии включаются по схе-
мам, принципиально ничем не отличающимся от схем включения ватт-
метров.
Электронные и ионные приборы
Современное промышленное предприятие широко использует элек-
тронные, ионные и полупроводниковые приборы. Электронные при-
боры основаны па явлениях электрического тока в вакууме. Здесь
используется электронная эмиссия—явление вылета отрицательно
заряженных электронов с поверхности некоторых тел и движение
их в вакууме к положительно заряженному электроду. Чем выше
о О Cl Q О 6
а} * * 6) ' а) ~
Фиг. 210. Схемы кенотронных выпрямителей;
а — одпополупсрмодиая при помощи одвоансдиого ксдотрО’
аа; б— двухполупераодная с двумя одноанодными кенотро-
нами; з двухдолупериодная с одним двуханодным
кенотроном.
температура тела, тем сильнее поток электронов. Такая эмиссия назы-
вается" термоэлектронной. Электронные приборы имеют различное коли-
чество электродов в зависимости от назначения. Простейшая электронная
лампа имеет два электрода — холодный положительный анод и раска-
ленный отрицательный катод. Такая двухэлектродпая лампа называется
диодом, ток через нее идет от анода к катоду. Если изменить по-
лярность электродов, ток проходить не будет. Трехэлектродные лампы —
триоды имеют еще дополнительный электрод — сетку, помещаемую
между катодом и анодом. Анодный ток этой лампы зависит не только
от анодного напряжения и температуры катода, но и от потенциала
сетки относительно катода. Положительный потенциал сетки усиливает
анодный юк, отрицательный уменьшает или прекращает его совсем.
Таблица 70
Условные обозиачеиия электронно-ионных приборов, принятые
в схемах приборов и установок
Прибор Обозначение
Двухэлектродная лампа (диод)
Трехзлоктродная лампа (триод) '—
Полупроводниковый кристаллический триод 1
Четырехэлектроддая ла моа (тетрод)
Пятдэлекгродная ламаа (пентод) -ДПА Л]у । — —
t < Тиратрон
Таблица 70 (окончание)
Прибор Обозначение
Иг нитров
Фотоэлемент
Двойной диод (двуханодный кенотрон)
Газотрон о
Полупроводниковые выпрямители 1
Отношение приращения анодного напряжения ДФф к приращению се-
точного напряжения ДСф называется коэффициентом усиления лампы р
Отношение приращения анодного тока Д/й к приращению сеточного
напряжения ДЦ, называется крутизной характеристики S
Таблица 71
Некоторые отечественные кенотроны
Tim Число а«одав Катов Накал Наиболь- ший ток анода, ма Наиболь- шее обрат- ное напря- жение, в
напря- жение, if ток, а
БИ4С 2 Оксидный поло греваый 5 2 375 1350
оЦЗС 2 Оксидный пря- мого накала • 5 3 750 1700
30Ц6С 2 Оксидный подо* гревный 30 0,3 250 500
6Х6С 2 То же 6,3 0,3 50 465
6Ц5С 2 6,3 0,6 210 1100
1ШС I Прямого накала 0,7 0, 1S 1 10000
2Ц2С I Подогревный 2.5 1 ,75 100 12500
ЗОШМ 1 Подогревный 30 0,3 500 500
Bl-О, 02/2С, I ПрямоТо накала 2,5 3,2 100 20000
ВЬО. 05/70 1 Прямого накала 5 32 70000
Таблица 72
Некоторые отечественные электронные лампы
Тип Накал Анод Крутизна характе- ристики S. лга/а Коэффици- ент уси- ления у. Выходная мощность, sm
напряже- ние, в той, о напряже- ние, о гок а
1 рисды
6Н1П 6,3 0,6 250 7,5 4,35 50 2.2
6Н2П 6,3 0,345 250 2,3 2 I0Q 1,0
6С5С 6,л 0,3 250 5,0 2,2 20 2,75
6Н8С 6,3 0,6 250 9,0 2,Ь 20 2,75
6Н9С 6,3 0,6 250 2,3 1.6 76 1.1
6ФЕС 6,3 0.3 150 2.3 1,6 100 0,4
6 ПЗС 6,3 0,0 250 78 8 135 20,5'
6Т16С 6,3 0,45 250 45 4,1 220 13,2
30П1С 30 0,3 110 70 Ю — 7,0
25П1С 25 0,3 110 80 8,э —— 10
2П9М 2,0 • 2,5 250 60 о, 25 4,2 <5 ,Ь
6П14П 6,3 0,65 250 52 — *•*• 6.7
Пентоды
6К4П 6,3 0,3 250 11 4,4 660 3,0
6П15Г. 6,3 0,76 300 30 14,7 25 12
6Ф6С 6,3 0.7 250 34 2,5 200 12
6П9 6,3 0,65 250 30 11,7 I 500 0,0
6Ж31? 6,3 0,3 250 5 25®0 2,5
6Ж4П 6,3 0,3 250 11 ' 4,4 6000 3,0
В электронной лампе может быть и две и три сетки (тетрод, пен-
тод), но всегда первая сетка — управляющая, вторая —экранирующая,
а третья — антидиИаТрбИпай. Экранирующая сетка увеличивает коэффи-
циент усиления лампы, ее внутреннее сопротивление уменьшает связь
между управляющей сеткой и анодом. Экранной сетке сообщается поло-
жйТёльнЫй потенциал Уэ=(0,&—1,0) Va, Противодмнатронная сетка
соединяется с ййтодбм. Она уничтожает динатронный Эффект или вто-
ричную эмиссию электронов с поверхности анода.
Диоды широко применяются для выпрямления переменного тока
в постоянный, в этом случае они называются кеп отропамн. Схемы
кенотронных выйрямйтелей приведены.на фиг, 210. Триоды приме-
няются в усилителях. Услойиые обозначения электронных ламп в схе-
мах приведены В табл. 70, а их Характеристики'—в табл. 71, 72.
Фотоэлементы — приборы, которые основаны ка явлении фото-
электронной Эмиссии. О1Ш состоят из стеклянного баллона, внутри ко-
торого создан высокий ракуум и помещены два электрода: анод и све-
точувствительный катод (цезий или калий). Если Такой фотоэлемент
присоединить К источнику Тока, то при засвечивании его катода в цепи
потечет электрический ток. Параметры некоторых фотоэлементов при-
ведены в табл. 73.
Таблица 73
Некоторые фотоэлементы
Тип Рабочее напряже- ние, А Чувстви- тельность . ма/л м Напряжение зажигания, в Темповой ток, а Крутизна ха- рактеристики е рабочей чинке
ЦГ-1 240 100 320 1 10— 5,6
Пг-з 240 150 300 1.10—' 5,5
ЦГ-4 90 150 310 I -10—' 5,5
ЦГН-4 240 100 140 1.10—> 5,5
СЦВ-51 240 80 1 -10—‘ —
CIIB-4 240 80 — 1.10—* —
Таблица 74
Характеристика некоторых газотронов
Тип Наполнение баллона Накал Па дел не- на- пряжения, в Обратное, на- пряжение, в Средний вы- пзяиительпы й ток Амплитуда анодного то» TSTf, (Z Время разо- грева, мин. Срок, служ- бы, час.
на пряже ! вне, в 1 ток, а |
ВГ-129 Пары ргути 2,5 10 15 15000 0,6 i ,5 3 1500
ВГ-1вЗ Го же 5,0 32 18 18000 16 50 30 8000
ВГ-176 Инертный ,газ 2.5 11 14 1во S 9 м 1000
ВГ-236 Шры ртути 2,5 20 15 1йо00 1 ,3 4 5 2000
ВГ-237 Го нее Б*0 22 16 15000 3,5 10 5 2000
Ионные приборы. Такие приборы заполнены парами ртути или
инертным газом. Электроны, вылетающие с поверхности катода, ’сталки-
ваются о молекулами газа-и ионизируют их. Поток электронов усилн-
чается, что дает увеличение силы тбкй прибора по сравнению с чисто
электронным процессом. К наиболее распространенным ионным прибо-
рам относится следующие.
Г азотроны имеют два электрода — Накалённый катод (источник
первичных электронов) я холодный анод, помещенные в стеклянный
Фир. 211. Трехфазиые схемы выпряилеиияг
а — обыкновенная с тремя газотронами; б— мостовая
с шестью газотронами.
или металлический баллон, наполненный парами ртути или инертным
газом. Они применяются как выпрямители. Отличаются малым внутрен-
ним падением Напряжения. Важным параметром газотронов является
величина обратного зажигания (см. табл. 74). Схемы включения газо-
тронов даны на фиг. 211. '
Тиратроны, кроме анода и раскаленного Катода, имеют еще один
электрод — сетку (одну или несколько). Баллон так же, как j газо-
трона, заполнен’ парами ртути или инертным газом. Сетка в тиратроне
в отличие от электронного триода управляет только началом разряда,
после чего изменение сеточного напряжения не влияет на величину
анодного тока. Технические данные тиратронов приведены в табл. 75.
Применяются тиратроны в любых выпрямительных устройствах, особенно
в электроприводе.
Ртутные выпрямители основаны на самостоятельном дуговом
разряде в парах ртути. Катод из жидкой ртути имеет преимущества
перед твердым катодом: а) неограниченную электронную эмиссию; б) не
Таблица 75
Некоторые отечественные тиратроны
Тип Наполнение баллона Накал Обратное ла пряжение, в Средний анод- ный ток, а Амплитуда тока анода а Время разо- грева, ММ II Срок служ- бы, час.
К Е 0) cd S ТОК, й
ТГ1.1,6/1 Газовое 5 6 1300 1.6 10 1,5 3000
ТП-3.2/1 То же 5 8 1300 3,2 20 1,6 3000
ТП-6,4/1 > 5 13 1300 6.4 40 2 5000
ТГ1-12.5/1 □ 16 130(1 12,5 80 2 5000
ГР 1-5/2 Лары ртутв 5 16 2000 5 15 ——
TPI-40/15 Пара ртути 5 100 15000 40 120 40 3000
ограниченную долговечность, так как испаряющаяся с катода ртуть
конденсируется на стенках баллона и стекает обратно к катоду. Источ-
ником первичных электронов является катодное пятно на поверхности
ртути. Электроны выходят из катода под действием высокого градиента
потенциала у. поверхности ртути (106—13е в/см) (автоэлектронная эмис-
сия). Температура катодного пятна 200—500°С. Температура ртути
всего 50°С. Баллон ртутного'выпрямителя стеклянный или металличе-
ский Количество анодов один или несколько. В СССР изготавливаются
ртутные выпрямители стеклянные на токи до 100 а и металлические на
токи до 6000 а Широко применяются в электроприводе, на транспорте
и т. д. В табл. 76 дапы параметры некоторых стеклянных ртутных
выпрямителей.
И г н и т р о н ы — разновидность ртутных выпрямителей. Баллон ме-
таллический или стеклянный, катод — жидкая ртуть, анод — графито-
вый. Зажигается каждый положительный полупериод. Зажигатель полу-
проводниковый (карборунд или карбид бора) не смачиваемый ртутью,
Таблица 76
Некоторые ртутные стеклянные выпрямители
Тип Сторона переменпоро тока Сторона постоян- ного тока Назначение
выпрями- теля колби МО1Ц- 1 ность.1 кзпг напряже- ние, г гок а иапря- жеи::е, б О
ВАР-3 2В-12 0,61 127/220 4.8/2.8 1 ? 12 Зарядкц акку- муляторов
ВАР-6 2В-20 0,95 127/220 -7,5/4,3 12 20 То же
ВАР-1 4 ЗВ-30 8,9 220/380 23/13 120 30 Электропривод
ВАР-16 ЗВН-60 2,5 220/380 «,7/3,9 24 30 Зарянка акку-
ВАР-24 ЗВН-60 18 220/380 42/27 120 60 муляторов Электропривод
ВАР-51 2TH-S 0,7 220/380 5,5/3,1 115 3 То же
ЗАР-ЗЗ ЗВН-1 00 4? 220/380 П 2/6.5 275 100 7
погружается в нее. на 3—5 мм. Между ним и ртутью возникает сильное
электрическое поле, которое вызывает интенсивную автоэлектронную
эмиссию. Между катодом и зажигателем появляется электрическая 'ду-
га. Если анод в это время положителен, это вызовет появление 'Дуги
я в главной цепи. Изготовляются игнитроны одноанодными. Изменяя
фазу зажигания дуги зажигателя, можно изменять среднюю величину
выпрямленного тока и напряжения. Широко применяются в контактных
сварочных машинах и электроприводе. Технические данные некоторых
игнитронов даны в табл. 77,
Таблица 77
Некоторые отечественные игнитроны
Тип Средний ТОК. G Обратное ряже- ние , & Ток зажига пия» а Напряжение зажигания, в
И-20/1500 20 1500 5 80
И-50/1500 50 1500 5 80
И-100/1000 100 1000 5 80
И-1 00/5000 100 5000 ’ й 80
Экситроны — одноанодные ртутиые выпрямители, у которых с по
мощью двух вспомогательных анодов поддерживается непрерывное ка-
тодное пятно. Высокая перегрузочная способность и наличие' только
одного главного анода позволяют применять экситрон в любых преоб-
разовательных схемах Фиксированием катодного пятна устраняют неус-
тойчивость характеристики зажигания и погасание катодного пятна.
В табл. 78 указаны основные параметры экситронов, разработанных
в 1957 г.
Таблица 78
Параметры отечественных экситронов
Гип Средний .ок анода, а Амплитуда тока ано ла, а Обратное напряже- ние, & Ток воз- бужде-' ВИЯ, о Срок службы, час.
31 -15/1.5 31'40/1,5 3? • 100 ПО 300 1500 1500 е Й ОЕчОЛО 10000 Го же
Полупроводниковые выпрямители дли выпрямления
переменного тока г постоянный применяются следующих типов: купрок
сные (меднозакисные), селеновые, сульфидные (сернистомедномагние-
вые), германиевые, кремниевые. Принципиальное устройство их одина-
ково. На проводник в виде t круглой или прямоугольной пластины
нанесен слой полупроводника, покрытый" сверху слоем хорошо прово-
дящего металла. Между проводником и полупроводником или внутри
слоя полупроводника создается тончайший (10~6 см) непроводящий
(иля запирающий) слой. Сопротивление такого устройства для прямого
и обратного направления тока резко различно. Практически ток проходит
только в одном направлении. По мере усовершенствования полупро-
водниковых диодов-вентилей область-их применения непрерывно расши-
ряется, Их преимущества перед ионными и электронными вентилями;
Таблица 79
Селеновые и купроксвые выпрямители
Тип Сторана пе- ременного тока Сторона выпрямленного така Назначение
напряжение, в напряжение, & ток, а
Селеновые
BCA-IJI ВСА-4 ВСА-5 ВСА-ЙМ ВСА-10 ВСГ-ЭМ В СИ-2 127, 22Q НО, 127, 220 ИО, 127, 220 НО . 1 27 , 220 ИО, 127, 220 220 127, 220 0,5—80 120, 240 0-—32, 32-5-64 12; 24 6; 10 3,5; 4,5; 6 4,6±0,2 0,25—8 2 0—12 12-5-24 7; 12 200 0.5 Для зарядки аккуму- лятора То ке Источник постоянного Тока с плавкой рагулп, ровкой Для зарядки аккуму- ляторов Тэ же Для питан ая гальва- нических вайя Для питания измери- тельных приборов
ГСрпроксаыз
ВКГ-100 БКГ-101 ВАК-8 ВАК-Ю ВАК-12 ВАК-15 220, 380 220, зао 110 но 110 110 9; 12 ь 13,2 13,2 2—4 1 ,8—2,2 600 6U0 0 ,09—0,6 0.4 — 2,4 1—1,5 0 .45—22 Для питания гальва- нических ванн То же Для зарядки аккуму- ляторов Для питания измери- тельных приборов Для зарядки аккуму- ляторов
Некоторые германиевые диода
Таблица 80
Тип Наибольший выпрямляю- щий ток, а Наибольшее обратное напряжение, & Наибольший обратный ток, а Примечание ,
ДГ-Ц1 25 50 1,0 Точечный диод
ДГ-Ц8 50 30 0,5 Точечный диод
ДГ-Ц24 300 200 0,5 Плоскоствый диод
ДГ-Н27 100 400 0,3 То же
отсутствие -цепи накала, длительный срок службы, исключительно ма-
лые размеры.
В различных отраслях промышленности широко применяются ку-
проксные и селеновые выпрямители (габл. 79), но они
имеют низкий к. п. д.г купроксные — 55%, селеновые — 75%. Более
совершенным считается германиевый вентиль. У пего к. п,-д.
выше (98%), размеры меньше и срок работы не менее 10000 час.
фиг. 2 12. Схемы выпрямления однофазпОг® переменного
тока при помощи полупроводпнковых выпрямителей
а— едпополупериодная; б — двухполуперпедная с выводом
нулевой точки трансформатора; в — хостовая.
Германиевые вентили строятся на
большие мощности (несколько де-
сятков тысяч кет). Их недоста-
чи— высокая стоимость и ухуд
шение параметров'при возрастании
температуры, которая не должна
превышать75°. Конструктивно гер
маниевые-вентили выполняются в
гиде точечных и плоскостных В
первом случае запирающий слой
образуется в точечном контакте
металла с полупроводником, во
втором — контакт имеет большую
площадь соприкосновешш. Гер
маниевые диоды быстро вы-
тесняют электронные лампы-дио-
ды и ионные вентили. В табл 80
для примера приводятся данные
некоторых германиевых диодов,
выпускаемых нашей промышлен-
ностью
Кремниевые вентили
совершеннее германиевых Они
Фиг. 213. Схемы выпрямления трахфаз-
нога переменного тока полупроаоднико-
вымп выпрямителями:
<z — с выводом пулевой точки ’трансфер
маторо? б — мостовая*'-
имеют высокий к. п. д. (99%) и высокую рабочую температуру (до 300°).
Но они дороже германиевых, так как получение сверхчистого кремния
очень затруднительно.
Схемы выпрямителей иа полупроводниках приведены на фиг. 212
и 213, Полупроводниковые триоды находят все более широкое применение
в усилительных устройствах. Некоторые полупроводники изменяют свое
сопротивление под действием света. Из таких полупроводников изго-
тавливаются фотосопротивления, которые можно применять, например,
для ограждения рук оператора-прессовщика в опасной зоне пресса.
Наша промышленность изготавливает фогосопрокшления ФС-А — сер-
нистосвинцовые, ФС-Б—сернист овисмутовые и ФСК — сернистокадмне-
вые. Область применения полупроводников с каждым годом все более
расширяется.
6. ПУТИ ЭКОНОМИИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ
Общие сведения
Металлообрабатывающая и машиностроительная промышленность по-
требляет большую долю всей вырабатываемой в стране электроэнергии.
Структура электропотребления современного машиностроительного за-
Таблица 81
Электропотребление машиностроительного завода в %
Целевое использование По количе ству* электро» энергии Но уетаков ленной^юш» кости
Плавка металлов Нагрев « термообработка Сварка . . . . Станочные работы . . Подъемно-транспортные работы. Производство сжатого воздуха (компрес соры в вентиляторы) ... Приготовление и подача воды (насосы). , » Освещение 21 1$ 8 12 5 23 10 3 14 13 11) 24 16 10 11 2
Всего... 100 too
* По данным на зимний месяц
вода с авгшракторной технологией пв данным энергетического инсти
тута Академйи паук СССР приведена в табл. 81.
В связи с большим потреблением электроэнергии в промышленности
особенное значение ппиобретают рационализаторские работы по эко-
номии энергии и снижению ее расхода. , .
Как видно из табл. 81, ведущую роль □ электробалансе завода
играют электротермические процессы (47%) На втором месте находится
производство сжатого воздуха (23%). Станки, краны, транспортеры
и др.,'занимая первое место по установленной мощности (40%); по
электро потреблению занимают третье место (17%).
Резервы экономии энергии
На машиностроительных предприятиях имеются большие резервы
экономии электроэнергии. К таким резервам относится совершенство-
ванне, рационализация технологических процессов
Электроплавка металлов, 1) предварительная подготовка
шихты по габаритам и маркам; 2) сокращение времени и механизация
загрузки пеки; 3) узелнчение загрузки.' езвешиванне шихты, правильная
ее укладка в печи; 4) внедрение скоростных плавок за счет изменения
технологии; 5) четкая организация работы экспресс-лаборатории; 6) лик-
видация простоев печи с готовым металлом; 7) внедрение отливки в ко-
киль; 8) уменьшение припусков и прибылей; 9) внедрение многоместной
формовки, центробежной отливки, отливки в скорлупчатые формы;
10) изменение конструкции отливаемых деталей для уменьшения веса;
II) снижение брака и простоев; 12) организация поточного производ-
ства; 13) ликвидация сливов металла; 14) своевременная и быстрая
замена электродов в период загрузки печи; 15) улучшение теплоизоля-
ции печей; 16) уплотнение загрузочных, разгрузочных (в печах сопро-
тивления) и сливных отверстий, а теките отверстий для входа электро-
дов или выводов от нагревательных элементов; 17) автоматизация печей.
Э л е к т р о н а г р е в и термическая обработка: 1) полное
использование рабочего объема печи за счет увеличения загрузки печи
без загрузочной тары; 2) изменение технологии с целью сокращения
времени процесса и снижения температуры нагрева, 3) применение для
изготовления деталей металлов, Требующих меиьшей термической обра-
ботки; 4) сокращение количества открытий дверок загрузочных и раз-
грузочных отверстий; 5) сокращение числа разогревом печей за счет
Перехода на непрерывную работу их в три смены; 6) правильный под-
бор печей для технологического процесса и конфигурации деталей;
7) переход на закалку токами высокой частоты; 8) ликвидация холостой
работы печей. Отключение малозагруженных печей. Переход на печи
меньшей мощности; 9) автоматизация работы печей, их загрузки и вы
грузки! Автоматизация процесса горячей ковки; 10) переход'от свобод-
ной ковки к горячей штамповке; И) правильный подбор величины
заготовок с целью уменьшения отхода металла при ковке п штамповке;
12) изменение конструкции деталей с целью сокращения числа, операций
при ковке; 13) снижение брака при закалке токами высокой частоты;
14) замена ламповых генераторов машинными.
Сварка: 1) тщательная подготовка свариваемых поверхностей при
контактной сварке (чистка, выравнивание и т. д.); сборка деталей с ма-
лыми зазорами в свариваемых местах; 2) правильный выбор величины
сварочного тока, в зависимости от величины й материалов электродов;
3) внедрение автоматической сварки под слоем флюса; 4) замена по-
стоянного сварочного тока переменным; 5) вйедреиие трехфазной
сварки; 6) ликвидация холостого хода сварочных машин.и трансфор-
маторов. Применение ограничителей холостого хода сварочных транс-
форматоров; 7) сокращение брака; 8)- применение сварки короткой
дугой; 9) увеличение загрузки сварочных машин; 10) снижение напря-
жения многопостовых.сварочных генераторов и трансформаторов и одно-
временное уменьшение сопротивления балластных реостатов с целью
снижения в них потерь; И) организация поточного производства
15 Заказ № 761
Станочные работы. 1) замена малопроизводительных станков
высокопроизводительными агрегатными станками, способными совместить
несколько- операций обработки; 2) изменение конструкции деталей
с целью сокращения числа операций механической, обработки; 3) обра-
ботка заготовок с уменьшенными припусками; 4' увеличение загрузки
станков; 5) замена технологии обработки на более экономичную; на-
резки— накаткой, расточки — протяжкой и т. д.; 6) применение ско-
ростной обработки металлов; 7) снижение брака и ликвидация простоев;
8) сокращение холостых ходов путем .применения ограничителей холо-
стого хода, организационных мероприятий и т. д.; 9) увеличение
машинного времени станка я сокращение вспомогательного за счет
применения специальных быстродействующих установочных и зажимных
пневматических и гидравлических приспособлений; выполнение кон-
трольных замеров без прекращения обработки; 10) организация поточ-
ного производства, автоматизация станков, установка автоматических
линий; 11) изъятие излишней мощности электродвигателей, переклю-
чение обмоток с треугольника на звезду при-неполной загрузке, 12) пра-
вильный выбор типа и характеристики электродвигателя в зависимости
от требований оборудования; 13) применение, малоскоростиых двига'.е-
лей, двигателей с высоким коэффициентом мощности; 14) выбор наивы-
годнейшего способа пуска и торможения, рекуперация электроэнергии.
П одъе ми о - тр а н с п ор тные р а б о ты: 1) увеличение загруз-
ки кранов, электрокаров, тельферов, конвейеров и транспортёров;
2) снижение холостых пробегов путем, рационального расположения
перевозимого груза н направления грузопотока; 3) снижение вспомога-
тельного времени за счет применения приспособлений, упрощающих
и ускоряющих погрузку и разгрузку, применение контейнеров; 4) улуч-
шение состояния подкрановых путей и дорог; 5) правильный выбор
пуско-регулпрующих сопротивлений в цепи электродвигателей,.
Освещение: 1) правильный выбор освещенности, правильное
определение чисда и мощности ламп, высоты и расположения светиль-
ников; 2) применение местного освещения; 3) сокращение времени
горения электроламп за счет улучшения естественного освещения;
4) применение люминесцентного освещения; 5) регулярная очистка
осветительных приборов; 6) применение схем питания, позволяющих
включать отдельные участки, применение дежурного освещения.
Пример I. Электропечь для светлого отжига мощнсстыо 110 кет имела цикл
обработки 4 часа, расход электроэнергии составлял при этом 280 квт-час. Рацпо-
. 1
налйзаторы предложили уменьшить объем печи на —путем переделки кол пл к а
г>
при сохранений Количества одновременно загружаемых деталей. Цикл обработки
сократился до 3 часов, а расход электроэнергии до 2; О квт^час. Экономия зц
один цикл составила 280—210=70 кап-час. В три смены'на печи совершали семь
циклов термической обработки. В месяце печь работает 24 дня.Л'одоцая экономия
госта ттла 70-7.94 • [ 2xsJ 40 тыс мпшм. -При =пом прлизп'однтельность п?чк
возросла на 25%. ’
Пример 2. Сверление отверстий в детали производилось на радналько-свер-
лильных станках с электродвигателями 7 кет. Машинное время иа орну
деталь составляло 26,6 мин., а расход электроэнергии, измеренный счетчикам,
2,3 Квт-час. При переводе этой операции иа высокопроизводительный станок
ЭНИМС с электродвигателем 7Г5 к\3)п, где все отверстия (38 щт.) свер-
лятся одновременно в течение 8 минут, расход электроэнергий сократился до
G.94 квт-час. При обработке шести деталей в час экономия за семичасовую
•смену составила (2.3—о,94)-6 7=57,12 квт-час. Пон работе в три смены
и числе рабочих дней в месяце 24 годовая экономия электроэнергии составила:
57,12-3.24.12=Б0 тыс-. кат-час. Кроме зюго, были освобождены три ради-
ально-сверлильных станка.
Пример 3. Но syQoiiapesHQM станке был установлен электродвигатель 5 /cam
1500 Ьб/ман., 220/380 а. Измерения показали, что двигатель потребляет мощность
1,6 кат. Было предложено замерить двигатель другим, мощностью 5 кзт
1 5Ор об/мин., но с обмотками, работающими в треугольник на 3811 а н в звезду
пн 36 0 в, и соединить обмотки в звезду После установки двигателя измерения
дали значение мощности Со кет. Экономия составила 0,1 кат. При двухсменной
работе по G часов (машинное время) годовал экономия выразилаСЬ з 0,1 I 2-2Г- 1 2=
=34 5 кат-час, Коэффициент мощности повысился при этом па 0,3,
Пример 4. На специальном токарном станке завода *Кряеиый пролетарий» для
обработки коленчатого вала был установлен двигатель мощностью 19 кат. За-
грузка его, измеренная ваттметром, равнялась 10 кат. Выло предложено заме-
нить его на двигатель мощностью ю кат. После замены потребляемая мощ-
ность оказалась равной 6,9 кат Экономия 10—6,9=3,1 квт. Годовая эконо-
мия составляет 3 1-12.24.12=1071 3 кат-час.
Рационализаторы часто вносят предложения о замене одного
электродвигателя ставка другим, менее мощным, подсчи-
тывая экономию электроэнергии по разнице их мощностей. Например,
при замене двигателя мощностью 10 кат на 6 квт- берется разница
в мощности, равная 4 ют, и умножается па число часов работы дви-
гатзля в год. Такие рационализаторы допускают грубую ошибку. Дело
в том, что экономия электроэнергии при замене электродвигателей
получается только за счет уменьшения потерь в них, поскольку дви-
гатель меньшей мощности окажется более загруженным, т е. будет
в более благоприятных условиях в отношении к. п. д. С другой сто-
роны, номинальный к. п. д. (при полной, номинальной нагрузке) дви-
гателя меньшей мощности, того же типа.и такой же скорости, будет
всегда несколько ниже. Поэтому замена электродвига! елей оказывается
малоэффективной. Гораздо выгоднее повышать загрузку всего станка
в целом вместе с электродвигателем. Установка же двигателя меньшей
мощности делает как бы законным недостаточное использование станка
Поэтому к замене электродвигателей следует относиться с осторож
иостыо за исключением тех случаев, когда электродвигатель вообще
выбран неправильно и завышен по мощности по сравнению с мощностью
станка Если же на станке нет периодов холостого вращения или они
могут быгь устранены- установкой автоматических ограничителей холо-
стого хода (выключателей), то замена электродвигателей с точки зре-
ния экономии электроэнергии не рекомендуется. Во всех случаях
замена электродвигателей целесообразна при значительной разнице
мощностей старого и нового электродвигателей. При замене двигате-
лей, а также и при установке их вновь необходимо учитывать коэф-
фициент чолезного действия. Надо помнить, что к. п. д электродвк
нагеля большой мощности, не полностью загруженного, может оказаться
и некоторых случаях выше, чем к. п. д. полностью загруженного
электродвигателя меньшей мощности. ,
Если установлено, что двигатель длительное время работает недэ-
| ружейным, а замена его на двигатель меньшей мощности нерацио-
нальна,, то рекомендуется производить переключение обмоток
с треугольника на звезду с целью понижения фазового напря-
жения. При этом повышается cose, экономится электроэнергия. Этот
способ имеет преимущество перед заменой незагруженного двигателя
на двигатель малой мощности, так как при этом нет затруднений при
возвращении к нормальной загрузке всего стайка. Б связи с этим иа-
ши электромашиностроительные заводы будут выпускать электродвига-
тели мощностью от 1 до 10 кет при 1500 об/мин на напряжение
380 в с соединением обмоток в треугольник с переключением их на
звезду в тех случаях, когда электродвигатель длительное время рабо-
тает с нагрузкой ниже 35%, а замена его на это время нецелесооб-
разна,
ЛИТЕРАТУРА
1, Л. И. Аронов, Пути экономии электроэнергии в дуговых сталепла-
вильных печах, «Промышленная энергетика» № 7. 1960.
2. Аккумуляторы, Сб статей ЦИТЭИН, 1961
3 И. Г- Белогуров, Стартерные кислотные аккумуляторы, Воениз
Дат, I960.
4. Ввйнел Джордж Вуд, Аккумуляторные батареи. Перевод с ан-
глийского, Госэнергоиздат, I960.
6. А. Г. I о ло в а и, Основы электропривода Iосэнергонздат, 1959.
6. Л. Б. Гейлор, И В. Ха риз о ненов, Электрооборудование и элек-
троавтоматика кузнечно-прессовых машин,'Маигиз, I960.
.. 7. А. Е. Гуревич, Справочные данные по электрооборудованию, Маш-
гиз, 1959
8 , В, ,М. Иванов и др , Крановые электродвигатели постоянного тока,
Госэнергоиздат, 1960,
9 М. А. Комар, Основы электропривода и аппаратура управления, Гос-
экергонздат, 1959.
1 0. Б, А. Константинов и др., Коэффициент мощности и способы его
улучшения на промышленных-предприятиях, Госэнергоиздат, 1959
II. Е. В, Мидлер, Электрооборудование промышленных предприятий,
Леяиздат, 1959.
12- С. К. Медведев, Конденсаторы для повышения коэффициента мощ-
ности, «Промышленная энергетиках № 4, 1961. • •.
13. И. И. Петров н др,. Электропривод в автоматизация промышленных
установок, Госэнергоиздат, I960.
14. Б. М, Пет р а к о в С к и й. Крановые электродвигатели переменного
тока, Госэнергоиздат, 1959.
15. И. М. Постников, Электрические машины. Госэнергоиздат, 1960
16, И. А. Рубинскнй, Кранпаые электромагнитные контакторы пере-
менного тока, Госэнергонздаг, 1959.
17. А С. Санд лер, Сборник схем управления электроприводами металло-
режущих станков МЭИ, 1959.
18. А Д,- Смирнов, Справочник электромонтера, Госэнергоиздат, 1959
19. И, л. Сыромятников и др., Руководящие указания по повыше-
нию коэффициента мощности, «Промышленная энергетика» № 4.' 1961.
20. А. Д. Свенчаиский, Об экономичной эксплуатации электрических
печей’сопротнвлеиня, «Промышленная энергетика» № 7, I960.
21. А1. И, Синайск'ий, Контролеры'для крановых электродвигателей
переменного тока, Госэнергоиздат, 1959,
22 В. А. Фокин, Метод контроля рационального использования электро-
энергии асинхронными электродвигателями станков, «Промышленная энергети-
ка» № 8, I960
23. Г. П. Ха ли зев, Автоматическое управление и регулирование элек-
троприводов, Углетехиздат, 1959.
24. И. В. X а р и з о м е и о в, Электрическое оборудование металлорежу.
щих станков, Мяшгиэ, i960
25. К. В- Черто рыже кий, Электроавтоматика металлорежущих стан-
ков, Машгиз, 19S9,
26, Г. В. Штерн. Экономия электроэнергии при эксплуатации коротко-
замкнутых электродвигателей, «Промыщлевная энергетика» Да 4, 1961.
ГЛАВА VII
СВЕДЕНИЯ ИЗ ТЕПЛОТЕХНИКИ
И ПРИМЕНЕНИЕ СЖАТОГО ВОЗДУХА
При нагревании тела увеличивается скорость беспорядочного дви-
жения его молекул и расстояние между ними'. Наоборот, при охлаж-
дении тела скорость движения молекул уменьшается, уменьшается и
расстояние между ними. С беспорядочный движением молекул и свя-
заны тепловые явления.
. Громадное значение в технике имеет выработка ц рациональное
использование теплоты, основным источником получения которой явля-
ется топливо. Некоторые наиболее часто встречающиеся данные на теп-
лотехники, а также краткие сведения о применении сжатого воздуха
в технике приводятся в настоящей, главе.
!. ТЕМПЕРАТУРА. ТЕМПЕРАТУРНЫЕ ШКАЛЫ
М е ж Д у н.а р о Д ад Д температурная стоградусная
intt.aла,, .введенная-в СССР Общесоюзным стандартом, представляет
собой термодинамическую шкалу, в которой температура таяния льда
и температура кипения воды при 'нормальном атмосферном, давлении
обозначены соответственно' нуль и его градусов. В соответствии со
стандартом температуру по стоградусной шкале обозначают значком
(°).-Л-.буквой С. Например, 87° С означает 87 градусов по стоградусной
шкале. Абсолютный пуль температуры на 273,16°С ниже точ-
ки та'яния льда, следовательно, ТаСс= г°С+273,16.
2. ЕДИНИЦЫ ЭНЕРГИИ
За техническую единицу т еп л а в СССР принята.20-гра-
дуенаи бо’льшая калория {икал), которая практически равна ко-
Т об лица 82
Соотношения между единицами энергии
Килокалории 20° Киловатт-ча сы Килограммометры
Килокалории 20й . Киловатт-часы. . , Кплогрзммометом . 1 ,0 В60 2 34-1 О—3 1,1 6-10—3 1 ’° 2,72-10—6 42? 3.67-10» 1 0
личеству тепла, необходимому для нагревания 1 кг воды от 19,5 до
20,5°С при нормальном атмосферном давлении Соотношения между
единицами энергии приведены в табл 82
3. АГРЕГАТНОЕ СОСТОЯНИЕ ВЕЩЕСТВ, ПЛАВЛЕНИЕ
И ИСПАРЕНИЕ
Вещества могут находиться в трех агрегатных состоя-
ниях: твердом,’ жидком и газообразном. Если к’ твёрдому телу'под-
водить тепло, то при достижении определенной температуры, которая
называется температурой плавления, тело начинает пла-
виться.
Теплотой плавления вещества называется количество теп-
ла (в ккал), необходимое для превращения 1 кг этого вещества в
жидкое состояние при постоянной температуре. Такое же количество
тепла выделяется из вещества прц переходе его нз жидкого состояния
в твердое.
При подведении тепла к жидкости опа при достижении определен-
ной температуры, называемой температурой кипения, при
Таблица 83
Теплота плавления и испарения некоторых веществ
Вещество Плавление Испарение
темпера- тура, °C теплота. \ кал/kb темпера тура, °C iоплота, ккал/кг
Алюминий 658 93 2228
Аммиак жидкий — 3 4 0
515 30 80 •94
Водород —- 123
Воздух .... —- — 51
Глицерин , . , — 19 47 ,5 ——
Железо 1530 30 —— 1595
Кадмий 3JI 13,17. 216
Кислород . 3,32 219 50,.9
Кремни# I 41 1 I 27 — 1262
Магний . , . , , 65ll 70 * . 13L5
Медь 43 1145
Нафталин . 80 36 218 75,5
Олово 232 1^,4 - 271
Ртуть ... , ... t ... . —'39 2.3 68
Свинец . 327 6 203
Сера I 13 9 — 3 62
Серная кислота — — 122
Сернистый га» . - - — 94 ,5
Сероуглерод ....... .— —T- — 8G
Сурьма . ... 630 39,4 — 359
Углекислый газ . . — .— 49
Уголь . .... — —— 38
Уксусная кислота 16 43 1 18 97
Фенол , 42 29 —
Фосфор 4 4‘ □ — 287
Хлор — H)I 23 __ 6i ,9
Цинк .г 419 28 425
Этиловый спирт .... — 112 25 78 204
данном давлении постепенно-превращается в пар. Количество тепла
(в ккал), необходимое для превращения 1 кг кипящей жидкости при
данном давлении и неизменной температуре в сухой насыщенный
пар, называется т е и л о т о й испарения. Такое же количество
теплоты выделяется при переходе пара в жидкость. Сухой насы-
щенный пар и'олу.чается при полном испарении всей жидкости.
Влажный насыщенный п а р получается при неполном испаре-
нии жидкости н состоит из - смеси пара с мельчайшими, взвешенными
в нем, капельками жидкости. Перегретым паром называется
пар, температура которого выше температуры сухого насыщенного
пара того же давления. Температура перегретого пара зависит от
давления и объема. Степенью перегрева называется разность
температур перегретого пара и насыщенного пара того же давления.
Чем выше степень перегрева пара, тем больше он приближается по
своим свойствам к газам. Водяной пар широко применяется как теп-
лоноситель при передаче тепловой энергии для целей отопления и
приведения в движение паровых'машин (молотов, прессов и др,). Теп-
лота и температура плавления и испарения некоторых веществ приве-
дены в табл. 83.
4 ТОПЛИВО И ЕГО ХАРАКТЕРИСТИКА
Разновидности топлива — дрова, торф, уголь, сланцы, нефтяные
остатки, газ. Это органические соединения, которые прн высоких
температурах способны вступать в реакцию с кислородом воздуха,
выделяя при. этом тепло. Различают естественное топливо и искусст-
венное. Естественн ое топливо: древесина, торф, бурые угли,
каменные угли, антрациты, сланцы, нефть, природный горючий газ.
Искусственное топливо: древесный уголь, торфяной и ка-
менноугольный- кокс, брикеты из отходов твердого и жидкого топлива,
мазут, бензин, керосин, газы генераторные, газы доменных печей, га-
зы коксовальных печей и др.
Количество тепла (в ккал), выделяющееся при сжигании 1 кг то-
плива, называется его теплотворной способ ностью. Состав
рабочего топлива (топлива, расходуемого на сжигание в топ-
ках котлов или печей) можно записать равенством:
C^+№-pO^+№+SP-|-AP+W^= 100%.
Индексом р отмечается рабочее топливо.
Элементы, входящие в состав топлива, не являются механической
смесью, они находятся в виде сложных химических соединений
Горючими элементами топлива являются: СР — углерод, ГР — водо-
род, —-сера летучая. Чем больше горючих элементов в топливе,
тем выше его теплотворная способность. Кислород (Ор) и азот (№)
являются внутренним балластом топлива. Первый, как известно, тепла
не выделяет, второй в реакции горения не вступает. ар — зола. — не
сгораемая минеральная часть топлива, так называемый внешний бал-
ласт его. Общая сера, находящаяся в топливе, разбивается на сег:у
горючую и негорючую s£fl = 5fl+SjJt[ где S^—сера минеральная—вхо
дит в состав золы. Сера — нежелательный элемент в топливу; про-
дукты ее сгорания загрязп'яюг окружающий воздух и .разрушают ко-
тельную установку. W**—влага в топливе — также балластная примесь,
снижающая тепловой эффект горения, отнимающая тепло при испаре-
нии. Если исключить из рабочего состава топлива- влагу, то можно
получить-с у х о е вещество тс л ива:
СсЧ-Нг+Ог+ЬГе+5£+Ае= 100%.
Зияя состав рабочего топлива, нетрудно пересчитать процентный со-
став сухого вещества:
СС=С₽ - '-°—-; НГ=НЛ—и т. д.
100-W»’ 100-WP
Обычно зольность считается па сухую массу топлива. Если
твердое топливо нагревать без достуга воздуха, оно распадается На две
части; л е ту ч ие вещества и твердый ос-таток. Впервой
части содержатся пары воды, кислород, соединения азота, летучая сера,
водород в чистом виде и в соединениях с углеродом. Во второй части
(коксе) остаётся часть углерода и зола. Количество горючих элемен-
тов в топливе будет неодинаково для различных ендов и сортов
топлива. Поэтому для сравнения запасов топлива- вес его принимают
в условном топливе, для которого теплотворная способность
равна 7000 ккал/кг.
При этом пользуются выражением:
, Л 7000’
где х — множитель, указывающий, какая часть теплотворной способ-
ности условного топлива соответствует теплотворной способ-
ности рассматриваемого'- натурального- топлива;
— теплотворная способность' натурального’ топлива в ккал/кг.
Характеристики различных видов и качества натурального топлива
п его теплотворная способность приводятся в таблицах в литера-
туре [23, 25]. . .
Пример. Рационализатор предложил перевести иа мазут пеу.ь, потребляю-
щую в час 100 кг каменного угля тепло-вориой способностью "6000 ккал/чг.
Теплотворная ени^ибнисть-мазута ( 0000 ккал/кг, Определить. 1) расход мазута
и «аменного угля в переводе на условное топливо; 2) ‘сколько потребуется сжи-
гать мазута вместо 100 кг каменного угля?
Коэффициент для мазута
v=s£oooo==I 43
7000
и дл каменного угля
6000 „ „„
X ..... 0 । о 5 ,
7000
Следовательно, часовой расход угля или мазута ₽. прррнпд*» на условное топля-во
будет
100*0,85 =85 кг
Вместо 100 ке каменного угля требуется сжигать натурального мазута в час
5. ГОРЕНИЕ ТОПЛИВА
При гбренПидоплива происходит.яроцес.с'Химического соединения
горючих'элёментдв топлива с кислородом воздуха, сопровождающийся
выделением тёпла, Выделяющиеся при этом дымовые газы являются
конечным продуктом горения. ’ Элементарно процесс горения можно
записать уравнениями:
G+O2=.CO2;,2H2+O2=2H2O; S4-Oa=SOs,
В процессе горения (фиг. 214) не все тепло, которое мо-
жет дать топливо, полезно используется. Имеется ряд неизбеяс-
, Трубы KOtn/ip
Фнг. 214, Процесс горений
Горение
лету wx 1
вешеспд
СЗежее
mon/iuSo
Гпрение
• Sc/ioe
-Зола и
Щ/10Н
-Зольник
я ы х потерь, снижение которых до минимума является задачей,
стоящей перёд рационализаторами и изобретателями при проектировании
и компоновке отдельных частей установки и ее эксплуатации.
Баланс тепла на 1 кг топлива выражается равенством:
Q?=C?i+<?2+Qs4-Q4+<2t ± ккал/кг,
tsp. Qj — теплотворная способность топлива;
Qj—полезное тепло в виде пара или горячей воды,
<23 — потеря тепла с отходящими дымовыми газами;
Q3 — потеря тепла от химической неполноты сгорания,
— потеря тепла от механической неполноты сгорания;
— потеря тепла всели элементами установки в окружающую
среду;
Qe — потеря тепла от неустановпвшегося теплового состояния
стенок обмуровки;
^“.-потери физического тепла с удаленными из топки золой
п шлаком.
Потери тепла от механической неполноты сго-
рания (механический недожог) состоят из: 1) .потерь от провала пе-
сгоревших частиц топлива через зазоры колосниковой решетки. При
правильной конструкции решетки эти потери составляют 0,5—2%
в общем балансе тепла; 2) потерь со шлаком, которые для многозоль-
ного топлива достигают довольно больших размеров Чем выше золь-
ность, тем больше твердых частиц топлива не сгорит вследствие
обволакивания шлаком, затрудняющим доступ к ним воздуха, Умень-
шить эту потерю можно путем лучшего отделения шлака от угля при
чистке топок ,с ручной загрузкой и выжигания топлива из шлака
путем выделения в механических топках особого участка; 3) потерь от
уноса горючих частичек в газоходы и трубу. Чем больше в топливе
будет мелочи, тем больше мелких кусочков будет .вынесено в трубу
потоком’’газов Снизить потери от уноса можно путем снижения из-
бытка воздуха или увеличения объема топочного пространства. Унос
уменьшается по мере увеличения выхода летучих. При сжигании
пылевидного топлива потери от уноса получаются большими, если по-
мол топлива будет недостаточно тонок При сжигании мазута потери
□т механического недожога отсутствуют.
Потеритеплаот химической неполноты сгорания
(химический недожог). Если топливо сгорает неполностью, то в дымо-
вых тазах помимо двуокиси углерода СО2, двуокиси серы SO2, водя-
ного пара Н20, .избыточного кислорода О2 и азота М2 (см. процесс
горения) .присутствуют еще и продукты неполного сгорании: окись
углерода СО, Водород Н, метан СН, и Др Эта неполнота горения
сопровождается потерей тепла, которая иногда может оказаться зна-
чительной и составит 3—5% и более от всего количества тепла, выде-
ляемого топливом при горении.
Причинами химического недожога являются: а) недостаток воздуха,
подаваемого в топку; б) плохое перемешивание подаваемого воздуха
с летучими горючими веществами, вышедшими из топлива; в) недо-
статочно высокая температура в топке. В частности, низкая температура
может быть от чрезмерно большой подачи воздуха. Химическая
неполнота сгорания определяется химическим анализом дымовых га-
зов. Грубая оценка качества процесса горения может бытьпро изведена
по цвету дымовых газов, которые при химическом Недожоге окрашены
в .темный цвет, что объясняется присутствием в них частиц' сажи.
Наладка и регулирование топочного процесса заключаются в регулиро-
вании подачи в топку топлива, воздуха, а также регулировании силы
тяги. Задача рационализаторов — добиться ведения топочного процесса
при минимальном избытке воздуха, обеспечивая при этом полное сго-
рание топлива.
По терн геи на с отходящими 1а,замц. Тепло юрячкх
газов используется отдельными элементами установки. Газы по ' мере
прохождения по газоходам установки постепенно охлаждаются и затем
выбрасываются в атмосферу .через дымовую трубу. Температура отхо-
дящих газов повышается, если поверхности нагрева установки загряз-
нены, так как при этом ухудшаются условия теплопередачи. Снизить
температуру отходящих газов можно путем увеличения поверхностей
нагрева н очистки их от загрязнения.
Потери тепла в окружающую среду. Тепло в окружаю-
щую среду отдается металлическими поверхностями установки, обму-
ровкой, топочными дверцами и гр. Частично тепло теряется за счет
излучения топочного факела и слоя топлива при открывании топочных
дверок для забрасывания и разравнивания топлива, чистки шлака
н пр. Величина потерь в окружающую среду ориентировочно’ колеб-
лется от 10 до 120 тгс. ккал/час в зависимости от конструкции паро-
вого котла.
Потеря с физ и ч е с к и м теплом удаляемых из топ-
ки золы и шлака незначительны и их следует учитывать только
при сжигании многозольного топлива.
Потери, от и еу стаи овившегося теплового состоя-
ния входят в баланс со знаком плюс, если установка только что
растапливается и стенки обмуровки еще- холодные и аналогично с по-
верхностями, нагрева котла отнимают тепло от проходящих По газо-
ходам газов Когда обмуровка прогреется и придет з установившееся
тепловое состояние, потеря эта пропадет. Наоборот, если котел пере-
водят на работу с пониженной нагрузкой (например, в обеденный
перерыв), накаленные стенки обмуровки начинают отдавать тепло ме-
нее нагретым газам. Тогда в тепловом балансе появится зга потеря
тепла со знаком минус, так как обмуровка в этом сл/чае является
епк бы дополнительным источником тепла.
В зависимости от вида и сорта сжигаемого топлива, а также от
способа его сжигания применяются различные конструкции ‘г о п о ч-
и ы х устройств Устройство топок предусматривает возможность
более полного сжигания того пли иного вида топлива, регулирования
процесса горения и максимального использования получаемого при
этом тепла, При небольших мощностях котельных установок приме-
няются простые решетки и шахтные топки с ручным обслуживанием.
Для установок большой мощности применяются механические и камер-
ные топки. Подробные сведения о топках см. в литературе [8, 15, 16, 27].
6. ЭКОНОМИЯ ТОПЛИВА
Топливо — источник тепла. Гго надо бережно расходовать, не
допуская потерь. Задача рационализаторов — ссвершеиство-
вать тепловые установки и их эксплуатацию, добиваясь более пол-
ного сжигания топлива и использования полученного прн этом тепла.
О сно вцыеи апра влен ия в работе рационализаторов, добиваю-
щихся снижения потерь топлива и повышения к, П, д, тепловых
установок, состоят в следующем:
Содержание в исправном состоянии обмуровки, гарнитуры
и шиберов, устранение неплотностей обмуровки, шиберов’ и лазов.
2. Строгий контроль за сохранностью газовых перегородок, нару-
шение которых ведет к проходу газа помимо поверхностей нагрева.
3 Систематическая обдувка котлов, перегревателей и экономай-
зеров'от лётучей золы и сажи, наличие которых увеличивает, потери
тепла До 3—5%.
4. Обеспечение постоянства давления и температуры пара, что
создает условия экономичного его расходования потребителями.
5. Поддержание непрерывного и равномерного питания котлов
прем бесперебойной работы питательных приборов и арматуры
6. Снижение расхода топлива при растопке агрегатов.
7. Подготовка топлива перед заброской в топку, приведение его
в надлежащий вид по величине кусков и равномерному распределению
мелочи
8. Сокращение времени заброски топлива в топку, при сохранении
равномерного слоя и регулировке при этом тяги и дутья.
9. Устранение присосов воздуха через неплотности.
10. Установление и поддержание нормальной толщины слоя для
каждого вида топлива. Проведение своевременных шуровок и чисток/
11. Ведение режима горения по приборам,, виду пламени и цвету
дыма. Потеря тепла с уходящими газами зависит как от температуры
этих газов, так и от избытка воздуха, что обнаруживается до наличию
в них углекислоты. Недостаток- воздуха, вызывает химическую., непол-
ноту горения, на что указывает присутствие в дымовых газах окиси
углерода. Одни процент окиси углерода в уходящих газах соответ-
ствует 6—7% потери топлива.
12. Сокращение количества уноса топлива путем .снижения колос-
никовых решеток. Поддерживать при этом светло-серую окраску
дыма.
13. Использование уноса и провала с большим содержанием горто-
чих для дожигания в топке вместе со свежим топливом.
14. Сокращение расхода пара на дутье и распиливание мазута
в паровых форсунках. Переход на механическое распиливание.
15. Срабатывание пара на нужды производства при остановке
коглов.
16. Содержание в исправности изоляции трубопроводов. Некоторые
тепловые установки из-за неисправности теплоизоляции теряют до
8% топлива.
17. Устранение утечек пара во всех соединениях.
18. Установление иаивыгоднейшнх сроков продувок и чисток по-
верхностей нагрева от накипи, золы и сажи.
19. Устройство механического шурования.
20. Переход иа вентиляторное дутье под решетки.
21. Установка дымососов.при недостатке тяги.
22 Улучшение конструкции цепных решеток посредством устрой-
ства позошюго дутья, улучшения шлакоснимателей, расширения пре-
делов регулирования скорости, автоматического сбивания шлака
с колосников, автоматизации спуска провала из зон, установки регу-
ляторов слоя топлива
23. Сбор всего конденсата пара и возвращение его в котельную
для питания Котлов.
24. Использование (епла отработавшего пара питательных паро-
вых насосов для подогрева питательной’воды.
25 Оборудование геплоагрегатов приборами «глаз кочегара» для
контроля цвета дыма.
26. Осуществление экономичного регулирования производитель-
ности дымососов и вентиляторов.
27. Ликвидация излишних шиберов и других ненужных сопротив-
лений.
28. Улучшение конструкции форсунок пылевых и газовых горелок.
29. Увеличение-производительности-дымососов и вентиляторов.
30. Установка водяных экономайзеров низкого давления для
снижения температуры уходящих газов.
31. Осуществление работы всех агрегатов котельной установки
в наиболее экономичном режиме.
32. Осуществление правильного количественного и качественного
учета поступающего в котельную топлива.
7. РАСШИРЕНИЕ И СЖАТИЕ ТЕЛ
Коэффициенты расширения
При нагревании размеры большинства тел увеличиваются, при
охлаждении уменьшаются. При изменении температуры от t0 до f
происходит увеличение длины I на Д/
Увеличившаяся длина I будет равна:
I— [ 1"1“а (£ ^о)Ко»
где а — коэффициент линейного расширения, величи-
ну которого можно найти в табл. 84.
Таблица 84
Коэффициенты линейного расширения различных материалов
(увеличение в 1000000 раз)
Материал а при 20—100°С Материал а при 20— I ОО^С
Алюминий Бронза Железо и .чаль. .... Константа! Латунь Магний Медь Серебро Никель Олово - Платина Чугун серый Цинк ... . 24 16 12,2 15 17,5 20, I 16,6—17,5 19,6 13,3 23,8 9,1 20,1 8,7-11 J 39 ,5 Бетон .......... Дерево {вдоль -волокон) Дерево (поперек волокон) Кислотоупорные изделия Стекло Фарфор Шамотные изделия . . , Кирпич Мрамор , Графят .......... Кварц Карборундовый кирпич . Эбонит . . .... 10—14 4,9-5 ,4 34—54,4 4,3-^4,9 6—5,7 3 1 ,6-5,7 9 ,6 1 ,4—4.4 0,63 0,55 4,5—4 .7 64—77
Для жидкостей используется коэффициент объемного
расширения Он приблизительно-в 3 раза больше коэффициента
линейного расширения. Тан, вода имеет а~0,0002, керосин а=
= 0,001.
Коэффициент расширения газов
а=—W0.003GG.
273 ’
, Явления расширения и сжатия металлов используются в машино-
строительной технике. Так, например, бандажи вагонных колес перед
насадкой на колеса нагреваются. Расширяясь от нагревания, они сво-
бодно входят на колеса при остывании они вновь суживаются и плот-
но охватывают колеса. Подобным образом нагревают муфты, упорные
кольца перед насадкой чх па валы
Пример I. Определить, на сколько увеличится длина медного провода
при повышении температуры па 50°С, если первоначальная длина провода
была 40 ле, Коэффициент линейного расщнрени/7 меди находим в табл. 84
«.= 16,6 10—б=0,0000166
Удлиненье провода: Д/ = 0,0000166*40 50 = 0,0332 ди
Пример 2, Латунный стержень при температуре 5°С имеет длину 0,5 де.
Какая будет его длина» если стержень нагреть до 95°C? Коэффициент ли-
неЙггого расширения латуни а=0,00001 75,
Длина стержня при 95° С будет.
I = [I +0,0000175 (95—5>]0,5=0,500787 ль
Усадка
Все металлы при переходе из жидкого состояния в твердое изме-
няют свой объем. Чугун, сурьма и висмут при переходе 'из жидкого
состояния в твердое расширяются. Остальные металлы при затверде-
вании сжимаются. Например, при затвердевании чугуна в литейной
опоке вначале наблюдается расширение его, но при дальнейшем охлаж-
дении до температуры окружающего воздуха чугун сжимается прибли-
зительно в размере 1 % своего объема. Это сжатие носит название
усадки. В табл. 85 даны примерные величины усадки некоторых
металлов и множители для определения размеров литейных форм.
Таблица 85
Усадка некоторых металлов и сплавов прн отливке
Материал тс в % Материал тс в % «,5—1,0 I ,5—2,0 1 ,2—2 , <) I ,0—1 ,5 1 ,3—2,0 I .5—2,0 1,0—1 ,5
Алюминиевые сплавы медистые Бронза оловянная .... Бронза аюминпевая . . . Латунь цинковая .... Магниевые сплавы , . Сталь углеродистая, . Сталь марганцевая . . Чугаль (сплав железа с алюминием) .... 1 ,5—2,0 1,0—1 ,5 1 >2—1 ,8 I , 0—.15 I , I —I ,4 1 ,5—2,0 2,8—3,0 S ,Б 2 7 Чугун: серый . белый . , ковкий перлитный., . Ковкий .ферритный. . аустенитный (не маг- нитный) высококрсмшгстый. . высокохромастый . .
Пример Нужно получить отливку пз Ковкого перлитного чугуна длиной
] Mi шириной 0.2 ,н п толщиной 0.1 л. Какой об=ем должна иметь форма для
отливки?
Объём отлнвки равен 1 0,2 0,1 = 0,02 ле3.
В табл. 7 4 находим значение усадки для ковкого перлитного чугуна Я = 2%,
следовательно, объем формы будет
П.П2
°,02+2Too'0,02 + ° °00- = °-0204 J[S
При изготовлении моделей усадка в % учитывается по формуле
Л'=^^-100,
а
где ~di — начальный размер отливки при затвердевании;
а —конечный размер охлажденной отливки.
Величина усадки К различных литейных сплавов приведена
в табл. 85.
8. СВОЙСТВА ГАЗОВ
Газом называют состояние вещества, характеризуемое способ-
ностью распространяться по всему доступному для него пространству,
в обычных условиях — без скачкообразного изменения своих свойств.
Газ характеризуется: 1) химическим составом, 2) удельным весом;
3) давлением; 4) объемом; 5) гемиературой.
Свойства газов используются в разнообразных двигателях и все
возможных процессах, применяемых в технике
Для идеальных газов справедливы следующие законы. Закон
Бойля — Мариотта: при постоянстве температуры данного количе-
ства таза его абсолютное давление изменяется обратно пропорцио-
нально объему:
Й-т; “
где Р± и Р„.— начальное .и конечное абсолютное давление;
и V.,— начальный и конечный объем.
Произведение абсолютною давления газа иа его объем остается
постоянным:
PV=C.
Пример. Воздух сжнчвстся до объома 0,2 л3, при этом развивается давле-
иис 10 >c?/cj£s абс. Какое будет объем это*о количества воздуха при давлении
1,033 яг/с-и2? Температура остается постоянной. Конечный объем воздуха
Закон Шарля: если днниис количество газа занимает постоян-
ный объем, то его абсолютное давление при 0°С прн увеличении
температуры на 1°С возрастает па 1/2;3 своей' величины, и, наоборот,
при понижении абсолютного-давления на '/зтз своей величины при 0®С
температура газа уменьшается на 1°С. Закон выражается формулой
(1+т)
ИЛИ
/>/t=Po(H-0,OO366f),
где Pt — абсолютное давление газа прн температуре с и прн объеме И;
Рй — абсолютное давление того ясе количества газа, выраженное
в одинаковых с Pt единицах, при прежнем объеме- газа и
при 0°С;
t — температура газа в °C при давлении Р(.
Пример. 1 л3 воздуха находится под давлением 30 кг/см1 абс. при тем-
пературе 0°С. Какое будет давление при тем же объеме, если воздух охладить
до — 50°С?
Pt = Р„ (I +U,0036Sf) = 30 (I — 0,00308 50) —
— 30 (1—0Л83) = 24,4 8 кг]см? абс.
Закон Гей-Люссака:- объем данного количества газа при
постоянном его давлении при увеличении температуры иа 1°С увели
чивается на 1/27а его объема при 0°С, и, наоборот, объем газа умень-
шается на 1/2,3 его величины при 0°С в случае падения температуры
па 1°С. Соотношение это можно выразить формулой
или
(1+0,00366Г),
где V; — объем данного количества газа при температуре / п давле-
нии Ро;
Уо— объем того же количества таза при 0°С и давлении Ро\
f — температура газа-в °C, при которой газ занимает объем Vf
Пример. Некоторое количество воздуха При атмосферном давлении и темпера-
туре 0°С занимает объём 2 ла. Рассчитать, какой объем будет занимать это же
количество воздуха при том же давлении и при температуре 300°С.
Vf = 2 (14-0,00366-800) — 7,66 Л£».
Из приведенных формул следует, что давление газа и его объем
при температуре — 273°С равны нулю. Поэтому температуру в —273°С
называют абсолютным нуле м, а температура, измеренная от
—273°С, называется абсолютной температурой:
'/'=(-1-273° абс.
ИЛИ
7 = 7' — 273JC,
где Т — температура тела по абсолютной шкале температур;
t — температура тела в °C,
Для любого неизменного количества идеального газа" отношение
произведения абсолютного давления на- объем газа к его абсолютной
температуре постоянно1
—=./(
Г
Значение К для 1 кг газа называется газовой постоянной А'. Умножая
вес G газа, подверженного изменению состояния, на постоянную R
(табл. 75), можно получить постоянную /( для всего количества газа:
7(=/?G.
Свойства некоторых газов даны в табл. 86
Зависимость между абсолютным давлением, объемом, абсолютней
температурой и весом идеального газа дает общее уравнение
состояния идеального газа-
gV=6RT,
где Р —давление в кг/м? (.абс.);
V — объем в л«8;
Т — абсолютная температура (°абс.);
G — вес в кг.
Свойства некоторых газов
Таблица 86
Газ Хилнгче- екая формула Газовая постоян- ная R Удельный вес а кг/л8 •,прй’ атмосферном данленял при Вес гава, отнесенный к весу воздуха, равному I
о°с 20°С
Воздух .... 29.27 I , 293 1 , 20 1 ,0
Кислород. . . О 26,52 £ , 429 1,33 1,105
Азот , ; . . . 30,13 420,9 1 , 2,55 1 ,4 68 0,970
Водород . н, 0.0’90 0,0836 6,0696
Углекислота . СО а 19,23 49.70 1 ,965 1 ,83 1,520
Аммиак . . . * NH, 0,763 0.7Ю 0,590
Ацетилен » . . Са Ь1л 32,60 1,162 0,715 I ,082 0,899
Метан .... СН. 52.83 0,665 0 ,554
Этилен .... С»Н, 30,25 1.254 1 .1 67 0,969
Этому уравнению не подчиняются газы в состоянии насыщения или
близком к нему. Они называются в этом случае парами.
9. ПРИМЕНЕНИЕ СЖАТОГО ВОЗДУХА В МАШИНАХ
Сжатый'воздух широко применяется в машиностроении для приве-
дения в действие всевозможных пневматических механизмов, приспо-
соблений и инструмента'. Пневматический привод механизмов, инстру
мента и приспособлений имеет преимущества перед другими
приводами, так как:
а) воздух обладает неизменной вязкостью в зимних и летних усло-
виях;
б) позволяет осуществлять плавное включение исполнительных
механизмов без дополнительных приспособлений;
в) не создает опасности для применения пневматического инстру-
мента при работах в труднодоступных местах, под водой и т. п.
Недостатком пневматического привода является его относи-
тельная дороговизна.
В табл. 87 даются сравнительные величины веса и к. п. Д. ручно-
го пневматического инструмента и ручного электрического инструмента.
Пневматический инструмент легче, ио имеет меньший к. п; д.
При оборудовании станков быстродействующими пневматическими
патронами, многоместными приспособлениями и кондукторами с пнев-
матическими зажимами резко снижается время иа обработку деталей
и исключается ручной труд по подъему, зажатию, снятию деталей
н т. д Для механизации подъемно-траиспортных работ в,машинострое-
нии применяются. различные пневматические грузоподъемные устрой-
ства (краны, толкатели, подъемные столы и т. д.). Пневматическое
16 Заказ № ,61
Таблица 87
Сравнительные данные для пневматического и электрического
инструмента
Показатели Вращательный инструмент Ударный инструмент
электриче- ский пневма- тический электриче- ский . пневма- тический
Сравнительный вес инструмента одинакового назначения и мощности Средний к. п. д. инструмента, 100% 0,6—0,7 70—80% 0,3—0,35 I 00% 0,34—0,4 50-60% 0,3—0,4
подъемное оборудование применяется для трансг^гироваиия деталей
в цехах от станка к станку, в производстве, не допускающем резких
толчков, вызывающих искрение и другие нежелательные явления.
Пневматические механизмы, применяемые в машиностроении, можно
разделить на три основные группы: 1) ручной пневматический
переносный инструмент, 2) пневматические станочные приспособления,
3) пневматические подъемные устройства.
Кроме этого, пневматика применяется при автоматизации техноло-
гических процессов (см. главу XI),
Ручной пневматический переносной инструмент
По принципу действия ручной пневматический переносный инстру-
мент делится на группы: а) вращательного действия; б) ударного
и нажимного действия; в) струйного действия.
Ручной инструмент вращательного действия имеет
пневматические двигатели двух типов' поршневые и ротационные (ро-
торные). Схема поршневого двухцилиндрового двигателя изображена
на фнг. 215. Движение коленчатого вала 1 осуществляется шатунами 2
от поршней Синхронно с коленчатым валом вращается цилиндриче-
ский золотник 4 в распределительной золотниковой коробке Сжатый
воздух в зависимости о: положения золотника поступает в тот пли
другой цилиндр 3. При возвратном движении поршней вверх воздух
выталкивается. из цилиндров в атмосферу.
Схема ротационного двигателя приведена на фнг 216 Двигатель
состоит из статора 1 с радиальными пазами, в которых находятся
лопатки 3. Лопатки при вращении ротора 2 под Действием центробеж-
ной силы прижимаются к внутренней поверхности статора. Статор
с торцов закрыт крышками. Ось вращения расположена эксцентрично
относительно внутренней поверхности статора, Сжатый воздух посту-
пает через отверстие 4 в пространство между соседними лопатками,
давит на выступающую часть правой лопатки и заставляет вращаться
ротор. Воздух, поступивший и двигатель раньше и находящийся
между соседними передними по направлению движения лопатками,
также совершает дополнительную работу благодаря расширению до
тех пор, пока лопатка не дсйдет до выхлопного отверстия 5, соеди-
няющего полость двигателя с атмосферой. Размещение этих отверстий
в несколько рядов предупреждает сжатие воздуха при дальнейшем
движении лопаток Отверстия 6 •уравновешивают давление воздуха на
торцы лопаток, а'также служат для выхода воздуха из прорези
при перемещении лопаток в глубь прорези. Большинство совре-
менных 'Пневматических инструментов приводятся в движение от рота-
ционных двигателей, которые имеют перед поршневыми ряд преиму-
ществ: меньший вес при одинаковой мощности; более простую
Таблица 88
Технические характеристики некоторых переносных пневматических
инструментов вращательного действия
Инструмсш Тин Чощпость двига- теля» л с Число оборотов е минуту Расход свобод- ного воздуха, Давление воз духа, ат /Лаксимальиый размер инстру- мента, ллс 1 Вес без рабочего инструмента, кг
Сверлильная ма- с СМ-2 поршне вы и двигателе \ Сверло
шина СМ-3? I ,4 420 1 3-1,5 ct = 22 d-32 16,5
СМРД- -— — — — d = 32 —
32 СМ-6*0 cl = 50
СМУ- 8 0,3 ten I ,б — d'—S —
Пневматический ПСЛМ- — 20-25 1,2 4 t айн и £,2
гайковерт 30 пели- 20 — 4 d = 30 d = 42 10-11
Сверлильная ма* 42 С PC 8 р ото рн 0,2 ЫЛ 0eUc 2000 атечгм 0,5 * 5 Сверло 1 ,8
щица PC 22 1.3 300 1,7 — d = 8 d = 22 9,0
ре* 32 ! ',8 230 2 ( а 2'6 d — s32 П ,5 и, о
РС-34Л 2,0 270 — d = 82
И-68 1,6 34.0 1,9 — d= 26 11,0
Пневматическая ПМ-2 — 90— 4 ,5 5 — 36
машина Пневматический И-51 2т0 100 150 2,2 .5—5 БодтЫ 13,8
ключ Пневматический 0,2 ударов в’ мин. 1500 0,25 5-6 H гайки d = 32 Напяль- 2,93
напильник Шлифовальная ШР-Б ходов в Мин 13500 0,6 . ник / = 340 Шлифов. 1,8
лгашина ШР-6 3,3 I 1000 1,0 • круг d = 30 d = 50 2,0
ШР-12 5000 1,6 — d^ 12Б 5,0
ШР- 2 1 ,4 3000 1 ,7 — d =-150 6,7
И-44 4,3 4 500 1 ,0 d = 125 6.S
конструкцию ввиду отсутствия золотникового устройства и кривошипно-
шатунного механизма, лучшую уравновешенность, создающую более
спокойную работу.
Технические Характеристики переносных пневматических инструмен-
тов вращательного действия даны в табл. 88.
.Крупному инструменту ударного и нажимного
действия относятся пневматические рубильные и клепальные молот-
ки, а также трамбовки, вибраторы, колотушки и др, Принцип дейст-
вия; пневматического ударного инструмента состоит в том, что сжатый
воздух попеременно с двух сторон действует на поршень-ударник
и приводит последний в возвратно-поступательное движение Распре-
Фиг 215 Схема поршневого двухцилиндрового
двигателя.
деление воздуха осуществляется клапаном, золотником или. непосред-
ственно поршнем-ударником. Поршень-ударинк при рабочем ходе
Производит удар по хвостовику наконечника рабочего инструмента
(чеканка,, зубило, обжимка и др.), вставленного в буксу.
Пусковые устройства на инструментах ударно-нажимного действия
бывают:1 а) с поворотным краном на рукоятке (для инструмента, тре-
бующего редкого включения); б) куркового и клавишного типа (для
инструмента, требующего частого включения); в) с автоматическим
управлением.
Пневматический инструмент стр) йпого действия
нашел широкое применение в машиностроении для выполнения ряда
вспомогательных работ: пескоструйной очистки поверхностей металла
от ржавчины и окалины, наплавки распылением слоя металла при
алитировании и восстановлении размера изношенных деталей, окраски
готовых изделий путем распыления краски и т. д. Средний расход
сжатого воздуха иа одно сопло приведен в табл. 89.
Для зачистки заусенцев в глубоких отверстиях и в местах пересе-
чения отверстий применяется пневматический инструмент (фиг. 217)
с турбинкой 1 и сферической шарошкой 2, Турбинка вращается струей
воздуха, выходящего из отверстия 3,
Для сверления отверстий малого диаметра (3—4 .и,н) применяются
пневматические дрели с турбинным двигателем.
Фиг, 21 б-, Схема ротационного
двигателя.
Ф.-ir. 217, Схема пневматического
инструмента для снятия
заусенцев.
Для окраски поверхностей металлических и других изделий в ма-
шиностроении применяют ручной краскораспылитель (пульверизатор’).
Таблица 89
Расход сжатого воздуха соплами
Да вление воздуха; ат Ра<ход воздуха b.m9/mvh при диаметре сопла, .им
6 6 10 I 2
2 1,0 1 ,3 2,? 4,0
3 1 ,3 2,1 3,? 5,3
1 ,9 3,1 4,6 , 6,7
6 2,3 4 ,0 6,4 9,2
На фиг. 218 изображена установка с красконагнетательным баном.
Она состоит из подводящего шланга I, подключенного к сети сжа-
того воздуха, масло- и водоотделителя 2 с фильтром, краеконагиета-
тельного бака 3 с мешалкой, шланга 4 для подачи краски, в пуль-
веризатор 5 и шланга б для сжатого воздуха. Характеристики пуль-
веризаторов приведены в табл. 90.
По принципу пневматического распыления создаются масло-
распылители для механизации нанесения защитного слоя масла _прц
консервации деталей.
Таблица 90
Технические характеристики некоторых пульверизаторов для окраски
Показатели Типы пульверизаторов
КР-3 без ста- канчика КР-2 со ста- канчиком ПР I ГАЗ-МВС
Производительность, м*/час. . размеры сопел для храски, мм Рабочее давление воздуха, am Расход воздуха, .у^/час .... Давление на краску, ат . . Емкость стаканчика, л Йес; ке 60 I .2, 2,5.; 3 3—5 12—16 до 0 ,8 0.9 40 1,9 3-4 10—12 Самотек 0,36 1.08 ® °* CS! СО CS! | “ !50 1 ,2 4 , □—6,0 12—20 0.5—2.6 0.9
Пневматические станочные приспособления
Пневматические зажимные станочные приспособления
различных конструкций являются быстродействующими н надежными
устройствами для механизации вспомогательных станочных работ. Они
разделяются по способу установки па стационарные и нестационарные;
по типу силового пневматического привода — с напорной системой и с
вакуумной системой действия; по конструкции зажимного устрой-
ства — патрон, мембрана, сухарь, шарики’ и т. д.; по системе передачи
движения от силового привода к зажимному устройству — рычажная,
пружинная, плунжерная с пластической массой, гидравлическая.
Преимущества пневматических зажимных приспособлений: а) быстро-
действие; б) постоянное усилие зажатия и возможность его регулиро-
вания; в) возможность зажатия изделия при меньших усилиях, чем это
необходимо при других механических зажимах.
Недостатки этих устройств- а) незначительное усилие зажатия при
одноцилиндровом или однокамерном приводе; б) необходимость нали-
чия специального устройства для поддержания постоянства давления
в сети сжатого воздуха или же предохранителя, предупреждающего
аварию при резком падении дазления или прекращении подачи сжатого
воздуха в сети. Для привода стационарных приспособлений служат
стационарные пневматические чугунные или стальные цилиндры и пнев-
матические камеры с упругой диафрагмой. Технические данные пнев-
матических цилиндров приводятся в табл. 91.
Пневматические диафрагменные камеры расходуют
сжатого воздуха за один рабочий цикл в 2—3 раза меньше, чем
поршневые цилиндры.
Зажимные стаИочныс пневматические приспособления можно раз-
делить на три группы: 1) пневматические зажимные патроны; 2) тиски
п зажимы с пневматическим 'приводом; 3) кондукторы, столы и другие
приспособления с пневматическим приводом.
Пневматические станочные зажимные патроны
предназначены для быстрого закрепления изделия при его обработке
иа токарных, револьверных н других станках По своей конструкции
они могут быть кулачковые с рычажным или клиновым приводом ку-
лачков; цанговые тянущего или толкающего действия, плунжерные;
мембранные; роликовые; с гидропластмассой.
Пневматические кулачковые патроны применяются
в токарных станках, Могут ипеть два, три или четыре зажимных ку-
лачка. Усилие от штока пневматического цилиндра передается кулачкам
через рычаги или клинья. Основные размеры рычажных патронов при-
ведены в табл, 92.
Таблица 91
Технические данные пневматических цилиндров
Внутренняя диаметр цилиндра, ЛГ/М Ход поршня, расход воздуха за один 71 ВОЙНОЙ КОД, л Усилие нн nopnieub кг
прн давле- нии 4 Z37T4 прн давле- ной 6 ат
75 32 2,8 175 2G5
100 ' 32 4,0 . 314 385
125 32 7,0 490 675
150 32 12,0 707 1030
200 32 21 ,0 Г 256 I 880
250 32 зз,о 1963 2050
300 32 47 >0 4S25
350 32' 64 ,0 — 575 0
Таблица 92
Размеры рычажных пневматических патронов, .ил<
w Л ’ С ' Наружный диаметр 160 250 300 375 500
ДиЛ&етр установоч- ной .выточки .... 14 0+ 0.,04 235+ 0 ,04о 280+ 0,050 3 5 0+1 0,05 , 460+ 0.05
Раэмер\болта для ‘‘соединения со што- ком:пневматическЬго цилиндра. ; . . . . Ml 6 ' М2 2 М24 М2 7 мзо
Ход, кулачки в 10 14 16 18 20,
'K'jj'-и н о вы.е пневматические патроны изготовляются четырех типов
для определенных размеров зажимаемых деталей; их технические дан-
ные приведены в табл. 93.
Фиг. 219. Гильзы для сочленения с тягой:
а — выдвижная; б—'.втягиваемая; в, г, д, е — вид
иа.ратрон. со. стороны детали-круглого, шестн-
’ ' ' угольного й квадратного профиля
Таблица 93
Некоторые клиновые пневматические патроны
•' " I ип Диаметр изделия, мм
зажим Снаружи зажим изнутри
от До ат до
ПЗК-155—160 ПЗК?250 ПЗК-ЗОО- 1 ПЗ|С-Й75 1 ' Д8 ‘30 42 46 1 55—1 60 250 зоб 37 5 50 70 90 5 00 180 280 340 4 2» '
Пневматические цанговые патроны применяются в -ре
вольвёрных станках-автоматах для- зажатия изделий из,- пруткового
материала, а также при обработке коротких цилиндрических "валиков
Фиг 220. Плунжерный патрон.
Фиг. 221. Мембранный патрон.
и втулок. В отличие от
кулачкового патрона в
цанговом патроне изделие
крепится в тонкой- разрез-
ной гильзе — цанге. Па-
трон состоит из тяги (или
толкателя), соединенной
со штоком пневматическо-
го цилиндра, . корпуса и
пружинящей цанги.с'от-
верстием, соответствую-
щим профилю изделия.
При увеличении диаметра
отверстия число разрезов
в цанге увеличивается:
для диаметра 30 мм число
разрезов делается 3, для
диаметра от 30 до 60 лл—
4, свыше 60 леи —- 6 (фи-
гура 219).-
П и е в м а т и ч е с к и е
плунжерные пат-
роны предназначены для
внутренней центровки’ и
зажатия полых изделий.
Фиг. 222, "Пневматические тиски: ’
а — с- цилиндрам и непосредственной Дёред^чей
усилия,' в — с камерой и рычажной Передачей
Патрон состоит из тяги, соединенной со штоком пневматического ци-
линдра, на конце которой ввинчен толкатель и корпус, некотором
расположены два ряда плунжеров по три .штуки в каждом.,-. '.Тягй 5
под действием сжатого воздуха перемещается влево (ijnjr 220), .тянет
за собой сухарь 4 и-выдвигает плунжер 3, который, двигаясь в направ-
ляющей 2, зажимает в распор изделие 1. Для увеличения сцепления
изделия с плунжерами последние на концах' имеют насечку.
Пневматические мембранные патроны в отличие о i
плунжерных (фиг. _ 221) имеют топкую стальную мембрану 5 с при-
легающими фасонными рожками 3 и установочными винтами 4. Тяга 1
от пневматического цилиндра через втулки 2 нажимает на мембрану,
Фиг. 223. Рычажио-клиновоЙ усилитель.
а — односторонний; б — двусторонний.
которая изгибается. При изгибе мембраны рожки отклоняются от пер.
воиачального положения, и установочные впиты расходятся на диаметр
больший, чем диаметр зажимаемого изделия. После установки, изделии
зажам его производится в обратном порядке. Мембрана выпрямляется,
и деталь прочно закрепляется между установочными винтами.
Пневматические тиски и зажимы применяются для быст-
рого закрепления изделий при нх обработке ’ иа металлорежущих стаи
ках и при сборке в узлы. .Пневматические гиски могут быть1 разделен!)
на тиски с пневматическим цилиндром н тиски с диафрагменной каме
Характеристики пневматических тисков
Таблица 94
Напменовамие Диаметр цилиндра или камеры £}. МА! Да пленке воздуха, ат Расстоя- ние Л, AIM Сила зажатия Р, кг
Тиски с цилиндром . ... Тиски с камерой ...... 100 400 5 150 210 600 9000
рой. На фиг. 222 показаны схемы тисков с пневморычажным усилитель-
ным механизмом, а в табл. 94 приведены их технические данные.
Увеличения силы зажима изделия при относительно небольшом раз-
мере пневматического цилиндра можно достигнуть применением р ы-
ФШ. 224. Кондуктор для сверлильного ставки.
1 — рамка; 2 — плита; 3 — кронштейн; 4 — колонка,
5 — пружина
и а ж и о-к л и н о в о г □ усилителя, например по схеме, приведен-
ной на фиг 223. Для этой- же цели примеряю! пневматические приспо-
собления с «плавающим» цилиндром, где используется сила реакции
давления воздуха. В новешпнх зажимных приспособлениях металлоре-
жущих станков используют пневмогидравлические безнасосные повыси-
тслп давления. Принцип ях действия состоит в том, что’ энергия сжа-
того воздуха низкого давления (4—5 ат) преобразуется в энергию
жидкости, высокого давления Эти приспособления экономичны, расход
поздуха в них ниже, чем в обычных пневматических установках,
и к. п. д выше. ' ,
Пневматические кондукторы, столы и другие приспо-
собления разделяются на стационарные, передвижные, поворотные и
опрокидывающие; они имеют различную конструкцию установочных и за-
жимных устройств. Наибольшее распространение получили кондукторы
г подъемной плитой, укрепленной па двух колонках (скалках). Плита
поднимается при помощи механизма вместе со скалками до высоты,
(ребуемом для .установки изделия, затем опускается для'закрепления
изделия. На фиг 224 изображен пневматический кондуктор для свер-
лильного станка. Некоторые кондукторы имеют в качестве привода
пневматическую диафрагменную камеру. Поворотные столы с пневматиче-
ским приводом применяются для зажима нескольких изделий, обраба-
тываемых иа сверлильном или фрезерном станке'. Механизируется подъем
<Тиг 226 Схема управления с пневматическим
• контактором-
1—крап управления; 2—контактор". 3— манометр, 4—
зажимное приспособление; 5 — магнитный пускатель; 6 —
электродвигатель; 7 — кнопочный пост.
стола, поворот, закрепление стола, закрепление изделий па поворотнои
•плите.
Пневмо контактор (фиг. 225) отключает двигатель станка
при падении давления в сети сжатого воздуха, устраняет опасность
неожиданного прекращения действия зажимного приспособления при
работающем станке.
Пневматические подъемные устройства
Пневматические подъемные устройства подразделяются иа: а) дом-
краты и подъемные столы; б) цилиндрические подъемники и- пнев-
мотали; в) пневматические муфты и тормоза. Эти устройства предна-
значаются для подъема и перемещения заготовок, изделий и других
грузов-в литейных, кузнечных, механических, сборочных, термических
П других цехах.
1 Пн е вм а’ти ч е с кие цилиндрические подъемники
имеют: а) "цилиндр с двумя крышками, б) поршень с манжетами,
Шток и крюк для ;подвески груза; в) распределительный воздушный
кран; г) автоматический, ограничитель подъема. Подвод сжатого воз-
духа- к д’о м к р а т а м н подъемным столам осуществляется
по-.трубопроводам, а к цилиндрическим подъемникам через гибкие
шланги.- В табл 96 приведены технические характеристики ццлитири-
чейси-х-подъемников завода «Пневматика»,
. • П нге вМа-т и ч е с’к-.и е та л и переносного тина или передвижные
тали с тележкой применяются в цехах, где опасно искрение от элек-
Таблица 95
Цилиндрические подъемники завода «Пневматика»
Тип подъем- ников Грузопод в кг при• а 3 ъемкосто двалеииу, т 7 Высота подъема. Общая длина подъем- ника! Л1М Вес подъем- ника, к? расход воздуха НЯ-ОДИН подъем, лг1
ГЦ 4 I 85 420 12 00 I 600 1800 1бзо 1840 2260 об 6D 64 0,07 0-, 09 0,10
ПЦ-6 ' 44 = I 040 1200 1500 I 800 1 750 2:'6О 2360 83 89,5 96 0,16 0,20 0,25
ГЦ-8 740 1 760 1 200 I5CQ 1800 1810 2120 2420 112 121 130 0.27 0,.34 о,-$о
трических подъемников. Привод состоит из двух-или четырехцилиндро-
вого двигателя звездочного типа, вращающего главный коленчатыйщал.
Передача вращения от этого вала к грузовому барабану осуществляется
системой зубчатых колес. На конце коленчатого вала помещен пневма-
тический тормоз. Управление производится при помощи тЯГ. и коро-
мысла, закрепленного на валике распределительного крана. Пневм’оталь
завода «Январское восстание» работает при давлении сжатого воздуха
or 3 до 6 ат и поднимает груз весом до 500 кг.
Пне в мат и ческа я. лебедка состоит из четырехцилиндррв'ого
поршневого пневматического двигателя, коленчатого вала, редуктора;
t рузового барабана и пускового устройства и снабжена ленточным
тормозом. Техническая характеристика лебедки: мощность двигателя
3,5 л. с., нормальное рабочее давление воздуха 4,5 ат, расход’воз-
духа 2,6—2,7 м*/мин и предельное натяжение каната 500 кг.
Широкое применение нашли пневматические устройств^ также и при
управлении соединительными муфтами, тормозами в кранах, станках
и других механизмах. ' •
10. РАСЧЕТ РАСХОДА СЖАТОГО ВОЗДУХА И ЕГО ЭКОНОМИЯ
Производство сжатого воздуха в электробалансе машиностроитель-
ного завода, например с автотракторной технологией, занимает- второе
место (23%) от всего расхода электроэнергии.-Для производства одного
кубического метра сжатого воздуха в зависимости от местных условий
необходимо затратить примерно 0,12 квт-час электроэнергии. Потреб-
Е10сть в сжатом воздухе растет, и перед изобретателями,стоит, неотлож-
ная задача добиться рационального использования'сжатого воздуха.
При расчетах расхода сжатого воздуха на единицу различного
пневматического инструмента и приспособлений можно принимать
следующие данные расходов, приведенные в яг/мин и помещенные
в скобках: 1) сверлильные машины роторные для диаметра сверла
от 3 до 13 лгм (0,55—0,6); 2) то же для наибольшего, диаметра свер-
ла 32 леи (1,3—1,5); 3) сверлильные, машины поршневые для диа-
метра сверла 22—45 л!Л4 (1—1,'45), 4) шлифовальные_ машины с диа-
метром шлифовального круга 30—125. лш (0,6—1,6); 5) • аппарат для
обдувки моделей от формовочного песка при диаметре сопла 6— 12 ,ил
и давлении 3 ат (1,3—5,3); 6) краскораспылительные аппараты при
диаметре сопла 0,4—5 мм и давлении 3 ат (0,26—4,1), 7) авехтро-
металлнзационные аппараты (1,2—1,5); 8) трамбовки и вибраторы
(0,26—0,7); 9) молотки рубильно-чеканные (0,55—0,65), 10) мо-
лотки клепальные для заклепок диаметром 3—5 мм (0,55—0,65);
11). то же для заклепок диаметром 16—32 мм (1—1,1); 12) прессы
ппэвморычажиые (0,004—0,0065 па один ход); 13) тали Н подъемники
грузоподъемностью 150—1700 кг (0,05—0,4 па один подъем); 14) ци-
линдры диаметром 75—350 мм при давлении'6 ат (2.8—64 за одни
двойной ход). Диафрагменные камеры при давлении 6 ат расходуют
воздуха в три раза меньше, чем цилиндры соответствующего размера.
Для экономии сжатого в о з д у х- а и электроэнергии, за-
трачиваемой иа его выработку, рекомендуются следующие мероприя-
тия: 1) полная загрузка компрессоров и наивыгоднейшее распределение
нагрузки между работающими компрессорами; 2) снижение давления
до минимально необходимой величины и автоматическое поддержание
заданной величины давления; 3) разработка графика работы компрес-
соров И строгое его соблюдение, выключение излишних компрессоров
в обеденные перерывы и в третью смену: 4) рациональное охлаждение
компрессора с минимальным расходом охлаждающей воды; 5) работа
только на исправных компрессорах; 6) сокращение пути сжатого воз-
духа; 7) раздельное питание потребителей, требующих разного давления
сжатого воздуха; 8) сокращение потерь сжатого воздуха в пневматиче-
ском оборудовании за счет систематического и качественного ремойта;
9) запрещение пользования сжатым воздухом не по назначению;
10) внедрение самозапирягащихся экономичных пистолетов иа обдувных
точках; 11) замена поршневых приводов диафрагменными, имеющими
меньший расход сжатого воздуха; 12) подогрев сжатого воздуха у по-
требителей; 13) применение рациональных сопел и ограничительных
шайб па пескоструйных и дробеструйных установках и т. д.
Пример. Обдувная точка, оборудованная цилиндрическим наКонечннком
с отверстием диаметром 12 мл, работала на обдувке деталей в‘две смены. Визу»
зах между обдувкой очередных деталей вентиль у точки не закрывался,
Точка работала непрерывно в течение 7*2=14 час. в сутки При давлении 3 аш
расход сжатого воздуха через'отверстие 12 леи равен 5.3 мг1мин Это составит
за сутки 5,3-60.I4=4450 л/3. Рационализатор “ предложил установить самсь
запирающийся краник с отверстием диаметром В ж Расход сжатого воздуха
через такой краник составлял уже 2,4 м*/мин, или 144 м*/час^ Автоматический
затвор краника позволил держать его закрытым в паузах между обдувкой дета-
лей. Время работы обдувкой точки сократилось до 45 мин. в чае, или до I 0,5 час,
в сутки Расход сжатого воздуха при этом составил:
144*10,5^1510 л«3 в сутки,
годовая экономия воздуха
4450 — 1510^2940
2940.307=902-580 м®. или
902580 0j 12=1 08309 кат с электроэв ер/Ни.
ЛИ1ЕРАТУРА
t, А. А. Васильев, Опыт использования отработавшего пара от паровых
молотов, «Промышленная энергетика» NVI, 1 959.
2. В. А. Волосатое, Конструкции универсальных пневматических при-
способлений,, Леннздат, 1959
3. В. Л. Волосатое. Пневматические приспособления к металлорежущим
станкам,-Леннздат, 1961.
4. С. Г- Гу г кип» Групповые пневматические приспособления для обработки
деталей, «Машиностроитель^ Ns 2, 1959.'
5. Л. И. Друск ин, Сжигание газа в котлах, М.КХ РСФСР. 1959.
6. Д М. Доронин, НовЬй конструкций пневматических шлифовальных
машн;:ок, «Промышленная энергетика» №4.1 960,
7, С. М. Зониенберг, Пневматические зажимные приспособления,
Машгиз, 1 95 9. г
8 Г. Ф. Кнорре, Топочные процессы. Госэнергоиздат, 1959,
9, Г Ф. Кнорре, Что такое горение, Госэнергоиздат, 1 959.
10, Г, П. К о ты с, Методы ц приборы для измерения параметров тепловых
процессов, Госэнергоиздат, I959,
II. С, С. Кутателадзе, Справочник по теплопередачам^ Госэиерго*
цздат, 1959.
12. ЬХ. Я.. К Р и г е р, Горелочные.устройст ва для сжигания природного газа
под котлами малой мощности. «Промышленная энергетика» № 7, i960.’
13, Н. П. Карячин, Эффективность использования тепла отходящих газов
в промышленных котельных, «Промышленная энергетика» Ns 1, 1961,
14. Д.’З* Ло.бнков, Воздушный пистолет для продувки деталей, «Маши-
ностроитель» Ns 3, 1961.
15, В. П Лннчавекий, Топливо и его сжигание, Металлургнздат, 1959
16. Е. В. Нечаев, Топки с пневматическими забрасывателями, Машгиз,
1959.
17. И. М Петросов, Из опыта автоматического регулирования давления
сжатого воздуха, «Промышленная энергетика» Ns I, I 960.
18 М. Б Равнч, Упрощенная методика тепловых расчетов, Госэнсрго-
113дат, i960,
1'9 В А. Спейшер, Сжигание газа ра электростанциях и в промышлен-
ности, Госэнергоиздат, i960.
20. Б. П Смоленский, Пневматический выключатель, «Маш-.шо-
строитель* № И, 1959.
21. Справочник машиностроителя, том 2, Машгиз, 1960.
22. Справочная книжка теплотехника, Госэнергоиздат. I960,
23. Е. ,М. Т а й Ц, Свойство каменных углей и процесс образования ьоксае
Мсталлургяздат, 19 61 *
24, М. 3. Фабер о в, Испытание деталей машин сжатым воздухом, «Маши-
ностроитель» N? II, I960.
25. И. А. Харламов, Автоматический запорный клапан для предохра-
нения утечки сжатого воздуха, «Промышленная энергетика» № 4, I960
26. Ю. А. Цйпорни, Основы конструирования пневматических и гидравли-
ческих приспособлений, Машгиз. 1961.
27. В. Чеппель, В помощь кочегару, изд. МКХ РСФСР. 1954,
28. К. А, чела к, Пневмомеханический шабер для декоративного шабре^
пня, «Машиностроитель» № 3, 1959. ,
29. М. П. III в а р ц б у р г, Пневматический зажим деталей, «Машилострон
гель» № it. I 959.
30. В. И.. Широко в, Пневматический зажим конструкции слесаря Николае-
ва А. Н-, «Машиностроитель» № 9, 1959.
31. В. А Шрамко, Малая пневматическая трамбовку «Машиностроитель»
№ 11, I960.
32, С, Е, Щицмап, О качественных показателях подмосковного y^at
(Электрические станции», № I, I960.
iiiiiii®
ГЛАВА VIII
МАТЕРИАЛЫ
В машиностроительном производстве используется большое коли-
чество различных металлических и неметаллических материалов.
В себестоимости машин и оборудования расходы на материалы состав-
ляют от 35 до 80%. Поэтому‘одной из основных задач изобретателя
и рационализатора является оказание заводам помощи . в работе по
экономии и снижению расхода материалов, замене дефицитных и до-
рогих-материалов менее дефицитными-и более дешевыми Правильный
выбор материалов обеспечивает также улучшение качества и долговеч-
ности выпускаемых машин.
Для того чтобы умело использовать те или иные материалы, , не»
обходйМо знать их основные свойства, их характеристику. Краткие
данные об этом и приводятся в настоящей главе.
1. КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ ИЗ ХИМИИ
Строение молекул и атомов. Полимеры. Изотопы
Все вещества состоят из молекул, а молекулы из а том о,в,
которые расположены в них строго в определенном порядке и после-
довательности. Молекулы простых веществ (элементов) состоят । из
атомов одного вида, сложные вещества содержат атомы разных видов.
Если воздействовать на вещество тем или иным способом: нагревать
его, соединять с другим веществом, пропускать через него электри-
ческий ток и т. д., то можно вызвать перегруппировку атомов (заме-
щение), соединение их или, наоборот, разъединение (разложение).
В результате этого образуются новые вещества. Например, действуя
на воду (Н2О) электрическим током мо?кпо вызвать разложение
ее на водород и кислород; нагревая, (соединяя) железо и серу, полу-
чим молекулы сернистого железа. А если в раствор хлорной меди
поместить кусок железа, в ней произойдет замещение атомов
железа и появятся молекулы хлористого железа.
Вещества, содержащие в своем составе углерод, называются о р-
ганическими. Вещества, не содержащие углерода,» называются
неорганическими. К неорганическим относятся также такие,
которые по свойствам и составу сходны с неорганическими: углекис-
лый газ, окись углерода, угольная кислота и др. Неорганические
и некоторые органические вещества (углеводороды) содержат ' в себе
небольшое количество атомов, например, сериал кислота (HsSO4)
имеет два атома водорода, один атом серы и четыре атома кислорода.
Органические ’соединения в большинстве своем состоят из большого
числа атомов, например, спирт (С2Н6ОН) имеет два атома углерода,
шесть атомов водорода и один атом кислорода.
Существует много органических, так называемых высокомоле-
кулярных соединении. Это такие химические соединения, мо-
лекулы которых (микромолекулы) содержат сотни и тысячи атомов; к ним
относятся природные целлюлоза, белки, естественные смолы, натураль-
ный каучук и искусственные синтетические смолы и каучуки, эфиры,
целлюлозы.
Микромолекулы, состоящие на большого числа многократно повто-
ряющихся одинаковых звеньев (групп), называются полимерами,
а исходные низкомолекулярные вещества, ‘из которых они образуют-
ся,— мономерами. Например, пластмасса, применяющаяся для
электроизоляцин и для различных стойких покрытий, называемая поли-
этиленом, состоит из многократно повторяющихся атомных групп
(СН2—СН2)Д, где х указывает на количество этих групп. Полимеры
в настоящее время приобретают большое значение в машиностроении
для производства различных синтетических материалов
(см. стр. 355).
А т ом н ым в е с о м называется число, показывающее, во сколь-
ко раз средняя масса атома' данного элемента больше 1/1в части сред-
ней массы атома кислорода (атомный вес кислорода принят за еди-
ницу).
Атом представляет собой сложную электрическую систему — ма-
лое по объему в сравнении с объемом атома ядро, окруженное элек-
тронной оболочкой из электронов,, .число которых таково, что их
общий отрицательный заряд по абсолютной величине равен положи-
тельному электрическому'заряду ядра. Масса электронов значительно
меньше массы ядра: она почти равна массе атома.
Атомное ядро любого атома состоит из протонов и ней-
тронов.
Протон — ядро атома водорода, имеющее положительный за-
ряд.
Нейтрон — частица, не имеющая никакого заряда (нейтраль-
ная).
Вопрос о строении атомного ядра имеет большое значение для
изучения и практического применения радиоактивности, в ис-
пользовании атомной энер.гли и в искусственном превращении
одного химического элемента в друрой. Радиоактивностью называется
самопроизвольный распад атомного ядра, сопровождающийся выбросом
(излучением) различных частиц (электронов, ядер атома гелия и др.).
Радиоактивными являются многие элементы: радий, уран и другие,
у которых в течение многих лет идет распад ядер.
Изотопами называются разновидности химического элемента,
имеющие одинаковые порядковые (атомные) номера, но различные
атомные веса. Например, .уран имеет порядковый помер (по, таблице
Менделеева) 92, а атомный вес 234. У урана есть даа Изотопа с атом-
ными весами 235 и 238. Энергию ,атомного ядра изотопа урана 235
используют в атомных реакторах. \
17 закаа № 761 \
Ради о акт явные изотопы могут быть получены искусственно
в результате ядерных реакций. Например, можно получить радиоак-
тивные калий, натрий, марганец, железо, фосфор, кобальт, цинк, во-
дород, азот, кислород, углерод и др. Эти и другие элементы,
получив радиоактивность, сохраняют ее в течение длительного време-
ни'—• от нескольких часов до нескольких лет. Радиоактивными изото-
пами (мечеными атомами) широко пользуются в машиностроительной
промышленности для различных исследований и контроля качеств!)
материалов к работы машин. Для этого радиоактивные наотопы вво-
дятся в состав проверяемого материала или помещаются возле нею,
Поскольку изотоп постоянно и в любом состоянии излучает частицы
вещества, то, следя за этим излучением при помощи специальных
приборов, имеющих рентгеновские пленки, можно обнаружить в ма-
териале трещины, пористость, раковины и другие дефекты или же
выявить направление волокон металла, направление течения и поведе-
ние смазки в машинах, жидкости и газа в системах машин и аппара-
тов.
Оболочка атома состоит из электронов. Электроны при со-
ответствующих условиях (при возбуждении) могут отрываться от ато-
ма и переноситься на большое (теоретически бесконечно большое)
расстояние. Это используется в радиотехнике и электротехнике'. Так,
например, движение электронов по проводам представляет собой
электрический ток.
Химические свойства -веществ
Под химическими свойствами веществ следует понимать их спо-
собность растворяться, окисляться и вступать в реакцию с другими
веществами при определенных условиях
Растворимость характеризуется величиной, показывающей то
наибольшее весовое количество вещества, которое способно растворить-
ся при заданной температуре в 100 частях растворителя (воды, спирта,
кислоты и т. Д.). -Например, кислород растворяется в железе прн
температуре 1530° в количестве 0,21% по весу.
Окисляем ость (свойство, особенно важное для металла) —
способность соединяться с кислородом окружающей среды с рйзной
интенсивностью (коррозиоустойчивость). Наиболее подвержены влия-
нию коррозии углеродистая сталь и чугун. Все цветные металлы, как
правило, менее подвержены влиянию коррозии вследствие плотности
пленки, образующейся на них при окислении (алюминий, цинк, кад-
мий и т. д.). Мерилом коррозиоустойчивости служит потеря в весе
в г/мечас либо скорость коррозии в мм/день или мм/год.
Химические реакции
Важным свойством веществ является способность вступать в ре-
акцию между собой. Для этого важно подобрать соответствующие
условия.
Например, вещества легче всего вступают в реакцию при нагрева-
нин, при превращении их в одинаковое состояние (жидкость, газ).
Разберем пример химической реакции.
Пример. Уголь соединяется с кислородом (окисляется) только при его сжи-
гании, превращаясь в углекислый газ или углекислоту. Для того чтобы опре-
делить, сколько нужно кислорода для сжигания 1 ке угля, нужно знать
реакцию соединения углерода с кислородом Ц состав (формулу) углекислоты.
Известно, что эта реакция идет так:
СЦ-О^СОз >
т. е, на одни атом углерода С необходимо два атома кислорода О
Взяв из таблиц атомные веса углерода и кислорода, находим, что
COa=:lS,01.2.16 0
Отсюда следует, что для сжигания I кг чистого угля необходимо
(2*16,0) : 12,0^2.664 кг кислорода, т. е. 2.664 : 1,43 л«8е=1 ,86 лР. иля
(1,86*100) , 21 .к«=8. 86 я8 воздуха, так как в воздухе около 21% кислорода.
Удельный, объемный и насыпной вес
Удельным весом называется вес единицы объема или отно-
шение веса тела из данного вещества к его объему при абсолютно
плотном состоянии вещества. Удельный вес выражается в е/ои*.
Вес 1 см3 чистой воды при 4° С равен 1 г, и поэтому удельный вес
воды равен единице. Удельный вес жидкостей измеряется а р е о м е т-
рами — стеклянными сосудами, имеющими форму стержня, погружен-
ными в жидкость. Ареометры плавают, погружаясь на различную глу-
бину. в зависимости от удельного веса жидкости. Они имеют шкалы,
построенные по различным принципам. Наиболее широко распростра-
нена шкала градусов Боме. Перевод градусов этой шкалы в удель-
ный вес приведен в табл'. 96.
В настоящее время шкалы ареометров градуируются непосредствен-
но на удельный вес.
Объемный или насыпной вес определяется для пористых,
неплотных и сыпучих тел и представляет собой вес единицы объема
при естественном их состоянии. Некоторые химические элементы
и вещества, а также удельные и объемные их веса приведены в 'табл.
97, 98, 99, 100 и 101. Здесь же приведены химические формулы этих
веществ, номера стандартов на них и ориентировочная стои-
мость.
Таблица 96
Перевод градусов Боме в удельный вес
Граду- сы Во- ме 1 1 0 15 so so 40 50 60 65
Удель- ный вес, 1 .007 1 ,074 1.116 1.161 1,262 1,384 1 ,530 1 ,712 1 ,820
Таблица 57
Некоторые химические элементы
Элементы Обо- значе- ние Удельный вес или плотность прн температуре 15— 20 °C (за исключе- нием указанной) Состояние прн температуре [5—20 ° С или группа Температура пла вления в "° С
Азот N 1,026(-252) Газ —210
Алюмийий .... А1 2,70 Металл 660
Аргон Аг 1 ,40'2(—185,7) Газ -189,2
Барий ...... На 3,5 Металл 850
Бериллий .... Бе 1,82 Л 1234
Бор В 2.32 » 2300
Бром' Вт 3, 12 Жидкость -7,2
Ванадий V 5,96 Металл 1710
Висмут ..... В1 9.8 271
Водород II 0,03948 Гаа —259, [
Вольфрам .... W 19.3 Металл 3370
Гелий ...... Не 0,1368 Газ —272,2
Германий .... Ge 5,36 Металл 958,5
Железо Fe 7,86 j> 1535
Золото . . . . . Au 19,3 1063
Иод J 4,93 Металлоид 113,5
Иридий ..... It 22,4 Металл 2350
Кадмий C<1 8,65 320,9
Калий к 0,86 » 62,3
Кальций ...» Ca 1,55 » 810
Кислород .... 0 I. 14(-183) Газ —218,4
Кобальт Co 8,9 Металл 14 8U
Кремний Si 2,4 Металлоид 1420
Литий LI 0,63 Металл 186
Магний . . . Mg 1,74 а 651
Марганец . . , Mn 7,2 » 1260
Медь .... Cti 8,92 » 1083
Молибден .... Mo 10,2 » 2620
Мышьяк . . As 5,73 Металлоид 8 1 4 П РИ 3 6 £771И
Натрий . . . Na 0,97 Металл 97,5
Никель . . . Ni 8,90 i> 1452
Олово. . . Sn 7,31 и 231,8
Платана . . Pt 21 ,45 > Л 755
Радий Ra 5 960
Родий Rh 12,5 .> • 1955
Ртуть Ug 13,55 Жидкость. Металл —38,87
Свинец Pb 11,34 Металл 3 27,5
Селен ...... s? 4,81 Металлоид 220
Сера . s 2,07 в 112,8
Серебро Ag 10,5 Металл 960,5
Сурьма Sb 6,68 0 630,5
Тантал ..... Ta 16,6 в 2850
Теллур Те 6,24 Металлоид 452
Титан . Ti 4,5 Металл J 800
Торий Th II .2 1845
Углерод C Алмаз 3,51; Металлоид >3500
и графит 2,2 6 >3500
Уран [8,48 Металл 1133
Фосфор (белый) p 1,8- Металлоид 44,1
Фосфор (красный) p 2.2
Фтор F [,3{ Гач <Fe> — 223
Хлор Cl 2,49 Газ — 10! ,6
Хром Cr 7,1 Металл 1615
Цинк Zn 7,14 » 419,4
цирконий .... Zr 6,4 1700.
Таблица 98
Важнейшие химические вещества
Торговое названне Химическое название Формула ГОСТ или OCT Оптовая, цена I (или А) <:орта по прейску- рантам 1961 г» в коп. за 1 кг
Азотная кислота | Азотная кислота I-INO. 701—58 5,19 9,57 48
Аммиак жидкий Аммиак NH, 9—57
Ацитё'лен Ацетилен с.н. сп,сосн3 5457—60
Ацетон Ацетон 2763—60 40
Бакелит жидкий Бакелит 4559—59 54
Барий азотнокис- лый Барий азотнокис- лый Ба(КОг)г 1713—53 26,2
Барий углекислыГ Барий углекислы? ВаСО. 2149—50 34
Барий хлористый Барий хлористый БаС1Е-2Н,О 74 2—41 Г 6 8
Бензол Бензол с4нв 8448—57
Борная кислота Борная кислота Н.БО, 2629—44 37
Бура Бура.техническая Na2B4O, 8429—57 28,9 ! РУб.
Гипосульфит Сериоватистокис- *лый натрий » SrigC 246—41
Гипс Сернокислый CaS04-2HjO
кальций к
Глауберова соль Сернокислый нат- Na2SO4- IOH.O БТУ МХП 1 ,0
рвй 3 88—4 [
Глицерин Глицерин C,H((OH), (^-eNjujOg)^ 6259—52 59,8
Декстрин Декстрин I 0
Двбутвлфталат — 8728—58 t—22
Дихлорэтан — CH-ClCHsCl [942—42 4,25
Железо хлорное — FeCI, 414 7—43 1У МХП 7,0
Желтая кровяная Железистосииеро- K,Fe (CN)„X 2 1 13—40 6816—54 1—40
СОЛЬ диеты й калий x3HtO
Железный ку по- Я<елезо сернокис- Feso.-zibo 6981—54 2,8
рос ЛОО Na2Sib4 пли
Жидкое стекло Силикат натрия 962—41-
или калия xVa4SiOa ICsSlO4 или 442J—48 До 2^4
Известь жженая Окись кальция K-SiO, CaO 9179—59 0.025
Известь гашеная Гидрат . окиси Ca (OH). 0,03
кальция
Известиях Кальций углеро- CaCO, —
ДКСТЫЙ
Известь венская Смесь окиси каль- CaO-M^O 9,0
ция н окиси маг- ния
Каломель Ртуть хлористая Hg2CI, 3’03—46
Кадмий сериокис лый’ Калий едкий Кадмий сернокис- 3C<ISO4 8НгО 4 456—56 14 р
Гкдрат окиси ка- KOH 9285—59 13.5
(твердый) ЛИЯ
Калий хлористый Калий хлористый KC1 4568—49 1,36
Калий цианистый Калий цианистый KCN 465—57 64
Кальций Хлор»- Кальций хлор»- CaClj 450—58 г,25; 4 15
стый (обезво- женный) стый (жидкий)
Карбид бора Бор углеродистый B.C
Карбид кальция Кальция Карбид CaC2 1460—56 8.4
Карборунд Карбид кремния SIC
Кальцинирован- Натрий угОДкяс- NaBCO( 5100—49 2,75
пая сода лый
Таблица 98 (продолжение')
Гор го вое название Химическое название Формула ГОСТ ИЛИ OCT Оптовая цена I (или А) сорта по прейску- рантам 1961 г в коп. за I кг
Каустическая сада (натрий ед- Гидрат окиси нат- рия NaOIJ 2263—59 2.3
Квасцы алюмино* калиевые Двойная серпо- кислая соль ка- лия н алюминия KAI(SO.),X X I2HaO OCTI 8869—40 6.5
Карболовая кис- лота Корунд (глиповем) Фенол Окись алюминия С„НсОП Al2o„ 236—54 6155—49 ВТУ АУ2—62 (Цветной) 46,7 1 ,98 174 р.
Кварц Двуокись крем- ния SiO, — —
Крокус Железный Окись железа Pe.O, ТУ мхи 2674—51 4,.5
Кислота пртофос- форная Ортофосфорня я кислота н,ро, OCT I 0114— -39 26
Кислота серная Серная кислота H,SO, 2184—59 2,10 И1,37
Кислота соляная Соляная кислота IlCi 857—57 138'2—42 1 .7 1 .5
КисЛота щавеле- вая Щавелевая кисло- та (CO0H)s'2H4O ТУ мхп 1391—50 68
Купорос желез- ный Железо сернокис- лое FeSO.-TIIjO 6981—64 2.8
Купорос медный Медь сернокис- лая CuSO4-5HaO 2142-58 22,4
Купорос цнНкоВыи Фнк сернокислый ZnSOr7H.O 8723—58 10
Купорос никеле вый Сернокислый никель N4SO4-7I1sO 2665—44 1 р. 20 к.
Мажеф Смесь марганец- железо—фосфор P,OMnFe- * D 6193—62 42,6
Мел молотый, мрамор Углекислый каль- ций (JaUO j 1498—42 4415—48 0,65
Мочевина (тех- ническая) — КНгСО№г 2081—57 10,5
Наждак (глпио- Окись алюминия A1£O, — 2,53
Нитрит натрия Азотнокислый Натрий NaNOs 6194—J2 10,15
Натрий цианистый Натрий цианистый NaCN 84 64—57 57,5 ‘
Нашатырь Хлористый аммо- ний NH4CI 221 0—51 9
Никель хлори- стый Никель хлорн- зтый NiCl.-бЩО 4088—48 1 р, 90 к.
Окись хрома Окись хрома 2912—58 92
Олово хлористое Олово двухло- □истое SnClr2HaO 4780—49 6 руб.
Олово хлорное Олово хлорное SnCl, ОСТ 176 Ю р.
Перекись водоро- да (пергидроль) Перекись водо- рода H.O2 177—55 ВТУ ЕУ72—54 26 38
Нервкйсь марган- ца Перекись марган- ца МпОг 4470—48 8 руб.
Поташ Калий углекислый KECO, 4221—53 38
Скипидар Скипидар 1571-54 51
Селитра калиевая / Калий азотнокис- лой К VO, 1949—43 4 16,3
Таблица 98 (окончание)
Торговое название Химическое название Формула ГОСТ или OCT Оптовая цена I (или А) сорта nd прейску- рантам 1961 г, в коп. за 1 кв
Селитра натрие- вая Натрий азотно- кислый Na NO, 828—54 6,8
Сероуглеоод Сероуглерод CSs 1541—42 19
Сивкали Калий железисто- синеоодистЫй K,Fe(CN),X хзн.о 6816—54 49
Спирт этиловый Этиловый спирт С2Н5ОН 8314—67 5862—51 2 р. 50 к. декалитр
Сурик свинцовый Окись свинца Р .Од 1787—50
Сульфид натрия Сернистый натрий NasS —596—56
Сульфит натрия Сврлв стокислый N^SO, 5644—59 25,3
Натрий Na,SO, TH,О 903—41 3,8
Сульфат аммония Сернокислый ам- моний (NH^SO, 9097—59 3769—60 4
Суперфосфат Суперфосфат P.O. 8382—57 6956—53 1 >7 17
Толуол Толуол C.H.CH, '4809—49
ТрипатрийфоСфат фосфорнокислый натрий Na#PO’ 12П.О 201—58 6,2
Углерод четы- рехХЛористый Углерод четырех- ХЛОВПсТЫЙ CC1, 4—40 17,2
Углекислота (жидкая техни- ческая) Уксус (уксусная Кислота) Углекислый газ сжиженный CO, 8050—56 10,9
Уксусная Кислота CH3COOH 7077—54 48,6
Хромовый ангид- рид Хромпик калие- вый Перекись хрйма его, 2548—49 3 р, 70 к.
Двухромокислый калий КЕСггО7 2 852—48 28
Хромпик натрие- вый Целлюлоза Двухромокпслый Na,CrsO, 2651—44 20
натрий Неллю лова (CtHieOs^ 3914-60 6601—60 2 р, 26 к. 2 р, 38 к.
Цийнплав Цианид черный NaCN 452—56 10/И
Эфир 9ТЙЛ0ВЫЙ Эфир эТилдвыЙ <C,n.O),Si ТУ мхп 1 689—49 1 р. 45 К.
Примечание. Оптовая цена I I (или Б) сорта на 5—1 0% Меньше цены I (или А) сорта*
Таблица 99
Удельный вес некоторых твердых веществ в г/дя8
вещество Удельный вес | Вещество Удельный вес
Асбест . . Бронза (в зависимости от содержания оло- ва. сапнца и алю- миния) Быстрорежущая сталь (в зависимости от содержания вольф- рама) 2,1-2,8 Береза свежая . . . ♦ • 0,51-0,77 0,8—1 ,1 1 ,07-1 ,1 0,90 9,3 1 ,8 2,6 2,5—3,05 1 ,8—2,35
7, Б—9,4 8,1—9,0 Глина сухая • • Глина свежая. . в , • •
Таблица 99 fокончание)
Вещество Удельный вес Вещество Удельный вес
Дуб сухой ...... Дуб свежий Дюралюминий . . Железо техническое (сталь) Железный рупоре с. Жиры Земля . . . . . Карбид кальция. _ . Кожа жирная .... Корунд . Латунь(в зависимости от содержания меди и цинка) Лед при 0°С .... Медный купорос . . Мел Молибденовая сталь Наждак....... Нашатырь Нейзильбер Паронит . . _ , . 0,7—1 ,0 0,93—1,3 2,6—2,8 7,85 I ,88 0,92—0,'94 1 ,3—2,0 2,27 1,02 3,9—4,0 8,3—8,65 0,9167 4,2 1 ,8—2.6 8,1 4,0 1,52 8,5 до 2,0 «Победит» (твердыеспла- выдля резцов) Пробка Поваренная соль . . Резиновые изделия . , . Свинцовые белила . , . Селитра натриевая . . . Селитра калиевая-. . . . Слюда Стекло ... ...... Сталь прокат ...... Стеарин . ... , . _ Сосна сухая. Сосна свежая Тальк . , Фарфор Фибра Хлористый барий. . Хлористый кальций Хлористый натрий . . . Чугун Шамот. 14 0,24 2,15 t ,0—2,0 6,7 2,24 2,09 2.6 -3.2 2,4—2,6 7,85 1.0 0,31—0,76 0,4—1 , 1 2.7 2,15—2.36 I .28 3.7 2.2 ’ 2,15 6.6—7,8 1 .8—2.2
Удельный вес некоторых жидкостей в г/см4 Таблица 100
ЖиДКОСТо | Удельный вес | Жидкость | Удельный вес
Азотная кислота Минеральные масла
при I8°- при 15° 0,8—I ,!
с 25% HNO, . . . I ,151 Машинные масла.
с 50% HNOe. . . 1 ,314
с 75% HNO,. . . 1,4 18 обыкновенное ..... 0,905—0,912
с 100 %HNO,. . . 1.52 тяжелое ...... 0.914
Ацетон при 18°. . . 0,70 Нефть бакинская при 15° до 0,89
Аммиачная вода Нигрол прв 15° 0,93—0,95
прн 18° 0,88 Натровый щелок
Бензин авиационный при 1 8°:
при 15° 0.7—0,725 с 10% NaOH 1,1098
Бензин топливный с 30% ХаОЙ 1 ,329
прн 15° 0,740 с 50% NaOH 1,5268
Бензол при 18°. . . 0,881 Олеин при. 15 ° 0,92
Веретенные масла . . 0,890—0,893 Поваренная соль (в воде)
Глицерин при 18°. . 1,26 25%»ХаС1 при 18’ . . 1,1897 •
Калийный щелок Серная кислота при 18°
при 18°: е 25% H2S0. .... 1 ,1796
с 10% КОН .... 1 ,091 с 50% Н-SO, .... I ,397
с 30% КОН .... I .2 с 75% H,SO< .... 1.833
с 50% КОН .... 1 ,51 с 100% l|,SO« . 1,833
Каменноугольный Скипидар _ 0.87
деготь ....... I ,1—1 ,26 Соляная кислота
Касторовое Масло при 18° . . ; , . . 0,961 при 1 8. с •! 0 % HCI I,0482
Керосин при 15° . . 0,79—0,82 с 20 % HCI 1,0989
Льняное масло с 30 % НС1 1 .1508
при 15° ..... . 0,93 с 40 % НС1 1,119
Медный купорос: Технический вазелин
с 10% CuSO/ < при 18°...,.... 0,890—0.893
. при 18° 1,107 Углекислота при 0® . . 0,94
с 1'5% CuSO4 Цилиндровые масла
При 1 В ° 1 ,167 При 20° 0,92—0.91
Таблица 101
Объемный вес некоторых материалов в кг/.и3
Материал Объемный вес Материал Объемный вес
Металлы Алюминий, , . , Бронза Сталь прокат ... Чугун литейный Строительные материалы Асбест обожженный .... Асфальт латой ....... Бетон с кирпичным щебнем Булыжный камень крупный в укладке с 0,16 пустот Гипс литой ......... Гравий сухой ........ Известняк плотный Известь негашеная Кирпич обыкновенный . . . Кирпич огнеупорный Мел в кусках . Песок сухой ........ Песок сырой ........ Цемент портландскпй рых- лый Шлак котельный ...... Дерево прн влажности J 5% Ель ............ Сосна 2680. 8600 7850 7250 1250 1 500. 1800 2280 1000 1 800 2600 800—930 1450 1850 1300 1400—1600 до 2000 1.400 1000 4 50 400—600 Разные материалы Асбест волнистый • • . Асбестовый "'картон . . . Асбофанера мягкая . Асбофанера жесткая . . Бумага . . ..... Зола .... Книги Cast* свежевыпавший. . Снег сырой Соль поваренная сухая насыпанная ...... Топливо Антрацит насыпанный . Бурый уголь в кусках. Каменный уголь мелкий Кокс газовый...... Уголь древесный — мяг- кой породы ...... То же, твердой породы . Торф воздушно-сухой . 1000 1200 1400 1700 1 100 900 850 80—190 200—800 1250 900—950 650—800 800—1000 400—500 1 20—200 200—250 400
2. ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ О СТРОЕНИИ И МЕХАНИЧЕСКИХ
СВОЙСТВАХ МАТЕРИАЛОВ
Строение металлов
Металл представляет собой вещество, состоящее тез отдельных
сцепленных между собой частиц — кристаллов, которые при опреде-
ленных условиях имеюг форму правильных геометрических тел:
куба, призмы, ромба и т. д. Но обычно кристаллы не получают
правильной геометрической формы при кристаллизации, так-как она
происходит не в идеальных условиях. Ковка и другие операции об-
работки давлением нарушают форму кристаллов В результате они
получают округлую (или вытянутую) форму и превращаются в
зерна.
Кристаллы металлов обладают анизотропией, которая состоит в
том, что'прочность, пластичность и другие сиойства у них неодина-
ковы в разных направлениях. Весьма характерен у металлов излом.
Он представляет собой большое число плоскостей, соответствующих
граням кристаллов, прилегающих к зоне излома (плоскости скалы-
вания). Свойства металлов связаны с внутренним строением их кри-
сталлов .
Каждый кристалл металла, вне зависимости от его внешней фор-
мы и размеров, состоит из атомов, определенным образом пра-
вильно .расположенных в пространстве. Атомы аморфных тел
(некристаллических) расположены беспорядочно. Каждый кристалл
или зерно состоит из некоторого количества элементарных кристал-
лов — пространственных решеток. Если соединить линиями атомы
пространственной решетки, то получатся правильные гео-
метрические тела — кубы, призмы, ромбы и др. Процесс перехода
металлов из жидкого состояния в твердое называется первичной
кристаллизацией и характеризуется образованием определен-
ной пространственной решетки. Некоторые металлы имеют и вторич-
ную кристаллизацию. Она заключается в том, что в твердом состоя-
нии при определенных температурах происходит изменение простран-
ственной решетки, влекущее изменение свойств металлов. Например,
у чистого олова это вызывает способность при низких температурах
распадаться в порошок, у железных сплавов — подвергаться закал-
ке и т. д.
Строение металлов изучается при большом увеличении под мик-
роскопом. Структура, видимая под микроскопом, называется мик-
роструктурой. Структура металлов, видимая невооруженным
глазом или при увеличении до 20—30 раз, называется макро-
структурой..
Понятие о механических свойствах материалов
Свойство материала сопротивляться разрушению под действием
внешней нагрузки называется прочностью. Прочность материа-
лов характеризуется пределом прочности, или времен-
ным сопротивлением, гри растяжении, сжатии, изгибе, кру-
чении и т. д. (см. главу IX).
Пластические материалы (металлы, пластмассы и т. д.)
испытываются главным образом на растяжение и характеризуются
большей частью пределом прочности на растяжение, хрупкие
(природные каменные материалы, кирпич, цементит, д.) —преде-
лом прочности на сжатие.
Значения предела прочности для различных материалов приве-
дены ниже в таблицах, характеризующих механические свойства ма-
териалов. Характеристикой прочности может служн!ь также способ-
ность выдерживать то или иное давление (трубы, резервуары). На-
пример, водопроводная труба (сварная) выдерживает до 15 ат; бес-
шовная 40 ат и т. д.
Твердость — способность материала сопротивляться проник-
новению в него другого тела, не получающего остаточных деформа-
ций. Твердость металлов, древесины, бетона и пластмасс опреде-
ляется величиной поверхности лунки, т. е. отпечатка, полученного
под определенным давлением (чаще всего 3000 кг) стального закален-
ного шарика установленного диаметра на приборе Бринелля. Твер-
дость в этом случае обозначается 11 ц и выражается в ке/лша. На-
Т аблица 102
Соотношение Между числами твердости по Бринеллю, Рокаеллу
и пределом прочности
Бринелль Роквелл Предел проч- ности, кг/мм3
диаметр отпечат- ка (лунки), ММ твердость, ед. Hq щкала С, ед. Rc шкала В, . ед. Rg
2.0 946
2,2 782 72 —— _—
2 *55 578 58 — __
2,60 Б55 56 ——
2 • 65 532 54 —
2,70 512 52 ——
2,75 495 51 — 175
2,80 477 49 164
2.85 460 48 — 158
2,90 444 47 —• 1?1
2,95 430 45 -— 148
з.оо 418 44 143
3,05 402 43 138
з,ю 387 41 — 133
375 40 — 129
3,20 36* 39 —i 125
3,25 351 38 —• 121
з.зо 340 37 -— П8
3,35 332 36 — 1 13
3,40 321 35 — НО
3,45 311 34 —— 107
3,50 302 33 — 104
3.55 293 31 —— 101
3.60 286 30 •— 98
3.65 277 29 —— 95
3,70 269 28 — 92,5
Я. 75 262 27 •— 90
3,80 2БЕ 26 —• 87.5
3,85 248 25 —— 85
3,90 241 24 г оо S3
3,95 2з5 23 99 81
4,00 228 22 98 79
4,05 223 21 97 77
4,10 217 20 $7 75
4,15 212 19 95 73
4,20 20.7 18 £5 71
4,25 20$ $4 69
4,30 196 —> S3 67.5
4,35 192 9? 66
4.40 187 — 91 64»5
4,45 183 89 63
4,50 179 —« 88 61,5
4,55 174 —— 87 60
4,60 170 86 58,7
4,65 1 66 85 57,5
4.70 163 — 84 56
4,75 159 —. 83 55
4,80 156 —г. 82 63,7
4 ,85 153 — 81 52,5
4,90 149 —• 80 61
4 ,У5 14 В 79 50
5,00 143 -г- 78 49
5,05 140 77 ..48
5,10 137 75 47
6,15 134 — 74 46
Таблица 102 (окончание)
Бринелль Роквелл Предел проч- ности,
диаметр отпечат- ка (лунки), ММ твердость, ед- шкала С, ед. Rc шкала В, ед. RB
5,20 131 73 ' 45
5,26 128 72 4 4
5,30 126 —- 71 43
5.35 124 — 70 42
5,40 121 — 68 4! ,4
5,45 118 — 67 40,8
5,50 116 65 , 39,5
5,55 114 64 38,2
5,60 112 S3 37,9
5,65 109 — 61 37,6
5,70 107 60 36,9
5,75 105 — 58 36,2
5,80 ЮЗ 57 35,6
5,85 101 — 56 35
5,90 99 — 55 34,5
5»95 97 — 53 34
пример, твердость инструментальной углеродистой стали в мягком
отожженном состоянии равна 220 ке/лм®, а в твердом закаленном —
600 кг/ям®.
Часто твердость выражают непосредственно диаметром лупки,
например, твердости, равной 302, соответствует диаметр лупки
3,5 ям, а твердости 600 —диаметр 2,5 мм.
Твердость очень твердых материалов (закаленная сталь, твердые
сплавы) или материалов в виде тонких листов обычно определяют
прибором Роквелла, где в испытуемый материал вдавливается алмаз-
ный конус (может вдавливаться и стальной шарик). В этом случае
показателем твердости является отвлеченное число. Прибор Роквел-
ла имеет три шкалы А, В п С. Соответственно твердость .по Роквел-
лу обозначается Рд, Кв, Нс- Шкала А применяется для металлов
с большей твердостью (по Бринеллю выше 700), шкала В для твер-
дости 7/,в=60 — 230, шкала С для твердости 77^=233 — 700.
В табл. 102 приведены соотношения твердости по Бринеллю и Рок-,
веллу.
Между числом твердости и пределом прочности (временным со-
противлением разрыву) существуют следующие примерные зависи-
мости: оа„=0,345 Нв при /7в>175, сал, = 0,362 Нв при Нв< 175 —
для углеродистой стали; аа„ = (0,35 -г 0,34) Нв — для никелевой и
хромоникелевой стали; <rsp=0,3577в—-Для дюралюмина.
Упругость — свойство деформироваться и восстанавливать
свою форму после снятия нагрузки. Этим свойством обладает боль-
шинство промышленных материалов (металлы, резина, древесина п
др.). Упругость материала характеризуется величиной предела
упругости (см. главу IX), определяющегося в свою очередь ве-
личиной остаточных деформаций, которые появляются при определен-
ных нагрузках.
Пластичность — способность в значительных пределах изме-
нять под нагрузкой форму (поглощать в значительном количестве
механическую энергию) и сохранять ее после снятия нагрузки без
каких-либо признаков разрушения (трещин и т. д.). К 'пластичным
материалам относятся: сталь, свинец, олово, пластмассы, битумы и
т. д. Пластичность — важнейшее технологическое свойство. На нем
основаны ковка, штамповка, прокатка, волочение, прессование и т. д.
Характеристикой пластичности 'металлов могут служить величина
относительного удлинения образца в процентах, глубина вытяжки
до момента появления трещины в мм и величина ударной
вязкости.
Хрупкость — свойство материала разрушаться без заметного
поглощения механической энергии (без заметной пластической де-
формации). К Хрупким материалам относятся чугун, каменные ма-
териалы, бетоп и др. В отличие от пластичных материалов хрупкие
тела разрушаются внезапно (при ударе). Хрупкость материала так-
же характеризуется величиной у да р н о й вязкости, т. е. рабо-
той разрушения, отнесенной к единице поперечного сечения образца.
Ударная вязкость выражается в кем/см2. Чем вязче, пластичней ма-
териал, тем больше работы затрачивается на его разрушение.
Значения ударной вязкости для сортовой легированной стали
приведены в таблицах, характеризующих механич'еские свойства ста-
лей.
Ползучесть — деформирование (удлинение) металлического
изделия (трубы, цилиндра н др.), подвергнутого длительной, хотя и
относительно невысокой нагрузке при повышенных, иногда даже нор-
мальных температурах (медь и ее сплавы). Предел ползуче-
сти выражается нагрузкой в кг/мм2, вызывающей допускаемую
техническими условиями скорость ползучести. Предел ползучести
выражается также деформацией ползучести в определенный проме-
жуток времени.
Изнашиваемость — разрушение или повреждение поверх-
ности материала при работе под действием внешнего трения и высо-
ких напряжений. Измеряется потерей первоначального веса, отнесён-
ной к'1 см2 площади истирания (г/см2).
Выносливость, или усталостная прочность,—
свойство, главным образом металлов, выдерживать, не разрушаясь,
большое число повторно-переменных напряжений. Оно важно для
материала деталей, работающих с повторно-переменными нагрузка-
ми,— шатунов двигателей, штоков молотов и прессов, пружин, рес-
сор и др. При напряжениях, превосходящих выносливость, на поверх-
ности изделия возникает развивающаяся трещина, приводящая к.из-
лому (излом усталости). На. усталостную прочность значительное
влияние оказывают дефекты обработки деталей (царапины,' незакруг-
ленлые уступы и т.. п.), вызывающие концентрацию напря-
жений. Выносливость может быть охарактеризована 'величиной
предела выносливости (усталости) представляющей собой
наибольшее напряжение переменного цикла, которое образец можег
выдержать без разрушения при заданном, высоком числе циклов.
Значения предела выносливости (усталости) приведены в таблицах,
характеризующих механические свойства металлов.
3. ЧУГУН
Чугун выплавляется в доменных печах. В доменную печь загру-
жается слоями железная руда, топливо, древесный уголь, кокс и
флюсы. Железная руда содержит от 40 до 60% железа. Флюсы
(обычно известняк) служат для понижения температуры плавления
неметаллических материалов (глины и др.), имеющихся в руде.
Сплавляясь с этими материалами, флюсы дают шлаки.
Сущность доменного процесса заключается в том, что руда, пред-
ставляющая собой соединение железа с кислородом, превращается в
чугун, т. е. сплав железа с углеродом. В процессе нагревания и плав-
ления в доменной печи железо в руде сначала восстанавливается
(от него отделяется кислород), затем науглероживается (соединяет-
ся с углеродом). Из доменной печи шлаки и чугун выливают в ковши
емкостью до 60 т. Оттуда чугун поступает в разливочные машины
для разливки. Чугун заливается иногда в хранилища—миксеры ем-
костью до 200 пг для последующего использования его в сталепла-
вильных печах.
Сорта чугуна
Доменный чугун содержит углерода от 1,7 до 4,5% и пред-
назначается. для переделки в сталь (передельный чугун), а также
для отливки деталей (литейный чугун). Передельный чугун
характеризуется тем, что весь углерод находится в ием в химическом
соединении с железом. В изломе он имеет белый цвет, поэтому его
называют белым чугуном. Передельный чугун характеризуется
пониженным содержанием кремния (1,5—1,75%) и преобладаю-
щим содержанием марганца (до 3,5.%). Этот чугун весьма тверд,
хрупок, трудно обрабатывается и дает большую усадку Литейный
чугун мягок и имеет в изломе цвет от темно- до светло-серого, в
зависимости от содержания в нем графита (около 80% углерода в
лилейном чугуне находится в виде графита). Чем темнее чугуи,
тем больше в ием графита и тем он мягче. Лптейный чугун имеет
небольшую усадку (1,04%), жидкотекуч и хорошо заполняет
форму.
По роду применяемого топлива чугун делится на коксовый
и древесноугольный. Древесноугольный считается лучшие,
так как при работе даже на рядовой руде имеет пониженное содер-
жание серы, являющейся вредной примесью, В зависимости oi содер-
жания серы и фосфора передельный чугун бывает о бык н о вен-
ным и высококачественным. Внутри каждой марки по со-
держанию марганца чугун делится на группы, по фосфору — на
классы, а по сере — на категории. Марки литейного чугуна класси-
фицируются по содержанию кремния. Чем больше номер, тем содер-
жание кремния меньше, например, чугун марки ЛК00 содержит от
3,75 До 4,25% S1, а марки ЛК4—от 1,25 до 1,75% Si.
ГОСТ 805—57 охватывает чугун с нормальными примесями. Кро-
ме того, выплавляется еще природнолегированяый чугун, содержа-
щий, помимо углерода, кремния, марганца, серы И фосфора, также
хром, никель, ванадий и титан.
Ферросплавы
Ферросплавами называются сплавы железа с одним или двумя
элементами: кремнием, марганцем, хромом, никелем и др. Количест-
во каждого из этих элементов в ферросплавах бывает от 9 до 95%.
Почти все ферросплавы содержат также в небольшом количестве уг-
лерод, фосфор, серу и другие элементы в качестве примесей (ГОСТ
с 4755—49 по 4762—49, а также 5163—49, 5164—49, 5165—49,1415—49
и др.). Ферросплавы используются в качестве специальных доба-
вок при производстве стали и при плавке чугуна для чугунных отли-
вок. Широко применяются следующие ферросплавы: ферровольфрам,
ферромолибден, феррованадий, ферротитан,’ феррохром, ферромарга-
нец, ферросилиций,’Силикокальций, силикомарганец, силикохром.
В зависимости от содержания углерода чугунные отливки делят-
ся на пять групп: отливки из серого чугуна, ковкого чугуна, отбе-
ленного чугуна, белого чугуна и отливки из модифицированного
чугуна.
Отливки из серого чугуна
Выплавка обыкновенного серого чугуна, имеющего содержание
углерода от 2,4 до 3,6%, осуществляется главным образом в цилинд-
рических шахтных печах, называемых вагранками, а выплавка высо-
кокачественного чугуна — в вагранках с последующим рафинирова-
нием (очищением) в электропечах. Такая технология плавки чугуна
носит название дуплекс-процесса.
Серый чугун отливается различных марок- по химическому соста-
ву и механическим свойствам (ГОСТ 1412—54). Обозначения ма'рок
чугуна отражают его предел прочности при растяжении и изгибе.
Например, чугун марки СЧ 18—36 обозначает серый чугун с пределом
прочности на растяжение 18 кг/мл? и пределом прочности на изгиб
36 ка/м.и2. Химический состав этого чугуна (ГОСТ 1412—54) может
изменяться в некоторых пределах по содержанию углерода, крем-
ния, марганца, серы и фосфора в зависимости от назначения отлив-
Таблица 103
Механические свойства отливок из серого чугуна
Марка Предел прочности, кз/шг2 (не меиее) Стрела прогиба при рас- стоянии между опорами,
при- рас- тяжении при изгибе при сжатии
600 300
СЧ 00
СЧ 12—28 12 28 50 6 2
СЧ 15—32 15 32 60 8 2,5
СЧ 18—36 18 36 67 8 2,5
СЧ 21—4 0 21 40 75 9 3’
СЧ 24—44 24 44 83 9 3
СЧ 28—48 28 48 90 9 3
СЧ 32—52 32 52 100 9 3
СЧ 35—56 35 56 более 100 9 3
СЧ 38—60 38 60 • 9 3
ки и толщины ее стенки Например, для получения тонкостенных от-
лпзок повышается содержание фосфора, углерода, кремния и иногда
марганца, поэтому для одной марки чугуна, но для различных по
назначению отливок и толщины стенки химический состав может
быть различным. В табл, ЮЗ приведена механические свойства отли-
вок из серого чугуна по ГОСТ 1412—54, а в табл. 104—данные о
применяемости чугуна.
Серый чугун по своей микроструктуре может быть фер-
ритного, перлитного, мартенситного и аустенитного классов. Чугун
ферритного класса в основной своей массе имеет мягкую
составляющую — феррит с включениями значительного количества
мягких зерен графита В связи с этим серый чугун хорошо отпивает-
ся и, имея низкую твердость, легко обрабатывается резцом. Однако
он имеет невысокую прочность на растяжение и изгиб. Чугун
перлитного класса, кроме феррита и графита, имеет твер-
дую составляющую —перлит. Наличие перлита увеличивает твер-
дость и прочность чугуна. Чугун может иметь полностью перлитно-
графитовую структуру с незначительным содержанием (1—5%) фер-
рита. Перлитная структура серого чугуна может быть получена пу-
тем создания определенных условий при отливке (пониженное содер-
Отлиаки из серого чугуна
Таблица 104
Толщина стенок отливки, мм Марка Твердость, кг /м м* Прнуерное назначение
Разная СЧ ОО — Неответственные изделия про- стой конфигурации — крышки, опо- ры, грузы, прокладки н др. Отливки принимаются без испытания
< 25 СЧ 12—*8 140—220 Изделия, работающие при малых
< 100 СЧ 18—36 160—190 н средних- нагрузках и достаточной смазке, — стойки, кожухи, коробки, корыта, крышки, каретки и суппор- ты станков
< 30 СЧ 15—32 160—200 Плотные отливки, трубы, корпуса клапанов, вентили и др., выдержи- вающие давление.до 15 ат
5=: 20 СЧ 32—52 21 0—240 Дизельные цилиндры, блоки ци- линдров. тормозные барабаны, порш- ни, гильзы, диски сцепления и т. д.
^100 СЧ 33—60 230—240 Цилиндры компрессоров, насосы,
50—70 СЧ 23—48 21 0—230 рамы, маховики, станины, детали,
25—100 СЧ 24—44 190—230 выдерживающие давление 15 ат
3,5 Сч 18—36 — Индивидуальные поршневые Коль-
20 СЧ 28—48 240 цз Клапаны и кулачки распредели- тельного механизма
SO—200 СЧ 28—48 200—240 Матрицы для холодной высадки
1 СЧ 28—48 Разностенные изделия весьма сложной конфигурации с наимень- шей толщиной 6 им
жание кремния, определенная скорость охлаждения, а также леги-
рование и термическая обработка, модифицирование и др.). Чугун
перлитного класса обладает хорошими антифрикционными свойства-
ми и может служить заменителем бронзы в узлах трения.
Серый чугун мартенситного класса имеет твердую
составляющую — мартенсит. Его'прочность-повышенная авр=50 кг/мм2,
твердость 500 ед. пл- Высок в предел выносливости — до 20 кг/мм2.
Мартенситную структуру серого чугуна можно получить из перлит-
ной термической обработкой легированного- чугуна. Серый чугун
аустенитного класса имеет в своем составе аустенит. Он
обладает немагннтностью, окаликостойкостью, коррозионной стойко-
стью, высоким сопротивлением истиранию. Получение аустенита в
структуре чугунного литья достигается благодаря присадке никеля
(до 20%), а также никеля с марганцем, медью, хромом и кремнием.
В качестве сплавов с особыми свойствами (жаропрочность, кнслото-
стойкость и др.) вместо высоколегированного чугуна аустенитного
класса получил распространение высокохромнетый и высококрёмни-
стый чугун (ГОСТ 7769 — 55, 2233—43).
Отливки из белого и отбеленного чугуна
Белый чугун отличается от серого главным образом тем, чтЪ в
нём углерод находится в химически связанном состоянии вследствие
уменьшенного содержания кремния при низком содержании углеро-
да, а также вследствие повышенного содержания хрома Отбелен-
ный чугун — это чугун в основной массе серый, по у поверхности
отливки 'имеет так называемый отбел, т. е. корку белого чугуна с
промежуточным слоем половинчатого (промежуточного между белым
и серым). Отбеливание достигается отливкой в сырые песчаные фор-
мы, в металлические формы -или в формы с наружными металличе-
скими холодильниками. 11а образование, белого чугуна или отбела
оказывает влияние интенсивное охлаждение отливки.
Белый чугун и отбеленная корка в структуре имеют в оспоаном
твердый перлит и еще'более твердый цементит (химическое со-
единение железа с углеродом), в связи с чем чугун обладает высокой
твердостью (по Бринеллю от 330—440 до 600—800) и износостой-
костью. По этой причине он находит применение для деталей, рабо-
таю Дйх на износ.
Из белого чугуна изготовляются тормозные колодки, рабочие
детали бегунов, дробилок, шары для мельниц, детали насосов, отка-
чивающих воду с .примесью угля в песка, дробь для дробеметов. Из
чугуна с отбеленной .поверхностью изготовляются прокатные валки,
вагонные колеса, гидравлические цилиндры, щеки камнедробилок и
другие детали Глубина отбела зависит от назначения н размеров
деталей (от 15 до 60 лж). Белый чугун обладает также хорошей
огнестойкостью и износостойкостью при высоких температурах, теп-
лостойкостью в коррозионной стойкостью (кислотоупорность, щело-
чеупорность), в Связи с чем применяется для изготовления деталей
печей (колосников, горшков для отжига и др ), а также деталей
и сосудов для кислот и щелочей,
18 Заказ № 76!,
Отливки из ковкого чугуна
Для получения изделий из ковкого чугуна их отливают ив бе-
лого чугуна, а затем подвергают длительному отжигу (томлению).
При отжиге цементит, содержащийся в белом чугуне, разлагается
на углерод отжига и железо. Имеется два способа отжига отливок:
1) окислительный, при котором отливки отжигаются в печах, засы-
панные ' железной рудой или окалиной. При нагревании в течение
100—1'50 час. до 960—1000° происходит частичное обезуглерожива-
ние чугуна: 2) нейтральный, при котором отливки нагреваются до
870—920° в железных ящиках, засыпанные песком. Процесс длится
30—50 час.
Химический состав и механические свойства ковкого чугуна
(табл. 105) регламентированы ГОСТ 1215—59 по маркам, имеющим
буквенно-цифровые обозначения. При этом первые цифры означают
предел прочности на разрыв,- а вторые — относительное удлинение.
Например, марка КЧ 35—10 означает: ковкий чугун с пределом проч-
ности на растяжение 35 кг/мм?- и относительным удлинением 10%.
Ковкий чугун по микроструктуре может .быть ферритным н пер-
литным. Ферритный ковкий чугун отличается умеренной
Таблица 105
Механические свойства ковкого чугуна
Марка по ГОСТ 121S—39 Твердость, каДил3, яе би дес Предел прочности при рас- тяжении , кг/мм*, не чыенее Предел текучести при рас- тяжении, кг/мм* Модуль упру- гости, кг/мм* Модуль сдви- га, кг/лок’ Относитель- ное удлике- [• ние, % Ударная вяз- кость, кгм/см1
КЧ 30-6 163 30 19 1 5500 6300 6 1.2
КЧ 33—8 163 33 — 8
КЧ 35—10 163 35 22 16600 6500 10 1 .4
КЧ 37—12 163 37 23 17000 6700 12 1,6
КЧ 45—6 241 45 — -—, 6 —
КЧ 50—4 241 50 —— —— 4
КЧ Бе—4 269 56 __ —— 4 ——
КЧ 60-3 269 60 —— —— 3 ——
КЧ 63—2 269 63 — — — 2 —
прочностью и большой или умеренной вязкостью (марки: КЧ 37—12,
КЧ 35—10, КЧ 33—8, КЧ 30—6). Перлитный ковкий чугун
обладает высокой прочностью и умеренной и малой вязкостью
(ГОСТ 1215—59; марки КЧ 45—6, КЧ 50—4 и др.). Ферритный
ковкий чугун хорошо поддается запрессовке, расчеканке и легко
заполняет зазоры, имеет хорошую обрабатываемость резцом и может
широко применяться вместо стали для изготовления неответственных
деталей Перлитный ьовкий чугун может' применяться как заменитель
бронзы а узлах трепня.
Отливки из модифицированного й высокопрочного чугуна
Модифицирование чугуна (белого, серого, отбелен-
ного) заключается в обработке его в жидком состоянии небольшим
количеством легирующих присадок (ферросилиция, ферромарганца,
силикокальция, магния и др.). Например, в обыкновенный иизкоугле-
родистый (2,8—3% С) и низкокремнистын (1,0—1,5% Si) чугун добав-
ляется ферросилиций непосредственно в ковш с жидким чугуном или
в струю его ца желобе в количестве 0,2 —0,5% к весу металла. При
этом чугун по химическому составу существенно не изменяется, одна-
ко резко улучшаются его физико-механические свойства (табл. 106);
повышается прочность, износостойкость, ударная вязкость. Структура
7 аблица 106
Мзханические свойства модифицированного чугуна
Марка по ГОСТ 1412—54 Диа- мэтр ОТЛИВ- К», Пределы прочности, хг/лл! (1ПГ OOS=Z> •Odu ElfSdXQ Ударная вяз- кости хгж/сл2 Предел вы- носливости, <сг/л.иа Твердость Н В ' /сг/ммг
при растя- при сжатии при изгибе
СЧ 21-40 30 21 96 40 3 0,9 Ю 180—207
5g 19 85 40 3 0,9 10 180—207
100 12 47 35 3 0,5 , 10 1 43—180
' 200 __ __ 35 3 0,4 9 143-180
СЧ 24—44 30 24 100 44 3 0,9 12 187—217
50 24 100 44 3 0,9 11 187—217
ЮО 22 95 42 3 0,9 10 163—207
200 20 90 42 3 0,6 9 143—187
СЧ 28—48 30 28 110- 48 3 1,0 14 170—241
50 27 110 48 3 1,0 14 170—241
Ю0” *20 100 48 4 0,8 12 170—229
200 25 90 48 4,5 0,6 9 170—217
СЧ 32-52 30 32 [20 52 3,5 1.0 14 170—241
60 30 120 52 3,5 0,8 14 170—241
100 28 115 62 4,0 0,8 12 170—229
200 26 95 52 4.5 0,7 11 170—229
СЧ 35—66 30 35 120 56 4 ы 16 197—255
50 34 120 66 4 1 ,0 15 197—255
I 00 30 115 56 4 0.8 12 197—256
200 26 100 56 4,5 0,8 11 197—241
сч 38—60 30 33 140 60 4 I ,0 15 19 7—255
50 36 135 60 0,8 15 197—255
. 100 32 120 60 4 0,7 12 197—235
200 27 105 55 4,5 0,6 и 197—255
Таблица 1(Л
Механические свойства, высокопрочного чугуна
Марка по ГОСТ 7293—64 Предел проч- ности, к&/ммя Относи- тельное удлинение. Стрела прогиба, ММ (/-=300 мм) Ударная вязкость, 1 кгм/ем2 Твердость “в, кг/ми*
При растя- жении пр» изгибе
вч 45- 0 45 70 . 4 187-255
вч 45—5 4 5 70 5 5 2.5 170—207
вч 4 0—10 40 70 10,0 30 4,0 156-197
вч 50—1 ,5 50 90 1,5 5 1,5 187—255
вч 60—2 60 но 51 2.0 5 2,0 197—2 69
становится перлитно-графитовой. Химический состав модифицирован-
ного чугуна регламентируется ГОСТ 1412—54 по маркам, указан-
ным в табл. 106.
Модифицированный чугун, полу чинный из серого чугуна обра-
боткой магнием (в.ы с □ к о п р о ч н ы й), обладает еще более высо-
кими механическими свойствами и может применяться взамен стали
для многих деталей машин, работающих в тяжелых условиях, на-
пример коленчатых валов дизельных двигателей Такой чугун имеет
в структуре графит шаройидной формы (ГОСТ 7293—54). В табл. 107
приведены механические свойства этого чугуна.
Антифрикционный чугун
Антифрикционный чугун — это любой серый, ковкий или моди-
фицированный чугун, имеющий перлитную и даже перлитно-феррит-
нуго структуру, если количество перлита не менее 85%. Кроме‘того,
имеется специальный антифрикционный чугун, химический состав
которого приведен в табл. 109. Детали, изготовленные из антифрик-
ционного чугуна, работают в узлах трения без заеданий и значи-
тельного износа, например, в подшипниках для валов, направляю-
щих для пслзунов, в червячных и других шестернях (ГОСТ 1585—57).
Структура антифрикционного чугуна представляет собой основ-
ную твердую массу е включениями мягких частиц (или наоборот).
Хорошая структура такого чугуна содержит более 85% мелкопла-
стинчатого перлита с включениями мелкопластинчатого же или ша-
ровидного графита.
Антифрикционные свойства получает и ковкий чугун, если его
подвергнуть специальной дополнительной термической обработке:
отжигу или нормализации с целью получения перлитной или пер-
литяо-ферритной структуры (марки АКЧ-1, АКЧ-2 в табл. 109).
Антифрикционный чугун может работать как заменитель цвет-
ных сплавов в подшипниковых узлах. Однако для удовлетворитель-
ной работы требуется: 1) чистая механическая обработка и точное
сопряжение трущихся поверхностей деталей; 2) непрерывная и хо-
рошая смагка; 3) повышенные против обычных на 15—30% зазоры;
4) приработка на холостом ходу и постепенное повышение рабочих
нагрузок. При ударной нагрузке антифрикционный чугун работает
хуже.
Таблица 108
Значения допустимые величин для антифрикционного чугуна
Марка чугуна Удельное давление р, кг Ic.’i1 Окружная скорость V, м/сек Удельная мощность ри, кем/см2 сек
АСЧ-1 0,5 2 1,0
90 0,2 18
АСЧ 2 1 3 3
АСЧ-3 60 0»75 45
АВЧ-1, АВЧ-2. 1 5 5 25
АКЧ-1, АКЧ-2 / I2O 1 120
&
Таблица 109
Химический состав в % я применение антифрикционного серого чугуна
Мерка по ГОСТ 1585—57 Углерод Кремний Марганец Фосфор Сера (не более) Хром Никель Прочие примеси Применение
Серый с плас- тин чатыМ графи- том. J
АСЧ-1 АСЧ-2 3,2—3,6 3,2—3,8 1 ,6—2, < 1 ,-1—2,2 0,6—0,9 0,4—0,7 9,15—0,2 0,15—0,1 0,12 0,12 0,2—0,35 0,2—0,4 0/2—0,4 0,2—0,4 Меди ДО о »7 Титана до 0.1, меди до 0»5 i Д,ля работы в паре с тер- мически об- ряботаннылг ва лоу
АСЧ-3 3,2—3,В 1,7—2,6 0,4—0,7 0,15—0,4 до 0,12 до 0,3 до 0,3 То же Для работы
Высокопрочный с шаровидным графитом:. в паре с сы- рым валом
ДВЧ-2 АВЧ-1 Ходкий с угле- родом отмига. 2,3-3,5 2,8—3,5 2,2—2,7 I ,8—2,5 0,5—0,8 0,5—1 ,2 до 0,2 до 0,2 до 0,03 до 0,33 — — Магния >0,03 Магния >0,03, меди<0,7 Для работы в пара с тер- мически об- работанным валом ,
АКЧ-2 2,6—3,0 0,8—1 ,3 0,3—0,6 до 0,15 до 0,12 до 0,06 — — То ясе
АКЧ-1 Хкмячсс жий состав такой же, как я AR4- 2, во содер жиг перлит- 80-1 m Для работы в паре с сы- рым валом
Чугун
Для определения возможности замены бронзы и. использования
антифрикционного чугуна в какой-либо конструкции узла трения
станка или машины подсчитывают (см. главу IX) величины: удель-
ного давления (р), окружной скорости (и) и удельной мощности
(ру) и сравнивают их с допустимыми для данной марки антифрик-
ционного чугуна. Так, для указанных в табл. 109 марок допустимые
величины приведены в табл. 108.
Пример. Рационализатор предложил заменить бронзовую (ОЦС 6—6—3) втул-
ку с внутренним диаметром SO мм, длиной 100 мм, работающую на 200 об/мин.
в паре с закаленным валом и хорошей смазкой-. Подсчитано (ем. стр. 424),
что втулка воспринимает усилие (реакцию опоры) 500 кг. Определить, какой
антифрикционный чугун можно применить.
Удельное давление
окружная скорость
кйп 3.14-50 200 3,14 0,05 0.2 „ ,
ц =------=---------—----=-------------- = 0,52 м сек\
60 60 60
удельная мощность
ри — 11 0-0,52=57,5 кгм/смг сек.
Для таких условий лучще всего подходит антифрикционный чугун марок АВЧ-1,
АВЧ-2, АКЧ-I, АК.Ч-'2.
4. СТАЛЬ
Производство стали
Существует несколько способов получения стали. Главными из них
являются: конверторный, мартеновский и электроплавка. Для малого
количества стали применяется плавка в тиглях. Основным сырьем для
конверторного способа служит чугун, для мартеновского и электро-
плавки — чугун с добавлением руды и железного лома. Процесс ста-
леварения в-основном заключается в окислении некоторых примесей,
уточнении химического состава путем введения добавок, так называе-
мых раскислителей, науглероживающих веществ и легирующих эле-
ментов (хром, никель, вольфрам и т. д.). Для передела шихты, бога-
той вредными примесями (фосфором и серой), конверторные, марте-
новские и электроплавильные • печн выкладываются (футеруются)
основными огнеупорами, содержащими доломит и магнезит и др. Если
шихта не имеет избытков серы и фосфора, то плавка производится
в печах с футеровкой, выполненной «кислыми» огнеупорами (шамот,
дипас и др.). В зависимости от этого сталь приобретает название
«кислой» или «основной», а процесс сталеварения — «кислого» или «ос-
новного».
При конверторном способе процесс сталеварения заклю-
чается в основном в-продувке жидкого чугуна воздухом и окислении
таким -путем примесей чугуна. Конверторная сталь имеет неточный
химический анализ, повышенное содержание фосфора и серы, шлако-
вые включения и т. д. Поэтому она не идет иа изготовление ответст-
венных деталей. Из конверторной стали изготовляются трубы, прово-
лока, болты, заклепки н другие неответственные детали. В последнее
время применяется продувка такой стали в конверторе кислородом
вместо воздуха. Благодаря этому качество ее резко повышается и при-
ближается к качеству мартеновской стали.
Мартеновский способ получения стали заключается в
плавке шихты на подине мартеновской печи при температуре до 1700°,
создаваемой сжиганием нефти со смесью подогретых генераторного
газа и воздуха. Газ и воздух подогреваются до температуры 800—900°
в специальных камерах — регенераторах, имеющихся при печи. Камеры
в свою очередь нагреваются отходящими газами печи. Мартеновская
сталь является высококачественной сталью и применяется для точных
и ответственных деталей машин.
Наиболее высококачественная сталь (электросталь) выплавля-
ется в. электропечах, где можно получить сталь заданного состава
вне зависимости от качества исходных материалов. Для этого приме-
няются электродуговые, а также высокочастотные печи. Наилучшая
сталь может быть получена при дуплекс-процессах; конвертор —
электропечь или мартеновская печь •— электропечь.
Различают сталь спокойную, полуспокойную и кипящую. Спо-
койная сталь затвердевает в изложнице спокойно, не выделяет
газов и образует в верхней части слитка при застывании сосредото-
ченную усадочную раковину Кипящая сталь, ввиду малого со-
держания кремния, в изложницах кнпит н при застывании не дает
сосредоточенной усадочной раковины, Мягкие сорта стали изготовля-
ются кипящими и’ полуспокойными, а твердые стали спокойными.
Классификация стали
Основные признаки, положенные в основу современной классифи-
кации стали, следующие: способ производства, качество готовой ста-
ли, товарная- форма, структурное состояние, состояние поверхности,
точность изготовления, химический состав, зернистость, структурные
классы и назначение. По способу производства сталь делит-
ся: '1) в зависимости от рода печи, в которой она выплавлялась, — на
пудлинговую, конверторную, мартеновскую, тигельную, электросталь,
полученную дуплекс-пропессом и полученную триплекс-процессом;
2) по роду футеровки печи — на кислую и основную; 3) по состоя-
нию при затвердевании в слитке — на кипящую и спокойную: 4) в за-
висимости от агрегатного состояния по выходу из печей — на тесто-
образную (сварочная сталь) и жидкую (литая сталь) По качеству
готовую сталь различают; 1) сталь обыкновенного качества (старое
название «рядовая», «торговая» и т. д.) и 2) сталь качественная.
Сталь обыкновенного качества отвечает только требова-
ниям точности в определенных пределах механических свойств.
К этой группе относится также сталь повышенного каче ст-
в а с ограниченным содержанием фосфора или серы либо же содер-
жащая небольшое количество меди,-титана, хрома и др. Качест-
венные стали характеризуются признаками: а) точностью химическо-
го состава и механических свойств, б) пониженным по сравнению со
сталью обыкновенного качества содержанием фосфора и серы; в) на-
личием в составе некоторых специальных легирующих элементов
(хром, никель, вольфрам, молибден и Др.); г) определенностью на-
значения. К этой же группе относится и высококачественная сталь,
характеризующаяся пониженным по сравнению с качественной сталью
содержанием фосфора и серы.
По товарной форме стальной полуфабрикат делится на:
1) слиток; 2).фасонное литье, 3)-поковки и штамповки; 4) профиль-
ный металл или прокат (прутки, проволока, лента, швеллеры, трубы
и пр.).. П о структурному состоянию готовых изделий сталь
разделяется на: 1) «сырую» (термически не обработанную); 2) отож-
женную; 3) 'нормализованную; 4) закаленную; 5) отпущенную; 6) на-
гартованную и др. По состоянию поверхности стальные
изделия разделяются так: 1) химико-термически обработанные (цемен-
тированные, нитрированные, цианировааиые, алитированные, силици-
рованные, термбхромироваиные п др.); 2) с инородными покрытиями
(оцинкованные, кадмиробанные, луженые, никелированные и.т. д.);
3) после горячей прокатки; 4) калиброванные; 5) тонкоотделапиые
(серебрянка) н др.
По точности изготовления стальные прокатные полуфа-
брикаты различают: обычной и повышенной точности, III класса
точности, IV класса точности и т. д. По химическому соста-
ву.стали делятся на две большие группы: углеродистые и легиро-
ванные (специальные). По з е р н и с т о с т и сталь характеризуется
номерами зернистости. При заказе стали указывается не только, хими-
ческий со'став, цо и номер зерна. На структурные классы
разделяются только легированные .стали Структурных классов пять:
перлитный, мартенситный, аустенитный, ферритный и карбидный.
По применению сталь делится на четыре класса: I класс— сталь
строительная, применяемая главным образом для железных кон-
струкций зданий, сооружений (балки, швеллеры, рамы, анкерные свя
зи, фермы мостов н другие строительные детали). По химическому
составу это углеродистая сталь, а по способу производства—обык-
новенного качества; II класс — сгалъ конструкционная (маши-
ностроительная) По химическому составу это углеродистая или ле-
гированная сталь, а по способу производства — качественная или
высококачественная; 111 класс — инструментальная По хи-
мическому составу это углеродистая п легированная сталь, а по спо-
собу производства—качественная и высококачественная; IV класс —
сталь с ос о бы-ми физическими свойствами. По химиче-
скому составу это легированная сталь, а по способу производства —
качественная или высококачественная, часто требующая особых условий
выплавки. Кроме того, эта сталь может обладать такими особыми
свойствами, как малый коэффициент теплового расширения, жаро-
прочность и т. д.
Маркировка стали
Качественные углеродистые стали в обозначениях своих марок
имеют цифры, показывающие содержание углерода в сотых долях
процента. Например, стали марок 10 и 30 содержат соответственно
около 0,10 й 0,30% углерода'. Если’ в обозначении марки стала име-
ется буква А, например сталь 10А, 15А, 20А и т д , то это'обозна-
чает, что сталь высококачественная, т. е имеет пониженное количе-
ство вредных примесей (фосфора н серы). Если около цифр стоит
буква Л (15Л, 35Л, 40Л и т, д,), то это' означает, что это литая
сталь, т. е. предназначенная для отливок.
Углеродистые стали обыкновенного качества маркируются или
только' порядковыми цифрами, или, кроме того, буквами, обозначаю-
щими печи, в которых сталь изготовлялась. Например, Ст. О, Ст. :1,
Ст. 1кп, Ст. 2, Ст. 7. В сталях МСт 3, БСт.З и т. д. буквы обо-
значают: М — мартеновская, Б — бессемеровская, кп — кипящая.
Инструмешальиые углеродистые стали .маркируются цифрами, по-
казывающими также содержание углерода, но не в сотых, а в десятых
долях.
Например, У7 содержит 0,7% углерода, а У’13— 1,3%. Кроме того,
одна группа инструментальных углеродистых сталей имеет понижен-
ное содержание фосфора и серы и поэтому в их обозначениях так-
же имеется буква А.
Легированные стали маркируются буквами/ и цифрами или чис-
лами, характеризующими состав стали и содержание входящих в нее
элементов. Значения букв Г—марганец, С—кремний, X — хром,
Н — никель, В — вольфрам, Ф — ванадий, Т — титан, М — молиб-
ден, 10 — алюминий, К — кобальт, П —фосфор, Д — медь, Р — бор
Число, стоящее впереди буквенных обозначений, означает обычно
содержание углерода в сотых долях процента, а 'цифра, стоящая
на этом же месте, означает содержание углерода в десятых долях.
Цифра или число, стоящее после буквы, означает округленное со-
держание данного элемента в стали. . Например, марка 12ХНЗА
означает хромоникелевую сталь с содержанием углерода около
0,12%, хрома около 1%, никеля около 3%, серы и фосфора — пони-
женное содержание. Так же маркируются стали с особыми свойст-
вами.
При всем этом необходимо иметь в виду, «то изложенный
принцип маркировки в стандартных марках не всегда выдержи-
вается.
Углеродистая сталь
Углеродистая сталь содержит железо и углерод, а также и приме-
си— кремний, марганец, фосфор, серу и кислород. Углерод после же-
леза является основным элементом. Увеличение его содержания повышает
твердость стали, предел прочности, предел текучести, понижает пла-
стичность, ковкость, свариваемость, электропроводность. Марганец,
находящийся в углеродистой стали обычно в пределах до 0,5—0,7%,
практического влияния на свойства стали не оказывает. Несколько
большее содержание марганца (до 1—1,5%) увеличивает предел
прочности без понижения пластичности. Кремний, гак же как и мар-
ганец, находясь в углеродистой стали в небольшом количестве (до
0,4%), практического влияния на ее свойства не оказывает. Кремний
и марганец являются хорошими раскислителями в производстве ста-
ли. При раскислении кремний «успокаивает» кипящую сталь. Сера
является вредной примесью, содержание ее выше 0,06% в стали
создает красноломкость (появление трещин при нагревании). Кисло-
род влияет иа свойства стали почти аналогично сере, но явление
хрупкости в стали наблюдается при более высокой температуре (при
желтом калении). Это явление носит название желтоломкости. Фос-
фор также является вредной примесью. При содержании в стали
свыше 0,06% фосфор вызывает хрупкость при низкой температуре,
которая называется холодиоломкостыо.
Углеродистая сталь обыкновенного качества согласно
ГОСТ. 380—60 делится па группу А, группу Б и подгруппу В. Сталь
группы А должна иметь определенные химические свойства (табл, НО),
сталь группы Б — определенный химический состав (табл. 111). Сталь
подгруппы В поставляется по механическим свойствам с дополнитель-
ными требованиями по химическому составу.
Таблица ПО
Механические свойства и Назначение углеродистой стали (ГОСТ 380—60)
Марка стали а содержание углерода Предел прох- воста при растяжении, к-^мм* Предел теку- : чести, кз/мм? i (не менее) Относитель- ное удлине- ние, % (не менее) Примерное назначение Примечание
Ст. 0 С<0,23 >32 — 18 Листы для обшивки раз- личных конструкций и резервуаров Мягкая сталь, не при- нимающая за- калки, обла- дает значи- тельной вяз- костью; це- ментируется
Ст. 1 Ст. 1кп CsSO. 12 32—40 — 28 Штрипсы, огневые части паровых котлов, топоч- ные связи
Ст. 2 Ст. 2кп С 530,15 Ст. 3 Ст. Зкп С<1 0,22 34—*12 38—47 19 21 26 21 — 23 Для малонагружеийых строительных конструк- ций. Для изготовления заклепок, крышек, шплинтов, рукояток, кре- ПСЖНЫ’х деталей без на- резки
Ст. 4 Ст. 4КП С 0,26 Ст. S С^0,36 42—52 50—62 24 27 19-21 1а—17 МалойаГруженные дета- ли, винты, гайки, Ходо- вые валики, оси, шатуны, тяги, дышла, клинья, бан- . дажные колеса, рельсы, инструмент по дереву и т. д. Закалка вы- зывает неко- торое упроч- нение
Ст. 6 0,5 60-72 30 11 — 13 АЗалопагруженкые ше- стерни, шпиндели, зубча- тые ройки, червяки, шпонки, многошпоночиые ва лики Хорошо при- нимает закал* ку
Ст. 7 0,63 70 и более — 8-9 Изделия, от которых требуется значительная твердость и прочность; инструмент для обработки мягких материалов, пру- жины, рессоры и т, д.
По группе А имеются следующие марки стали- Ст. О, Ст. 1, Ст. 2,
Ст. 3, Ст. 4, Ст. 5, Ст. 6, Ст. 7, а по группе Б: МСт. О, МСт 1 кп,
МСт. 2кп, МСт. 3,МСт. Зкп, МСт, 4, МСт. 4кп, МСт.5, МСт. 6, МСт. 7,
БСт. О, БС1. 3 кп, БСт. 3, БСт. 4кп, БСт, 4, БСт. 5, БСт. 6. Чем
больше номер стали этого качества, тем она прочнее и тверже, но
зато менее пластична и вязка Примерное назначение углеродистой
стали обыкновенного качества и заменяющие стали приведены в
табл. 111 и 112.
Таблица 111
Химический состав стали обыкновенного качества
Марка Содержание элементов, %
углерод марганец кремний (СПОКОЙНОЙ н полу- СПОКОЙЛОЙ стали) сера фосфор
МСт. 0 До 0,23 о,обо 0,070
МСт. 1 0,07—0,12 0,30—0,50 0,055 0,050
МСт 2 0,09—0,15 0,30—0,50 0,055 0,050
МСт. 3 О', 14-0,22 0,35-0,56 0,12—0,30 0,055 0,050
МСТ. 4 0,18—0,27 0,40—0.60 0,12—0,30 0,055 0,060
МСт. 5 0,28—0,37 0,45—0,70 0, I 5—0,30 0,055 0,050
МСт. 6 0,36—0,60 0,45—0,70 0,15—0,30 0,055 0,050
МСт. 7 0,5 1—0,63 0,50—0,75 0,15—0,30 0,055 0,050
БСт. 0 =£0,14 ав— 0,070 0,090
БСт. 3 =£0,12 0,25—0.55 0,1 —0,35 0,065 0,085
БСт. 4 0,12—0,2 0,35—0,55 0,1 -0,35 0,065 0,085
БСт. 5 0,17—0.3 0,50—0,80 0.1 —0.3S 0,065 0,085
Таблица 112
Углеродистые стали обыкновенного качества н стали, их заменяющие
Марка Марки заменяющей стали
обыкновенного качества качественной
Ст. 1 МСт. 1, Ст. 2, МСт. 2 08, 10, 15
Ст. 2 Ст. 1, Ст. 3, МСт. I, МСт. з 10, 15
Ст. 3 Ст. 2, МСт. 2, МСт. 3» Ст. 4, МСт. 4 15. 20
СТ. 4 СТ. 3, МСт. 4, Ст. 5, МСт. 5 20, 25
Ст. 5 Ст. 4, МСт. 4, МСт. 5, Ст. 6 30, 35, 40
Ст. 6 Ст. 6, МСт. 5, МСт. 6, Ст. 7 40, 45, 60
СТ. 7 Ст 6, МСт. 6, МСт. 7 60, 66
МСт. 1 Ст. 1. Ст. 2, МСт. 2 08, 10
МСт. 2 Ст. 1, МСт. I, Ст. 2, МСг. 3 10, 15
МСТ. 3 Ст. 2, МСт 2, Ст. 3, Ст. 4, МСт. 4 1Б, 20 .
МСт, 4 Ст. 3. МСт. 3, Ст. 4, Ст 5, МСт. 5 20, 25
МСт. 5 Ст. 4, МСт. -4. Ст. 5, Ст. 6, МСт. 6 30, 35
МСт. 6 Ст. 5. МСт. 5, Ст. 6 40, 46, 50
МСт. 7 Ст. 6, МСТ. 6, Ст. 7, МСт. 7 55, 60, 65
В качестве замеяя|ощпх могут быть применены также бессемеровские
(Б) и кипящие (кп) стали соответствующих марок.
Качественная углеродистая сталь
Углеродистая сталь в зависимости от содержания углерода делит-
ся иа две большие группы: конструкционную и инструментальную,
Конструкционная углеродистая сталь (табл. ИЗ
и 114) содержит обычно углерода до 0,8%, инструментальная углеро-
дистая— от 0,7 до 1,3%. К качественной углеродистой, стали отко-
сится также автоматная сталь. Эта сталь поГОСТ 1414—54
делится иа следующие марки: А12, А15, А15Г, А20, АЗО, А35 (А—-ав-
томатная; число обозначает содержание углерода в сотых долях;
Г —повышенное содержание марганца). Автоматная сталь содержит
Таблица ИЗ
Качественные конструкционные углеродистые стали
Характе- ристика стали Марка (ГОСТ 1050—SO) Примерное назначение
основ- ные заменяющие
Особо мят- 05кп, 10, 15, 15кп Шайбы, прокладки, втулки, ста-
Кая, цемен- 08, каны, крышки, резервуары, изготов-
тйруемая 08кп ляемые нз листа холодной штампов- кой, вытяжкой. Успешно заменяю! цветные сплавы в малокоррозионвой среде
То же 10, Юки, 15, 15кп 08, 08Кп, !5 Рубашки цилиндров жидкостного охлаждения двигателей Различные детали машин, изготовляемые из лвста холодной штамповкой, а так- же для сварочной проволоки, за- клепок
Цемента- 20 15, 15кп, 25, Тяги, серьги, крюки, рычаги, вкла-
руемая и улучшае- мая 20кп 1БГ, 20Г дыши, крышки цилиндров Цементи- руемые иалоотватствеиные шестер- ни, валики; штампуемые и сварные детали и конструкции
Улучшай- 25 20, 20кп, 30, Болты, гайки ч другие крепежные
мая мягкая 15Г, 20Г 1гзделия, стаканы, гильзы цилиндров,
30 20Г, 25, 35 гяги, серьги, валы, оси и другие малоответственные детали
Улучшав- 35 30, 40, ЗОГ, Валы, оси, коленчатые валы, ше- стерни, шпиндели, нагруженные бол- ты, гайки, шпонки, многошпоночные
мая нор- мальная 35Г, 40
Улучшае- 40 35, 35Г, 40, 40Г валики, шатуны, тяги, дышла, дис- ки, муфты, кулвчкоаые муфты
мая, при- 45 45, ЗОГ, -10Г,
Нимающая закалку 40, 50, 45Г, 35Г и т. д.
Твердая 50 45,40Г,45Г,50Г,55 Валики, муфты, оси, шпиидали,
сталь > при- 55 45Г, 50, 50Г зубчатые рейки червячные колеса,
пинающая 60 60Г, 55, 65Г, 65 ленточные пружины, штоки» банда-
закалку 65 70, 60Г, 65Г, 60 65, 60Г, 65Г, 70Г леи, венцы, пальцы кривошипов и
70 т. д., пружины, рессоры, колесные
75 60Г, 80,' 65Г, 70F Спицы велосипедов, мотоциклов,
80 65Г, 75, 85 расчалки, пружинные кольца
85 80, 70Г
Таблица II
Механические свойства сортового стального горячекатаного
металлопроката (ГОСТ 1050—60)
Марка Предел прочности при растяжении, (не мепее) Предел теку- чести, к.г!:л.‘,'.- (не менее) Относительное удлинение» % Твердость по Бринеллю. КВ^НЛР (не более)
08кп 30 18 ' 35 131
08 33 20 33 131
1 окп 32 19 33 137
10 34 2! 31 137
15кп 36 21 29 143
15 38 23 27 143
20кп 39 23 27 156
20 42 25 25 156
26 46 28 23 170
30 50 30 21 179
35 54 32 20 187
40 ’68 34 19 217
45 61 36 16 241
50 64 38 14 24!
55 66 39 13 . 255
60 69 41 12 255
65 71 42 то 255
70 73 43 9 269
73 110 90 7 285
80 ЕЮ 95 6 285
85 115 100 6 302
15Г 42 25 26 163
ЙОГ 46 28 24 197
25Г 50 30 22 207
ЗОГ 55 32 20 217
35Г 57 34 18 229
40Г 60 36 17 229
4 5Г 63 38 15 241
50Г 66 40 13 255
60Г- 71 42 11 269
65Г 75 9 285
70Г- 80 46 8 285
повышенное количество серы, а также фосфора (от 0,08 до 0,15%
каждого в сталях А12, А15, А15Г), что улучшает обрабатываемость
резанием и резко повышает производительность труда при механиче-
ской обработке. Применяется для изготовления болтов, гаек, шпилек
и других крепежных деталей.
Легированная сталь
Легирующие элементы в углеродистой стали в зависимости от ко-
личества их существенно влияют на ее физические, механические, хи-
мические и технологические свойства. Одни из них повышают .упругие
свойства стали (кремний, хром), другие — вязкость (никель и др.),
третьи—устойчивость против коррозии и кислотоупорность (хром,
никель, марганец, молибден, титан), жаростойкость (окалиностой-
кость) и жаропрочность (хром, никель, алюминий и др ). Особенно
важным легирующим элементом является хром. Он сильно влияет
Механические свойства сорговой легированной стали (ГОСТ 4543—48)
Таблица 115
Термообработка Механические свойства
Марка закалка отпуск предел прочности при растя- жении , кг/мм& предел удлиие- ударная
стал» ЭС среда °C среда текучести. кг'1'мм* ние ой, 0> /<3 еязкость, кгм/см*
не менее
15Х I5XA 20Х зох 35Х 38ХА 40Х 45Х 5UX 15ХФ 20ХФ 40ХФА 50ХФА 20ХМ ЗОХМ ЗОХМА 35ХМ 35ХМА 35Х2МА ЗЗХС 37ХС(40СХ) 40ХС 20ХГ 35ХГ2 18ХГМ 40ХГМ 27СГ 35СГ 20ХГС ЗОХГС ЗИХГСА 860* 860* 860 860 860 860 850 840 • 830 860* 880 880 860 880 880 880 850 850 870 920 900 900 860 870 860 850 920 900 880 880 880 Вода Вода Вода или масло Масло Масло Масло Масло Масло Масло Вода Вода иди масло Масло Масло Вода или К'асло Масло Масло Масло Масло Масло Вода или масло Масло Масло Масло Масло Масло Масло Вода Вода Масло Масло Масло 200 200 200 500 500 550 500 500 500 200 500 650 475 500 560 560 560 560 620 630 630 540 180 600 190 600 420 590 500 520 520 Воздух Воздух Воздух Вода или масло Вода или .масло Вода или масло Вода пли масло Вода или масло Вода дли масло Воздух Вода или масло Вода нли масло Вода или масло Вода или масло Вода или масло Вода или Масло Вода или масло Вода или масло Вода или масло Вода или масло Масло Масло Воздух Вода Воздух Вода или масло Вода или масло Вода Вода или масло Вода или масло Вода пли масло 70 70 80 90 95 95 100 105 110 75 80 90 130 80 95 95 95 95 105 85 90 125 80 8S 110 100 100 85 80 110 1 10 50 50 60 70 75 80 80 85 90 55 60 75 ПО 60 75 75 80 80 90 65 70 105 60 70 90 80 80 65 60 85 85 10 11 10 11 10 12 а 8 8 12 12 10 19 12 11 12 11 12 8 13 12 12 12 12 10 10 12 15 10 10 10 f [ ” b-co?£><D4JG>cDiQ^<eocoa> ел со о Г', со со щ ь- гг?
Материалы
Таблица 115 (окончание)
Марка стали Термообработка Механические свойства
закалка отпуск предел прочности при растяже- нии, предел текучести, xa/jWAia удлине- ние 8Г, % ударная вязкость, КЗЛ£/6МВ
°C среда °C среда
не менее*
35ХГСА 35ХЮА 38ХМЮА 35ХМФА 15НМ 20ХН лохн 45ХН 50ХН 12ХН2 12ХН2А 12X3 L2XH3A 20ХНЗА ЗОХНЗ 3ZXH3A 12Х2Н4 12Х2Н4А 20Х2Н4 20Х2Н4А 20ХН4ФА 18ХНВА 25ХНВА 12Х2НЗМЛ 18Х2Н4МА 40ХНМА '30ХН2МФА 45ХНМФА Прим в той же ci Изотермич 940 94.0 900 860* 84 0 820 820 820 860* 860 * 860» 860* 820 820 820 880* 880* 880* 880* 850 950** 850 860 950*® 850 860 860 е ч а к и е. зела, а оТме ^скаязакалка с 880^ Xiejrirrpjji -при Теплая вода лли •масло Теплая вода или масло .Масло Масло Вода или масло Масло Масло Масло Масла или вада Масло или вода Масло Масло Масло Масло Масло Масло Масло Масло Масло Масло Воздух Масло Масло Воздух Масло Масло Масло Для марок стали, от чениых двумя эаездо С в смеси кг 280—ЗЮ°( 650 650 630 200 500, 500 530 500 200 200 150 150 500 5'30 530 200 200 200 200 510 160 560 180 200 600 680 460 мечеяиых в чгсами — вт иггиевой и натриевой. Вода млн масло Вода или масло Вода йлй масло Воздух Вода или .масло Вода или масло Вода -пли масло Вода ьлн масло Вода или масло Вода или масло Вода или масло - Вода или масло Вода или масло Вода пли масло Вода или масло Воздух Воздух Воздух Воздух Масло f Воздух Масло Вода иди масло Воздух Вода ,нли масло Вода или масло Масло графе «закалка» sst □рая закалка при 85 165 95 ЮО 110 85 80 100 ЮО ПО 80 80 95 95. $5 ЮО 115 110 110 120 120 НО 115 110 100 115 100 90 150 удочкой, дает 0° в той Же ср 130 75 85 95 65 60 80 80 85 60 60 70 70 75 80 100 85 85 ПО 110 90 85 95 80 85 85 80 135 :я вторая за еде. 9 10 15 10 11 10 10 10 8 12 12 1.0 11 II 9 10 10 10 9 9 10 12 11 9 10 12 10 7 талка п О О 00 Л © со эоь. р-ю сОО) COG) О СО <О СО О fr'-GO СфОСЛсл ООО? ’й* о r-t — —— СО .
ZH5 ww-D
Таблица 116
Конструкционные н заменяющие ик стали
Группа Марка Назначение Марки заменяющих сталей
Марганцо- вистая 15Г Для разных це- ментируемых де- талей 15, 20Г, 20, Сг 3. Сг. 4
20Г То же 15Г, 20, 25, Ст. 4, 25Г
ЗОГ Для деталей. 35, 40, Ст. 5, Ст. 6. 2БГ, 30
35Г несущих значи- 35, ЗОГ, 40,. 40Г, Ст. 5, Ст. 6
40Г 45Г БОГ тельные нагрузки 45, 50, Ст. 6, ЗБГ 40Г, 45, 50. 50Г, Ст. 6 5.0,„45Г, Б5, Ст. 6, Ст. 7, 60
60Г Для пружин, 50Г, 65, Ст. 7,. 70
65 Г рессор и значи- 70Г, 65. 60Г, 70.7Б
70Г тельно нагружен пых деталей 60Г. 65Г, 65, 75, 80.70
Хромистая 1 5Х Для средиена- 15, 15Г, 20Х, 20ХГ
20Х груженных цемен- тируемых деталей 20. 20Г, 15Х, 20ХГ, 20ХГС
ЗОХ То же 30. ЗОГ, 20Х, 35Х 20ХГ. 27СГ. 25ХГС
35Х Для деталей. 35. 35Г, ЗОХ. 35СГ, ЗОХГС 37.-ХС. 40ХС, 40Г, 35СГ, ЗОХГС
t 4 ОХ несущих значи-
45Х тельные нагрузки 4БГ, 40Г, 40Х, 50Г, 35ХГСА
Хромована- 15Хф Для средиена- 15Г, 15Х, 20ХГ, 20ХФ, 20Х
диевая 20ХФ груженных дета- 20Г, 20Х. 20ХГ, 15ХФ. 20ХМ
40ХФА лей 40Х, 35СГ, 35ХГСА
Хромонцке- 20ХН Для нагружен- 20Г, 20Х. 20ХФ, 18ХГМ,
Левая ных деталей, ма- 20ХГС
40ХН шнн и конструк- ций, работающих 45ХН, 40Х, ЗОХГС, 50ХП, 40ХФА, 35ХГС, 37ХС
50ХН с транивм, неболь- шим износом (ше- 45Г. 40ХФА, 35ХГС, 50ХФА, 45ХН
12ХН2 стерни-, шатуны ; рычаги, ответст- 12ХНЗА. 15ХР, 20ХГ, 15ХФ, 12ХНЗ
20ХНЗА венные болты и 2 OX, 20ХН, 20ХФ, 20ХГС
12ХНЗА в 12ХНЗ ЗОХНЗА I2X2H4 др.) 12ХН2, 18ХГТ, I2X2H4 27СГ, ЗЗХС, ЗОХМ 18ХГТ, 12ХНЗА
Хромомарган- Цовая 20ХГ Для разных це- лей 20ХФ, 20Х. 20ХН, 20ХГС
Кремнемарган- 27СГ То же 35Г, 35ГС, ЗЗХС
Хромомолиб- 15ХМА Для сварных из- 1 БХ, 20Х, 20ХГ, 1 8ХГМ. 1 5ХФ
денбвая ЗОХМ деЛий, которые ЗОХ, ЗБХ, ЗЗХС, 25ХГС,
должны обладать ЗОХГНА, 30ХГТ. ЗОХГС
35ХМ высокой проч- ностью, удовлет- ворительной . вяз- костью. ‘ легкооб- рабатываемостью без сложной тер- мообработки Для среднена- ЗБХ-, 40ХН, ЗБХГС. 37ХС
Хромомарган- 20ХГС ЗОГ, 20Х, 20ХГ, 20ХФ, 20ХН
цбвокрсмнис- зохгс груженных изде- ЗОГ, ЗЗХС, ЗОХ, 27СГ,
тая ЛИЙ ЗОХНЗ, 27СГ
Хромопикеле- ЗБХГСА Для высокона- ‘ЗОХГС,. 40ХФА, 40СХ. 37ХС
вольфрамовая 1 8ХНВА груженных мзде- 20ХНЗ, 18Х2Н4ВА, 12Х2Н4А
40ХНВА ЛИЙ ЗОХНЗА, ЗБХГСА. 35ХГТ, 37ХС
па улучшение свойств стали при введении других легирующих приме-
сей (никеля, кремния, вольфрама п др.). Однако чисто хромистая
сталь склонна к образованию закалочных трещин (прн закалке в воде) и
плохо сваривается. Кремний прн содержании более 2% резко повы-
шает упругость, что важно для пружин Кроме того, хром, никель*
молибден, вольфрам, ванадий, кремний, марганец повышают прокалит
ваемость стали,
К сталям повышенной и высокой прокаливаемости относятся, напри-
мер, 27СГ, 35СГ, 20ХГС, 35ХГСА, 12ХНЗА, 40ХНВА и другие хромо-
никелевые и хромонпкелевольфрамовые стали. Характеристика некоторых
легированных сталей, применяющихся в машиностроении, приводится
в табл. 115 п 116.
Сталь рессорно-пружинная
В связи с развитием механизации и автоматизации потребность в та-
кой стали возрастает.
Выпущен специальный стандарт (ГОСТ 2052—53), предусматриваю-
щий производство марок пружинно-рессорных сталей различного на-
значения (см, табл 165),
Для мелких и средних пружин машин и механизмов, кроме сталей
65, 65Г, 70, 60Г, 70Г (ГОСТ 1050—60), могут быть применены 50ГС,
50ХГА и 55ГС. Для рессор и крупных пружин 55С2, 60С2А, 63С2А,
Для крупных ответственных пружин 60С2ХА, 60С2ХФА, 66С2ВА,
60С2Н2А,
Для мелких пружин, механизмов и приборов можно применять ц
обычные высокоуглсродистые инструментальные стали от У7 до У12А
(габл. 118).’
Низколегированная сталь
Стандартом ГОСТ 5058—57 предусмотрено производство ряда марок
сталей, имеющих пониженное содержание хрома и никеля, обладающих
высокими механическими свойствами и способными в ряде случаев за-
менять более дорогие легированные стали, В табЛ. 117 приводится их
химический состав и свойства.
Инструментальная сталь
Инструментальная сталь делится на три группы:
а) углеродистая;
б) легированная, в том числе и штамповая,
в) высоколегированная (быстрорежущая)
Характеристики некоторых сталей этих групп в соответствии
с ГОСТ 1435—5'1 и ГОСТ 3950—51 приводятся в табл, 118-
н 119
В ГОСТ 3950—51 указано примерное назначение легированной инстру-
ментальной стали.
19 Заказ Hs 761
Низколегированные стали (ГОСТ 5058—57)
Таблица 117
Марка Механические свойства при рас* тяжении в состоянии поставки металлопроката Какие марки легированных сталей может заменить
предел прочности, кг/лмг® предел текучести, кг/мм* относн- 1 тельное удлинение, %
I 5 ГС 48—50 34—35 18 15Х, 20Х, 15ХФ. 2СХГ
18Г2С 60 ‘|0 14
25Г2С 60 40 1 4 —
I 0Г2СД 50 35 18 12X112
14ХГС 50 84—35 18 12ХНЗ. 15ХФ
30ХГ2С 90 60 6 —.
14ХГСП 52 37 ia 12ХНЗА. 12ХН2, I5XMA 12Х2Н4, 18ХГМ
10ХГ2СН 50 37 18 12ХН2
юхгснд 51—64 37—4 0 1 5—1 6 12Х2Н4. 12ХНЗА, 18ХГМ
юхснд 51—54 37—40 15—16 12Х2Н4, 12ХНЗА, 18ХГЛ*.
I 5ХСНД 52 35 18 15ХМА, 15ХГА. 15ХФ, 20ХН, 18ХГМ
12ХГ 46 33 I 5 I5X
12ХГН 48—50 31—35 18 12ХН2, 18ХГМ, 16ХСН
10ХГ2Н 60 36 18 I2XH2, I3XH3
15ХГ!) 49—52 35—36 18 12ХНЗ, 12Х2Ц4. 20ХП.20Х1.
14ХГ2Н 53 37 16 12Х2Н4. 20X1-1, 2оХ», I5XMA, 18ХГМ.
14Г 46 29 16 1SX
ЕЭ1 47 30 18 20Х, 20ХН, 15ХФ, 20ХГ
24Г 47—49 30—33 18 30Х 25ХГС
С9Г2 44—46 30—31 18 15Х, 15ХФ
1 4Г2 47—48 33—34 18 I5X. 15ХФ, 15ХМА, 18ХГТ
I игнд 50—52 38 15 I2XH2, 12ХНЗ. I6XCH
14ГПД 52—54 40 15 12ХНЗА, 12X2HJ 20ХН. 18ХГМ, 15ХМА
ЮХНДП 48 35 18 15НМА
Примечания. 1. Стали марок 18Г2С, 26Г2С и 30Г2С прелна-
знача естся для арматуры железобетонных конструкций, а стали 1 2ХГ для шунтовых свай. 2. Сталл всех марок могут поставляться в виде листов, соп-пного
проката фасонных, и специальных профилей там на сортемент. по соответствующим стяндар-
3, Замена сталей указана ориентировочно. Для ответственных деталей
необходима тщательная проработка вопросов о прокаливаемости. уваоиой
вязкости о механических свойствах после термообработки.
Таблица 118
углеродистая инструментальная сталь
(ГОСТ 1435—54)
Марка Стали со сходными свойствами Химический сослав, %
углерод мар: япец КрСМЕШИ
У7 У8 У8Г У9 у ю Я I У12 У13 65. 70, У7Л, У8, У8А У7, У7А, У8А, У8Г. У9, vs Г.4 У8, У8А. У8ГА, У9. У9А У8Г, У9ГА, У9А, УН), УЮА У9, У9А, У10А, УН, УНА У) 9. У1 0А, УНА, У12. У12А УН . У1 1А, У12А, У13, У13Л У12, У12А, У13А 0,65—0,7-1 0,75—0,84 0.8—0,9 0,85—0,94 0.95—1 ,01 1.05—1 ,1 t 1 .15—1 ,24 I ,25—I ,35 0,2—0,4 0,2—0,4 0,7 5—0,60 0,15—0,36 0,15—0,35 0,15—0,35 0,15—0,35 0.15—0,3 0 la—0,35
У7А У8А У ЗГА У9А у юл УНА У12Л У1 ЗА 65, 70, У7, У8, У8Г. У8А У7 Г У7А, У8, У9, У9А, У8Г У8, У8Г, У9, УЧА У8, У8Г, У8ГА, У10. У9, УЮА У9, У9Л, У! 0. У! 1 , У11 А УЮ, УЮА, УН, У12, У12Л УН, УНА, У12, У13, УI ЗА У12, У12А, У13 0,65—0,74 0,75—0,81 0,8—0,9 0,85—0,94 0,95—1 ,01 1 ,05—I ,Н 1,15—1,24 I ,25—1 ,35 0,15—0,3 0,15—0,3 0,15—0,3 0,15—0,3 0,15—0,3 0,15—0,3 0,15—0,3 0,15—0,3 0,15—0,3
Примечания, I - Сталь марок от У7 до УI 3 содержит (не более) серы 0,03%, фосфора 0,035%, хрома 0,2%. никеля 0,25%, меди 0.25%. Те же стали с буквой А содержат (не более): серы 0,02%, фосфора 0Л030%, хрома 0,15%, никеля 0,2% и меди 0,2%. 2 Твердость рабочей части инструмента (после закалки) долина быть не менее 62 ед. по Роквеллу (шкала С)-
Сталь с особыми свойствами
В группу коррозионностойких сталей «ходят многие виды нержа-
веющей и кислотоупорной стали, характеризуемые стой-
костью против коррозии иа' воздухе и в ;разных агрессивных средах
при обыкновенной, а также высокой температуре. Марки нержавеющей,
стали: 1X13, 2X13, 3X13, 4X13, Х18, Х25. н др. Марки кислотоупор-
ной нержавеющей стали: Х13Н4Г9, 1Х18Н9, 1Х18Н9Т, Х17Н2 и др,
по ГОСТ 5582.—53 п 5632.—51. Стали для работы при высоких темпе-
ратурах делятся на три группы: ж а р о п р о ч н у е, о к а л и и о с т о й-
19"
Таблица 119
Инструментальная легированная сталь
(ГОСГ 5950—51)
1 Марка Стали со сходными свойствами Твердость в отожженном состоянии Hq, кг/мм- Твердость после закалки
XI2 XI 2М ХГ X ’ Х09 1 9Х Х05 7X3 8X3 4ХС Ф 8ХФ I ЗХ2В8 ХВ5 ' 4ХВ2С : 5ХВ2С i 6ХВ2С ! ХВГ 1 9ХВГ l ; 5ХВГ XI 2М, Ц1Х15 Х12, ШХ1Б 9Х, Х05, VI 0, У 10 А, VI 2, У12А, ШХ15 Х09, УЮ, УЮА, У12, У12А, ХГС, ШХ9 X, УЮ, УЮА. У12, У12Д, ХГС, ШХ9 УЮ, Х09, 9ХС, Ц1Х15. ШХ1 2 ХГ, У12, У12А, У13, У13А, ШХ6 8X3, 6ХВС, 5ХВС, ШХ9 7X3, 5ХВ2С, 6ХВ2С, ШХ9 4ХБС, У7, У7А, У8, УЙЛ 8ХФ, Х09. 40Х, У9, У9А, УЮ, УЮА, ШХ9 Ф, Х09. У9, У9А, УЮ, УГОД, У1 2 7X3, XI2M, 8X3, ШХ15, 8ХФ, Х12 X. У13, У13А, 111X15 ЬХЕГ, SXB2C, 4ХС, У8, У8Л БХЕГ. 5ХВ2С. 6ХВ2С, ШХ9 5ХБГ, 5ХВС, У8, У8А, У9, У9А ХГ, 9ХС, X, УЮ, УЮА. У|2, У12А , . 5ХВ2С, 6ХВ2С, У8, У8А, У9, ' У9А, ШХ9 217—259 207—255 1 97—241 I 87—229 3 87—229 179—217 1 97—241 1 87—229 I 87—229 1 70—207 179—217 170—207 207—255 229—320 179—217 207—255 229—285 207—255 197—241 179—217 61 — 62 60—62 62—64 62-64 62—64 62—64 64-66 54—60 55—60 47—50 62-84 61—63 46—43 65—68 53—56 55—58 57—60 62—65 62—64 57—60
•к и е п к л а п а ин ы₽ К жаропрочным относятся стали, сохраняющие
прочность прн относительно высоких температурах. Марки жаропроч-
ной стали: Х25Н20, Х18Н6Г5, Х18И25С, Х20Н14С, Х.14Н14В,
Х14Н14СВ, Х14Г14В и др. Окалиностойкие (жаростойкие) стали спо-
собны сопротивляться окислению при высоких температурах Марки
окалиностойкой стали: Х6С, Х25Н15, ОСМ, Х6СМ, Х8СМ, Х10СМ
Однако это деление носит условный характер, так как некоторые жа-
ропрочные стали обладают окалиностойкостью, а некоторые окалнно-
стойкие —жаропрочностью (ГОСТ 5632—51).
Графитизированная сталь
Углеродистая или легированная сталь, в которой часть углерода
находится В’виде графита, называется графитизированной Сталь гра-
фитизируется При, нормализации и закалке. Содержание углерода
в графитизированной стали 0,65'—1,7%, кремния 1—1,25% Такая
сталь жидкотекуча, что позволяет изготовлять из нее тонкостенные
отливки, износоустойчива н обладает антифрикционными свойствами.
Это дает возможность применять ее в качестве заменителя бронзы и для
изготовления тонкостенных деталей, работающих при ударных нагруз-
ках. Изготовленные из этой стали штампы имеют стойкость в 15—20 раз
большую, чем из стали марки УЮА. Графитизированная сталь приме-
няется в виде отливок и поковок. Марки ее.— ЭИ293 и ЭИ366. Меха-
нические свойства отливок, зависящие от термической обработки, сле-
дующие: предел прочности при растяжении 54,85'—90,4 кг/мм2', атио-
снтельное удлинение 16,5—6,5%; твердость по Бринеллю от 170
до 277 кг/мм2. Закаленные с отпуском поковки могут иметь предел
прочности 136'—153 кг/мм2
Стальные отливки
Для многих деталей машин, механизмов и приспособлений приме-
няется литая сталь, изготовляемая в заводском сталелитейном цехе или
заказываемая на другом заводе. Стандартами предусмотрены марки
литья углеродистых и легированных сталей с определенными химиче-
ским составом и механическими свойствами. В табл. 120 приведены
данные по маркам углеродистой стали в соответствии с ГОСТ 977—58.
Стандартом ГОСТ 7832—-55 предусмотрены марки различной легиро-
ванной стали, например 27ГМ, 40ХЛ, 40ХНЛ, 35ХГСЛ, 35ИГВЛ и Др.
Стандартом ГОСТ 2176—57 предусмотрены высоколегированные стали,
например 1ХВЛ, Х34Д, Х189ТД, Х25Н19С2Л, 4Х14Н14В2МЛ и др.
(Обозначения см. стр. 281)
Таблица 120
Химический состав и механические свойства отливок !! и III группы
из углеродистой стали после отжига или нормализации
Марка стала Содержание углерода, % Предел текучести, Ks/ALW* Предел прочности, кг/«.иа Относи- тельное удлинение, % Ударная ВЯЗКОСТЬ, КгМ/СД*
15Л 0.12—0,20 20 40 24 5
20Л 0.17—0,25 22 42 22 5
25Л 0,22—0,30 24 45 19 4
зол 0.27—0,35 26 48 17 3,5
35Л 0,32—0,40 28 50 15 3,5
40Л 0,37—0,45 30 53 14 3,0
45Л 0.4 2—0.50 32 55 12 3,0
50Л 0,47—0,55 34 58 п 2,5
55Л 0 ,52—0,60 35 60 10 2,5
Примечание. Содержание марганца в сталях 15Л и 20Л 0,35—0,65%; в остальных 0,5—0,8%. Содержание кремния во всех ста- лях 0,17—0,37%.
Стандартные профили стального металлопроката
и специальные профили
Большим резервом экономии металла и затрат труда является при-
менение стандартных и специальных стандартизированных профилей
проката. В настоящее время стандартизировано свыше 400 различных
профилей. Их можно заказать и получить для внедрения в производ-
ство рационализаторских предложений и изобретений. Изучив стан-
Таблица 121
Сортамент стального металлопроката
Название и профиль проката гост Предельные размеры (от—до),
диаметр иля толщина ширннл полки длина высота № профиля
Болванка об- жатая квад-
ратная«... Заготовка 4692—57 140—450 — 1-6 — —
квадратная . Сталь сорто- 4 693—57 40—250 — 2-9 — —
вая круглая, То же, квад- 2590—57 В—250 — 2—1 0 —- —
ратная .... То же. шести- 2591 — 57 5-100 — 2—i 0 — —
Гранная . . . Сталь угло- вая равного- 2579—57 8-100 — 2—10
кая То же, нерав- 8509—57 - 20 250 4—19 — 2—25
кобокая . . . Балки дву- 8510—57 — 25X16 250Х I 60 4—1 9 — 2,5/1 ,6 25/16
тавровые . - Балки ДВУ- 8239—Вб — 70—210 5—19 юо—700 10—706
тавровые ши- рокополочиые Балки дву- тавровые об- 61 83—52 — 120—408 6—24 200—1017 20Б,—Ю0Б,
легченные . . 61 84—52 ОСТ — 5S—80 6—1 9 160—300 1 6—30
Щдсллеры I 001 7—0'9 — 37—1 04 6—1 9 50—460 5— 40с
Швеллеры облегченные. 61 8S—52 — Во—70 6—19 160—300 16—30
Швеллеры А 8240—56 — 37—115 В—19 Б 0—400 5—49
Примечание. Круглая калиброванная сталь (холоднотянутая) из-
готовляется диаметром зт 3 до 100 я и при точности проката от 111 до V
класса, квадратная—с размером стороны квадрата от 5 до 41 мм— IV
и V класса точности; шестигранная калиброванная- — тек же классов точ-
ностн, но с размером диаметра вписанного круга от 5 до 60 м ль Сталь-
серебрянка изготовляется диаметром от 0,75 до 25 ЛМ1. К этой же группе
проката может быть отнесена катанка — прокатная продукция в моткех
диаметром от ь до ч л1«, идущая для протяжки строительстве для армирования бетона. ня проволоку или ла ,
Дарты на эти профили, можно для той. или иной детали подобрать под-
ходящий профиль и предложить его взамен профиля или формы детали,
изготовляемых в цехе гибкой, штамповкой или даже литьем и обработкой
резанием. В табл. 121—126 приведены некоторые стандартные профили
и перечень стандартов на некоторые другие профили.
Таблица 122
Сортамент листового н полосового металлопроката
Название проката I ЭС 1 Предельные размеры, лм.
толщина ширина длина
Сталь горячеката- ная толсголистовая. 5681—57 4—160 боо—зоо 2000—8000
Сталь тонколисто- вая: холодноЕсатапая , 3680—57 0,2—4,0 600—1 400 1200—3500
горячекатаная , . 3680—57 0,5—4,0 600—1400 1200—4000
Сталь Тонколисто- вая кровельная оцин- ливияняя я декапиро• ванная 8073—56 0,25—2,0 510—750» 71D—2500
Сталь полосовая . 103—57 4,0—60 I 2—200 3—9
Сталь широкопо лосная 82—57 4.0—60 160—1050 5—18
Жесть черная шли- фованная 11 27—57 0,22—0,55 512—(356)- 712—(512)
Жесть белая ♦ ♦ . 5343—54 0.25—0,55 512—(356) 712—(451 2)
Лента стальная го- рячекатаная 6009—57 1 ,2—3,8 20—200 —
Лента ннзд<оуглеро- дистая холодноката- ная 503—41 0,05—3,6 4 ,0—250
Лезта из конструк- ционной стали. . 2284—43 0,1—3,0 4,0—200
Лента пружинная термообработанная . 2614—55 0,08—1 ,5 2—80 —
Сталь горячеката- ная полосовая пру- жинная .... 741Э—“5 4—18 20—160
То же, рессорная . 74 J D—об 3—16 35—150 —
Сортамент стальных труб
Таблица 123
Название труб гост Наружный диаметр, мм (от—до) Толщина стенки, мл (07—ДО)
Трубы бесшовные горячекатаные Трубы бесшовные холоднотянутые Трубы злектросварные Трубы электросварные больших днаме'1 ров 301—50 301-50 1753—53 4015—58 57—426 5-133 5—152 426—1 420 3.5—13 1 0—35 0 ,5—1 ,5 1 ,5—12 0 ,5—1 ,0 3,5—5,5 7—14
Таблица 123 (окончание)
U «звание труб ГОСТ Внутренний диаметр Толщина стенки, мм (от—до)
леи ДЮЙМ
.Трубы водогазопроводные (газовые) с резьбой Примечание. Стапдара предусмотрены трубы квадратные (овальио-цилиидрнческис). 3262—56 амп ГОСТ 5, ПрЯМОуГО 8 10 15 20 25 32 -10 50 70 80 100 125 150 3639—5 гсьные и 7' v: 1 1*л 1*/г 2 2? 4 6 7, 8645- специал 2,25 2,25 2,75 2,75 3,25 3,25 3*5 3,5 3*75 'ЬР 4,0 4,5 4,5 -57, 6855—54 ьиых профилей
Таблица 124
Сортамент некоторых специальных гнутых профилен металлопроката
Название профилей гост Предельные размеры* мм Пример формы профиля
тол- щина d и Ирина b высота ft
Фасонные сталь- ные профили 8275—57 3—16 Из лент, Полос и листов шириной 32—1600 до 250 Й;
Угольники ранно- бокие с 75°, 90°, 120° н 150° 8275—57 2—4 16—80 16—80 Х'_/£ Г Г
Таблица 124 (продолжение)
Название профиля гост Предельные размеры, мм Пример формы профиля
7ОЛ- щина d ширина высота ft
Угольники нерав- йобокне с углами 45°. 60°, 75«, 90°, 120°, 150° Профили U-образ- ные равнобокие (Л=Ь) Профили U-образ ные равнобокие (й>*) Профили О-об- разные равнобокие (Ж*) Профили: U-образяые не- равнобокие С- образные корытообраз- ные 8277—57 8278—57 8279—57 8280—57 8281—57 8281—57 8283—57 2—j 2—4 2—6 2—6 5—50 10—190 h=b I 0—160 20—160 10—160 16—160 15—60 16—400 16—120 16—400 1 1 \ .Z z
X-V-jf
7 ч Г
с; "4
1 Z\ - Z Z / z z л
г 41? rf usu f,5d L_
< г ' Z / / /' / 7 zl
г 1 -=— ь~ dr
Д'-
Таблица 125
Стандарты на некоторые специальные профили стального металлопроката
гост Название и вид профиля
3294—БЗ Стал;» специальных профилей для сельскохозяйственных ма- шин Видь стали: двутавровая низкая, низкокорытная, одноже- лобчатая, полосовая, усиленная па концах, труба треугольная, углобульбовая, угловая равнобокая тонкостенная, угловая перавнзбокая тонкостенная корытная (швеллер), башмачная двутавровая усиленная, тавровая, полосовая с утолщением, кругложелобчатая, одножелобчатая загнутая, овальная, зсто- образная, зетовая, бичевая гладкая, подбнчкоаая, бичевая ребристая, полосовая с закруглеянымв углами, двусторонне усиленная
6353—52 Сталь прокатная специальных профилей для судостроения (полособульбовая и зетовая)
7511—55 Сталь для оконных и фонарных переплетов промышленных зданий (у-гольиикн. тавры, кзробкн и другие разнообразные формы профилей)
5157—53 Профили разных назначений (овальная, сталь для серпов, для коньков, для тормозных шин, сегментная рельсовая)
5157—53 Швеллеры с отогнутой полкой для вагонеток, полосовая для косых шайо, рельсы двуголовые
5678—5! Сталь прокатная специальных профилей для веса» (трсх- граняая и грушевидная)
о. ТВЕРДЫЕ СПЛАВЫ
Твердые сплавы отличаются особо высокой твердостью,
прочностью^ износостойкостью и хорошей химическом стойкостью
против воздействия кислот и щелочей. По назначению изердые спла-
вы можно разделить на- наплавочные (табл. 127) и па применяемые
для изготовления рабочих частей штампов, режущего и волочильного
инструмента.
В качестве последних применяются главным образом так называемые
металлокерамические твердые сплавы (табл. 128).
Наплавочные сплавы применяются для наплавки изнашиваемых
Таблица 126
Стандарты и оптовые цены на стальные изделия металлопромышленности
по прейскурантам Госплана СССР Л 01—02, 01—03 (1951 г.)
Материал ГОСТ на сортамент ГОСТ на технические условия Оптовая цена в руб. за in (DT—ДО)
Сталь обыкновенного качества горячекатаная марок: Ст 0г Ст. ЦСт 2.Ст, 3^ Ст. 4. Ст. 5 Ст. 6. Ст. 7. а также низко- легированная, сталь 1. Сортовая Круглая диаметром от 10 до 250 дл 2590—57 535—58 50,60—72,90
Квадратная со стороной квад рата от 10 до 120 л.и . . . . 2591—57 53з—58 49,10—70,30
Полосовая толщиной от 4 до 60 им при ширине 12—200 лш 103—57 535—58 52,10—76,40
Лента стальная толщиной от 1,5 до 3,8 мм, шириной от 20 до 200 ЛЬЧ 2590—57 6009—57 535—58 66,20—90,50
Угловая равнобокая профилей от 20x20 до 250x250 850В—57 535—58 51,00—71 ,70
Угловая неравнобокая профи- лей от 25x16 до 250x1 60 851 0—57 535—58 51 ,00—78,40
Катаная проволока диаметром от 5,6 До 9 лг/й . 2590—57 502—41 55,60—71 ,60
Низколегированная сталь, круглая, квадратная, полосовая угловая, катаная проволока . . 2590—57 5058—57 70,30—133,10
2 Балки и швеллеры' Балки двутавровые от № 1 0 до № 70 2591—57 103—57 8239—55 535—58 52,20—59,60
Швеллеры от № 5 до № 40 . . 8240—56 535—58 52,70—71 ,90
3, Листовая. Тонколистовая толщиной от 0,9 до 4,0 мм......... 3680—57 501—58 61 ,80—83,70
Толстолистовая толщиной от 4 до 160 мм 5681—57 500—58 50,90—80,40
Широкополосная (уанвер- сальная) толщиной от 5 до <50 мм при ширине от I 60 до 1050 , 82-57 .5.00—58 48,70—67,20
Кровельная сталь толщиной от 0,45 до 0,80 мм . . _ 8075—66 139 3—4 7 97 ,70—149,00
Декапированная сталь толщи- ной 0,25—2.0 JLW 807 5—5 6 1386—47 57,90—186,00
Черная жесть полированная в листах голщиной от № 25 до № 5 U (номер обозначает сред- нюю толщину листа в сотых ДОЛЯХ ЛГЛ*) 1 127—57 1127—57 75,00—205,50
Оцинкованная сталь толщиной от 0,4 до 1,5 мм . ..... 8075—56 71 18—54 I 30,50—250,50
Белая жесть от № 27 до № 50 5343—54, 5343—54 1 4,90—57,50
4. Рельсы железнодорожные 7174—64 7174—54 I .50—4, I I
широкой колен ... ..... 6944—54 6944—54 за 1 пог М
Таблица 126 (продолжение)
Материал ГОСТ на сортамбнт I ОСТ па технические условия Оптовая цена в руб. за m (от^до)
б, Кузнечная заготовка квад- ратная со стороной квадрата от 4693—57 4692—57 45,00—62,60
1 00 до 450 льн. . ....... . 498—58 498—58
Примечание. Нижний предел цены в руб относится к меньшим
размерам профиля металла н к сталям марок Ст. 0, а верхний предел —
к большим размерам и маркам Ст, 3 Ст 4 до Ст. 7. Причем наиболее
дешелзая сталь — бессемеровск екая спокойная. Сталь ксмес-твеняая горюче катамая 1. Круглая н квадратная диа- метром или стороной квадрата от 8 до 300 лмг: Углеродистая сталь марок 1 0, ая кипяща; I, наиболее дс рогач —мартенов-
20, 45 п т, д, до 85 . . . ... Углеродистая с повышенным содержанием марганца 15Г, 20Г, 2590—57 2591—57 1050—30 65,1 0—80.70
40Г н т. д Легированная хромистая 15Х. 2590—57 2591—57 1050—60 924—51 73,50—94 ,50
20Х п т д Молибденовая 15М 20М> 2590—57 2591—57 4^43—44 82,00—151 г00
зом Хцомомаргавцовая 20ХГ, 2590—57 2591—57 4543—48 128,00—158,00
40ХГ, ЗБХГ2, ЗОХГТ и т. д. 2590—57 25S1— 57 4э4 3—4 Ъ 83,00—125,00
Хромовацадвввая I 5ХФ, 20ХФ Хромокремнистая ЗЗХС, 37ХС, 2590—57 2591—57 4543—48 107,00—1 37 ,50
40ХС Хромомолибденовая 12ХМ, ЗБХМ., 20ХМ. ЗОХМ Креыисмарганцовая 27СГ, 259 0—57 2591—57 4543—48 87,00—1 19,00
2590—57 2591—57 4543—48 108,00—182,00
35СГ Хромоникелевая 20ХН, 2590—57 2591—57 4543—48 75,00—1 09,00
I2XH3, 45ХИ и г. д Хромокремнемарганцовая 2590—57 2591 — 57 4543—48 98,50—224,00
20ХГС, ЗОХГС и т. д 2590—57 2591—57 4543—48 88,00-1-14,00
Хромовавадисвая20ХФ, 1*ХФ 2590—57 2591—57 4643—18 107,00—1 37,00
Хромомарганцовомолибденовая 18ХГМ, 40ХГМ . 2. Легированная высококаче- ственная (с добавлением буквы 2590—57 2591—57 4543—48 123,00—1 60,00
А, например хромоникелевая 12ХНЗА) 2590—57 2591—57 4543—48 ' На 11—14% до- роже соответст- вующих обычных марок
Таблица 126 (продолжение)
Ма герпал ГОСТ на ГОСТ не Оптовая цена
сортамент технические в руб. за т
условия (от—да)
ХромоникеЛовольфрамовая г ахнвл 2590—57 4513—4S 340,50—4-22,00
2 91—57
Хромояикельмолибденоалтомп- ниевая 3 8ХМЮА 2590—57 454 3—48 168.00—207 .00
2791—57
3. Шарикоподшипниковая стать хрол<иегая ШХ9, Ц1Х1-5 идо. . П 13—4? 801—59 100,00—165,00
4. Автоматная сталь Al 2.
А20, АЗО, А40Г 2590—57 2591 — 57 1414—64 83,10—101,30
5. рессорно пружинная угле* роднстая 6Б, 70, 75, 85, 65Г
я ДР . - . . . 2590—57 2052—32 71,00—94,00
Кремнистая (60С2 и. т. д.). . 6. Рессорно-пружинная высо 7419—55 2052—53 91 ,00—118,50
некачественная (с буквой А) 1555—4 8
всех марок - 7419—55 .На 12—14% да
2590—57 2052—53 роже обычных марок
7. Инструуентальная стали (сортовая и полосовая) 1133—41
Углеродистая качественная У 4 У8, У19 и все другие. . 56.^0—51 1435—54 72,00—120,00
2590—57 2591—57 521 0—51,
Углеводистая нысококачествеЕ! 106,00—137,00
ная У7А, У12Д и вес другие . 5650—51 2590—57 2591—57 .5650—51 2590—57 2591—57 СЛ СЛ ** ^Л_ — W о о сл 1 1 1 СЯ О1 СП
Легированная 1 19,50—392,50
234,00—100! ,10
Легированная с вольфрамом . 5650—51 2590—57 5950—51
2591—57
Быстрорежущая сталь (Pi 8, Р9 и т д.) 5650—51 5952—51 1092,(](]—5127,00
। 8. Нержавеющая окалииостой- кая и жаропрочная (сортовая) . — юьэ — Сп U1 о ю о Сл О 1 1 1 <”1 Сл ОО 'Л м 5949—51 5632—51 133.50—2155,00
9 Жаропрочные сплавы иа 1 никелевой основе 2590—57 ЧМТУ 2360,00—5168,30
2591—57 4405—48 2362—49 и др.
10 Катаная стальная прово лока (катанка) от 5 до 9 дл, в том числе сварочная» ЧИТУ 3248—52
из углеродистой качественной стали ...II.. 2590—57 1050—60 74,00—85,00
из легированной качественной и высококачественной стали . . 2590—57 ЧМТУ 5208—55 107,00—195,00
и др.
из инструментальной углеро- дистой стали . . 2590—57 3380—53 1 10.00—129,00
И ДР
Таблица 1'26 (продолжение)
Материал ГОСТ на сортамент ГОСТ на технические условия Оптовая ценя в руб- за 7г. (от—до)
Листовая я широко полосная сталь 1. Тонколистовая конструк- ционная ТОЛЩИНОЙ ОТ 0 5 до 3,9 .ш: Углеродистая ОЗкп, t Огп, 10, 20, 25, 45 И ДР 3680—57 914—5 6 81 ,90—145,00
Электротехническая нмзкоуг леродистая 3680—57 СО td ОО СП со т г Л. О1 125,00—217 00
Углеродистая с повышенным содержанием хгаргавца 3680—57 1542-54 92,30—220.1 0
Хромистая. 3680—57 1542—54 113,80—211 ,20
Никелевая, ьремяистая, хромо- никелевая .... . . ... 3680—57 1542—54 110,20—239 30
Легированная с молибденом, в о л ь фра м о м, ва на д к ем, алюми- нием . . , 3680—57 1542—51 176,04—615 20
Инструментальная углероди- стая ... 3680—57 1435—5 4 101 , 10—184 40
Нержавеющая и кислотостой- кая ... 3680—57 5582—50 380,90—4350,00
Окалиностойкая и жаропрочная 3680—5“ 55 82—50 412,20—1^25,00
2. Электротехническая листо- вая сталь толщиной от 0,1 до 802—58 802—58 I 28,1 0—586,50
3 Толстолиечовая сталь тол- щиной от 4,0 до 140 мм: Углеродистая ... - 1577—53 1577—53 72, !>0— 94,30
4041—48 4041 48
Углеродистая с повышенным содержанием марганца 4041—48 СО ОО 1 I со о со 80,20—128,10
Легированная всех марок. . . 5681—57 чмту 100.70—374,80
Инструментальная углерода- стая и легированная ...... 568 Е— 57 Ч.ЧТУ 1 11 ,20—170 ,00
Двухслойная с нержавеющим слоем (Ст. 3. ЭИ*49б и др ) . • и МПТУ ЧМТУ 130,00—638,00
Нержавеющая и кпслотостсй- кая.. .- 7350—ББ "Ч со Сг, Сл О сг> 1 1 сл Сп Сп 1<? 229 , 1 0—1273,00
Окалмностойкая и жаропрочная 7350—55 7350—55 220,60—969,40
5. Широкополосная сталь тол- щиной от 6 до 60 мм при ши рине от 400 до 1 050 лм<: Углеродистая и легированная 82—57 Разные ТУ 62,00—207,50
Лента стальная горячекатаная и холоднокатаная сталей всех видов толщиной 1—6 мм. . . . 1530—42 ТУ и 67,00—795,00
154 0—4 2 ЧМТУ
Таблица 126 (окончание)
Материал ГОСТ на соотамеат ГОСТ на технические условия Оптовая цена в руб. за ?п (о г—до)
Инструментальная ...... Калиброванная (холоднотяну- тая сталь) нормальной точности (IV класс): Кргтлая диаметррм от 3 до 82—57 I 435—54 86,00—1 1 0,00
9D ми * шестигранная размером (диа- метр вписанного круга) от 5 7417—57 1051—59 Дороже горяче- катаной качест- венной стали да 25—45%; 25% соответствует большим профи-' Лям, 45%—малым профилям
до 80 nt» 8560—57 I 051—59
квадратная от 4 до 5 0 ли:. . 8559—57 1051—59 То же на 36—50%
Примечал и е. Нпадий предел цены в рублях шим размерам профиля металла, н наоборот. относится к лбель-
деталей машин, штампов и приспособлений с целью возмещения их
износа и повышения износостойкости.
Стеллиты чаще всего применяются для наплавки газовой
сваркой деталей, работающих в условиях, способствующих корро-
зии, при высокой и умеренной температуре (лопасти турбин и др.).
Сплавы сормайт № 1 и'№ 2 применяются, кроме того, во всех
других случаях износа вследствие истирания, ударов и толчков, для
наплавки режущего инструмента, штампов, ножей', ножниц, обрезных
матриц и пуансонов, щек дробилок, зубьев экскаваторов и т, п. Для
возмещения грубого износа деталей, работающих с ударами и толчка-
ми, также могут применяться твердые сплавы: сталинит (железа
около 5094, остальное хром, марганец, углерод и др.), в о кар (око-
ло 87% вольфрама, остальное углерод, кремний, железо). Твердо-
сплавные^наплавки могут бьпь получены также электросваркой при
помощи электродов, имеющих специальный состав обмазки с боль-
шим количеством феррохрома, ферротитана или ферромарганца. Все
сплавы при термической обработке не изменяют своих свойств, кроме
сормайта 2, который при закалке и отпуске повышает твердость
Таблица 127
Наплавочные твердые сплавы
Мария и химический состав, % (основные составляющие) 1 Температура | плавления, °C | Сдельный вес Свойство ОДНОСЛОЙНОЙ наплавки
предел прочности при растя- жении, хз/лм:2 твердость. СЛ- дс относитель- ный ИЗНОС (износ стали марки Г12 принят равным I)
Стеллит В1<2 вольфрам 13—17 кобальт 47—53 Хром 27—33 1 260 — 60—70 46-4 7 0,4—0,6
Стеллит ВКЗ: вольфрам 4—5 кобальт 58—62 jjpow 28—32 [275 8,53 60—70 41—43 0,5—0,55
Сормайг № I Хром 25—31 углерод 1,5 —3,3 кремний 2,8—4 <2 никель 3,0—5,0 прочие 3—3,0 железо — остальное 1 275 7,4 35 49—50 0,61—0,65
Соолайт № 2. хром I3—1 7 углерод 1,5—2,0 кремний 1,5—2,2 никель I,3—2,2 прочие 1,0—2,5 железо — остальное |300 7,6 39—13 39—43 0,65—0,7
За последнее время широкое распространение получают так на
зываемые м и н е р а л о к е р а м и ч е с к и е сплавы. Эти сплавы,
называемые иногда термокорундами, изготовляются путем спекания
окиси алюминия (A13OS). Опи не содержат вольфрама/ кобальта п
других дорогих элементов. Поскольку термокорунд не имеет сродст-
ва с обрабатываемым металлом (он не металл}, то ои не склонен к
слипанию с металлом обрабатываемой детали, что обеспечивает мень-
шую усадку стружки, меньшую температуру резания и более высо-
кую чистоту обработанной поверхности. Минералокерамические сплавы
выпускаются в виде пластинок белого цвета, похожих в изломе
на фарфор. Наибольшее распространение получили сплавы марок
ЦВ13, ЦВ18, ЦМ332 и Т48, рекомендуемые в качестве заменителей
быстрорежущих сталей и металлокерамических сплавов при чисто-
вом н получистовом точении стали, чугуна н цветных сплавов. Тер-
мокорунд марки Т48 имеет удельный вес 3,89—3,92 и твердость
89—91 ед. R р
20 Заказ №
Таблица 128
Марии и химический состав, % Удельный вес Твердость, ед. не менее Предел проч- ности при 'изгибе, кг/мм2 Температура красностой- кости Общая характеристика сплава Область применения
ВК2 карбид вольфрама 98 .кобальт 2 »0 15,2 90 1 00 — Наибольшие для вольфрамо- вых сплавов износостойкость и допускаемая скорость ре* Для чистовой и получисто- вой обработки резанием чугу на, цветных сплавов и неме-
вкз карбид вольфрама 97 кобальт 3»0 15,1 89 100 1100—1150 занял Умеренная прочность п сопротивляемость ударам и вибрации талличсскнх материалов (стек- ла, резины, пластмассы л ДР )
БК4 карбид вольфрама 96 кобальт 4,0 15,0 89,5 130 Высокая износостойкость и эксплуатационная прочность (выше» чем у ВК6 а ВК8), хорошая сопротивляемость ударам н вибрации Для всех (кроме особо тя- желых) видов обработки ре- занием чугуна, цветных сплз' вов, неметаллических мате- риалов, титаноаых сплавов
БК6 карбид вольфрама £4 кобальт 6 14,8 88 120 1050—1 100 Высокая износостойкость и допустимая скорость резания, но ниже» чем у ВК2. Высокая сопротивляемость ударом он брации и выкрашиванию То же
ВК6М карбид вольфрама 94 кобальт 6,9 14,9 90 130 Более высокая изиэсостой* кость» чем у ВК6, и более высокая прочность, чем \ ВК2 н ВКЗ Для обработки нержавею- щих сталей, отбеленных чу- гунов, а также сырых угле- родистых и легированных ста- лей на малых скоростях резацяя
BKS карбид вольфрама 92 кобальт 8,0 14,6 87.5 130 950—1 000 Прочность, сопротиВЛЯс* мость ударам, выкрашиванию и вибрации выше. чем у В1<6. при меньшей износостойкости и допустимой скорости реза- ния Для Черновых операций об* работки резанием чугуна, цветных сплавов и неметал- лических материалов и иногда стали. Для быстроизнашн- нающихся. деталей (центра матрицы и др )
Твердые сплавы
Таблица 128 (продолжение)
Марки и химический состав, % Удельный вес J верность, ед. не менее Предел проч- 1 яости при из- гибе, кг/ям* температура красностой- кости Общая характеристика сплава Область применения
ВК8В карбид вольфрама 92 кобальт 8,0 14,6 86,5 150 — Высокая прочность и сопро тивляемостд ударам и вибра- ции. Износостойкость выше, чем у ВК15 Для бурения горных пород
ВК10 карбид иольфрама 90 кобальт 10 I 4,4 87 13 ООО— 950 Прочность, сопротиоляе мость ударам и вибрация вы- ше, чем у ВК8, но ниже из- носостойкость Дчя волочения прутков и труб. Для штампового ин- струмента, работающего при небольших нагрузках
вкп карбид вольфрама 89 кобальт 11 1 4 г2 £6 г 0 150 — Прочность п сопротивляе- мость ударам выше, чем у В1<10 г при меньшей Износо- стойкости Для бурильных работ. Для быстролзнащнвающихся дета- лей, работающих при боль- ших и ударных нагрузках
1 ВК15 карбид вольфрама 85 • кобальт 15 1 4 JI 86 160 850-900 Наивысшая для вольфрамо- вых сплавов прочность н сопротивляемость ударам к вибрации; хорошая, но более низкая износостойкость Допускается для обработки резанием труднообрабатывае- мых сталей. Для штампового инструмента, работа ющего при повышенных нагрузках
Т5КЮ карбид вольфрама 85 кобальт 9,0 карбид титана 6,0 1 3 , и 58,5 115 850—900 Наивысшая для титановоль- фрамовых сплавов прочность, с оп ротнвл яемо с ть уда рам, вибрации и выкрашиванию; хорошая, .по более низкая износостойкость. Скорость резания допускается выше Для черновых операций при обработке углеродистых и легированных сталей
306 ________________Материалы
Таблица 128 (окончание)
Марки и химический Удельный вес Твердость ед. не менее Предел проч- ности при ИЗ’ гнбе, кз/льи2 Температура нраснэстой- кости Общая характеристика сплава Область применения
Т1 4К8 карбид вольфрама 78 кобалэг 8,0 каобид титана I4 11,6 89,5 113 Более высокая износостой- кость и допустимая скорости резания выше, чем у T5KI0, но ниже остальные качества Для черновых и получисто- вых операций при обработке с галей
TUK 6 карбид вольфрама 78 кобальт 6,0 карбид титана 15 11,35 90 по 1’00 Износостойкость и допусти- мая скорость резания выше, чем у TI4K8, но ниже остальные енчестна Для всех видов операций при обработке сталей
Т1БК6Т карбид вольфрама 79 кобальт 6,0 карбид титана 15 11,35 91 11 0 — То же, ио в отношении Т15К6 То же, кроме чернового точения
Т30Ц4 карбид вольфрама 66 кобальт 4 карбид -нтана 3(J 9,65 92 90 1200 То же, зо в ОТЦОШСШШ Т1 5К6Т Для чистового точения в развертывания отверстии при обработке сталей
Г60К7 карбид вольфрама 34 кобальт 4,0 карбид титана 60 6,75 90 75 Наивысшие для титано- вольфрамовых сплавов изно- состойкость и допустимая скорость резания при пони- женной прочности и сопро- тивляемости ударам, вибра цни н выкрашиванию То же
Твердые сплавы
6. АЛЮМИНИЙ И СГО СПЛАВЫ
Все более широкое применение алюминия и его сплавов объ-
ясняется их ценными качествами: легкость (уд, вес 2,7), легкообраба-
тываеиость, малое электросопротивление, большая теплопроводность,
большая пластичность, прочность и плотность пленки окиси, предо-
храняющей от окисления.
Недостатками алюминия являются: труднорасплавляемость, порис-
тость в литом состоянии, большая усадка (1,3—1,5% и более), густо-
плавюсть и отсутствие стойкости в среде едких щелочей ц неоргани-
ческих кислот, а также тугоплавкость его окислов, вызывающая затруд-
нения при сварке и пайке.
Основными компонентами для литейных алюминиевых
сплавов служат; медь, кремний, магний, цинк, железо, никель,
марганец.
В зависимости от назначения алюминиевые сплавы делятся па литей-
ные п на деформируемые. Литейные сплавы алюминия маркируют-
ся буквами АЛ (табл. 129). Они изготовляются пли из чистых металлов
и называются первичными, или из лома и отходов п называются вто-
ричными; предназначаются для фасонного литья.
Согласно ГОСТ 2635—53 литейные Сплавы делятся по хими-
ческому составу на пять групп на основе систем: алюминий — крем-
ний, так называемый силумин (марки АЛ2, АЛ4 и АЛ9), ал'ю-
мянцй —магний (марки АЛ8, АЛ13, АЛ18), алюминий —
медь (марка АЛ7, АЛ12), алюминий — медь — кремний (марки
АЛЗ, АЛ5, АЛ6, АЛЮ), алюминий — прочие компоненты, в тол:
числе алюминий — медь — магний — никель (марка АЛ1) и алю-
миний — кремний — цинк (марка АЛИ). Наибольшей прочностью
обладает сплав АЛ8 и наименьшей АЛЗ.
Из первичных сплавов алюминия широко применяется, как более
жидкотекучий, плотный и имеющий меньшую усадку, силумин в чуш-
ках (ГОСТ 1521—50), содержащий от 10 до 13% кремния. Вторич-
ные алюминиевые литейные сплавы (в чушках) (ГОСТ 1583—53) мо-
гут быть: алюминиевомедпокремнистые (АЛ15Ч, АЛ16Ч, АЛ17Ч),
алюминиевокремпистые (АЛ4Ч, АЛ9Ч), алюминиевомедные (АЛ7Ч),
а также сплавы с магнием, кремнием, медью (АЛЗЧ). Вто-
ричные алюминиевые сплавы применяются для фасонного литья,
пищевой посуды, изделий ширпотреба и для подшнхтовки при изго-
товлении первичных алюминиевых сплавов.
Деформируемые алюминиевые сплавы служат
для изготовления деталей прессованием, штамповкой, механической
обработкой. Они поставляются в виде прутков, проволоки, лент, труб,
листов (табл. 130).
Эти сплавы обладают высокими механическими свойствами. Не-
которые из них подвергаются термической обработке (закалке, есте-
ственному или искусственному старению) К ним относятся сплавы
типа дю рал ю мин на основе системы: алюминий — магний (мар-
ки Д1, Д9, Д16, Д18, ДЗП и др ).
Сплавы, легированные никелем (АК2, АК4 и др.), являются жа-
ропрочными.
Таблица 129
Механические свойства (гарантируемые) литейных алюминиевых сплавав
Марка Химический состав в % основной состав- Способ g и д tri : ПрОЧ- 1ри евин, h a £ Твердость
ляющей (остальное литья p'sS Ч ” SC ы “ 23»
алюминий п прочие) JjJ Ч Ст* Q <D CD кг/лхл1*
ш ? о С х ci. Si О S C
АЛ2 Кремний 10—13 зм, км 16 4 50
к, д — 15 2 50
АЛ6 Кремний 4,5—6 Медь 2,0—3,0 3 Т2 1Б 1 45
лла Кремний 6—8 к — IS 2 50
Магний 0,2—0,4 д — 15 I 50
3. К Т4 18 4 50
з, к 3. м Т5 20 2 60
АЛ4 Кремний S—10,5 17 2 50
Магний 0.17—0,3 к Т1 20 1 .5 70
3, м Тб 23 3 65
к Тб 23 3 70
АЛЗ Кремний -1—5 3, к, д — 12 65
Медь 1 ,5—3.5; 3, к Т1 17 1 70
Магний 0,2—0,8 з. к, д Т2 12 - - 65
3, к Т5 21 - 75
3, к Т7 20 1 70
3, к Т8 18 a 65
AJI5 Кремний 4 .5—5.5 3, к Т1 1 6 65
Медь I—1,5 Т5 20 70
Магний 0,35—0.6 3, к Т7 18 1 65
АЛЮ Кремний 5,0 Медь 6,5 3 Тб 13 — 70
Магний С,3 к Тб 20 100
АЛ7 Медь 4.5 з, к 14 20 6 60
з. к ТБ 22 3 70
АЛ12 Медь 7—14 3, К, Д 11 50
3, К Тб 17 — 100
АЛ1 Медь 3.75—4,5 3, к Ts 20 0,5 05
Магний 1.25—1,75 Никель 1,75—2,25 к Тб (30) (0,3) (130—Г40)*
АЛ8 Магний 9Д—11,5 3 Т4 28 9 60
АЛ13 Магний 4,5—5,5 Кремний 0,8—1,3 3, к. д 15 I 55
АЛИ Кремний 6—9 3, м 20 2 80
Цинк 10—14 к — 25 I ,5 90
АС1 Медь 1,8—3,5 Цинк 11—14 3- — 15 — 70
* Механические свойства указаны средние типичные
Принятые обозначения» 3 — литье в землю; К — литье в кокиль;
Д — литье под давлением; М — модифицирование; TI—старение; Т2 — от-
жиг; Т4 — закалка; Т5 —закалка н частичное старение; Тб —закалка и
полное старение до максимальной твердости; Т7 —закалка и стабилизирую-
щий отпуск; Т8 — закалка и смягчающий отпуск
Таблица 130
Химический состав и механические свойства деформируемых
алюминиевых сплавов (ГОСТ 4784—49)
Марка Химический состав основной составляю- щей в % (остальное алюминий и прочив примеси) Состояние Предел прочности при растяжении, кг/мм3 Предел текучести, ' кг^мм* Относительное удлинение, % Предел усталости, кг/мм3 3 и о Си <и m
А — Отожженный 9 3 зо '1 2Б
(алЕО- М1И1ИЙ) Марганец 1.0—1,6 Нагартованпый 14 10 I 2 5 32
АМц Полуиагарто- 16 13 10 6,5 40
ва нный 20 5,5
Магний 2,о—2,8 Отожженный 1 3 5 30
АМ г Полунагарго- 25 21 6 13,5 60
ванный 12,5
Магний 4,7—5,7 Отожженный 20 10 23 80
А Мг5 Отожженный 27 15 23 -— 70
АВ Магний 0,45—0,9 Закаленный 33 28 12 7,Б 95
АК6 Кремний 0,б—1,2 Медь 1,8—2,6 и состаренный Отожжеплый 13 14 4,5 30
Закаленный 42 30 13 —— 105
Магний 0,5—0,8 и состаренный
Д18 Кремний 0.6—1 2 Медь 2,2—3,0 Закаленный 30 17 24 9,5 70
дзп Магний 0,2— (1.5 и состаренный Отожженный 16 6 24 38
Медь 2,6—3,5 Закаленный 34 21 20 1 0 80
Магний 0,3—0,7 Медь 3,8—4,8 it состаренный Отожженный 17 8 20 ,—
Д1 Закаленный' .42 24 18 10 , ь 100
Магний 0,4—0,8 Медь 4,6—5,2 if состаренный Отожженный 21 11 18 7,5 45
Д6 Закаленный 46 30 15 — 105
Д16 Магний 0, 65—1,0 Медь 3,8—4,9 и состаренный Отожженный 22 11 15 48
Закаленный 47 33 17 11,5 105
АК8 Магний 4 ,2—1 ,g Медь 4,6—5,2 Магний 0,40—0,8 п состаренный Закаленный и состаренный 49 38 13 II ,5 130
АК4 Кремний 0,6—1,2 Медь 1,9—2,5 Магний 1,4—1,8 44 29 I 0 — 110
Закаленней в состаренный
АК2 Никель 1,0—1,5
Медь 3.5—4,5 Магний 0,4—0,8 Закаленный и состаренный 42 28 13 10 100
BS5 Никель 1 ,8—0,3
Медь 1,4—2,С Закаленный 60 55 12 16 150
Магний I .8—2.8 If состаренный
Силу* Циепс 5—7 Отожженный 26 13 13 —— —
Медь 0,8—1,3 Закаленный 39 28 10 10 115
Магний 0,8—1.3 н искусственно
АКЭ Кремний 11—13 Никель 0,7—1,3 состаренный
7. СПЛАВЫ МЕДИ
К сплавам меди относятся латуни и бронзы. В табл 13j>
приведены основные сведения о литейных латунях и латунях, которые
могут обрабатываться давлением.
Буквы в марках латуней и бронз обозначают компоненты:, Л —
латунь, А—алюминий, Ж— железо, Мц — марганец, К —кремний,
С — свинец, О — олово. Цифры показывают средний химический
состав компонента, например, марка ЛАЖМц 66—6—3—2 обозна-
чает: латунь алюмннневожелезистая марганцовистая с содержанием
меди 66%. алюминия 6,0%, железа 3%, марганца 2%, остальное
цинк и примеси свинца, олова, сурьмы и т. д. в количестве в среднем
1,5—2%.
Таблица 131
Латуни (ГОС । 1019—47)
Марка Способ литья или состояние Предел прочности прн растяжении, кг/мм2_ Относительное Удлинение, % Твердость Яд , ке/мм* Область применения
Латуни лгЬпейнь.е
ЛА 67—2,5 Литье В кокиль 40 15 90 Коррозионностойкие де-
Литье В землю 30 12 — зали в морском п общем машиностроении
ЛАЖМц Литье В- кокиль 66 7 160 Гайки нажимных виц-
66—6—3—2 Литье в землю 60 7 — тов, работающие в тя- желых условиях Мас-
сивные червячные винты
ЛАЖ Центробежное 70 7 160 Дрматура, вгул4Н,
60—1 —1Л литье 42 подшипники
Литье в кокиль 18 90
Литье в землю 38 20 80
лк 80—8Л Литье в кокиль 30 15 11 0 Литая арматура, ше*
Литье в землю 25 10 100 стерни, детали судов, арматура, ра ботающая в морской воде
ЛКС 80—33 Литье в кокиль 30 15 100 Литые подшипники и
Лнтье и землю 25 7 90 втулки
ЛМцС Литье в кокиль 35 8 80 Подшипники, втулки
58-2—2 Литье в землю 25 10 70 и ДРУгие антифрикционные детали•
ЛМцОС Литье в кокиль 30 4 100 Шестерни
56-2—2-2 'Литье в землю 30 6 90
Таблица 131 (окончание)
Марка Способ литья или состояние Предел прочности при растяжении, к.г/ммй Относительное Удлинение, % Твердость Hg , кг/я(мг Область применения
Лап autnet НЫв
ЛМцЖ 55—3—1 Литье в кокиль Литье а землю Б0 45 10 15 100 90 Несложные по конфи- гурации детали ответст- венного назначения-, ар- матура для морского су- достроения, работающая при температуре до 300 °C. гребные винты н нх лопасти
ЛМцЖ 52—4 — 1 Литье в землю 50 15 100 А виадетали, несущие силовую нагрузку, неот- ветственные -подшипники и арматура
ЛС 59—1Л Центробежное литье 20 20 80 Втулки для шарико- подшипников
Латуни, обрс 1бать waezie ie давле чием
Томпак Л96 Отожженный 24 52 до 40 Радиаторные трубки
То же Обработанный твердый 40 2 — (о же
Гомпак Л90 Отожженный 26 44 53 Листы и ленты для плакировки
Полутомпак Л85 То же 26 43 0 4 Трубы гофрированные
Полут омпак Л80 31 52 53 Листы, ленты и про- волока
Латунь Л70 » 33 5 — Полосы и ленты спе- циального назначения
Латунь Л68 » 33 56 150 Полосы, ленты, лис- ты, трубы и проволока
Jlaiynb Л62 » 36 49 56 Полосы, листы, тру- бы прутки н проволока
Тад яйца /32
Оловянные бронзы (ГОСТ 613—50)
Марка Предел прочности при растяжении, Относительное удлинение, % Твердость tl .ке!мм‘ О Антифрик- ционные свойства Область применения
коэффициент тгения । износ брон- зы v
Бр OUCH 3—7—5-1 Бр. ОЦС 3—12—5 Бр. ОЦС 5-5-5 Бр. ОЦС 6—6—3 Бр ОЦС 4-4—17 Бр. ОЦС 3,5—6—5 При» теле для ли 2 ПО1 со смазкой. 18 21 18 20 15 18 15 18 15 15 [В е ч а и । ГЬЯ В ЗС сазатели в знаме 8 5 8 5 6 4 6 4 Б 6 4 я. 1. Г МЛ 10, BS антифрь нагеле — 60 60 60 60 60 60 Токазате наыеиат КЦИОННТ - без см 0,013 0.06 Арматура, работающая в условиях морской н пресной воды, паря и давления до 25 кг{см* Арматура, работающая в условиях Пресной во- ды, пара в давления до 25 ке/смл Антифрикционные де- тали То же !> » свойств дайы в чпелн- в кокиль. в числителе 1ри работе
иль 0,609 0,1Ь 0,01 0,16 ли меха зле — дл JX свойс зэки. 403 0,041 367 0 .016 155 шческн? я литья тв дань
Марка Л68 обозначает: латунь с содержанием меди 68%, осталь
ное цинк и примеси свинца, сурьмы, железа и др. в количестве
0,2—0,5% Кроме латуней, указанных в табл. 131, существует группа
латуней специальных, указанных в ГОСТ 1019—47.
В табл 132 и 133 приведены основные сведения о литейных
оловянных и безоловянных бронзах, а также бронзах,
обрабатываемых давлением. Кроме указанных марок, существует груп-
па бронз по ГОСТ 614—50 вторичных в чушках, применяющихся как
шихтовый материал для изготовления бронз, перечисленных в табл. 132.
ГОСТ 5017—49 предусмотрены также оловянные бронзы, обрабатывае-
мые давлением. На некоторые из указанных в табл. 132 бронз имеется^
ГОСТ 493—54.
Бронзы безоловпнмые
Таблица 133
Марка по ГОСТ 493-54 Состояние Предел проч- | пости при растяжении. •сг/мм* Относитель ное удлине- ние, % Твердость кг/мм* Коэф- фициент трения со смаз кой ’ Область применения
без смаз- ки
Бо А7 Ленты, полосы so 2,5—10 90 — Пружины, пру- жинные детали
Бр АМц 9—2 Прутки, полосы, ленты Литье в кокиль 45—SO 40 18—5 20 80 — Детали электро- оборудо ванкя Крупное фасон- ное литье, армату- ра, работающая при температуре до 250°С
Во, АЖ 9—4 Прутки Литье в 55 -to 15 10 110—180 100 0,004 ГаЦки, седла кла- панов я другие дета- ли машин
землю 0,18 Втулки подшип- ников. шестерни
Бр.АЖМц ю— г—i,5 Пругкп, трубы 60 12 129—171 — Разные детали матик, а также втулки подшипни- ков
Литье в 50 20 120 0 ,012 Фасонное литье, шестерни, втулки
кокиль 0,21
Бр. КМц 3—1 Полосы, прутки Лейта, проволока 35 90 45 0,5 — — Пружины и пру- жинные детали, хи- мическая арматура, антифрикционные детали
Бр АЖ Литье в SO 2 250 0,01s Фасонное литье
11— 6— 6 землю н кокиль —
Бр, СЗО Хсвннца 30%) Литье центро- бежное 6 4 25 0,004 Для заливки под-
0,155 ШППНИКОВ
Бр. Б2 Йврпллия 2%) Полосы, прутки, л ент а '30—60 ^66 30 2 100 135 Электроконтакты, шестерни, неискря- щие инструменты, пружины, пружиня- щие детали ответ- ственного назначе- ния
Припои
Припоями называются сплавы, применяемые для пайки металличе-
ских изделий.
Припои имеют относительно низкую температуру плавления, хо-
рошо смачивают металл в процессе пайки и обеспечивают достаточ-
ную прочность шва (табл. 134, 135 и 136).
Таблица 134
Припои оповянносвинцопыс (ГОСТ 1 499—54}
Марка Удельный вес, г/см3 Температура плавления, °C Предел прочности при растяжении, *г/лм12 Относительное удлинение, % Ударная вязкость кем/см- Твердость Я_ , 1 . -° ' кг/мм2 Область Применения
начало конец
Олово 01 7,31 232 232 1,9 43 5,29 6,2 Лужение авто- клавов для Сте- рн л и за цш i мед1! - цицских инстру- ментов
ПОС 90 7,57 183 222 , 4,3 25 1 ,85 13,0 Пайка внутрен- них- швов пище- вой посуды и хге- дицинской аппа- ратуры
пос во S.S7 I 83 209 3,6 32 4,59 15,6 Пайка авиацкон- 1 иых радиаторов
ПОС 40 3,31 183 235 3.2 63 4,75 12,6 Пайка латуни, стали и медных проводов
ПОС во 9,69 I 83 25 В 3,3 58 2,90 10,1 Пайка ла гу ни, стали, медных проводов, оцинко- ванных листов жести, приборов, радиоаппаратуры и Др.
ПОС 18 ПОС 10,23 183 277 2,8 67 3,86 10,5 Пайка свинца, стали, латуни, автотракторных деталей й изделий ширпотреба
4—В 10,7 245 265 5,9 23,7 0,8 14,2 Пайка белой жести, латуни, железа, меди, свинца при нали- чии клепаных за- мочных швов, вмятин в кузове легковых автомо- билей и др
Свинец С-1 10,37 327 327 1 ,1 45 2,11 2,3
Таблица 133
Припои медноцинковые
.Маркл 1 (ГОСТ 1534—4 2) Удельный вес, Температура плавления, °C Предел прочности при растяжении, кг/ли* 1 Относительное удлиненна? % Твердость Н > ке/дск* Область применения
начало конец
ПМЦ.36 7 7 800 825 Хруп- кий — — Пайка латуни, со- держащей до 08% Меди, и специальных латуней с таким же содержанием меди, а также топкая пай- ка по бронзе
ПМЦ-48 8,2 850 865 21 3 130 Папка медных спла- вов, содержащих свыше 68% меди
ПМЦ-5 4 8,3 876 880 35 20 128 Пайка меди, том- пака, бронзы, ста- ли, нейзильбера
Припои серебряные
Таблица 126
Марка Удельный вес., г/слс* Температура плавления, ЭС Область применения
ПСр и 8,6 <330 Пайка примусных горелок
ПСр 12 8,5 785 Пайка латуни с содержанием меди более 58%
г.ср 25 8,9 765 Пайка тонких деталей, кепд*. требуется чистота места пайки
ПСр 45 9,3 720 Пайка медьы\ н бронзовых частей
ПСр 6а 9,6 740 Пайка ленточных пил
ПСр 70 9,8 980 Пайка проводов, когда .места спая не должны резко умцнъ* шать электропроводность
ПСр 67 9,9 810 Пайка заготовок при изготов- лении троллейньгх проводов
ПСр 50 0,5 690 Пайка в стык тонкой луженой стальной проволоки в кабель- ном производстве
Сплавы, имеющие температуру плавления до 300°, называются
мягкими припоями (оловяиносвинцовые) в отличие от твердых
(медиоцинковых) припоев, которые имеют температуру плавления
850—885° Есть также припои серебряные, имеющие в своем составе
от 10 до 70% серебра, и легкоплавкие припои, имеющие температуру
плавления от 60 до 183°.
Легкоплавкие припои имеют в своем составе висмут, оло-
во, кадмий, свинец и др
В обозначениях марок припоев буквами указывается название ком-
понента, цифрами — их содержание в припое. Например, марка ПОС 30
означает припой оловянносвипцовый с содержанием олова 30%, осталь-
ное свинец, сурьма и примеси. В мягких припоях сурьмы обычно со-
держится до 2,5%, остальных примесей — меди, мышьяка и др.—
до 0,2%.
В припое ПОСС 4 — 6 последняя буква С и цифра 6 означают:
сурьма в количестве 6%; марка ПМЦ-36 означает припой медноцин-
ковый с содержанием меди 36%, остальное цинк и прочие примеси
(свинец, железо). Их в медпоцниковых припоях содержится обычно
не более 0,6%. Марка ПСр 45 означает припой серебряный, с содер-
жанием серебра 45%, остальное медь, цинк и прочие примеси. Коли-
чество меди в серебряных припоях.от 20 (ПСр 65) .до 53% (ПСр 10).
Прочих примесей обычно не более 1 %.
Подшипниковые (антифрикционные) сплавы
Антифрикционные сглавы применяются для изготовления подшип-
ников и других трущихся деталей машин. Отличаются высоким сопро-
тивлением износу, хорошей прирабатываемостыо, минимальной склон-
ностью к заеданию, высоким сопротивлением коррозии, способностью
без изменения свойств выдерживать большие механические нагрузки.
Антифрикционный материал считается хорошим, если он выдерживает
большое число оборотов (скорость у), большое удельное давление
(Р) и большую удельную мощность (Ри). Наиболее распространен-
ными и широко применяющимися антифрикционными материалами для
заливки подшипников являются оловянные баббиты (табл. 137),
свинцовистая бронза Бр СЗО (табл.133) Хорошими антифрикци-
онными сплавами являются Также цинковые сплавы (табл. 138),
применяющиеся для изготовления и заливки подшипников шпинделей
станков и другого оборудования. По своим антифрикционным свой-
ствам они могут служить хорошими заменителями баббитов Б16, Бб
и др., а также оловянных бронз ОЦС 6—6—3 и др. Цинковые сплавы
могут работать при удельном давлении до 200 кг/см1 и скорости
1,0—1,5 м/сек. При меньшем удельном давлении эти сплавы хорошо
работают при скорости до 7 м/сек. Для втулок, подшипников, шесте-
рен, венцов шестерен и других деталей, работающих на трение, при-
меняются бронзы И латуни, а также серый, перлитный ковкий и спе-
циальный антифрикционный чугун (см. табл 109), а также графити-
зированная сталь.
Оптовые цены и стандарты на некоторые цветные металлы при-
водятся в табл. 139—142.
Таблица 137
БабВиты (ГОСТ 1320—ВБ и 1209—5S)
Марка в химический состав, % Удельный вес efc'd^ ’ Температура плавления, °C Предел прочно- сти при растяже- нии, кг} мм* Предел выносли- вости, кг[мм? 0 гноентёльиое удлинение, %
начало конец
Б83 сурьма I 0—1 2 медь 5,5—6,5 примеси до 0,55 остальное олово 7,38 24 0 370 0.0 2 ,5 6.0
Применяется для заливки подшипников мощных пвровых машин и паровых турбин, электромоторов генераторов и т д,, работающих при большом удель- ном давлении пли значительных ударных нагрузках» высокой (80—90°С) рабо- чей температуре и высокой скорости
616 сурьма i5—17 медь 1, 5—2 олово 1 5—17 примеси до 0,6 остальное свинец 9 ,29 240 4 10 7,8 2,0 0,2
, Применяется для заливки подшипников машин и двигателей значительной мощности, работающих при скорости до В м!сек, удельном давлении (до _Р= 150 ке/сл!2), удельной мощности (Ри= до 500 кал/слРсех) и рабочей тем- пературе, не превышающей 80—90°С. Для мощных высокоскоростных машин. для изготовления верхних полови- нок подшипников, нижние половинки которых могут быть изготовлены из БЙЗ или БН
БН сурьма 13—15 медь 1,5—2,0 кадмий 1.25—1,75 никель 0,75—1,25 мышьяк 0,5—0,9 олово 0,5—11 ,0 Примесей до 0,35 остальное свинец 9,55 240 4 00 7,0 J ,0
Применяется для залинки подшипников двигателей внутреннего сгорания п других машин н двигателей значительной мощности и работающих при скорости до 15 л/сек, удельном давлении (A’sS 150 , удельной мощно- сти 800 ьгм?смасек)
БГ сурьма 14—16 медь 0,7—3 ,1 теллур 0, 05—0,2 олове 9,0—11,0 примеси до 0,6 остальное свинец 10,1 240 4 |0 fi.7 отож- женный 11 ,7 отож- женный
Применяется для заливки шатунных и коренных подшипников тракторных н автомобильных двигателей
fr<?—ZIIZ LDOJ °II
*
ДАМ 10—5* ДАМ 9—1,5* ДАМ 4—0,5 . । Марка
10 8—И 4 ал lOMHHiifi 1 % чих
4,0—4,5 1—2 0.5—1 ,0 медь 1Нческий состав, ^остальное цинк) ।
0,03— 0,06 ,0,03— о,об |о ,03 магний
6,3 6,2 6,7 Удельный S^CM3 вес.
395 420 390 Температура плавления, °C
28—30 28—32 1 20—25 Предел прочно- сти при растяже- нии, кг1ммй
0,5—1 ,5 0,7—1 ,5 0,6—1 ,2 i Относительное удлинение, %
95—100 90—105 80—100 Т вердость к<г/мм2 я в =
о
р
S
я
Е
ср
«
и
Ж
a
а 5
= к
и й
о
а
s
£
О 6
g*
о
E
£
•о о
X 2
о
о
S а
§°
О (4
а К
о
Я
а
Я п>
э=а
и
И ’“' к
ЯГО®
С W
S w
X Д
„ Е
a
Я
to
а о
о ro
|§
S ъд
*в
«
а
83
g оэ
tn
со о s О
Ю — Я =.
&§й
S « »
§ hi
H 2 » о <
СЛ^
о
/Л
о
Si
w 5»
Я j3 a
/л1Вн
° Е
а
S я
п —
в о
го
*Ъ:
с
ДЕ*
УдельамД вес,
г/ еле1
начало
конец
ь a
Jy
м
Предел прочно-
сти при растяже
нии, кг/л1л<3
!лей, въи металле^ электрод к и бенз $М/СМгСС , Являет легких у 2,6 1 Предел выносли- вости, кз/лж8
0,2 госных обраба- [в ига те- иновых 0,6 ся заме- 'СДОВИЯХ 2,5 1 Относительное удлинение, ,%
Таблица 137 (окончите)
О
а
а
а>
£
Таблица 139
Оптовые цены н стандарты на цветные металлы и сплавы по прейскурантам
Госплана СССР (1 961 г.)_____________________________
Мет алл ГОС Г Оптовая ценя за кз в руб. (от—до)
Медь (в чушках) .......... НМТУ 1258—41 0,53—0,59
Олово (в чушках) 860—41 б,2и—1о,зо
Ц1ГНК (в чушках) 3640—47 0,28—0,33
Свинец (В чушках) 3778—56 0.70—0,73
Алюминий (первичный) в чушках 3S49—55 0,53-0,96
Никель (в чушках) 849—56 2,30—2,40
Кадмий (в чушках) 14 67—58 12,00—13,50
Кобальт (в чушках) 123—57 23,80—26,80
Магний (в чушках) 804—49 0,72
Вольфрам (в порошке) МПТУ 2509—50 10,80—17,50
Ртуть . 4 658—49 9,55—10,00
Баббит:
Б83 1320—55 8,60
Б16 ... 1 320—55 2,40
ВТ . . 132O—S5 1 ,80
БК 1209—59 0.75
Припой.
ПОС 90 14 99—5-1 8,90
ПОС 40 1499—54 4 ,50
ПОС 30 14 99—54 3,50
ПОС 18 1499—54 2,40
ПОСС 4—6 1499—54 I ,15
Таблица 140
Стандарты и оптовые цены на прокатнотянутые и прессованные изделия
ив цветных металлов к сплавов но прейскуранту Госплана
СССР № 02—06 (1961 г.)
Наименование Диаметр ндц голщика, лыс Сортамент и техниче- ские условия, гост Опзогая цена 1 за тонну в руб.
Прутки из меди марок MI. М2 ц Мз до ГОСТ 859—41, круглые, квадрат- ные и шестигранные ... 5—150 1535—48 750—1190
Прутки латунные катаные марок Л82, ЛС 59—1, ЛЖС 58—1 — 1; круглые по ГОСТ } 019—47, квадратные. круглые, шестигранные 5—160 2060—60 510—1150
Прутки бронзовые марок Бр. АЖ 9—4 и других марок по ГОСТ 493—54 круг- лые, квадратные и шестигранные. . . . Проволока латунная марки Л62 и др. поГОСТ 1019—47 круглая, квадрат- ная, шестигранная твердая, полутвер- дая, мягкая (отожженная) . , Трубы медные марок Ml > М2. М3 по ГОСТ 859—41 ..... 5—160 1628—60 810—1 440
0,10—12,00 1066—58 620—3200
3—360 617—53 735—2300
Трубы латунные тонкостенные марки Л62 Л68 и др- по ГОСТ 1019—47 . . Наружный 494—52 680—2090
диаметр 3—195
Таблица 141
Стандарты и оптовые цены на прокатногонутые и прессованные изделия'
из цветных металлов по прейскурантам Госплана СССР № 02—06 (Г961 г.)
Наименование ) ОСТ на сорта - мент и техниче- ские условия Оптовая цепа в РУб. за топну
Листы медные марок М3, М2 и Ml по
ГОСТ -859—41, горячекатаные толщиной
от 1 ,0 до 25 лип То Же холоднокатаные толщиной от О,4 495—50 74 0—8 60
до 1 6 мм Аноды медные марки Ml и М2, толщиной 495-50 790—1 190
от 2 до 15 мм * ......... Листы латунные марок Л62, Л68 по ГОСТ 1019—47. холоднокатаные толщиной от 0,4 "67—41 760—990
до 1 0 ММ То же, горячекатаные толщиной от 5 до 931—52 590—1000
22 Л1Л1 Доски лагунные марки Л62 толщиной от 931—52 700—570
10 до 150 ,«.« . * . . . . . - . Листы цинковые пз цинка марок ЦО, Ц1, Ц2. ЦЗ, И4 по ГОСТ 3640—47 толщиной ’ЛПТУ 4420—54 580—670
or 0,12 до 4 мм . Аноды цинковые тех же марок толщиной 598—41 380—520
от 5 до 12 мм . . , Листы свинцовые из свинца марок С1, С2, СЗ/С4 по-ГОСТ 37 78—56 толщиной от Q,3 1180—41 395—430
до 5,0 лсл ...... Полосы Никелевые i орячекатапые из нике- ля марок НП2. НПЗ, НП4 по ГОСТ 492-52 ОСТ/ЦМ 414—39 795—865
толщиной .от 5 до 20 мм. . . . . • . Аноды никелевые марок НПА1 > НПА2 н 6235—52 2890—3050
НПАН толщиной ст 4 до 12 мм . . . Аноды пз кадмия марок КД0 н КД1 по 2132—58 2800—3050
ГОСТ 1467—58 толщиной от 4 до 15 лш . Листы алюминиевые по ГОСТ 3549—55 горячекатаные и холоднокатаные толщиной от 0,6 до 15 ми мягкие (отожженыс) л 1468—53 23400—25500
твердые ТУ ЦМО 1009—53 ЦМТУ 3207—52 ТУ ЦМО 3 и В 56-32 630—1260
Листы плакированного дюралюминия мяг- кие (отожжекые) толщиной и,а—1 0,0 лон . Прутки дюралюминиевые марок Д1, Д6, ТУ ГМЦО 244—48 630—725
Д16, ВЭБ п АВ прессованные толщиной 4783—49 785 7—55 520—850
6—120 лъи и выше Листы дюралюмиЕШейые марки Д1А зака-
ленные толщиной 0,5—4 лМ! и выше .... 1946—50 4977—52 600—950
Листы и полосы титановые марки ИМП-1 по ЧИТУ 5058—55 н марки ИМ.П-1Д по ЧИТУ 6504—56 толщиной от 0,4 дО-2,0 «л! ЧМТУ 5058—55 ц 5504—56 5000—7000
Примечание. Меньший предел сечению профиля, и наоборот- цены соответсти ует большему
21 Заказ № 761
Таблица 142
Сбытовые цены на дом и отходы цветных металлов и сплавов (технические
условия, ГОСТ 1630— 4$) по прейскуранту Госплана СССР (1 061 г.)
Наименование Сор г Цена в руб, за тонну,
Лом и отходы алюминиевых елдааов кусковые , . стружка . Лом и отходы медн (без полуды) Медвая стружка Лом и отходы медиоципковых сплавов (без пайки) . . . Лом и отходы бронзы ОЛОВЯННОЙ .................... .... СВИНЦОВОЙ Прочие сплавы на медной основе Лом и отходы дичка и дичковых сплавов ........ Лом сложный, состоящий из двух пли более цветных металлов и сплавов .............. Лом и отходы безоловаяных бронз i латудев ...... 0 3 И о 1 2 1 1 2 1 а I i 2 1 2 2 3 I 2 286 155 1 7S Ш 350 БОР 405 430 375 ЗЮ 660 250 229 208 150 100 210 175 105 '•280 т^'23'0
8, НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ
Смазочные материалы
Все смазочные материалы можно подразделить на следующие
группы. 1) смазочные масла; 2) консистентные смазки; 3) предохрани-
тельные смазки; 4) закалочные масла; 5) смазочно-охлаждающие-жид-
кости. Смазочные масла делятся па четыре основные группы
в зависимости от температурных условий, в которых они работают.
В табл. 143 указаны основные характеристики масел, входящих в эти
группы.
Для смазочных масел показателями, характеризующими их каче-
ство, являются: относительная вязкость, температура вспышки, темпе-
ратура застывания, температура воспламенения, коксуемость, масля-
нистость, присутствие механических примесей и воды, цвет, наличие
или отсутствие водорастворимых кислот и щелочей Под вязкостью
(относительной) понимается отношение времени истечения 200 г дан-
ного масла (или Другой жидкости) при температуре 50 или 100’
ко времени истечения того же объема дистиллированной воды при 20°г
Относительная вязкость обозначается в градусах Энглера (Е°() (срав-
Немегалличеекие материалы
ь
Таблица 143
Основные характеристики «'применяемость смазочных масел
Марка и название
ГОСТ
Физико-механические свойства
вязкоегь темпе- темпе-
кнпемати- ВЯЗКОСТЬ ратура ратура
Ч9СКЕЯ ПРН при 50°С вспьпп- засты-
100°С, ост в °Е ки, °C ВЙПИЯ, °C
Масла общего нарптення
Л (велосит)..........
Т (вазелиновое) , . .
Соляровое
Иид у стриа льиые
масла-
12 (рерртениое 2) .
20 (веретенное 3) .
30 (машинное Л)
45 (машинное С) .
50 (машинное СУ) .
20В (веретенное 3R)
'45В (машинное СВ)
Полугудро.т .....
1 840—31
1840-51
1666-51
1 ,29—1 ,4
I ,4 -I ,72
1 , 39-1 ,76
Масла марок Л, Т я соляровое применяются дня смазки механизмов,
работающих с.большим числом оборотов, контрольно-измерительных прибо-
ров, пневматического инструмента, а также для технологических целей.
Соляровое масло,- кроме того, может применяться в качестве охлаждающе#
жидкости при обработке металлов.
Масла индустриальные марок 12, 20, 30, 45, 50 — для смазывания обо-
рудования, двигателей, а также в гидравлических системах и для техноло-
гических релей. Масла марок 20В, 45В —для смазывания оборудования
при проточной системе, а также для технологических целей. Полугудррц —
для смазки подшипников, грубых механизмов, осей повозок н вагонеток
Масла для двигателей внутреннего сгорания
АвтомоЙдльшяе
с присадкой;
АСп-5............
АКп-5............
AGn-9,5..........
А191-Э.5 ......
5303-50
5303—50
5303-50
5303—50
5
5
9,5
9,5
170 —3Q
185 -3(1
200 —2d
200 —20
Применяются для смазки карбюраторных автомобильных двигателей
Автотракторные сер-
нокислотной ОЧИСТКИ’
АКЗп-6 1862-60 0
АКЗл-10, ..... 1862—60 10
ДСп-10 (автол Ю) 1862—60 1 0
АК-15 (автол 18) . 1862—60 15
АСп-6 1862—06 6
А’Кп-10 1862-60 10
600 (при 0°С)
1000 (при 0°с)
1500 (При 0°С)
170
170
200
220
186
200
Применяются для смазки карбюраторных двигателей азгомобилой и
тракторов
Таблица 143 (окончание)
Марка и название ГОСТ Физико-механические свойства
вязкость кинемати- ческая при l(JOcC, сст вязкость при 50 °C в °Е темпе- ратура вспыш- ки, °C темпе- ратура засты- вания, °C
Дазентное- дп-в 5304—54 8—9 200 —25
Д-11 5304—54 10,Б—12,5 200 -18
дп-11 530-1—54 10,5—12,5 — 190 —15
Применяю гея для смазки быстроходных дизелей. Эти масла могут быть
зимними и летними Для тихоходных дизелей применяется специальное масло
Для прессов Масла щ 5519—50 левого наз? 10,0 ачения 1 ,86 200 — 15
Турбинное' 25п (турбикпор Л с присадкой) ..... 32—53 2о—23 (при 10 0°С) 180 — 15
22 (турбинное Л) . . 32—53 (при 50°С) 20—23 180 -15
30 (турбинное УТ). . 32-53 28—33 180 —10
46 (турбинное Т) . . 32—53 44-48 — 195 —10
Трансмиссионное: ав- томобильное .... 3781—БЗ 20,5—32,4 8—4,5 165 —20
Трансмиссионное ав- тотракторное зимнее 3781—53 (при 100°С) 2,7—3,2 170 -20
То же, летнее .... 3781—53 (при 100°С) 4 ,0—4 ,5 180 5
Швейное 973—50 6—10 (при 100°С) I ,48—1,86 210 0
Цтлиндровое легкое1 11 (цилиндровое 2) Масла, oj 1841—5! (лрн 50 °C) in паровых 9-13 машин 1 .76—2,15 215 + 5
24 (вискозин) . . . 1841—51 20—28 2,95—3,95 240 —
Цилиндровое тяжелое* 38 (цилиндровое 6) 6411—52 32—44 4,5—6,0 300 4-17
Б2 (вапор) 6411—52 44—59 6,0—8,0 310 —Б
нетие единиц вязкости см. табл. 26). Под температурой вспышки
понимается температура, при которой лары нефтепродуктов, нагревае-
мые в определенных условиях, образуют с окружающим воздухом смесь,
вспыхивающую прн поднесении к ней пламени. Под температурой
застывания понимается температура, при которой налитый в пробирку
нефтепродукт загустевает настолько, что при наклоне пробирки под углом
45° уровень его остается неподвижным в течение 1 мин.
Кроме перечисленных в табл 143 масел, имеются н другие, на-
пример костное' смазочное (ГОСТ 4593—49), сепараторное (ГОСТ
176—50), для холодильных машин (ГОСТ 5546—54), компрессорное
(ГОСТ 1861—54), осевое (ГОСТ 610—48) и другие,
К»онспстептиыс (густые) смазки применяются как анти-
фрикционный смазочный материал и как защитное покрытие метал-
лических поверхностей. Ассортимент консистентных смазок состоит
из семи групп; 1) смазки универсальные; солидолы жировые (ГОСТ
1033—51), эмульсионные и синтетические (ГОСТ 4366—56), вазелин
технический (ГОСТ 782—53), консталин (ГОСТ 1957—52) и калипсо-
лин; 2) смазки для подшипников качения: марка 1—13 (ГОСТ 1631—52),
ИГ (ГОСТ 4733—49) н др.; 3) смазки авиационные марки ГОИ-54,
НК-30, НК-50, КВ (морозостойкая по ГОСТ 2931—51) и др.; 4} смазки
железнодорожные (буксовая 50Б, дышловая 50Д и др. по теху'словиям
НКПС); 5) смазки для грубых механизмов (графитная мазь, колесная
смазка (УС), канатная); 6) смазки для кожи (аыуиитеая и др.);
7) смазки ружейные. Консистентные смазки обладают способностью
сохранять смазочный слой между трущимися поверхностями под высо
ким давлением и при высокой температуре. Как защитное покрытие
консистентные смазки значительно лучше минеральных.
Предохранительные смазки наносятся ка поверхность
детали с целью зашиты ее от разрушающего действия окружающей
среды, главным образом коррозии. В качестве предохранительных
смазок наиболее широко распространены в машиностроении вазе-
лин технический, пушечная смазка, ружейная
смазка, солидол жировой Л и М, солидол эмульси-
он ный Л и Т н др. В целях удешевления продукции и экономии
материалов применяются также заменители. Например, технический
вазелин может заменять смесь 45% петролатума (ГОСТ 4096—54)
с 55% масла машинного С или автола 6. Пушечную смазку обычно за-
меняют смесью масла цилиндрового легкого И или автотракторного
АСп-10 или АК-15 (45%) с петролатумом (55%) или эмульсионной
пушечной смазкой, содержащей канифоль, вазелиновое масло, известь
жженую' и др. Перед нанесением предохранительной смазки поверх-
ности детали должны быть очищены и обезжирены. Для этой цели
существует большой ассортимент различных растворителей и
промывочных средств. Наиболее распространенные — керо-
син, бензин, уайт-спирит, а также имеющие применение трихлорэти-
лен, дихлорэтан и четыреххлористый углерод являются дефицитными
материалами и заменяются во многих случаях водощелочными раство-
рами к эмульсиями, которые при правильном подборе состава не вызы-
вают коррозии.
В качестве закалочных жидкостей обычно применяются
следующие масла: индустриальные марок 20, 2JB, 30, 45 и др
Резино-технические материалы
К приводным ремням относятся ремии плоские, тканевые
прорезиненные (ГОСТ 101—54). Они изготовляются из бельтинга
(ткани полотняного переплетения и сильно крученой пряжи) марок
Б-820 и Б-930 весом 820 и 930 г/м2. В зависимости от способа сло-
жения прорезиненного бельтинга различают три типа плоских рем-
ней: 1) ремни нарезные; 2) ремни послойно завернутые: 3) ремня
спирально завернутые. Ремни нарезные изготовляются из
вулканизированных пластин, имеющих дополнительные резиновые
прослойки между прокладками бельтинга; ремни послойно завёрну-
тые—из предварительно раскроенных полос прорезиненного бель-
тинга, а ремии спирально завернутые —последовательным загибом
кромки бельтинга но всю длину куска. Нарезные ремни обладают
наибольшей гибкостью и рекомендуются для большой (выше 20 м/аек)
скорости и малых диаметров шкивов, ио на установках без отводных
вилок. Ремни послойно ‘завернутые применяются для
передач больших мощностей при средней скорости 15—20 м/сек и сред-
них диаметрах шкивов Они наиболее пригодны для приводов с удар-
ной нагрузкой Репин спирально завернутые приме-
няются для передач малой и средней мощности при средней скорости.
Ремии для работы в условиях, требующих защиты тканевого каркаса,
снабжаются обкладкой. В табл. 144 и 145 приведены данные о при-
водных ремнях и прочность бельтинга, из которого изготовляются
ремни.
Трап сп ортерные лепты (ГОСТ 20—54) изготовляются,
как п плоские ремни, из бельтинга Б-820 и, Б-930 и имеют то же
строение (табл. 146). Нарезные ленты предназначаются для тяжелых
условий работы, другие два типа — для более легких условий.
Ремни клиновые (тексропные) приводные изготовляются
Таблица 144
Приводные ремни прорезиненные
Количество прокладок Ширина ремней, лья
наимень- шее наиболь- шее нарезанных послойно за- вернутых спирально завернутых
2 20 ,25, 30, 35, 40 —
3 20, 25. 30, 35, 40
3 □ 50, 60, 70 50, 60, 70
3 6 80, 110(115) 80, 110(115)
4 6 126, 160, 175, 176, 200, 225 125, 150, 175,
200 225 250, 300 ' 2Оо, 225
4 7 250, 300 250, 300
Б 8 350, 400, 450 350, 400, 450 350, 400, 450
5 9 500 600 500
Таблица 145
Прочность бельтинга_______________________
Чарка Сопротивление разрыву, отнесен- ное к 1 см ширины одной прокладки ремня, кг Относительное удлинение ремня в % в момент разрыва (не более) Упругое удлинение ремней при нагрузке 18 кг иа 1 сл ширины прокладки в % начальной длины
Б-820 55 18 4-12
3-930 60 18 4-12
по размерам, указанным в ГОСТ 1284—57 (см. табл. 178, 179, 180 в гла-
ве IX). Ремни выпускаются состыкованными (замкнутыми), Длина
ремня по внутренней окружности может' быть в пределах от 475 -до
15 000 мм в зависимости от размера сечения. Клиновой ремень дол-
жен быть полностью погружен в желобок шкива н опираться боко-
выми гранями на стенки желобка, не достигая его дна.
Рукава (шланги) напорные состоят из внутреннего слоя
резины,- нескольких спирально расположенных слоев (прокладок)
прорезиненного тканевого или плетеного каркаса и наружного слоя
резины. Они изготовляются по ГОСТ 83)8—57 для воды и слабых
Таблица 146
Транспортерные ленты
Количество прокла- док Ширина транспортерных лент, ям
наимень- шее наиболь- шее нарезных послойно завернутых спирально завернутых
2 7 300 п 350 300 п,350 800 н 350
2 8 400 и 450 40.0 И 450 400 и 450
2 9 500 и 600 500 500 и 600
3 10 650 и 700 _— 650 и 700
3 11 750 п 800 750 а 800
3 11 900 и Ю00 —- ООО н 1000
3 12 1100 — 1100
растворов кислот и щелочей, бензина, керосина я минеральных ма-
сел, для пищевых веществ, для газов, применяемых при сварке и
резке металлов, и для пневматических инструментов (табл. 147); по
ГОСТ 90—41 для пара к по ГОСТ 1335—51 для железнодорож-
ных и трамвайных воздушных тормозов.
Таблица 147
рукава (шланга) напорные для воздуха, кислорода, ацетилена,
углекислоты, азота и др. (ГОСТ 8318—67)
Внутрен- ний диаметр, Л1Л - Толщина резиновых слоев, мм, не менее Рекомендуе- мое. число тканевых прокладок Примечание
внутрен- него наруж- ного
9 2 I ,0 3 1. Рукава предназначены
13 2 1.0 3 для давлений яе более
16 2 1,3 3 10 кг/сл2
19 2 1.3 3 2. Длина рукавов огова-
26 2,5 1,6 4 рквается э заказе по согла*
82 2,3 1 .5 5 сованию с поставщиком
38 2,5 1 .0 6
51 2,5 1,5 8
63 2,5 1.5 I 0
76 2,5 1 ,5 11
Изготовляются также рукава (шланги) с металлическими спира-
лями по ГОСТ 8496—57 Первая группа — рукава всасываю-
щие, предназначенные для работы под разрежением; вторая—-на
порно-всаеывающие для работы под давлением и разрежением Эти
рукава выдерживают давление до, 3 атм и разрежение не менее
600 ям рт ст., могут применяться для перекачивания бензина, керо-
сина, нефти, масел, газов, воздуха, слабых растворов кислот-нщелочеи.
Для высоких давлений изготовляются специальные рукава (табл 148).
Таблица 148
Рукава высокого давления (ГОСТ 6286—30)
Тип Коли- чество метал- личес- ких оп- леток Внутренние диаметры, мм Толщина внутрен- него рези нового СЛОЯ, ЛМ1, не менее . П]>еделЬ1 наиболь- шего рабо- чего дав- ления, кг/сл» Условия работы всех рукавов
среда темпера- тура
I 1 4,6,8, 10, 12, 14 {6 1,г> 2,о 200-105 90—135 Бензин от —50° до 4-^5^
II 2 i, 6, 8, 10, 12, 14, 16 18, 20 1,5 2,0 300—165 155—150 Керосин, топливо Т, дизельное топливо, нефтяные масла от —5 0° до 4-100°
III 3 25, 27 32, 38 2,2 150—Ю5 Воздух Вода от —5 0° до 4-80° до +100°
Клей
Путем склеивания соединять детали иногда оказывается экономич-
нее, чем, например, болтами, заклепками, сваркой, пайкой [и другими
методами. Качество соединения склеиванием зависит от нагрузок на
деталь, качества клея, способа склеивания. Для склеивания различных
материалов существует большой ассортимент клея, Металлы и
пластмассы, а также металлы с неметаллическими материалами могут
склеиваться универсальным клеем БФ-2, БФ-4 (ТУ МХП 1367—49),
карбинольным клеем (ВТУ МАП 45—54). Слоистые пластики (текстолит
и др.) склеиваются смоляным клеемВИАМ-БЗ, КБ-3, ЦНИПС-2, В-.31-Ф9
и казеиновым клеем В-105 и В-.107, клееем № 88 (ТУ МХП 1542-—49)
и др. Ткани к металлу приклеиваются перхлорвпниловым клеем
КВК-2а (ВТУ МХП 2130—-50). Резина к металлу может быть
приклеена клеем: лейковат (ТУ МХП 2841—52), БФ-10, термопрец
(ТУ РП 351Н) и № 88. Существует также клей н для других материалов.
Волокнистые материалы
К волокнистым относятся бумажные, картонные п текстильные
материалы.. Бумага гыпукается толщиной до 0,5 лки и имеет
вес 1 м2 до 250 г; картон от 0,5 .к.л и выше весом более'250 г/м3.
Текстильные м а т е р и а л ы — полуфабрикаты и изделия —
изготовляются из хлопка, льна', пеньки, джута, шерсти, шелка, стек-
лянного волокна, шлакового волокна, капрона Из текстильных мате-
Ремни приводные текстильные
Наименование Стандарт [Лирина» АШ Толщина, Вес 1 л шириной 10 мм» г Предел проч мости при, растяжении, ГСг/ALH2 удлинение» % Число слоев Применение ремней (з — толщина ремия в лш)
Г, Хлончатобумаж* иые 1каные ОСТ нктп 10082 39 30, 40, 50, 00, 75 4,0 40 5.5 35 4 Рекомендуется применять при скоростях до 30 м/сек н небольших н средних мощ- ‘постах
а) цельиоткаиые, тканые» прошивные ост вдтп 10082 39 60, 75, 00 5,0 52-56 3,8 25 3 Мог-уг. работать на шня- вах малых диаметров, ноне меньше чем ЗОз
б) целыюткапые, пропитанные биту- мом и озокеритом (четырехслойяьге) ГОСТ 6942—5! 30, 40, 50, 60, 75, 100 ... 45 4,05 20 4 То же
в) то же, шести- слойныа гост 6982—54 30, 40, 50, 60, 75, 90, 100, 115, 125, 150, 175 6,5 57—66 3.5 22 6 Для разных условий
г) то же, восьми- : слойные [ОСТ 6982—54 50, 75, 90, 1 00, 115, 125, 150, 175, 200. 225, 250 8,5 74 3,5 25 8 То же
' Неметаллические материалы
Шнменованхе Стандарт Ширина,
JI Шерстяные тка- нью многослойные с з акру гл е ня ымн к ра- ЯМИ-. ВЫЯУСКЗЯ>ТСЯ пропитанные затер- тым на олифе желез- ным суриком ост НК.ТП 3lj7 50, SO, 75, 90 100, 115, 125, 1'50, 175
200, 225, 250, 300, 350, 400, 450, 500
III. Хлопчатобу- мажные Зескоиечпые шитые. Выпускаются без пропитки—суро- выми ТУ Главтехноткави 176—41 20—135 20—135 20—135 20—135
Ролщина, мм. а *»*>« 01 уояИйыпт к t Предел проч- ности при растяжении, ка/^м3 % ‘эинэвИт/д Число слоен
6,0 67 3,0 60 3
9,0 90—95 3,0 60 4
И ,0 IOC- 116 3,0 60 5
2,2 2,75 16 4
2,2 — 2,75 1'6- 6
2,5 — 2-, 75 Тб &
3,3 1 2,75 F6 10
Применение рем вей
(s — толщина ремня в ллс)
Рекомендуется для ско-
рости 30 м/сек при средней
и малой мощности
. УстойчгиаБЕ для работы пря
ударной нагрузке «г в усло-
виях запыленности и загазо-
ванности
Диаметры шкивов не реко*
меидуется брать более 30s
Не рекомендуются для пе-
рекрестной передачи
Бесконечные ремви имеюя
длину от 900 до 2000 мм
и применяются для передачи
движения высокоскоростных
шлифовальных станков
Материалы
Изделия из асбеста
Название 1 ОСТ или техвкче* ск на условия Применение. Размеры Характеристика
Нити п шнур Набивки сухие чз хлопчатобумаж- пых нитей кз пеньковой иля д-жутопоЯ пряжи 1779—35 TV ГУ 4 ГСН Как теплоизоляционный материал н как уплотнитель в сальниках вентилей машин Для сальников при1 рабо- чем давлении пара пли воды до 2€Ш ат и температуре до iao°c io лее , до 1 60 ат Шнур диаметром от 3 до 25 л{ль Нити толщи- ной or Q.,,5 до 2,5* лел Круглая в квадратпая и—50 м.ц То же Шнур илете&ыГг из хлоп- чатобумажной нити То же, из пеньковой или джутовой прямей
из асбестовых нитей ТУ 4I2H То же » до 25 ат и темпе- ратуре То же, при давлении до 25 атл it температу- |» 4U0°C Тоже, нэасбестовых нитей
тальковая Набцво самосмаза* вающиеся плетеные (жи- ровые): ГУ 4Т1Н Тоже, прибавлении доЗ от м температуре до 130°С Круглая я квадратная 6—50 ,и.и Оплевка из асбестовой ни- ти »г талька
*Спецяаль» ТУ 40714 Для заполнения сальников при рабочем давлении пара до 2.5 от и температуре до 300°С Круглая и квадратная от 4 до 50 мм Плетеный шпур из асбе- стовой пряжи, пропитанный антифрииидокной! массой
«Рациональ» ТУ 4161Г Для сальников при боль- . шом числе. оборотов иди большой скорости возврат- но-поступательного движе- ния, при давлении до 45 ат it температуре до 4 60 ° С Квадратная сечением от 5 до 10 я от U до 5’0 jjizr Плетеный шнур из асбе- стовой пряжи с медной про- волокой» пропитаний анти- фрикционной Массой и про- графичештый <
Неметаллические Материалы
Таблица 150 (продолжение)
Назьанщ* ГОСТ или техниче- ские условия Применение Размеры Характеристика
хлоп чятоб ума жиы е ТУ 409Н Для сальников, работаю- щих при давлении пара или воды до 200 от и темпера* туре до 100° С Квадратная н кру1лаг сеченном от 8 до 50 -ил; Шнур плетеный из хлоп- чатобумажных нитей с анти- фрикционной смазкой
КСДЬЦС (fJJuflOH* для у'ллотнсь.ня сальников
из х.’ппчатобумаж- пой ткани ТУ МХП 88Н Для заполнения сальни- ков, работающих при дав- лении пара, води,., воздуха и минеральных мабел выше 20 ат и температура до 100° С Внутренний диаметр ог 32 до 4 60 aaj, шири- на 10—35 .НЛЬ высота 15—55 ли Уплотнительные набивки из полос прорезиненной тка- НН, закатанной в несколько слоев» прошитых свинцовы- ми гвоздями и уплотненных
из асбосюзой исапп ТУ МХП 88Н 1о же, при давления 14—20 ат и температуре до 300° С
Бу «зга асбестовая 2630—44 Тепловой изоляционный материал В листал I0D0X £150 МА! толщиной 0,5— 1.5 Амь в рулонах ши* pmiofi 670, 950, 1 150 толщиной 0, 3; 0,4; 0,5 0,65 ЛА! Объемный вес ТОО- ЛОО xiO-it', коэффициент теплопроводности 0,11— 0,13
Картон асбестовый 1 2650—58 Теплоизоляционный и • уп- лотнитель иый материал (не горит й-яе обугливается) Квадратные и прямо угольные листы с раз- мерами сторон от 800 до 1000 мм, толщина от 2 ДО 1 0 A! W Асбест, объемный вес 1,0—1,3 е?см*, продел проч пости при растяжении'в од- ном направлении 12 кг/мм3, В Другом 6 ^/Л!Л!2- • '
Материалы
риалов изготовляются приводные
ремни (табл. 149).
Асбестовые материалы
Физико-механические свойст-
ва асбес"а: предел прочности на
разрыв (вдоль волокна) до
30 кг/мм2, теплостойкость 700—
800°; коэффициент теплопровод-
ности 0,04—0,06 ккал/час-град-,
удельное электрическое сопро-
тивление 101» Ол(СЛ1; удельный
вес 2,5—3,1 г/см2; твердость
2,5—3,5 кг/мм2. Благодаря во
локнистости, эластичности и пе-
речисленным выше качествам из
асбеста изготовляют (в смеси с
другими материаламитудешеви-
телями) шнуры, листы, пластины,
текстильные, формованные н
прессованные изделия и пластич-
ные теплоизоляционные массы
В машиностроении из него делают
сальниковые уплотнительные на-
бивки, прокладки, тормозные
ленты, кольца фрикционные для
дисков сцепления и др. (табл.
150).
Синтетические материалы
Тагами материалами назы-
ваются вещества, обладающие
заранее заданными качествами
прочности, теплостойкости хи
мической устойчивости, эдектро-
пзфляциспными и другими свой-
ствами. Эти вещества изготов-
ляются из других, более про-
стых веществ химическим ме-
тодом, так называемым м е-
тодом органического
с и и т е s а. Синтетические ма-
териалы представляют собой
высокомолекулярные органиче-
ские соединения — полимеры (см
стр. 257). Вещества, из ко-
торых они изготовляются
составляются из гигантских мо
лекул, в каждой Из которых в определенной системе и последова-
тельности связаны сотни и тысячи атомов. Такие гигантские молекулы
химически синтезируют из небольших молекул весьма распространен-
ных веществ. Исходным сырьем для Синтетических материалов являются
продукты сухой перегонки (коксования) угля, возгонки нефти, перера-
ботки древесины Этих материалов в нашей стране огромное количество,
сак как оии в большинстве своем являются отходами производства,
(солома, отходы хлопка и т. д). Одним из видов синтетических ма-
териалов является синтетическое волокно. Искусственные спитети-
че ск ие в оло к и а перестали считаться заменителями естественных
волокон; качество их нередко превосходит качество природных воло-
кон, так как они во влажном состоянии не теряют прочности. К син-
тетическим волокнам, .применяемым в технике, относятся, например,
капрон, лааеаи. Из. них изготовляются приводные ремни, транспортер-
ные ленты, специальные технические ткани и. электротехнические из-
делия. Другим видом синтетических материалов Является синтети-
ке с к и ft к а у ч у к В СССР изготовляются десятки сортов этого
каучука. Исходным продуктом для пего служит этилен нефтяных газов
или этиловый спирт. Имеются виды синтетического каучука, по ряду
свойств превышающие натуральный или обладающие новыми свойства-
ми. Например, некоторые виды Каучука надежно работают при'темпе-
ратурах 260—306°.
Важным видом синтетических материалов являются пластиче-
ские массы, получаемые из синтетических смол с добав-
ками красителей п удешевляющих наполнителей. Пластмассы и синте-
тические смолы часто имеют более высокие качества, Чем металлы,
стекло, "керамика. Опи имеют меньший вес, устойчивы протий Коррозии,
хорошо сопротивляются воздействию кислот и часто более прочны и
дешевы. Из mix в настоящее время изготовляются не только посуда,
детали машин, клей, изоляционные материалы, ио также Корпуса су-
дов, детали зданий и сооружений. Некоторые пластмассы обладают
особыми свойствами. Пластмассовые подшипники не требуют смазки,
а шестерни прочны и работают бесшумно.
Различают пластмассы композиционные, слоистые И литые. Ком-
it о з и ц и о и н ы е пластмассы изготовляются в виде порошков и
волокнистых масс. Опи содержат н качестве наполнителей древес-
ную муку, текстильные асбестовые волокна. Наполнителями для сло-
истых пластиков служат ткани, бумага и шпон. Главными
способами производства деталей из пластмасс являются горячее
Пресс о Вй пи е (из порошков, волокнистых пластиков) п лиТьС
под Давлением, Поскольку промышленность выпускает раз-
личные Мрёсспорошки, то ИЗ них в заводских условиях могут быть
спрессованы детали ПОЧТИ любой конфигурации. Для этого требуется
разработать и изготовить конструкцию ПресС-формы и подобрать под-
ходящий по фнзйко-механическнм свойствам Порошок или массу. Осо
беийо удобны прессовочные массы, выпускаемые по ГОСТ 8697—58
Из слоистых пластиков, поставляемых в виде листов, полос, стер
жней, труб и литых пластмасс, детали изготовляются механической
обработкой.
Изготовление Деталей, и заготовок иа пластмассовых полуфабрикатов
(порошки, смолы) производится па основе использования их важного
Свойства и стоимость некоторых пластмасс Таблица 151
Пластмассы Стандарт или техпл-’ге- ские’ уело- ЙПЯ Предел проч- ности- при растяжении । Предел ПрОЧНОСТ! при сжатии кесм^см* Удельная ударная вязкостьv кгем/см? Какую аыдер- живает тем- пературу, °C (теплостой- кость па Мар- тенсу)’. Пробивная напряжен- ность элек- траческого ПОЛЯ, KfSlMM Оптовая цена по • прейску- рантам I 961 г в рубрикой, за I кг
Д ра са штряиоеяя t Марок K-T5-2CU К-17- •2CLV K-20-2CU и др. к~г &t-35< Слоистые пластика Тбкстолнт сюде.'ючны') н листовой» Асбо текстолит Гетинакс Д^еваию^елоисцые пла - стики. (толщиной Г—60. лш) Стеклотекстолит листовой и KQKC^lP/lfiHigOflW^ 1 Массы для прессования (фенольные) Общего назначения Сп&щкУЕЫЕые бозашшач- иыс (сП) Электроизоляционные (э) Высокочастотные (Вч.) Влагохйшсгойкие (вх) Ударпопрачмъго (Sty Жаростойкие (w) ВТУ’ МХП 3SS4—s-г ТУ МХП 34-62—52 ГОСТ 5—52 ГОСТ 2910—54 ТУ МХП 2548—51 ГОСТ та—54 гост 570ч—51 ГОСТ' 291 в-St ТУ МХП S1SS — 5.4 гост 8637—58 То же •# й » » |> 350—325 &[>& <100—650 поделочный- до 1 000 800 700— 1-Q-00 ] 100—3000 листовой 900 конструкцион- ный 1500—2700 прн изгибе 500—600 &CKJ—бро 60Q—7QC 550—850 550—000 8(50 450—550 / 1600 1&5-0 I 200—2300 1000 1300 ЮТО—1850 110'0—3500 4 4, 5—5 20—35 25 13—20 30—80 ' 35—60 5—9 4,5 4,5 4—5 5-8 9—20’ 3-4,5 110 145 1 20—1 33 250 151! JM 1 8£ 250 125 1511 125 150 J2S 200 150 10 10 4—8 33—25 12—23 ID—11 14 14 16 13 4 15 ОО *? —ОО 1 1 1 ( 1 1 1 2е? Ill 1 СО 45 ) 1 ®^.СО rt^gn СП ° 4ч5 -чосл С*?**
Неметаллические материалы
Пластмассы Стандарт или технические условия Предел проч пост» при растяжении, хг/С/Ч2'
Ла-имовые термопласты
Винипласт листовой, ci срж- нк, трубки ТУ МХП 3823—53 и 451—54 100—000
Поливинплидекхлорнт — 230—4 90
Полистирол ВТУ М.241 — 52 200—350
Полиэтилен ВТУ МХП 4138—53 120—160
Qtfitspw це иикмозы
Целлулоид. ГОСТ 5 7 6-41 ост . 10182—39 200—500
НитрОЦСЛЛ олозный этрол ту хп 392 — 49 250—300
Этмлцеллюлоза ТУ МХП 1 958—62 140—630
Д/njewe термоплпипы
Асфальто-пековые массы ТУ МХП 26—45 85
Органическое стекло ТУ МХП 1 783—53 650
То же. товарное ТУ ХП 26—4 6 __
Неолейкорит ТУ нкхп 621—41 500—600
Капрон из капроновой смоль: ВТУ Ухп 69—58 800
Стиэогчрнл Da изгиб 700—800
Таблица 151 (окончание)
Предел прочности при сжа- тии, кз/сль? Удельная ударная вязкость, KBCMfCM? Какую выдержи- вает тем- пературу, °C (тепло- стойкость по Мартен- су) Пробивная напряжен- иость элек- трического поля, Кв}м it Оптовая цена по прейсцу- рантам 196 1 г, в руб, и коп. за 1 хе
800 1000 120 75 20—40 0—6 4
530—600 70—43 _-.
800—1 050 15,18 80 20 0—55
125 — — 45—60 2 р 20 к.
— 40,90 40 — 2 р 38 к.
— 3,0—4,5 4 0—45 62-80 0-82
560—1-» 00 — 60-100 70—80 2 р. 52 к.
— % 2 4 0—50 6-0 —
] 100 12 60-10 18 —
8,5 40 да зо —
600—1000 6,8 60 /0 0—67
— — — — 1 р 70 к.
1000— -1200 12—15 100 — —
Материалы
Таблица 152
Применение пластических масс
Основные свойства, определяющие назначение пластмассы Наименование пластмасс Применение
Технологии- Прессовочные порошки Панели, щиты, ручки, кнопки,
иость, универ- и прессовочные массы коробки, бачки, маховички, катуш-
сальность (фенольные) кп, профильные детали, электро-
применения установочные детали и др.
Днэлсюгриче- Прессовочные порошки Детали зажигания установок
ские свойства специального назначения с, в. ч., электроустановок высокого
к прессовочные массы напряжения, ыаслостойкие детали.
Текстолит. гетннакс, Изоляция кабелей
древесно- слоистые ила - стики. Пластикат ка- ь
бельиый Полистирол Полиэтилен
Высокие ме- ВоЛоКНИ'Г Челноки ткацких станков, ролики,
ханические Текстолит панели, рейки, маховички, тестер-
свойства Асбогекстолит Стеклотекстолит Гетннакс Древесно-слоистые пла ня, шкивы, щиты, конструкции СИ- ЛОВОГО и несилового назначения, ги- бочные штампы, втулки, прокладки, листы, плиты, трубы м др.
СТНКЯ
'Винипласт
Фрикционные КФ-3, КФ-ЗМ, асбо- Тормозные колодки для вагонов,
свойства текстолит ЗТ автомобилей н других всезозмояс- пых машин
Антнфрик- Текстолит Цельнопрессованные п намоточные
цнонныс Гетннакс вкладыши подшипников для всевоз-
свойства ВолоКнит Древесно-слоистые ножных машин, ролики, втулки, катушки и др.
пластики Асфальто-пековые мае-
Химическая Фаолит, асбовинил, вн- Изготовление деталей кинической
Сгойлоеть нмпласг, полиэтилен, по- лннзобутклен, полите- аппаратуры, трубопроводов if запор- ной арматуры» Изготовление акку-
Прозрачность трафтоэтклеп муляторных баков. Покрытие аппа- ратов защитным слоем Облицовка кислотных ванн (вини- пласт)
Пленки из эфиров цел- Для прозрачных шкал, деталей и
лк/лозы, целлулоид« оргстекло. астролоп, защитных стекол
Специальные полистирол Разные прасспорошкц Для задержания рентгеновских
свойства для и првссоьочимо массы лучей, против выделении аммиака
различного и ДР
назначения Мипооа н поропласты Термозвуконзоляцая, средства пла- вучей техники
Ионнообменные смолы Умягчение и обессоливаш-.е воды.
извлечение цветных и редких метал- лов из вод, очистка сбросных про-
пзводственных вод и пр.
Клей разных марок Для склеивания всех материалов, включая металлы
Крепители формовочных замело
Разные высокумолоку Высокопрочные анти, волокна л
лярные соединения пленки различного назначения
22 Заказ Лг Лз1
евайства — полимеризации, обеспечивающей затвердевание и
упрочнение пластмассы. Для этого требуется повысить температуру
(обычно до 250—300s) и давление (спрессовать) Имеются пластмассы
Самозатвердевающне, например стирокрил Затвердевание происходит
в процессе смешивания порошка (полимера) с жидкостью (мойамером).
Таблица 153
Марни и характеристика проводов и кабельной продукции
Марка Нйиме-ювйиио Характеристика
сг СБГ СБ СК ксг сРг КСРГ КВРГ ПР ДПР ПРГ ЙРТО ПРД ШР Кдб§ли электрические си- ловые, состоящие из медпых жил с изоляцией из пропи- танной кабельной бумаги Кабели электрические си- ловые, состоящие не медных жнл с нзолйЦйей иа пропи- танной кабельной бумаги То же Кабели электрические си- ловые с медными жилами и изоляцией из пропитанной ка- бельной бумаг» То же контрольный КабёЛй электрнческне св- лоаые с разикозой изоляцией Кабели контрольные с ре- зиновой изоляцией То же Провода установочные Ировбда установочные ПройОдй увТЯ|10йб«Цй,1е ПровЬдЙ установочные ПрОЙОДЙ и МКУР1Л Сильно- го *Х'©кЯ Провода и шнуры сильно- Уб Фвйа Освинцованный голый ОсвгпщОвзкНЫй и бронированный стальным» лептами без наружного джутового покрова (голый) Тб нё,' йб е Наружным джутовым покровом ОсвцяцовйпйыЛ с усиленной бро- ней (ПОДВОДНЫЙ) Освинцованный голый То же й О пинилитоврй изоляцией, голый Йрозод Медный одножильный-с ре- зипо&ой нэьяяцкёй, в прештшгной оггййтдё Из хлойчатобумййснбЙ 'ткани ЙрозбД 6 алюминиевыми жилами Н резиновой изблЯЦйей, одножиль- ный, в пропитанной оплетке пз хлопчатобумажной ткани ПрбйОД гибкий с медными Я<Н«1йМп Н резиновой изоляцией, однож^лъ- пЫЙ,- в пропитанной оплетка из хлопчатобумажной ткани ПрбйОд с МёдиЫмп жйЛйМП н рё§И- йбВОй НЗоляЦйсЙ,- одЯб- Й ' Много- жильный В общей оплетКё (]3 ХЯОп- чатобумажпой пряжи дЛЯ ПроКЛйДки в трубах Провод двужильный с резиновой ИЗОЛЯЦИЕЙ п Кййропи'гяяипО ОП.ПГТКТ из хлопчатобумажной ткани |щнуро- подобные), Номинальное напряже- ние 22 0 & Шнур с двумя мсдВыми жилами U резнгюиой. изоляцией» • в оплетке из бурдебй? Цв©Т11бЙ мсрсернзоланной ii/iri шйщейоП лряжн. Номинальное напряжение 220 и бйо в
Таблица 153 (окончание)
Марка Наимойбпание Характеристика
ШРПЛ Кабеля, провода п шнуры шланговые Шпур с резиновой изоляцией в ре- зиновом шланге, пеоеносный, лег- кий Напряжение 223 в
КРПТ То же Кабель .шланговый тяжелый. на- пряжение до 600 в
пргд ъ Провод одножильный гибкий для электрической дуговой сварки
ГРШС » Кабель с резиновой изоляцией в резиновом шланге, гибкий, много- жильный, Напряжение до 500 о
пмб Провода монтажные С вйНйлитовоЙ изоляцией одно- проволочпый
МН-0П КабМъиая Mricca Масса изолирующая битумизиро- ванная
МВ-70 То же То же
mk-ss |> Масса Изолирующая масло^апй- фоЛЬНаЯ
Провода обмоточные
ПВО Провод круглый диаметром от 0,2 до 2,1 Л1Л Медпый с изоляцией из одного слоя Х.-бз обыотКк
ЛБД £1) же от 0,2 до й/2 зим То же с двумя олсямп
ПБТ То ие То жб е Т1>емя слоями
пшо То же от 0,05 дО О«68 Л1/г МбдНый С нзолйцйей HJ одного с-юя шелконой обмотки
пшд То же диаметром по 1рсбо- ваишо заказчика То же с двумя СЛОЯМ!,
ПЭЛ Круглый диаметром от 0,08 до '1 ,55 Л1Л1 МедЕ1ый с изоляцией из эмали лакостойкой
ПЭТ 1о же от 0,38 ди 1,6G лш Ти же из эмали теплостойкой
ПЭ1ПО и пэлшо То же oi 0,05 до 1 >4S То же на эмо л» з одного слоя Шолкопой обмот'Кй
ПЭЛвО и ПЭБО Тб же 0,2—2,1 Лъп То Жё из эмали I одного слоя c\,-6j обмоТкй
пэшд То же диаметром rtfl гребо- пйиию заказчика То ?fce Из ймали и двух СЛО0В шелковой обмотай
ПэЛВд То Же диаметром I} 1G— 1.3 лм Тб же йз эмали н доух слоов X. =6j обмоТКЙ
под То Же 1,0—В,2 ЛИ Тб Ж© li.JiaoJifiUfiejI ИЗ Дв>х слови сФ&кляШЮЙ обмотки, проштАВЙбй специальным Лййбм
ПДА ТО жв 1,0—4,8 лл i То }ке Н9 ЙСбеСгойОй обМоТкИ, гфбпятйНИоЙ споцкалзнЫм Лйкбм
Стирокрил имеет высокие механические свойства (табл. 151), сцеп-
ляемость с металлом ,п применяется для восстановления изношенных
и забракованных деталей путем заливки их. Физико-механические
свойства некоторых пластмасс приведены в табл, 151, а область их
применения —в табл. 152. Более подробные сведения о пластмассах
приведены в рекомендуемой литературе [22].
Электротехнические материалы
К электроизоляционным материалам относятся: слюда и слюдяные
материалы — миканиты, лакоткаиь (пропитанная лаком ткань), липкие
ленты, лаки изоляционные, сырая резина, кабельная масса, 'фибра
(бумага, обработанная хлористым цинком), лнгеронд., (тонкая 0,1—
0,5 мм фибра) -и др. Удельные сопротивления этих ri других мате-
риалов приведены в главе VI.
Кабельные изделия (основные виды); кабель, провод,
шнур н обмоточный провод, стационарные шины и медные, алюми-
ниевые или стальные полосы, служащие для распределения
энергии на подстанциях и электростанциях. Кабель — это одна или
несколько скрученных вместе изолированных шин в .защитной метал-
лической или резиновой оболочке. Нормальные силовые кабели из-
готовляются одно-, двух-, трех- н четырехжильными. Стандартными
сечениями токоведущнх жил в кабелях являются (л//.2): 1,5; 2,5; 4;
6; 10; 25; 35; 50р 70; 90; 120; 150; 185; 240 и т. д Для харак-
теристики кабеля указывается марка, число жл, поперечное сече-
чне жил влей® и напряжение в вольтах. Например, СБГЗх 50X1000
означает: кабель освинцованный И бронированный стальными лента-
ми без наружного джутового покрова, трехжильный, сечением 50 мм2
для напряжения 1000 в. Обмоточные провода изготовляются из ме-
ди круглого (диаметром от 0,03 до 5,2 м.«) и прямоугольного се-
чения (до 64 мм2). В табл. 153 приведены характеристики кабельной
продукции.
. 9. СТАНДАРТЫ НА МАТЕРИАЛЫ. ВЫБОР МАТЕРИАЛОВ
Иа большую номенклатуру материалов выпущены листы—так
называемые ГОСТ (Государственные Общесоюзные
Стандарты), содержащие характеристику или требования к ним,
обязательные как для производителей, так и для потребителей.
До 1940 г. выпускались ОСТ (Общесоюзные Стандарты).'
В настоящее время действуют только те ОСТ, которые еще не за-
менены ГОСТ. ОСТ выпускались без строго определенного порйдка
различными Наркоматами и поэтому не имеют четкой системы ну-
мерации ГОСТ же имеют строго определенную систему нумерации
и выпускаются только Комитетом стандартов прн Совете Министров
СССР. ГОС Г обозначаются порядковыми номерами с указанием
года выпуска. Например, в ГОСТ 1050—60 на сталь качественную
углеродистую цифра 60 обозначает год выпуска этого ГОСТ.
На один и тот же материал может быть выпущено песко тько ГОСТ:
на марку этого материала, на сортамент, на технические усповня
поставки. Во всех ГОСТ указывался, на какой материал они рас-
пространяются*.
В ГОСТ на марку указывается классификация материала, хими-
ческий состав с указанием допустимых отклонений. В ГОСТ на сор-
тамент—-размеры, которые может иметь поставляемый заводами-
изготовителями материал с указанием точности его ’ изготовления
и веса. В ГОСТ иа технические условия указываются механические
п другие свойства материала, правила приемки и методы испытаний,
маркировка и упаковка при отправке. Во многих ГОСТ указывается
назначение и область применения материалов. На те материалы, иа
которые нет ГОСТ о iдельно иа марку, сортамент и технические
условия, все сведения указываются в одном ГОСТ. Материалы,
на которые отсутствуют ГОСТ или ОСТ, поставляются по специаль-
ным техническим условиям. При усовершенствовании конструкции
или технологического процесса нужно до возможности выбирать
стандартный материал, так как такой материал освоеи, имеет высо-
кое качество, проверенное практикой, и относительно низкую себе-
стоимость. Заводы не имеют права выпускать продукцию (материал)
с отклонениями от ГОСТ. Несоблюдение стандартов преследуется
законом.
При использовании ГОСТ или ОСТ для выбора материа-
л а его следует внимательно прочитать с начала и до конца, так как
в тексте могут быть' оговорены различные особые условия изготов-
ления этого материала. Например, часто оговаривается возможность
поставки продукция с отклонением от указанных в стандарте марок,
размеров, термической обработки или других условий поставки.
С целью уменьшения номенклатуры применяемых материалов в про-
изводстве иа заводах разрабатываются н утверждаются для обяза-
тельного использования заводские сортаменты н марочники, в кото-
рых используется только часть указанных в ГОСТ, ОСТ- и ГУ ма-
териалов и’ их размеров. Рационализатор и изобретатель должен
стараться придерживаться этих марочников и сортаментов, так как
для удешевления выпускаемой продукции важно, чтобы завод не
увеличивал номенклатуру потребляемых материалов
От правильности выбора, материала зависит качество изделия,
его работоспособность, долговечность. Материалы, неправильно
подобранные для данной конструкции изделия, могут вызвать' неудов-
летворительную работу его, что,- в свою очередь, создаст' неправиль-
ное представление о качестве конструкции машины. Для правнльно-
ю выбора материала необходимо' знать назначение детали, величину
и направление нагрузок (сил), в каких условиях она будет работать,
в частности прн какой температуре и в какой среде (вода, пар,
газ, кислоты н т. Д.). В соответствии с этими условиями опреде-
лятся требования к материалу детали и вы'бор
его.
При выборе материала необходимо использовать имеющийся
опыт — применять такой материал, который уже успешно использо-
вался или применяется в условиях, -подобных данным. Например,
для поршневых колец двигателя, клапанов, цилиндров, станин стан-
т ГОСТ 11 OCI можно получить в любой технической библиотеке.
крв, шпинделей и Других деталей хорошо зарекомендовали себя
определенные марки материалов Их нужно использовать, обратив-
шись к справочным материалам. Если есть возможность применить
разные материалы, следует выбрать тот который менее дефицитен
и более дешев,
При выборе материала следует учесть возможности упрочнения
его пли увеличения мягкости, пластичности как по всему. сечению
детали, так и па поверхности путем термической обработки (закал-
ка, цементация, отжиг и др.), при помощи нагартовки, наклепа,
гальванопокрытия и т. д.
Необходимо принимать во внимание также и технологические
свойства материала, т. е. жидкотекучесть и усадку — для литейных
материалов, ковкость —для деформируемых, твердость и обрабатывае-
мость резцом — для механически обрабатываемых. Стали имеют
большую усадку и наименее Текучи прн отливке. Чугун имеет хорошую
жидкотекучесть. Наиболее жидкотекучи цветные металлы и сплавы.
Чугуны и цветные сплавы одновременно имеют хорошую обрабатыва-
емость резцом. Стали имеют разную обрабатываемость резцом Наибо-
лее трудны в обработке резцом легированные, стали, особенно те из ннх,
которые имеют в своем составе никель, молибден, вольфрам пли по-
Еышенноа содержание других легирующих Примесей. Обрабатываемость
стали в большинстве случаев характеризует твердость. Однако это не
всегда. Например, чугун н сталь одинаковой твердости имеют разную
обрабатываемость резцом. При выборе материала, особенно для меха-
нически .обрабатываемых деталей, следует считаться, прежде всего с его
Твердостью, имей в виду, что резец из быстрорежущей стали может
обрабатывать металл с твердостью по Бринеллю, не превышающей
200—320 кг/мм».
После того как выбрана марка материала, важно знать сортамент
материалов, поставляемых заводами-поставщиками по ГОСТ. .Особенно
его важно при выборе сортового и листового проката, труб, болтов,
заклепок и других металлоизделий. В сортаменте указаны размеры
стандартных материалов, и этих размеров следует придерживаться,
иначе материал нельзя будет приобрести. Примеры расчетов на проч-
ность и выбора материалов см. в главе IX.
10. РЕЗЕРВЫ ЭКОНОМИИ МАТЕРИАЛОВ
При конструирований и изготовлении машин, приспособлений,
инструмента необходимо обеспечить всемерную -экономию материалов’.
Практика показывает, что в производстве Имеются следующие возыоис-
йости экономии материалов,
1. Снижение веса деталей п узлов за счет.' а) ис-
пользования резервов прочности (Изготовляемые Машины и изделия
имеют-еще значительные запасы- прочности); б) поверхностного упроч-
нения деталей машин; в) применения более прочных Материалов;
г) применения облегченных, заготовок « снециальных профилей прока-
та; А\ сокращения чисЛй детален и уз,ж» путем упрощения кинемати-
ческой схемы; е) применения электро-гйдрйвличсских Передач взамен
механических, ж) уменьшения размеров слабоиэгружеиных деталей
(втулок, фланцев, крышек, муфт и др.); з) устройства впадиЛ, выемок
окон, внутренних полостей в литых и штампованных деталях; и) об-
легчения литых заготовок путем уменьшения толщины стёнки отливок
до минимальной величины; определяемой возможностями литейной тех-
нологии,
2. Повышение износостойкости путем рационального
конструирования деталей, защиты металла от Коррозии, упрочнения
их термической обработкой, поверхностным дробеструйным наклепом,
поверхностной индукционной закалкой, пористым хромированием, изо-
термической закалкой, электроискровым упрочнёнйем, наплавкой тварт
дыми сплавами и др.
3 Применение при конструировании: а) экономичных профи-
лей проката: гнутых для ободьев металлических колес, полых вместо
сплошного сечения; проката периодического профиля и из иизколегл-
ровапиы'Х сталей, имеющих повышенную прочность; б) широкое внедре-
ние сварных н штаМПо-спйрНЫК Конструкций; в) Широкое Применение
заменителей цветных металлов и сплавов, антифрикционных 1 чугунов,
пластмасс, металлокерамических пористых и железОграфйтовых под-*
шипиикбй, биметаллических втулок и т. п.; г) широкое применение
различных заменителей нержавеющих и жаростойких специальных
сталей — керамических изделий, стекла и т. п.
4. Изменение технологии в литерном производ-
стве: а) изыскание возможности получения отливок с.минимальными
припусками на механическую обработку за счет применения машинной
формовки взамен’ручяой и центробежного литья взамен Литья- в каейль,
под давлением, точного литья по выплавляемым моделям .и в скорлуп-
чатые формы; б) применение сплайов с повышенными механическими
свойствами, модифицированных й высокопрочных чуГуНов с пластинча-
тым и шаровидным графитом для замены литой и кованой стали, сни-
жений веса чугунных деталей Н повышения срока их службы; в) Изы-
скание возможности уменьшения безвозвратных Потерь металла па
силескй, остатки в ковшах с формовочной смесью и в шлак; г) более
широкое применение брикетирования стружки: д) изыскание возмож?
пости повышения выхода годного лнтья за- счет улучшения технологии
формовки, пересмотра литниковых систем в целях устранения излиш-
него расхода металла; сокращения расхода металла, затрачиваемого па
запивку прибылей, уменьшения их размера путем обогрева, доливки
и более широкого использования холодильников; увеличения числа
мелких деталей, изготовляемых в одной форме, и широкого использо-
вания метода стопочной формовки.
5. Изменение технологии в к у з и е ч н о-ш т ам п о в о ч-
П ом производстве: а) изыскание возможности получения поко
вок с минимальными напусками- и припусками па механическую обра-
ботку, за счет перевода со свободной ковки на горячую штамповку,
применения специализированного инструмента и подкладных штампов,
метода комбинированной ковки, шТаМПовКи па кривошипных прессах,
улучшения технологии ковки-штаМНОВКН, конструкции п штампов;
б) при горячей штамповке находить возможности сокращения отходов
на ааусенцы за счет применения штамповки безоблойной, из периоди-
ческого проката на кривошипных горячещтамповочных прессах, горн-
зонтально-ковочиых машинах, перевода на выдавливание, раскатку, валь-
цовку п г. д., устранения отходов на клещевину; сокращения потерь
металла на угар за счет внедрения безокислптельного нагрева, при-
менения электрокоитактиого‘и'Индукционного нагрева; в) при-листовой
штамповке "изыскан не возможности улучшения раскроя путем внедре-
ния комбинированного раскроя, безотходной штамповки, уменьшения
размера перемычек и др
литература
1. Краткий справочник химика, Госхимнздат» 1958
2, Н П Дубинин и др., Технология металлов, Машгиз, 1959,
3. П. И Полухин и др., Технология металлов, Машгиз, 1960,
4- Д. Д. Бурдаков. 3. Г Цукерник, Металлургия черных ме-
таллов, Металлургйздат. 19 61
5. М. И, Панфилов, Справочное руководство сталевара, Мегаллург-
издат, |961.
6. А И.,Х о м у т о в» Легированные стали н сплавы» Изд-во сЗнднио» I960.
7. Справочник машиностроителя, т. 6, Машгиз, 1956.
8. Справочник металлиста, т, 3 н .5, Машгиз, 1958
9. Справочник по применению и нормам расхода смазочных материалов,
Гос^оптехиздат, 1954.
10. Снижение веса и повышение качества машин, Сб. Машгиз, 1953.
11. Повышение'качества и экономичности машин, Сб Машгиз, 1956.
'.Д2; -В. ф. Андреев, Пути экономки металлов в народном хозяйстве,
Металлургиздат, 1958.
13. Экономия металла в машиностроении (опыт московских заводов), Сб
Машгиз, 1953.
14. В. Б. Гокуц, Технологические предпосылки экономии металла, Маш-
гиз, . 1957.
15' . В. Б. Гокуа, Конструктивные предпосылки экономна металла, Маш-
гиз, 1957.
16. В. С. Титов. Пластмассы для машиностроения И других отраслей
промышленности.» ГОСНИТИ, 1959.
17. Н. М Антонов, Опыт экономии цветных металлов, Ленинградская
промышленность, 1959
18 И А. Осин, Снижение припусков на отливках, Машгиз, 1956.
19. К В, Савельев, Замена бронзовых втулок чугунами с шаровидным
графитом, -«Литейное производство» № 3, Машгиз, 1960.
,20. А, С, Коньков, Экономия материалов на заводе, Машгиз, 1952,
21. А. С. К о н ь к о в, Снижение припусков при штамповке поковок, Маш-
гиз, 1961.
22, -П. Г. Коновалов, Пластические массы, их свойства и применение
в промышленности, Справочное пособие, Машгиз, 1961.
23. А. В. Л о к е д е м о н с к и й, Паяние и припои» Металлургиздат, 1958,
24. К. К. Папок, Технический словарь по топливу и маслам, Гостоптсх-
издат, 1955
,25 .. П. А Степин, Г А С не с а рев»' Экономия металла при конструи-
ровании машин, Машгиз, 1961,
(1Ю11!г1НО]1Н!Ш
ГЛ АВЛ IX
КОНСТРУИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ ДЕТАЛЕЙ МАШИН
Рационализатору или изобретателю при разработке своих предло-
жений приходится выполнять различные расчеты," делать эскизы
и чертежи. В начале работы делаются эскизы, наброски пли рисунки
от рукн, При дальнейшей разработке предложения по эскизам вы-
полняются чертежи с соблюдением всех правил технического черче-
ния. Для работы над рационализаторским, предложением или.изобре-
тением необходимо уметь читать и выполнять чертежи, уметь рас-
считывать детали на прочность и правильно конструировать их.
1. ЧЕРТЕЖИ В МАШИНОСТРОЕНИИ
Формат и масштаб
Чертежи выполняются на листах определенного формата. По
ГОСТ 3450—60 стандартизованы-следующие форматы
Обозначение
формата, . АО Al А2 АЗ А4
Размеры листа
после обрез-
ки 3 ж . . 84 1 XI 1 89 694x841 420X59*1 297X420 210x297
В случае необходимости эти форматы можно увеличить, за счет
удлинения одной из сторон на величину, кратную 1/2 ее длины. Сле-
дует по возможности стремиться к тому, чтобы изделия иа чертеже
были изображены в натуральную величину, т. е. в масштабе 1:1.
Если это невозможно, то следует пользоваться одним из масштабов,
установленных по ГОСТ 3451—59:
Для уменьше-
ния. . ... П2; (1’2,5), (1:4); 1.5. 1*10; (1 ;15); 1 20; (1 26); 1.50; (I 75)
Для увеличе-
ния. . . , . 2 1;(2,5’1): 5:1; 101!.
Масштабы, заключенные в скобку, допускаются, но не рекомен-
дуются.
Расположение видов на чертежах
На машиностроительных чертежах детали, узлы и изделия в це-
лом изображаются методом проектирования их на взаимно-перпен-
дикулярные плоскости, как это показано на фиг. 226, а. Виды па
чертеже должны располагаться и называться по ГОСТ 3453—59 в та-
ком порядке, как это изображено на фиг. 226, 6.
3 а гл а виын в ид (вид спереди) следует принимать такое изоб-
ражение, которое дает наиболее ясное представление о форме
и-размерах изделия, узла или детали п обеспечивает навлучшее
использование поля чертежа.
Фиг. 226. Расположение видов (проекций) в проекционной связи.
В большинстве случаев бывает достаточно вычертить три проекции:
вид спереди (главный вид), вид сверху (план) и вид сбоку (слева).
Если виды располагаются между собой в проекционной связи, то ни-
каких надписей (названий видов) делать не полагается.
Виды, расположенные без проекционной связи с главным видом,
снабжаются соответствующей надписью, например «Внд А» (фиг. 227).
Надпись подчеркивается снизу чертой. Направление взгляда должно
сооок симметричную ф
Виде ,
А | вид А
Фиг. 227. Обозначение видов
на чертеже.
указываться на соответствующем виде стрелкой с той же буквой.
Названия видов пишутся только в тех случаях, когда отсутствует
изображение, около которого можно поставить стрелку. При вычер-
чивании проекций, представляющих ' "
допускается изображать не всю проек-
цию, а только несколько больше поло-
вины се (фиг 227, «Вид А»),
Разрезы и сечения
Внутренние очертания детали по-
казываются на чертеже штриховыми
линиями. Большое количество штри-
ховых линий затемняет чертеж, де-
лает его неразборчивым. В этом слу-
чае рекомендуется делать так назы-
ваемые сечения Н разрезы. Для того
чтобы сделать сечение или разрез,
нужно мысленно разрезать деталь
какой-либо плоскостью (называемой
секущей плоскостью.
Если мы изобразим иа чертеже
только ту плоскую фигуру, которая
получается при пересечении секущей
плоскости с телом детали, то получен-
ное изображение будет называться
селением. Если же мы изобразим
на чертеже все то, что находится в
секущей плоскости (сечении), и все г_________ ______,
ю полученное изображение будет называться раз р ез ом. При этом
часть детали, расположенная между глазом наблюдателя и секущей
плоскостью, условно отбрасывается Тело детали, разрезаемое се-
кущей плоскостью, выделяется штриховкой.
Разрезы всегда стараются делать с таким расчетом, чтобы по-
казать на чертеже возможно больше подробностей внутреннего
устройства детали; Если 'одной секущей плоскости недостаточно, то
деталь режут двумя или даже несколькими плоскостями, которые
затем совмещают с плоскостью чертежа. Разрез, образованный одной
секущей плоскостью, называется простым (фиг. 228, разрез Б—Б),
а образованный несколькими плоскостями,—с л о жн ы м разрезом
(фиг. 228, разрез А—А).
При параллельных секущих плоскостях сложный разрез называют
ступенчатым (фиг. 228, разрез В—В), Разрез может быть пол-
ным (фиг. 227), когда детадь целиком разрезается секущей пло-
скостью, н местным (вырыв) (фиг,. 230), если выделяется
только ее отдельный участок. Если проекция детали представляет
собой симметричную .фигуру, то можно соединить половину вида
с половиной соответствующего разреза (фиг. 229), причем разрез
рекомендуется помещать справа от вертикальной оси (па вертикаль-
ном разрезе) или ниже горизонтальной оси (на горизонтальном раз-1
резе). Болты, впиты, заклепки, штифы, шплинты, валы/ рукоятки,
S-5
Фиг. 22S. Разрезы
Фиг. 228. Совмещение двух
разрезов в одной плоскости.
Фиг. 230. Местные разрезы (вырЫзы).
Фиг. 231 Сечений
шарики и ролики подшипников качения и т. д., а также ребра
и спицы, вдоль которых проходит секущая плоскость, условно пока-
зываются неразрезанными и не штрихуются.
Обозначение разрезов зависит от того, где проходит секу-
щая плоскость и где располагается разрез. Если секущая плоскость
проходит по осп симметрии вида, а разрез располагается на месте
соответствующего вида, то никаких обозначений пн на виде, ии на
разрезе не делается (.фиг. 229, вид слева)
Если разрез, сделанный по осы симметрии, располагается не на
месте соответствующего, вида, или секущая плоскость не совпадает
с осью симметрии, след секущей плоскости
обозначается утолщенными штрихами и
двумя одинаковыми прописными буквами
русского алфавита, а над разрезом де-
лается надпись: «Л—А», с.Б—Б» и г. д.
элементы
Тш 232. Сечение.
Фиг 233. Выносные
(фиг. 228). Штрихи ставятся в пачале разрезов, у перегибов и в конце.
На начальном и конечном штрихах ставятся стрелки, указывающие
направление взгляда; эти штрихи не должны пересекать контур
изображения. Наклонные разрезы располагаются в соответст-
вии с направлением, указанным стрелками иа ’линии сечеиия Такие
разрезы можно помещать в случае необходимости в любом месте
чертежа (разрез Г—Г на фиг. 228) и даже поворачивать до совме-
щения оси с горизонтальным или вертикальным направлением.
В последнем случае под обозначением разреза пишется слово «повер-
нуто».
Сечения обычно выносятся иа поле чертежа — на продолжение
следа секущей плоскости (фиг. 231, а) или иа произвольное место.
Вынесенные сечения- обводятся линиями видимого контура и заштри-
ховываются. Сечения несложной формы допускается делать н а ло-
же и и ы м и (фиг 231, б). Они совмещаются с соответствующим
видом, обводятся топкими сплошными линиями и заштриховываются,
причем коптуриые линии вида при этом не прерываются. В ы ii е с е и-
п ы е сечения, симметричные относительно следа секущей пло-
скости и расположенные на ее продолжении, не обозначаются, а след
секущей плоскости проводится, как осевая линия (см. фиг. 231, о);
ие обозначаются также симметричные наложенные сечения (см.
фиг. 231, б) Сечения, вынесенные на свободное место чертежа, обоз-
начаются так нее, как я разрезы: след секущей плоскости отмечается
утолщенными штрихами со стрелками и двумя одинаковыми русскими
прописными буквами, а над сечением делается надпись «А—А». Если
сечение проходит через ось цилиндрического пли конического отвер-
стия нлп углубления, то контуры такого отверстия или углубления
показываются полностью, несмотря иа то, что они располагаются не
в плоскости сечения (фиг,’232) В тех случаях, когда какую-либо
часть изображения нужно дать в более крупном масштабе, чтобы
уточнить форму или размеры детали, применяют выносные о ле
мен ты, как это показано па фнг. 233,
О ------------——~-------—L менее
Фиг. 234. Линни чертежа.
Штриховка вертикальных и горизонтальных разрезов и сечений
делается под углом 45° к горизонтальной осп, а вдетониых —под
углом 45° к следу секущей плоскости. Если линии штриховки совпа-
дают по направлению’ с контурными или осевыми, то допускается
проводить их под углом 30 или 60° к горизонтальной оси. Для
всех проекций одной и той же детали направление штриховки
и ее шаг (расстояние между линиями штриховки) должны быть
одинаковыми. Если в разрез или сечение попадают две сопри-
касающиеся друг с другом детали, то они штрихуются в разных
направлениях (одна деталь вправо, другая влево). Когда в разрез
попадает три или более смежные детали, то штриховку нужно раз-
нообразить, чтобы чертеж было легче читать. В этом случае наме-
няют шаг штриховки или сдвигают штриховку одной детали по
отношению к другой. Штриховка разрезов и сечений деталей из
различных материалов стандартизована ГОСГ 3455—59. Металл
штрихуется параллельными линиями под углом 45°, неметалличе-
ские материалы (резина, кожа, пластмасса) — сеткой крест-накрест
под углом 45° и т. д.
Л иь н и на черте ж а х применяются трех видов: сплошные —
линии видимого контура толщиной 6=0,8^-1,5 мм (фиг. 254, а},
размерные, выносные, линия штриховки, контуры наложенного сече-
ния (фиг. 234, 5), линии обрыва (фиг. 234, й); штриховые — линии
невидимого контура (фиг. 234, г), линии для обозначения сечений
(фиг. 234, д\, штрих-нунктярные— осевые и центровые (фиг. 234, е),
линии для изображения частей изделия в н< крайних или промежу-
точных положениях (фиг, 234, да). Линни чертежа и их обводка'
оговорены ГОСТ 3456--59 ; Надписи на чертежах должны выполнять-
ся стандартным шрифтом по ГОСТ 3454 56.
Аксонометрические проекции
Для большей наглядности чертежей, особенно прилагаемых к раци-
онализаторскому предложению или изобретению, широко применяет-
ся способ аксонометрических проекций. ГОСТ 3453—59 предусматри-
вает два вида аксонометрических проекций — прямоугольные и косо-
угольнье.
Аксонометрическая прямоугольная проекция может рыть изомет-
рической (фиг. 235) или диметрической (фиг. 236), а косоугольная
проекция строится в виде фронтальной диметрической проекции
(фиг. 237).
При изображении куба с кругами на его гранях в аксонометри-
ческих проекциях стороны куба будут параллельны осям х, у и г,
а круги будут изображаться эллипсами. Прямоугольная изометриче-
ская проекция строится без сокращения размеров по осям х, у и г
(а • Ъ : с— 1 "1:1). Большая ось эллипсов (фиг. 9.35, п) берется рав-
ной 1,2 диаметра, а малая — 0,7 диаметра изображаемой окружности.
Прямоугольная ди.метрцческая проекция (фиг. 236, д) строится с со-
кращением размеров по оси у вдвое (а : b: с= I : 1/3 : I). Большая
ось эллипсов .берется равной 1,06 диаметра изображаемой окружно-
сти, малые оси эллипсов 1 и 3 равны ‘/з большой оси, а эллипса
2—9/10 большой оси. Косоугольная диметрическая проекция (фиг,
237, а) строится также с сокращением размеров вдвое по оси у
(я : Ь : с= 1 :1/2 :1).
Косоугольная проекция является самой распространенной. Бе
преимущество заключается в том, что фигуры, расположенные
в плоскостях, параллельных фронтальной (вертикальной) плоскости,
остаются неискаженными.
Аксонометрические проекции особенно удобны для изображения
сложных передач: ременных, рычажных и да. (фиг. 238, 239)
Простановка размеров на чертежах
Правила нанес ей ил размеров на чертежах указаны
в ГОСТ 3458—59. Размеры на чертеже проставляются в миллимет-
рах независимо от масштаба. Размерные линя» со стрелками
на концах вычерчиваются тонкой сплошной линией, по возможно-
сти вне контура чертежа (см. фиг. 234, б, 240), Размерную линию
следует проводить параллельно тому отрезку, размер которого ука-
зывается (фиг. 240, а), Для выноса размера за пределы контура
23 Заказ
Чертежи в маишностроении
сл
чертежа проводятся топкие сплошные линии, называемые выносны-
ми (см. фиг 234. б). Если размер проводится от осн детали или
центра отверстия, то используются и осевые линии (см. фиг. 234,.е,
240, а) Размерные числа проставляются над размерной линией-
параллельно ей и возможно ближе к середине. Допускается ставить
размеры в разрыве линии При простановке размера диамв!ра к раз-
меру добавляется значок 0, а размера радиуса — латинская буква R
(фиг- 240, а).
Требования к чертежам для заявок на изобретения
На чертежах, представляемых при заявке на изобретение, со всех
сторон листа оставляются поля шириной 25 мм. Для удобства бро-
шюровки допускается увеличивать поле с левой стороны листа до
40 мм. Приступая к выполнению чертежа, надо наметить каранда-
шом площадь чертежа в виде прямоугольной рамки и при размеще-
нии фигур не выходить за ее границы. По окончании работы эта
карандашная рамка стирается резинкой, так как на законченном чер-
теже никаких рамок не полагается. Если иа чертеже изображается
деталь удлиненной формы, то ее молено вычертить с разрывом. Если
по характеру изображаемого предмета сделать обрыв нельзя, а при-
менение мелкого масштаба нежелательно, то предмет изображают
по частям иа нескольких форматках стандартного размера, причем
форматки между собой не склеивают.
Согласно установленному порядку чертежи и описание изобрете
ниЯ представляются в трех экземплярах. Один из них (третий
экземпляр) выполняется иа чертежной бумаге или полотняной кальке;
на ием не должно быть никаких надписей, букв и цифр. Остальные
два экземпляра выполняются на кальке или синьке. Они являются
копиями третьего экземпляра, но на них должны быть все необхо-
димые цифры и надписи (номера позиций, номера фигур, фамилия
автора). Название изобретения н всякие другие пояснения не пишут-
ккейтть~
Предел износа
по размеру
B9,99lf^s=S3.9S3
Предел износа
по размеру
2В,/23^=28Г)КВ
4- Ручка комплект Nb f ИИ1-3 Hpptai 14 У,7
3 Шадда 4ticm.22ffirri3Z)3 1 Н-23Ш Ст. О
2 Кольцо калибр i H-tWZ tjn.J 7550 С-«3
i Направляющая 1 Ъ-!Шз iw
Д' чаименоюние деталей - Л Мчерт. лгагед see
Karfutip йля проверки симметричности кулачков
Фиг. 241 Оформление сборочного чертежа.
а)
S)
Фиг, 242, Оформление чертежа к заявко.
ся на самих чертежах, а помещаются в описании. Детали, упоми-
наемые в описании, обозначаются цифрами с выносными линиями.
Правила оформления чертежей к заявкам иа изобре-
тения несколько отличаются от обычных правил черчения, например:
1) расположение и число проекций на чертеже может быть произ-
вольным; 2) соблюдение масштаба необязательно, и на чертеже он
не указывается; 3) чертеж должен изображать изобретенный меха-
23*
низы в собранном виде, детальные чертежи являются только допол-
нительным материалом и с заявкой могут не представляться; 4) разме-
рь; на чертежах не обозначаются; также не проводятся на них
центровые и осевые линии, обязательные на технических чертежах.
Для. примера на фиг. 241 приведен сборочный чертеж, выполненный
по правилам технического черчения, на фнг. 242, а изображен тре-
тий экземпляр чертежа, а иа фиг. 242, б— первый и второй, пред-
ставляемые с заявкой на изобретение пли рационализаторское пред-
ложение.
2. ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМОСТЬ. ЧИСТОТА ПОВЕРХНОСТИ
И ТЕХНОЛОГИЧНОСТЬ КОНСТРУКЦИИ
Взаимозаменяемость-—это свойство детален занимать
свои места в узле или машине и нормально работать без дополни-
тельной механической или ручной пригонки. Детали будут взаимо-
заменяемыми только в том случае, когда сопрягаемые размеры их
выполнены в определенных пределах, ограниченных допусками.
Допуски
Размеры деталей устанавливаются расчетом и конструктивными
соображениями. Эти размеры проставляются на чертеже и называ-
ются номинальными.
Выдерживать при изготовлении детали номинальные размеры
трудно, не экономично, а иногда и не нужно. Поэтому на номи-
нальный размер назначаются допу с к и, т. е, разрешенные откло-
нения от номинального размера. Например, задано 5O+o'f. Здесь
50 — номинальный размер, ai°’f — допуски; из них +0,2 — верхнее
отклонение, 0,1—нижнее отклонение. Сумма их 0,2+
+0,1 =0,3 дает величину допуска. Величина допуска (сам допуск)
может быть определена так же, как разность между предельными
размерами, т. с. 50,2—42,9 = 0,3.
Посадки
При сборке двух деталей, входящих одна в другую, различают
внешнюю, или охватываемую, поверхность и внутреннюю, или охва-
тывающую, поверхность. В машиностроении принято деталь с охва-
тывающей поверхностью называть отверстием, а с охватываемой—
валом. Разность между диаметром отверстия н диаметром вала опре-
деляет характер соединения, или посадку. Если диаметр отвер-
стия больше диаметра вала, то в соединении будет зазор (.фиг
243, а) и детали будут иметь возможность перемещаться относи-
тельно друг друга. Если диаметр' отверстия меньше диаметра вала,
то в соединении будет натяг (отрицательный зазор) п будет осуще-
ствлено неподвижное соединение (фиг. 243, б).
Наибольшим зазором называется разность между' наибольшим
предельным диаметром отверстия и наименьшим предельным диамет-
ром вала (фиг. 243, а). Наименьшим зазором называется разность
между наименьшим предельным диаметром отверстия и наибольшим
предельным диаметром вала.
Пример. Номинальный размер отверстия и вала 50' лМ1; наябольшин предель-
мый диаметр.огверстпя 50,06 лыг, наименьший, предельный диаметр отверстия
50,025 м?. наибольший предельный'диаметр вала 50 мм; наименьший предель-
ный диаметр вала 49,983 лги.
Следовательно, зазоры будут: капболь’ппй 50,00—49,983=0,077 лгл, наи-
меньший 50,025—50=0,025 лиь
Следует отметить, что ‘Величина зазора обязательно должеш быть больше
нуля, т. е. должна быть положительной
Наибольшим натягом называется разность между наименьшим
предельным размером отверстия и наибольшим предельным размером
вала (фиг. 243, б).
Наименьшим натягом называется разность между наибольшим пре-
дельным размером отверстия и наименьшим предельным размером
вала.
О
Наиб, тор
Допуск от! Наим. зазор\
Нппм Utima? IJriitfi мято?
Фнг 243. Гэафическое изображение допусков.
Пример. Номинальный размер отверстия и вала 50 мм; наименьший предельный
диаметр отверстия 49,948 мм; наибольший предельный диаметр отверстия
49,975 ,иж наибольший предельный диаметр вала льи; наименьший предель-
ный диаметр вала 49»983л*л;
‘Следовательно, натяги будут: наибольший 49,948—50=—0,052 лиг, наи-
меньший 49,975—49,983=—0,008
Таким образом, наибольший натяг по абсолютной величине боль-
ше наименьшего.
Для- того чтобы иметь возможность правильно подобрать требуе-
мый зазор или натяг, стандартом предусмотрены три группы поса-
док: подвижные, прессовые и переходные .К п о д в и ж н ы м п о с a fl-
ic а м1 относятся: скользящая (С), посадка движения (Д), ходовая (X),
легкоходовая (Л) и широкоходовая (Ш). Эти посадки дают в соеди-
нениях гарантированный зазор и применяются в тех случаях, когда
детали соединения должны иметь возможность свободно перемещать-
ся относительно друг друга.
К прессовым посадкам относятся: горячая (.Гр), прессо-
вая (Др) и легкопрессовая (Пл). Эти посадки обеспечивают в соеди-
нении гарантированный натяг и применяются в тех случаях, когда
соединяемые детали должны составлять одно целое.
К переходным посадкам относятся: глухая (Г), т^гая (Т),
напряженная (Н) и плотная (П). Эти посадки могут давать в соеди-
нениях как небольшие натяги, так и небольшие зазоры. Переходные
посадки применяются в основном в таких соединениях, где нужно
обеспечить центрирование одной детали по отношению к другой
(вала в отверстии).
Классы точности
В зависимости от назначения деталей их обрабатывают с различ-
ной степенью точности. В машиностроении установлено 10 классов
точности: 1, 2, 2а, 3, За, 4, 5, 7, 8 и 9. Наиболее употребительны
2, 3 и 4 классы.
! класс применяется при обработке особенно ответственных де-
талей, е основном в приборостроении.
2 класс обеспечивает точную сборку соединений. Применяется
для обработки деталей ответственных соединений с малой величиной
зазоров и натягов.
-2а класс является промежуточным между 2 и 3 классами.
3 класс обеспечивает сборку средней точности. Применяется
в тех случаях, когда характер посадки должен быть выдержан, но
особой точности изготовления деталей не требуется.
За класс является промежуточным между 3 и 4 классами.
4 класс применяется в таких соединениях, где значительные ко-
лебания предельных размеров не влияют на характер посадки,
5 класс применяется в таких соединениях, где могут быть допу-
щены большие зазоры.
4 и 5 классы точности обеспечивают только грубую сборку со-
единений,
7, 8’и 9 классы посадок не имеют. Они применяются при грубой
обработке несопрягающихся поверхностей.
Система допусков и посадок
Система допусков ц посадок ОСТ, принятая в СССР, обязатель-
на для всех, заводов страны, В этой системе принято одностороннее
расположение допусков, т. е, допуск всегда идет «в тело» детали.
Различают систему отверстия и систему вала. При системе от-
верстия предельные размеры отверстия остаются постоянными,
а требуемая посадка осуществляется за счет изменения предельных
размеров вала. При системе вала, наоборот, предельные раз-
меры нала остаются постоянными, а изменяются предельные раз-
меры отверстия В машииострсении применяются обе эти системы,
ио больше распространена система отверстия, так как для изготов-
ления деталей по этой системе требуется меньший набор режущего
и мерительного инструмента. Систему вала выгодно применять лишь
в тех случаях, когда на вал насаживаются детали одного диаметра,
но имеющие разную посадку, а вал нежелательно делать ступенча-
тым.' По системе вала также изготовляются наружные кольца под-
шйпников качения.
Разработаны специальные таблицы допусков 12, 16], по ко-
торым легко найти допускаемое отклонение от номинального размера
для любой посадки и класса точности,
Обозначение допусков и посадок на чертежах
На чертежах посадки обозначаются буквами с индексом класса
точности.
Если соединение выполнено в системе отверстия , то у размера отвер-
стия ставится буква А с индексом, обозначающим класс точности, напри-
мер 04ОА3, а у размера вала— обозначение посадки с индексом класса
Фнг. 244, Простановка допусков на чертежах.
точности, например 0 40Х3. На сборочном чертеже (фиг.244) обозначение
отверстия ставится всегда в числителе, а вала — в знаменателе, напри-
А3 _
мер0 40—. Если соединение выполнено в системе вала, то Для на-
^3
шего примера на размере отверстия будет стоять 04ОХ3, на размере
Фнг» 24S Примеры обозначения на чертежах допускаемых отклонений’
й — иепрямолннейность; б—неплоскостность; а — непараЛлельность; г —оваль^
несть; д—конусность; е— непорпендикуляраость; w—несоосность.
у
вала 04ОВ2, а па оборотом чертеже 040—. Если соединение вы-
полнено по второму классу точности, то индекс 2 около буквы, обо-
значающей посадку, не ставится, надрнмер 04ОА или 04ОХ.
Если иа чертеже проставляются числовые значения допуска, то
около размера ставятся величины отклонений в мм. Верхнее откло-
нение ставится вверху, а нижнее внизу; отклонение, равное нулю,
не указывается вовсе.. Например, соединение, выполненное в системе
отверстия по 3 классу точности, будет обозначаться на чертеже;
отверстие—040-н,os, вал—-04O3o’|oq. На сборочном чертеже от-
клонелня, относящиеся к отверстию, пишут в числителе, а к валу —
„ +0,05
в знаменателе, например, в нашем случае будет 040 —
—□JOO
Иа фиг. 245 приводятся примеры обозначения на чертежах допус-
каемых отклонений от формы и расположения поверхностей.
Чистота поверхности
VJ остальное
-г...... ......_Si.
j.
Аао>*-| у о
Фиг 24 6- Обозначевие
классов чистоты.
Чистота поверхности зависит от метода обработки и характеризует-
ся высотой гребешков (шероховатость). Например, прн грубой обдйрке
резцом получаются высокие гребешки, которые видны простым глазом.
Притертая илиполированная поверхность детали имеет незначитель-
ную шероховатость, и гребешки уже можно рассмотреть только под
микроскопом.
Чистота поверхности оказывает огромное влияние на работоспо-
собность отдельных деталей и машины в целом. Шероховатость на
трущихся поверхностях препятствует вза-
имному перемещению деталей и повыша-
ет потери энергии на трение, увеличи-
вает износ трущихся поверхностей, осо-
бенно в первый период работы, пока гре-
бешки не сотрутся п площадь соприкосно-
вения не станет' больше. При запрессов-
ке деталей гребешки иа их Поверхности
сминаются и нарушают характер посадки.
Наличие неровностей на поверхности де-
талей увеличивает возможность возникно-
вения трещин при работе, особенно в том
случае, когда детапь подвергается дей-
ствию переменных нагрузок. Кроме того, неровная поверхность де-
тали ухудшает ее антикоррозийную стойкость.
Для оценки чистоты поверхности ГОСТ 2789—59 предусмотрены
14 классов, которые отличаются один от. другого высотой гребешков.,
В табл.’154 приводятся обозначения классов чистоты, их назНа-'
чение и способы получения, а на фиг. 246—пример обозначения
классов чистоты на чертеже.
Технологичность конструкции
Изобретатель и рационализатор, работая над созданием или усо-
вершенствованием конструкции механизма или приспособления, раз
рабатывая чертежи деталей к узлов, должны обязательно думать о
том, как практически изготовить данную деталь, не.будет лиона
сложна и трудоемка в изготовлении п нельзя ли ее упростить, с тем
чтобы ее можно было легче, без больших затрат изготовить в имею-
щихся производственных условиях.
Нужно стремиться к тому, чтобы все детали, узлы и механизмы
в целом были технологичны. Деталь будет технологичной, если
Таблица 154
Примеры назначения и способы получения чистоты поверхности
деталей машин
Обозначе- ние Назначение Способы получения
Без знака Поверхности отлпвок. поковок, поверхности после резки и т. и, Отливка, ковка, штам- повка, резка огневая, пи- лами и ножницами
Черные, но ровные поверхности отливок, поковок, проката. Зачи- щенные поверхности отливок, по- ковок после резки и пр. Отливка в кокиль, ковка в штампах, ровная отлив- ка, чистая огневая резка. Зачистка зубилом, абразив- ными кругами, пескоструй- ная очистка
V1 ‘ Поверхности разъемов, отвер- стий из-под сверла, зенковок, фа- сок и пр. ['рубая и черновая обра- ботка резцом, фрезой, свер- лом и т, Д.
V2 Нерабочие поверхности деталей
V3 Нерабочие поверхности деталей. Посадочные, нетрущиеся поверхно- сти изделий не выше 5' класса точ- ности (А5, Сй, Х5) Обычная обработка рез- цом, фрезой, сверлом с пра- вильной заточкой
V4 Точно прилегающие поверхности. Отверстия После черновой разверт- ки. Поверхности под шабреные. По- садочные яетрущвеся поверхности изделий не выше 3 класса точности (^з. С3, Ха, Ai, Cfl, Ха) Обработка чистовыми рез- цами или фрезой, черновой разверткой, зенкером, про- тяэккой, личным напильни- ком, шлифовальным кру- гом и т. п.
V5 Отверстия в неподвижных соеди- нениях всех классов точг.ости. От- верстия в трущихся соединениях 4 и 5 классов точности. Отвер- стия под подшипники качения диа- метром свыше 300 лл. Боковые поверхности зубьев зубчатых ко- лес 3 й 4 классов точности Качественная обработка чистовым резцом, чистовое развертывание, качествен- ное протягивание, шлифо- ьвняе, фрезерование и т. д, 0
VS Отверстия j трущихся соедине- ниях 2 и 3 классов точности, От- верстия иод подшипники качения диаметром до 300 л!,и. Поверхности валов в трущихся соединениях 4 в 5 классов точности. Поверхности чор вяков’и ходовых винтов. Боковые поверхности зубьев зубчатых колес 2 класса точности Тонкая обработка чисто- ныч резцом, чистовое раз- верты в anas. высококачест- венное протягивание, фре- зеров а ние, шлиф о в ание, прикатка зубьев и т. д.
Таблица 154 (окончание)
Обозначе- ние Назначение Способы получения
V7 Поверхности вадов в трущихся соединениях 2пЗ класса точности. Поверхности валов под подшипники качения, класс точности нормаль- ный Особо тонкая .чистовая обточка, тонкое шлифова- ние и т. п.
78 То же для более ответственных поверхностей. Поверхности валов под подшипники качения, класс точности повышенный Тонкое шлифование, руч- ная доводка, обработка на притирочных И ДОВОДОЧНЫХ станках
79 Весьма ответственные трущиеся поверхности валов либо других охватываемых деталей Ручная притирка, лапин- гование, хонингование, су- перфинищ
VI 0 Vil V’ 2 VI3 VI 4 Применяются только в случае особой необходимости
она проста по форме, сделана из наиболее дешевого материала, тре-
бует минимальной затраты труда на ее обработку и ие требует при-
гонки при сборке. Узел будет технологичным, если он имеет мини-
мальное количество деталей,- прост в сборке и не требует сложной
регулировки.
Для того чтобы сделать деталь или узел технологичными, нужно:
1. Выбирать’ наиболее простую и рациональную конструкцию. На-
пример, наиболее рациональной; технологичной конструкцией литой
детали будет такая, которая обеспечивает наиболее простую формов-
ку. Для определения технологичности литых деталей существует
способ пучка лучей (фиг. 247). При этом способе иа деталь мысленно
направляются с двух сторон пучки лучей. Помещенная в этих лучах1
отливка будет технологичной, если ие будет иметь теней.
2. Назначать действительно необходимую точность и чистоту
обработки. Излишние точность и чистота обработки удорожают изде-
лие, не улучшая его качества, а недостаточные — нарушают принцип
взаимозаменяемости.
3. Правильно выбирать материал и метод получения заготовок.
Следует по возможности заменять дорогостоящие операции механи-
ческой обработки более дешевыми операциями: литьем, штамповкой,
газорезкой, сваркой нт. д. Заменять свободную ковку горячей штам-
повкой, стараться составные части делать цельноштамлованиыми, по
возможности заменять труднообрабатываемые твердые металлы более
мягкими и т. д.
4. Снижать трудоемкость изготовления изделий за счет усовер-
шенствования технологии обработки, применения сварно-литых п
других комбинированных конструкций, а также механизации
трудоемких операций.
Фиг. 247, Нетехнологичшле (а) и технологичные
(б) машиностроительные детали
?з кругом
Фиг. 248. Нетехиологичные (о) л технологичные
(6) конструкции.
На фиг. 248 приведены примеры технологичных и нетехиоло-
гичиых конструкций деталей н узлов.
3. ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ ИЗ СОПРОТИВЛЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ
Изобретатель п рационализатор, разрабатывая конструкцию при-
способления, механизма или машины, должен уметь правильно вы-
бирать материал и размеры рассчитываемых деталей. Это необходимо
для обеспечения требуемой прочности как самих деталей, так и
всей машины или механизма ь целом. Для этого нужно:.!) опреде--
лить действующие на деталь нагрузки (внешние' силы), их характер
и вызываемые ими деформации; 2) найти допускаемые напряжения
для данного материала и данного случая нагружения, 3) по соответ-
ствующим формулам определить размеры проектируемой детали.
Внешние силы и деформации
Все внешние силы можно разделить на сосредоточенные, прило-
женные в точке, и распределенные, приложенные на протяжении
некоторой длины или площади детали. По времени действия на-
грузки можно подразделить на постоянные и переменные, а по ха
рактеру действия —на статические и динамические (ударные),
Все случаи приложеипя нагрузки можно разделить па
три вида1 I вид — статическое нагружение — нагрузки медленно
возрастают от нуля до некоторого значения, а затем остаются по-
стоянными по величине; II вид — пульсирующий цикл нагружения —
нагрузки переменные по величине, но постоянные по знаку, изменяю-
щиеся от нуля до некоторой постоянной величины; III'вид— сим-
метричный цикл нагружения — нагрузки переменные по величине
и по направлению, изменяющиеся от максимальной величины до
равной ей по абсолютному значению, но противоположной по знаку
минимальной величины; II и III виды нагружения относятся к ди-
намическим нагрузкам.
Под действием внешних сил все тела (детали) в большей или
меньшей степени изменяют свои разглеры и форму. Изменение фор-
мы и размеров тела под действием внешних сил называется дефор-
мацией тела. Деформации могут быть упругими и остаточными
(пластическими) У прут ими деформациями называются такие,
которые исчезают после удаления вызвавших их сил. Остаточпы
ми деформациями называются такие, при которых после сня-
тия нагрузки форма и размеры тела полностью не восстанавлива-
ются.
В зависимости от характера приложения внешних сил детали ма-
шин подвергаются различным деформациям. К основным (про
стьм) деформациям относятся: растяжение, сжатие, сдвиг (срез),
изгиб и кручение. К с л о ж и ы м д е ф о р м а ц и я м относятся такие,
которые представляют собой комбинации основных: сжатие или рас-
тяжение с изгибом, сжатие или растяжение с кручением, изгиб
с кручением, растяжение или сжатие й' срез и т. д.
Напряжения
В результате действия внешних сил, вызвавших деформацию де-
тали, возникают внутренние силы, стремящиеся восстановить преж-
нюю форму 'и размеры детали. Внутренняя сила, приходящаяся
на единицу площади сечения детали, называется напряжением
в этом сечении. Напряжение измеряется в >сг/сл? или кг/л-.и2. Если
внутренние силы перпендикулярны сечению, то напряжение на-
зывается нормальным и обозначается буквой, а (сигма), а если
внутренние силы, приложены в плоскости сечения, то такое напря-
жение называется касательным (или тангенциальным) и обозиа-
Время
а)
Фиг. 249 Графики изменения Напряжений.
чается буквой’т (тау). В зависимости от характера нагружения
напряжения в теле детали могут изменяться как по величине, так
[| по направлению. Графики изменения напряжений при статической
нагрузке (фиг. 249, а), при пульсирующем цикле (фиг. 249, б)
н симметричном цикле (фиг. 249, «) одинаково справедливы для
нормальных и для касательных напряжений. Отношение _fslJL=r
’max
или mfo.—г называется коэффициентом асимметрии. Для симмет-
"шах
ричного цикла г=—1, а для пульсирующего цикла г=0.
Напряжение, при котором деталь разрушается или получает оста-
точные деформации, называется предельным, или -опасным, напряже-
нием и обозначается оО;1 и т:оя. Напряжение, которое можно допус-
тить грн работе детали, называется допускаемым и обозначается
[с] или При проектировании деталей необходимо исходить из
общего условия прочности:
л п
где п — коэффициент запаса прочности.
При расчетах деталей па статическую нагрузку за опасное на
пряжение принимается: а) для пластических материалов (сталь) —
предел текучести, б) для хрупких материалов (чугун) — предел
прочности, При расчетах деталей на циклическую (динамическую)
нагрузку за опасное напряжение принимается предел выносливости.
Таблица 155
Предельные напряжения для стали [R]
Вид деформации Случаи нагрузок
1 И III
предельные напряжения
статическое переменное пульсирую- щего, цикла а0в "о переменное симметрич- ного цикла
Изгиб Растяжение — сжатие Кручевие 1,2 Чу . я? 0,6 оу °>ваер 0,52авр 0,з2овр О,43сгвр 0,36овр 0,22авр
Пр е д е л о м т е ку ч е с ти ( ’г) называется такое напря-
жеиие, при котором материал теряет свои упругие свойства и начи-
нает течь. Пределом текучести, или временным сопротивле-
нием (авр, ивр), называется максимальное напряжение, которое может
выдержать материал, не'разрушаясь. Пределом выносливо-
сти называется напряжение, при котором материал выдерживает,
ие разрушаясь, практически любое число циклов изменения напря-
жения. Предел выносливости обозначается: при симметричном цикле
а-,1( т_х; при пульсирующем цикле а0, т0. В табл. 155 приводятся
предельные опасные напряжения для различных случаев нагрузок
и деформаций, выраженные через пределы прочности и текучести.
Коэффициент запаса прочности
Коэффициент запаса прочности п равен отношению предельного
напряжения к допускаемому. При выборе коэффициента запаса
прочности рационализатор должен иметь в виду, что слишком малая
величина п не обеспечивает достаточной прочности детали, и она в
процессе работы может получить недопустимые деформации или
совсем разрушиться. С другой стороны, слишком большая величина п
Таблица 156
Значение коэффициента nt
Степень ответственности детали Детали малой стоимости Детали большой стоимости
Поломка летали не вызывает остановки
машины . Поломка детали вызывает осгввозку маши 1.0 1.0
1,2
НЫ' * . 1,3
Поломка детали вызывает аварию 1.3 1,5
приведет к перерасходу материала, утяжелению машины и увеличе-
нию ее габаритов Величина коэффициента запаса прочности опреде-
ляется по дифференциальному .методу. Сущность его заключается
в том, что коэффициент запаса определяется как произведение ряда
коэффициентов:
/г=«1«2 «3 nit
где — коэффициент, учитывающий степень ответственности дета-
ли. Он выбирается по табл. 156;
«2— коэффициент, учитывающий степень загрузки механизма; он
зависит от режима работы. При статической нагрузке п2
принимается равным для легкого режима работы п2—1,1,
для среднего /г5 = 1,2, для тяжелого /г2 = 1,4. При цикли-
ческой нагрузке для всех режимов работы; для симметрич-
ного цикла «а=1,2; для пульсирующего цикла и2=1,0;
пв — коэффициент, учитывающий надежность материала: для.про-
ката и поковок «з = Г,1-4-1,2; для чугунных отливок
«з = 1,2-4 1,3; для стального литья «3=1,3-4- 1,5;
«4 — коэффициент, учитывающий состояние поверхности детали
и концентрацию напряжений: при статической нагрузке
«4=1; при циклической нагрузке для симметричного цикла
п^=пкп„, для пульсирующего цикла «4=0,7(«„««+О,43),
пп— коэффициент, зависящий от состояния поверхности детали.
Его можно определить по табл. 157,
пк — коэффициент концентрации напряжений. Этот коэффициент
должен учитываться в тех случаях, когда деталь имеет
отверстия, проточки, вырезы и т. д., благодаря которым
в сечении детали появляются местные большие напряжения.
Величина коэффициента пк определяется для каждой дета-
ли в отдельности.
Таблица 157
Значение коэффициента пп
Состояние поверхности
обработке обозначение ^<6° кв/мм9 °8р>6° ке/мм1
Чистая (шлифование) ..... Получистая (обточка) Грубая ’(обточка) ...... Необработанная поверхность (после ковки или проката) V7 VS V3 1,1 1 .15 1 ,26 1,40 1,16 1,20 1 ,35 1,60
Расчет деталей на растяжение и сжатие
Если к прямому стержню приложена растягивающая (фиг. 250, а)
или сжимающая (фиг 250, б) сила Р, то он будет испытывать в
первом случае деформации растяжения, а во втором —сжатия, При
этом в теле стержня возникну г соответствующие напряжения, а
стержень получит удлинение или сжатие (фиг 251). Когда сжимаю-
щие наряжения передаются от одной детали к другой на неболь-
шом учасуке, они вызывают напряжения смятия. Определение
всех этих напряжений, деформаций или усилий по известным вели-
чинам напряжений производится по формулам, указанным’в табл, 158,
Фиг. 250. Растяжение (а)
и сжатие (б) стержня.
Фи!. 251. Деформа-
ция стержня. ,
Таблица 158
Формулы для расчета на растяжение и сжатие
Расчетные величины Формулы Обозначения
Нормальное напря- жение растяжения илп сжатия Условие прочности стержня иа растяже- ние Условие прочности стержня на сжатие Абсолютное удли- нение стержня Абсолютное сжатие Относительное удлинение (продоль ная деформация) Относительное сжатие Закон Гука (на- пряжения прн растя- жении и сжатии пря- мо пропорциональны деформациям) Коэффициент Пуас- сона (характеризую- щий упругость мате- риала) Напряжение смятия сг1 5= Ь ав 8 о < S 11 Ц 2 g» 1 1 Q "|| == „ > >“ч р-31 -3 || II ™ О m f, '**• 1 1 Чъ и 11 11 « !L 1 /А о? । 3~ < 3 ~ й й 2 ГЧ со Й >- .1. *1 $. 1 О ? О- - № 1Э »» ЬО Р— усилие растя- жения или сжатия; Z-M— площадь сече- ния стержня с учетом его ослабления от- верстиями и вырезами 1°!^» допускаемые напря- жения на растяже- ние/ сжатие «смятие* / — первоначальная длина стержня; It — длина стержня после деформации Д6 — абсолютное сужение стержня; b — первоначальная шарика стержня; Е — модуль про- дольной упругости, для стали Е = 2 000 000 -т- 4- 2 200 000 кг/см* для чугуна £ = = 800 000 4- 1 600 000 кг/см2
Порядок -расчета деталей на растяжение и сжатие
Для определения основных размеров детали производится проект-
ный расчет, который включает в себя: 1) определение нагрузки на
деталь; 2) выбор материала; 3) выбор допускаемого напряжения;
4) определение поперечного сечения по формуле
5) определение размеров сечения по найденной площади F. В том
случае, когда размеры поперечного се1
водится проверочный расчет. При про-
верочном расчете определяются фак-
тические напряжения в сечении и со-
поставляются с допускаемыми по фор-
муле
[°1д кг/слР.
Расчет деталей на сдвиг (срез)
Если на стержень, неподвижно за-
деланный одним концом, воздейство-
вать силой Р (фиг. 252, а), то эта
сила (если пренебречь изгибом) бу-
дет стремиться сдвинуть (срезать) вы-
ступающую часть стержня (фиг. 252,
б). При этом в стержне возникнут
внутренние силы, направленные по ка-
сательной к поперечному сечению?—I
стержня. В этом случае касательное
напряжение в поперечном сечении
стержня от действия силы Р будет
Р
"тр = у кг/см*.
Условие прочности стержпя на сд
р
Ър^-р
детали известны, произ-
Фиг. 252 Деформация
стержня при сдвиге.
виг (срез):
кг/сжв,
где [т]сп — допускаемое напряжение на срез в кг/сл1в;
Р — площадь среза в см2.
По закону Гука, напряжения пропорциональны деформациям
^=67 кг/ФКв,
где G—модуль сдвига [1, стр. 22); для стали 0=8-10“ кг/см2, для
чугуна 6=4,5-105 кг/см2',
у — относительный сдвиг, равный абсолютному сдвигу Дя, делен-
ному иа расстояние между сдвигающимися плоскостями а;
As
7= - радиан.
Иа фиг, 252, е абсолютный сдвиг Дз изображается-отрезком BBV
а расстояние между сдвигающимися плоскостями — отрезком ЛВ.
Расчет деталей на сдвиг (срез) производится в том же порядке, что
и' иа растяжение.
Расчет деталей на кручение
Гели к стержню с круглым'сечением (фиг. 253, а), заделанному
с одного конца, приложить с другого пару сил, действующих в
плоскости, перпендикулярной осп стержня, и создающих крутящий
момент МКр, то стержень начинает закручиваться относительно
неподвижного сечения. При этом в поперечных сечениях стержня
возникают касательные напряжения. Наибольшей величины они дости-
гают на поверхности стержня (фиг. 253, б):
М«р’
’’КР max “ .
Р
ЛС„
W Р
где Тр — полярный момент инерции сечения в см1',
г — радиус стержня в сл;
I р
Wр=—момент сопротивления при кручении в ел?.
Условие прочности при кручении:
Для круглего сечения:
-,й4
Zp=-^«0,! d*
it d1
елг3;
Мцр
= гсг/«:2.
O,*ad
Моменты инерции .и мо-
менты сопротивления для
сечений различной формы
приводятся в табл. 159.
A'ltP I
кр max'50 w ЯЖр
Р
где Мкр—допускаемое напряженке па кручение в кг/ел?.
При кручении стержня его поперечные сечения будут поворачи-
ваться относительно неподвижного опорного сечения, Угол этого
поворота называется углом закручивания <р.
Таблица 159
Момекты инерции (Z) и моменты сопротивления (IV) плоских фигур
^=-^5: 0, \<Р
32
Полярные моменты
/„=^5x0,Ы‘
Р 32
г =—^-5-^
р 16 5
I = ---S-L о, 893D3 6,
64 ™
рде #иг’~“ средний диаметр кольца;
Dm= -5±^ = a+i - О - 5
iiz = тс. 22! (I _ К4) з- о, 12D2
32D 32 m
где «=х-—•
D
I = —— ^0, iz>41 — «*)
? 32
Таблица 159 (продолжение)
— Н —
t № a*+4ab+b*
Х 36 а-т-Ь
a£+4ab+№ e
х 12' 2b+a
цу// h* a2+4ab+bs
х 12' b+2a
Для горизонтальной центральной Оси
1=^~У 3 Я* = 0,5413^=0,06014^;
16
с
V/ = -X дз _ о, U5£3 = 0,1 2028г?3,
8
где Л — радиус описанного круга
Таблица 159 (окончание)
Для любой центральной оси
I = — (6Я2 — = ,
24 48 4
где F— площадь;
/?— радиус описанного круга;
г — радиус вписанного круга
/v = 0, 1098rS 1У =-^7‘;
X *1 g
Л1= 0,575бгг hA — 0,4244г;
w'= О, lSO8r5, Г" = 0,2S8 7rJ
X X
у
Величина его равна
Л4„Л 180°
Ф=—'1S—,--------градусов,
<”Р
где I — длина стержня от места приложения крутящего момента до
места заделки в см.
Условие жесткости стержня,
Л1нр/ 180”
>Р=——•'--------«(fl градусов,
О/ 15
Р
где [ш] — допускаемый угол закручивания На 1 лог. м длины стержня
в градусах. Например, для стальных валов при ударных
нагрузках <р=0,15°, при переменных «р=0,25в,' при стати-
ческих нагрузках ^=0,3 1°. В настоящее время допус-
кается увеличивать угол закручивания до f> = 2°s
Порядок расчета деталей на кручение
Проектный расчет: 1) определение крутящего момента Мкр\
2) выбор материала, 3) выбор допускаемого напряжения; ’4) опреде-
ление момента сопротивления опасного сечения по формуле
^fr я
Wp=-^ см*’,
Г’1КР
5) подбор размеров поперечного сечения детали по найденному Wp,
6) проверка на угол закручивания:
mkPi 130°
а‘р ' п
Проверочный расчет: 1) определение фактических напряжений
в сечеиии и сопоставление их с допускаемыми' по формуле
ткр=-— < [т]кр кг/см"1-,
w р
2) проверка на угол закручивания.
Расчет деталей на изгиб
Если на стержень, лежащий на двух опорах или заделанный од-
ним концом неподвижно, будет действовать сила, перпендикулярная
его оси, то такой стержень будет испытывать деформацию изгиба.
Стержень, работающий на изгиб, называется балкой. При изгибе
балка прогибается в направлении действия силы (фиг. 254, а). При
этом волокна, расположенные на выпуклой стороне изогнутой балки,
растягиваются, а на вогнутой сжимаются. В середине имеется ней-
тоальный слой га, который не испытывает ни растяжения, ни сжатия.
Линия пересечения нейтрального слоя с плоскостью поперечного
сеченця называется нейтральной осью сечения (ось хх на
фиг 254, .6).
Для определения сил и моментов, действующих в произвольном
сечении балки, нужно условно' отбросить часть балки, расположен-
ную по одну сторону от сечения. Тогда все силы, действующие на
оставшуюся часть, приводятся к паре сил, создающих изгибающий
момент, и к поперечной силе, стремящейся сдвинуть оставшуюся
часть балки относительно отброшенной,, Изгибающий мо
мент /4ИЭ будет равен сумме моментов всех внешних сил и опорных
реакций, приложенных по одну сторону сечения. Перерезываю
щая сила Q равна сумме проекций на 'нормаль к оси балки
всех внешних сил и опорных реакций, приложенных по одну сторону
от сечения.
Для удобства расчетов изгибающие моменты и перерезывающие
силы изображают в виде графиков, показывающих изменение их
величины и направления по длине балки. Эти графики называются
эпюрами.
При построении эпюр изгибающих моментов и перерезывающих
сил необходимо учитывать следующее правило знаков: изгибающий
момент и перерезывающая сила считаются положительными, если
при рассмотрении левой части балки Mus направлен по часовой
стрелке и Q вверх, а при рассмотрении правой части балки Маз
направлен против-часовой стрелки и Q—вниз.
Изгибающий момент вызывает в поперечном сечении балки нор-
мальные напряжения растяжения и сжатия а, а перерезывающая
сила — касательные напряжения сдвига -с. На фиг. 254, б показан
характер изменения этих напряжений в зависимости от удаления от
нейтральной оси хх сечения балки.
Условие прочности балки на из-
гиб от изгибающего момента
м
max
°1чах== <
Ни,
где Л4тах — максимальный изгибаю-
щий момент в кг/смР;
VK — момент сопротивления из-
гибу опасного сечения
(в котором действует мак-
симальный изгибающий
момент) в мА Если сече-
Фнг. 254. Деформация стержня Фиг. 255. Характер изменения
при изгиба» напряжений.
ние несимметрично, то будет два момента сопротивления: WiiiW^—
один для сжатых волокон, другой для- растянутых;
[°]и — допускаемое напряжение на изгиб в кг/см2.
Условие прочности балки на сдвиг от перерезывающей силы (2тах
$maxs _ , , , ,,
tmax='- ib~ < МсР «е/сЛ%
где S — статический момент полусечения относительно ней-
тральной оси в см3 *;
1 — момент инерции сечения относительно нейтральной оси
В см1’", 1
5 —ширина сечения в см;
— допускаемое напряжение на сдвиг в ке/схР.
Для прямоугольного сечения с площадью F
з о
max—- —— < кг/см2;
для круглого сечения
< [т]ер кг/см3.
Полная проверка прочности производится в тех случаях,' когда
нормальные н касательные напряжения в некоторых точках сечения
имеют одновременно большую-величину. Это имеет место в двутав-
ровых и коробчатых сечениях, в месте резкого изменения их ши-
рийы (фиг. 255). В’ этом случае расчет ведется на приведенное
напряжение опр:
< [а]и кг/см'2,
где ву и -у—нормальное и касательное напряжения, достигающие
- одновременно наибольшей величины на расстоянии у
от центра сечения, в кг/см2.
Порядок расчета балки на изгиб
Проектный расчет включает: 1) определение внешних сил и точек
их приложения. Отдельные случаи нагружения балок внешними
силами приводятся в табл 160, Для примера рассмотрим схему, при-
веденную на фит. 256, а. На балку,
is
1Л
2
лежащую на двух опорах, действует
сосредоточенная нагрузка Р, прило-
женная в середине балки; 2) опреде-
ление реакций опор. Реакции опор
находятся из условия равенства пулю
суммы моментов всех сил относитель-
но точки опоры;
= Р В1=Ъ,
&)
-L
Ч/пах 2
б)
Фиг. 256. Схема па счета
балки ла изгиб.
откуда
р Р
В=—кг, а А = В=—кг-
2 2
3) определение величины изгибающих
моментов Миз, построение эпюры п
определение Мтах. Для любого сече-
ния балки на расстоянии л от опоры
А изгибающий момент будет равен:
Л/ц3~Ах кг/см..
Наибольший изгибающий момент
, I
будет при х=~;
, I Pi
=ЛТ‘=Т кг/см-
Таблица 160
Разные случаи нагрузки балок
Обозначения; /Ий3 — изгибающий момент, кг/см; Р — сосредоточения я
сила, кг',-<? — интенсивность нагрузки, кг/см', Р’ — полная непрерывная на-
грузка па всем,пролете или*на участке балки, гсе; t—стрела прогиба (про-
гибы вниз считаются отрицательными, -и -вверх—положительными),
ср*—угол поворота (в радианах); / — момент инерции, е,и*; Е— модуль
упругости, л'^/ля2, /г — высота балки, сл«; |?)и ^допускаемое напряжение
иа изгиб, кг/см2-, Я u Е — реакции опор, кг, Л! ах —изгибающий мо-
мент в опасном сечении.
/?А pi z-1
А Р, Маз Pz, М1ПаХ-»—1РР,
2EI
рр
? — — - (на свободном конце)
iiiiiiiiiiiiiiii!1iiiii!i;!
OZ2 PfZs
Лвв^в=р/, yV =-^ —
Ms 2 2Z
М
"пах 2 2 '
/ рцз -
= 8Е/ 8Д7 ’
ф =±— -=— (па свободном конце)
р/^2
© п------— (на свободном конце)'
12Е/
Таблица 160 (продолжение)
В
R
РаЬ
I
В = £В; Жйз=^3,
/ 13 I
РагЬг
fd=------при z = а,
Л iEll
^тах1
А~в = Р', 'wmax='Pa; иа Участке Ь изги-
бающий момент постоянный; <2 = 0:
Ра
t =------<ЗР - 4а>);
24EZ
Pd ‘
Ъ1, (!~а)
Л = В =
0£_ Z” _
2 2 ’
5 ttl‘__________5_ Р'Р .
484 ‘Е1 8 ‘ISEI
'fA, 3=±
qP
24EJ
н Pl I
At0—-~— (на опоре);
8
лг . Р1 I
мшах=+ ~ п₽и а= - ;
о 2
/=_ —
192
РР
<р -------при
<3±Е1
РР I
— при Z = - ;
Е1 э
Р'A=~pi; В = ~Р';
8 8
f"1
"max =~ У cre™;
О
Л1«а=+-^7Р'^ при г=—/;
128 в
р>ф
/ ==----— при г = 0,42I5Z;
185£/
Р'1-
<РВ~ 4SE!
Таблица 160 (окончание)
Р'
Л=—• Р-, В=—Р,
16 16
з
iW™x—Yepl у стены;
5Pi
Л1 .,,=4-по середине пролета;
4 32
ргл
t ~---------при г = 0.4471.
107,3£/
РР
В
„ „ Р .. , Р'1 >
А = В~—, Л! =-1-прнг = —
2 24 2
^тах'
L
1^~
РЧ ,
-------(на опоре);
12
I БРI
-— . при г = —
384 EI 2
Эпюра изгибающих моментов для. данного случая нагружения приво-
дится на фиг. 256, б; 4) выбор Допускаемого напряжения [sjK;
5) определение требуемого момента сопротивления сечения
———с/л3;
Чг
6) подбор размеров сечения по найденному W. Величины IV для се-
чений разной формы приводятся в табл. 159; 7) определение вели-
чины перерезывающей силы Q, построение эпюры и определе-
ние Стах- В нашем случае
(2^А^В=-~кг.
Эпюра перерезывающих сил приведена на фиг. 256, в
Qrnax~Q кг*
8) проверка полученною сечения балки на касательные напряжения
- - [Н
чпах— /й =& 1Чс₽-
Проверочный расчет включает в себя: 1) определение фактиче-
ского нормального напряжения и сопоставление его с допускаемым
^тах. „ . , ,
Дтах°'-цу < i®J« кг/см3:
2) определение фактического касательного напряжения и сопостав-
ление его с Допускаемым
<=» [т]ер кг/слР]
Тщах —
3) в случае необходимости (для сечений,, резко меняющихся по
ширине) производится полная проверка по приведенному напряжению
а» +3т2 < [0]й кг/слР.
Расчет деталей на продольный изгиб
При расчете длинных стержней па сжатие (фиг. 257) они, кроме
проверки на прочность по формуле
Р
с= Меж ка/слг*,
Г нет.
должны быть проверены также на устойчивость, т. е. на продоль-
ный изгиб, по формуле
Р
— < Му кг/сдр,
Fffp
где Fuen — площадь сечения с учетом вырезов и отверстий;
г до — полная площадь сечения без учета вырезов и отвер-
стий;
Му — ф Меж - допускаемое напряжение на продольный изгиб;
ф—коэффициент уменьшения основного допускаемого
напряжения сжатых стержней, который находится
по табл. 161.
... Коэффициент ® зависит от гибкости стержня ) (лямбда), который
определяется по формуле
А=-Л1_,
I
где / — длина стержня в см\
t— наименьший радиус инерции поперечного сечения стержня
‘=1/^
У FSP
[л — коэффициент длины; величина его зависит от способа заделки
концов стержня (фиг. 257 слева направо): при шарнирных
концах р=1; при одном свободном, а другом защемленном
конце р.= 2; при одном шарнирно опертом, а другом защем-
ленном конце у-=0,7; при обоих защемленных концах р=0,5.
Порядок проверки сжатых стержней на устойчивость: 1) опреде-
ление по табл. 159 Igp для площади сечения Р, найденвого из усло-
вия прочности детали на сжатие: 2) определение наименьшего радиуса
• ч Г 1<>!’
V
3) определение гибкости стержня:
X=J±1_;
4) подбор коэффициента ф по табл. 161, 5) определение факти-
ческого напряжения в сечении и сопоставление его с допускаемым:
0=— < ? Меж кг/сл:2.
Рбр
Таблица 161
Значения коэффициента ср в зависимости от гибкости
Гибкость Сталь марок Ст, 2, Ст. 3 Ст.' 4 Сталь марки Сг. 5 Сталь повышен- ного качества 3200, кв/си3 Чугу.1 Гибкость Сталь марок Ст. ?, Ст« 3, 1 Ст. 4 Сталь марки Ст 5 Сталь повышен- ного качества 3200, кг/с it8
0 1 ,00 1,00 1 ,00 1 ,00 110 0,52 0,43 0,35
10 0.99 0-98 0.97 0,97 120 0.45 0,36 0,30
20 0,96 0,95 0,95 0,91 130 0,40 0,33 0,26
30 0,94 0,92 0,91 0,81 140 0,36 0.29 0,23
40 0,92 0,89 0,87 0,69 150 0,32 0.26 0,21
50 0,89 0,86 0,83 0,57 160 -0,29 0,2-1 0,1
60 0.86 0,82 0,79 0,44 170 0,26 0 ,21 0,17
70 0,81 0,76 0,72 0,34 1.80 0,23 о; is 0.15
80 0.75 0,70 0,65 0,26 190 0,21 0.17 0,14
00 0,69 0,62 0,55 0,20 200 0,19 0.-16 0,13
1 ОО 0.60 0 .51 0.43 0.16
Расчет деталей на сложные деформации
В практике весьма часты случаи, когда детали подвергаются
действию одновременно нескольких сил и моментов, вызывающих в
теле детали сложные деформации. Например, одновременно
могут действовать силы, вызывающие растяжение Или сжатие и из-
। пб (штоки), изгиб и кручение (почти все валы), растяжение или
сжатие и срез и т. д
Если прямолинейный стержень находится одновременно под дейст-
вием растягивающей или сжимающей силы Р, действующей по оси
стержня, и изгибающего момента /Иал, то напряжение в поперечном
сечении этого стержня можно определить:
с - + I р + Мч3
^тал.— i ---------------
I F W
(»)'
Знак минус соответствует случаю изгиба и сжатия, а плюс — из-
гиба и растяжения. Если же стержень находится одновременно под
действием1 изгибающего момента Миз и крутящего момента ЛЦР,
то напряжение в его сечении можно определить ио формуле
V М2 -НИ2
W
или
Опр~ "У ca+^\-p 1°]»*
В том случае, когда на стержень действует срезающая сила Q и
растягивающая (или сжимающая) сила Р, напряжение в его попереч-
ном сечении можно определить по формуле
II.HI
ра + 3 Q3 <' Ир
°л/>!=^/ 0 + < Н₽»
4. РЕЗЬБОВЫЕ СОЕДИНЕНИЯ
Наиболее употребительна цилиндрическая резьба. Коническая
резьба применяется в основном в трубных соединениях, так как
Фиг 268. Элементы резьбы
придает соединению необходимую
плотность (непроницаемость). Резь-
ба может быть правой и левой в
зависимости от направления вин-
товой линии.
Цилиндрическая резьба
Цилиндрическая резьба (фиг.
258) в зависимости от назначе-
ния и характера работы делится
иа крепе?киую и специальную. К
крепежной резьбе отно-
сится метрическая и дюймовая резь-
ба треугольного профиля При
проектировании новых машин не-
обходимо применять метрическую
резьбу, дюймовая же резьба употребляется только при изготовле-
нии запасных частей для импортных машин, детали которых име-
ют дюймовую резьбу.
Метрическаярезьба (фиг. 259, а) выполняется с углом
профиля а=60°. Наружный диаметр-d0 и шаг S метрической резьбы
измеряются в лш. Метрическая резьба делится на основную и пять
видов мелкой резьбы, отличающихся друг от друга величиной шага.
При равных наружных диаметрах резьбы детали с мелкой резьбой
прочнее, чем детали с крупной резьбой, так как имеют больший
внутренний диаметр. Кроме того, у мелкой резьбы угол подъема
винтовой линии меньше и она лучше сопротивляется самоотвинчи-
ванию. Применяется в полых п сильно нагруженных деталях, а так-
же в деталях, подвергающихся толчкам, сотрясениям, и в регу-
лировочных гайках, так как с ее помощью легче осущестьить дойную
регулировку.
Стандартная резьба
Таблица 162
Тип стандарта Пример условного обозначения Пределы наружного диаметра, лиг Пределы шага, мм, или числа ли- ток на 111
Метрическая основная ОСТ нктп 94 М5Х0.8 1-5 0,25—0,8
То же ост нктп Ml 6X2 6—68 1—6
» Метрическая 1 -я мел- ост. нктп 193 Ml 00X6 72—600 6
кая • ; . Метрическая 2-я мел- ост нктп 271 IM16X1 ,5 1—400 0,2—4
кая. ♦ Метрическая 3-я мел- ОС? НКТП 272 2М16Х1 6—300 0,5-3
кая. * Метрическая 4-я мел- ОСТ НКТП 4120 3MI6X0.75 8—200 0,5—2
кая. . . . Метрическая 5-я мел- ОСТ НКТП 4121 4М16X0,5 9—150 0,35-1.5
кая. ......... • ОСТ НКТП 4122 5М60Х1 42—125 0,75-1
Дюймовая Трапецеидальная одно- ОСТ нктп 1260 IV»" Vu"“4" 24—3 нитки
ходовая крупная. . » Трапецеидальная одно- ОСТ 2409 ТРАП 22x8 22—300 8—40
ходовая нормальная Трапецеидальная одно- ОСТ 2410 ГРАП 22X5 10—300 3—24
ходовая мелкая . . . Упорная одноходовая ОСТ 2411 ТРАП 22x2 1 0—300 2—12
крупная Упорная одноходовая ОСТ ВКС 7739' УПЗОхЮ 22—400 8—48
нормальная Упорная одноходовая ОСТ ВКС 774 0 УП30Х6 УПЗОхЗ 22—300 5—24
мелкая. Трубная цилиндриче- ОСТ ВКС 7741 10—650 2—24
ская . * Трубная коническая . . ГОСТ 635.7—52 ГОСТ ’/•" труб V»"—е" 28—11 ниток
Коническая дюймовая 6211— 52 К3/<" труб i/s"—6" 28—11 ниток
с а=60» ГОСТ 6111-52 взамен резь- бы Бриггса К»/," Vi."-2" 27—11 ниток i
С 1962 г. вводится новый стандарт на метрические резьбы —
ГОСТ 9150—59. Он заменит в табл. 162 стандарты ня основные и
мелкие метрические резьбы. ГОСТ 9150—59 распространяется на
метрические резьбы с крупным шагом для диаметров 1—-68 лш и с
мелким шагом для диаметров 1—600 лил. Резьбы с крупным шагом
обозначаются буквой М и диаметром, например: М24, М64 п т. д.
Резьбы с мелким шагом кроме буквы М и диаметра должны иметь
размер шага, например: М24х2, М64Х1.5 и т. д. По новому стан-
дарту наружный диаметр резьбы будет обозначаться буквой d.
Дюймовая резьба (фиг. 259, 6} выполняется с углом про-
филя а =55° Наружный диаметр резьбы d0 измеряется в дюймах, а
шаг S задается числом -ниток на один дюйм
К с п е ц И а л ьн о й резьбе относится трубная, прямоугольная,
трапецеидальная, упорная, круглая и т. д, Трубная резьба
(фиг. 259, ж) представляет собой специальную мелкую дюймовую
резьбу, она нарезается на тонкостенных трубах, откуда и получила
свое название. Прямоугольная резьба (фиг. 259, в) дает
наименьшие потери па трение и имеет высокий к. п. д., поэтому
она применяется для передачи осевых усилий, в грузовых винтах и
для передачи движения в ходовых винтах. Недостатком прямоуголь-
ной резьбы является ее сравнительно небольшая прочность. Тра-
пецеидальная резьба (фиг. 259, г) имеет угол профиля
а=30°, она применяется, так же как и прямоугольная резьба, для
передачи усилий н движения. Симметричный профиль резьбы позволя-
ет применять ее для реверсивных винтовых механизмов. Упорная
резьба (фйг. 259, 5) обладает высокой прочностью и высоким к. п. д.
Она применяется в грузовых винтах для передачи больших усилий,
действующих в одном направлении (-в мощных домкратах, прес-
сах л т. д.). Круглая резьба (фиг. 259, е) отличается высоким
сроком службы и повышенным сопротивлением при значительных
нагрузках Эта резьба применятся для часто завинчиваемых соеди-
нений, работающих в загрязненной песком и пылью среде, и для
тонкостенных деталей с накатанной или штампованной резьбой (стяж-
ки железнодорожных вагонов, электрическая арматура и т. д.).
В табл. 162 приведена сводка основной стандартной резьбы И ее
условные обозначения Стандарты на резьбу приводятся в литера-
туре [2, стр. 501; 16, ч. I, етр. 377].
Допуски резьбовых соединений
Детали резьбовых соединений должны быть взаимозаменяемыми.
Для этого профиль резьбы выполняется в пределах определенных
допусков. По стандарту допуски даются па средний диаметр
резьбы, на наружный диаметр болта и внутренний диаметр гайки,
причем поля допусков идут в тело детали. Для резьбовых изделий
установлена единица допуска РЕ. В зависимости от требований,
предъявляемых к резьбовым соединениям, установлены классы
точности резьбы, которые. .характеризуются определенным числом
единиц допуска. Для основной крепежной резьбы (метрической и
дюймовой) установлены 3 класса точности резьбы: 1 класс — 1РЕ,
2 класс — 1.5РЕ п 3 класс — 2,5РЕ. Для крепежной резьбы
РЕ = 671/ S лк, где 3—шаг резьбы в ,ил.
Класс 1 применяется в ответственных соединениях прн динамиче-
ской нагрузке или вибрациях, при большой длине свинчивания и в тех
случаях, когда необходимо получить точную центровку свинчиваемых
деталей. Класс 2 применяется в соединениях повышенной точности
небольшого диаметра и с небольшой длиной свинчивания, при хруп-
ком материале и динамических нагрузках. Класс 3 применяется при
изготовлении стандартных крепежных деталей п в тех случаях, ког-
да не требуется особой точности изготовления резьбовых деталей.
На чертежах классы точности обозначаются арабскими цифрами:
кл. 1, кл 2, кл. 3. Например, М5х0,8—кл 2.
Таблица 163
Общесоюзные стандарты допусков на цилиндрическую резьбу
Тип № ОСТ резьбы № ОС Г допусков на резьбу Класс точности
Метрическая основная I , 5 Л!Л То же 6—68 лгии То же 72—600 Метрическая мелкая (все размеры) Дюймовая iJ" Трубная цилиндрическая Трапецеидальная (все раз- меры) Метрическая ОСТ 1-1 ктп 34 ост нктп 32 ОСТ НКТП 193 ост нктп 271, 272, 273, 4120, 4121. 4122. о ст нктп 1260 гост 6357—52 ССТ 2409, 2410, 2411 ГОСТ 9150—59 ОСТ НКТЧ 1250—39 ОСТ нктп 1254 и 1255 ост-нктм 1250—39 ОСТ нктп 1 252 и 1251 ОСТ НКТП 1253 ОСТ нктп 1256 ост нктп 1261 и 1262 ГОСТ 6357—52 ОСТ вкс 7714 ГОСТ 9253—59 1,2,3 I, 2. 3 Степени точности Е, е, F, j, II, h К, А Степени точности С, с. D, d, Е, е, Е, /, П. Il, К. k 2, 3 2. 3 Степени точности ЛГ, т, Лг. га. , Р’ Р 1,2, 2а, 3
Для мелкой метрической резьбы, основной метрической резьбы
'большого диаметра и для трапецеидальной резьбы устанавливаются
степени точности Они обозначаются буквами латинского ал-
фавита: для гайки — прописными, а для болта — строчными. Напри-
мер, IMI0.X1 — Е — для гайки и 1М10Х1 —е —для болта. На сбо-
рочном чертеже достаточно указать точность болта.
Сводка общесоюзных стандартов на допуски для цилиндрической
’“рН'ьбы приводится в табл. 163.
Детали резьбовых соединений
Основными деталями резьбовых соединении являются болты, винты,
шпильки и гайки. На фиг. 260 приведены основные стандартные
резьбовые детали.
Болты
Чистые болты изготовляются на токарных станках из чнсготя-
путого шестигранного проката по ГОСТ 7805 — 7820—57. В зависи-
мости от назначения они делятся па два типа: тип I п тип 11 Чис-
тые болты типа 1 (фиг. 260, а) вставляются в отверстия соединяе-
мых деталей с зазором и удерживают их в соединении за счет
затяжки гайки. Эти болты воспринимают осевые, растягивающие
нагрузки, но не воспринимают боковых, срезающих усилий. Чистые'
болты типа II (фиг. 260, 6) имеют чисто обработанный утолщенный
стержень и вставляются в отверстие с натягом, благодаря чему
онн, кроме растягивающих, могут воспринимать также и срезающие
усилия.
Фиг. 260. Стандартные детали
а. б — болг с гайкой и шайбой: в — болт, s — шпилька.
П ол учистые болты изготовляются штамповкой, у них обра-
батываются только опорная поверхность головки и конец стержня,
головка шестигранная (ГОСТ 7795(-7804—57).
Черные болты бывают штампованные и кованые. Стержень
п головка таких болтов ие обрабатываются, резьба нарезается или
накатывается. В зависимости от формы головки ГОСТ 7781—7794—
57 на черные болты предусматривает 12 различных типов: т. 1,
т. 2 и т, д. Черные болты применяются в основном при сборке
металлоконструкций, настилов и в тех случаях, когда к точности!
сборки и внешнему виду узла не-предъявляется особыхтребований.
11а сборочных чертежах в спецификации нужно приводить полное
условное обозначение болтов: тип и размер резьбы, наружный диа-
метр, длину болта (длина стержня от конца болта до головки), тип
болта, конструкцию гайки (если болт предназначен для обыкновенной
гайки, то ставится буква О, если для корончатой — буква К) и номер
стандарта. Например: чистый болт типа II для корончатой гайки
е метрической резьбой диаметром 16 мм п длиной ЮО мм будет"
2.5*
обозначаться «Болт М16хЮО К ГОСТ 7816—57», а черный болт
тех же размеров с квадратной уменьшенной головкой, будет обозна-
чаться <£олт. М16У.100 ГОСТ 7782—57».
Винта
Винты по своему назначению делятся аа крепежные н установоч-
ные. Крепежные винты (фиг. 261. а, б, а,) поГОСТ 1489—58,
1490—58 и 1491—58 изготовляются с цилиндрическими, потайными
и полукруглыми головками с прорезью под отвертку и с квадратны-
ми головками под ключ Применяются они в основном для крепле-
ния вспомогательных деталей к основным (крышек, шпонок и т. д.).
а также вместо болтов в тех случаях,, корда выступающие головки
обычных болтов мешают работе 'Механизма
Установочные винты (ГОСТ 1476—58, 1487—58) от-
личаются от крепежных те?4, что они имеют,нажимный конец, который
входит в соответствующее углубление в детали (фиг 261, г, ^.Уста-
новочные винты выполняются без головки с прорезью под отвертку,
а также с шестигранной или квадратной грловкой под ключ. Уста-
новочные винты применяются в тех случаях, когда нужно зафикси-
ровать одну деталь относительно другой (установочные кольца, ди
станционные втулки, рукоятки и т. д.)
При обозначении винтов на сборочных чертежах указывается тип
и диаметр резьбы, длина винта и номер стандарта. Например, винт
с полукруглой головкой длиной 30 мм с метрической резьбой диамет-
ром 8 мм будет обозначен: «Винт М8Х.30 ГОСТ 1489—58».
Шпильки
Шпильки (ОСТ 20001—38) представляют собой стержни с резьбой
иа обоих концах (фиг. 260, г). Одним концом (посадочиьш) они ввип
чиваются в тело основной детали, а на выступающий конец надевает-
ся вторая деталь и закрепляется гайкой. Шпильки применяются вме-
сто болтов в тех случаях, когда пет места для головки болта, когда
болт нельзя завести в отверстие или когда он получается слишком
длинным. Длина /, нарезки на посадочном конце шпильки берется в
зависимости от материала детали, в которую ввинчивается шпилька.
Для чугунных Детален /1=1,35Д для стальных и бронзовых lt = d,
а для детален из мягких материалов (например, из алюминия)
/i=(2 —3)d. Нарезанные концы шпильки могут быть выполнены либо
со сбегом резьбы (тип А), либо с проточкой (тип Б). Шпильки с
/1=1,35d обозначаются цифрой I, а с Zi=<7 —цифрой II. Шпильки
под обыкновенную гайку обозначаются буквой. О, под корончатую —
буквой К. Например, шпилька с метрической резьбой диаметром 16.юи,
длиной 120 мм (длиной шпильки называется полная ее длина за вы-
четом длины резьбы посадочного конца), без проточки, с глубиной за-
виичнвання /1= 1.35rf под обыкновенную гайку будет обозначаться
«Шпилька М16Х.130 AI-O ОСТ 20001—38».
Г айки
Гайки по своей форме подразделяются на шестигранные, квадрат-
ные. прорезные корончатые, круглые и гайки-барашки. Шестнгран-
пые гайки бывают чистые (ГОСТ 5926—51 и ГОСТ 5927—51), обра-
ботанные кругом, получистые (ГОСТ 5915—51) с обработанными тор-
цами и черные (ГОСТ 5909—51) штампованные необработанные. Кро-
ме гаек нормальной высоты с Н ss 0,8<7, имеются также гайки с
II « 0,6d и высокие с/Уа l,2d или/7 ~ 1,6<7, Прорезные и коронча-
тые гайки выполняются только шестигранными Они снабжены 6 Про-
резями для шплинта, проходящего через тело болта и предохраняюще-
го гайку от самоотвинчивапия. Прорезные гайки бывают чистые
(.ГОСТ 5932—51), получистые (ГОСТ 5918—51) и черные (ГОСТ
5911—51), а корончатые — чистые (ГОСТ 5934—51) и получистые (ГОСТ
5920—51). Круглые гайки изготовляются с 4 прорезями на боковой
поверхности под специальный ключ (ГОСТ 3104——46 и ГОСТ 3105—46)
или с отверстиями под ключ на торце (ГОСТ бЗдЗ—52). Они приме-
няются в основном как установочные гайки в узлах с подшипниками
качения
При обозначении гаек на чертежах необходимо указывать тип и
диаметр резьбы и номер стандарта Например, чистая шестигранная
прорезная гайка с метрической .резьбой диаметром 10 мм будет
обозначена: «Гайка №10 ГОСТ 5932—51». При обозначении круглых
гаек указывается также и шаг резьбы. Например: „Гайка круглая
36X 1,5 ГОСТ 3104—46". При обозначении гаек-барашков указы-
вается их тип, например: „Барашек М.12-1 ГОСТ 3032—45“
Стандарты на крепежные детали приводятся в литературе [16].
Стопорение резьбовых соединений
Резьбовые соединенна, как бы они ни были крепко затянуты,
должны быть надежно застопорены, т. е предохранены от самоотвии
чивания. На фиг. 262 изображены основные способы стопоре-
ния резьбовых соединений. Стопорение контргайкой
(фиг. 262, я) — простой it распространенный способ. В результате
Фиг 262. Способы стопорения.
затяжки контргайки в болте возникает растягивающее усилие, уве
личивающее силу трения в резьбе. Недостатком этого способа явля-
ется увеличение габаритов и веса соединения. Кроме того, в быстро-
ходных машинах, испытывающих значительные вибрации, стопорение
контргайкой недостаточно надежно. Стопорение пружинной шайбой
(фиг. 262, б) лучше. Принцип действия пружинной шайбой такой
же, как и контргайки, — создать дополнительную осевую Силу.
Эти шайбы увеличивают силу трения иа опорной поверхности за
счет врезания усиков в тело детали и гайки Кроме стандартизован-
ных по ГОСТ 6402—61 пружинных шайб (фиг. 262, в), имеются
шайбы с несколькими отогнутыми усиками, которые равномерно
нагружают болт дополнительным усилием. Стопорение разрезной
гайкой, (фиг. 262, г)—-очень надежный способ. Увеличение сил тре-
ния на поверхности резьбы достигается за счет стягивания винтом
двух частей гайки.
Стопорение шплинтом (фиг. 262, 5) применяется как для обычной,
так п для корончатой гайки; в последнем случае имеется возможность
подтягивать соединение в случае его ослабления. Шплинты стан-
дартизованы по ГОСТ 397—54 Вместо шплинта может быть при-
менен конический разводный штифт (фиг.' 262, е) по ОСТ 2074 Сто-
порение стопорными шайбами (фиг. 262, ж~) заключается в том, что
под гайку подкладывается специальная шайба с одной или с двумя
лапками (ГОСТ 3693—52). Одна из этих лапок загибается вдоль гра-
ни детали, а вторая — вдоль грани гайки и стопорит ее в таком по-
ложении. Стопорные шайбы могут иметь вместо лапок внутренний
плп наружный носок (ГОС1 3695—52) или несколько усиков, распо-
ложенных под углом 30° друг к другу (фнг. 262, з). Эти шайбы
получили широкое распространение для стопорения гаек в узлах с
подшипниками качения Стопорение пластинкой (фиг. 262, и) удобно
тем, что позволяет стопорить гайку в 12 различных положениях Сто-
порение привариванием гайки или головки болта применяется толь-
ко в тех случаях, когда соединение не требует разборки. Стопорение
кернением применяется для стопорения винтов в нс разборных соеди-
нениях Кернение винтов производится в шлиц с двух стороп Сто-
порить кернением можно и гайку после ее навинчивания. В этом
случае ставится трн керна по резьбе под углом 120° друг к другу
Графическое изображение резьбовых деталей
В технических чертежах резьба на деталях изображается так,
как показано иа фиг. 263. При вычерчивании шестигранных гаек н
Фир. 263. Изображение резьбы ня чертеже
головок болтов рекомендуется пользоваться способом, приведенным
ЦП фиг 264. Концы болтов, винтов и шпилек выполняются по ОСТ
1713.
Расчет резьбовых соединений
При проектировании резьбовых соединений обычно рассчитывают-
ся па прочность только стержни с резьбой (т. е; болты, винты,
шпильки), а гайки рассчитываются только нестандартные. В зависи-
мости от задания расчет болта может быть проектным или провероч-
Солта на растяжение ведется по
ним Рассмотрим основные случа! расчета болта под действием
внешних сил
Болт нагружен осевой силой (фиг. 265, а). При веза-
тянутой гайке такой болт работает только на растяжение. Расчет
его наименьшему сечению, соот-
ветствующему внутреннему диа-
метру резьбы с<!. Основное оасчег-
иое уравнение болта
264 Вычерчивание шестигран
• иых гаек и головок болтов
£i=2d; d1=Q,85d Н=0,8й; A=d),7<i.
a t
г? = —D; r=i лии:
4 2
x-=o,25d; Dte=2,'2d; (=0.15d
c = 0 1 4,=(1.54-2)d
- d2
—L [5]P
4
Фиг. 285. Болт, нагруженный:
д — осевой, силой; о — поперечной силой
где Р—внешнее усилие, растягивающее болт, в кг;
^ — внутренний диаметр болта в см;
[°]^ — допускаемое напряжение иа растяжение в кг/см2.
Из этой формулы при проектном расчете определяется dt
rfl= У см>
' * Ир
а при проверочном расчете определяется фактическое напряжение ср,
которое ие должно быть больше Допускаемого [ч]р (табл. 164),
4 р
• ср= —— < [о]р кг/см"-.
t
_Б о л т н а г р у ж е и т о л ь к о у с и л и е м затяжки. Если при
помощи болта осуществляется плотное соединение двух (или
нескольких)- деталей, то гайка болта должна быть затянута
Таблица 164
Допускаемые напряжения для болтов в ;сг/смг
Марка стали Диаметр болта, к лас
6 8 10 12 [б 20 24 27 £0. 36 42 ..
Ст. 3 2G0 330 400 4 50 5-10 650 750 810 900 1020 1150 1250
Ст. 4 280 360 130 400 5 СО по 820 890 9й0 I 100 1250 1390
Ст 5 320 400 470 5S0- 660 800 920 1000 I 100 1260 1400 1560
Ло отказа В этом случае стержепь болта, «роме растяжения
силой затяжки Рзапи работает еще и на кручение от момеп-
1.1 Мр, где Mp=P9Bm tg С'Р-Ьр)^ « 0,25Р3й,„ ^££.
В этом случае болт должен быть рассчитан на сложное сопротив-
ление от растяжения и кручения* Фактическое напряжение от растя-
женил букет
4Р
Ср = Кг/СЛ12,
n ог кручения
^кр= ‘р кг/см2.
0.2d$
Тогда приведенное напряжение от суммарного действия растяже-
ния и кручения будет равно
опр^ ]/> + 3^ -.3 < [ч]Р кг/см2.
” -тс/ 2
Откуда расчетное уравненпе болта будет
Г d~
^^РзапТ^ ----[°1г> кг-
1
Таким образом, болты с сильно затянутыми гайками рассчитыва-
ются иа растяжение по условной расчетной нагрузке, равной 1,ЗРздт.
Для определения Рзагп необходимо-знать крутящий момент в резьбе
/Чр яа 0,ЗЛ4,;,(. ’где Мкл — момент на рукоятке ключа, Этот момент
ранен
АДЛ=ЗД «го,
I де 5 — усилие рабочего в кг. Для небольших диаметров болтов (до
М1й) применяются короткие ключи, которые рабочий вращает одной
рукой. В этом случае .можно считать S < 30 кг Для больших диа-
метров болтов ключи берутся более длинные, их вращают двумя
руками*, можно принимать 3=50 кг. Длина L рукоятки ключа при-
нимается от 10 до 15 а.
Болт нагружен поперечной силой (фиг. 265, б), Болт
типа' I вставляется в отверстие с зазором и под действием попереч-
ной силы Р будет изгибаться. Для того чтобы изгиба не произошло,
необходимо либо уничтожить проскальзывание деталей, относительно
друг друга, сильно затянув гайку, либо вообще разгрузить болт от
поперечных усилий’. Чтобы детали не проскальзывали друг по Другу,
нужно сжать их с такой силой N, которая создает силу трения,
примерно равную поперечной силе Р. Возможное изменение коэффи-
циента трения учитывается коэффициентом запаса Коэффициент
запаса обычно берется равным 1,2:
I ,2Р
fN— 1,2 Р, откуда N— ——.
Расчет болта в данном случае будет
силой, равной 1.3N:
is
1,3N=-----L [а]р
4
производиться на растяжение
кг.
Болт может быть разгружен от действия поперечной силы с по-
мощью специальных приспособлений: шпонок, штифтов или втулок
(фиг. 266 слева направо) В данном случае расчет сводится к расче-
ту на срез этих разгрузочных приспособлений
Болт типа 11 (фиг. 260, б) вставляется в отверстие с натягом,
поэтому стержень такого болта рассчитывается на срез поперечной
силой Р. Расчетное уравнение болта будет
к di
р = -~ НСр кг,
где с1г — диаметр утолщенной части болта в см;
Мер’—допускаемое напряжение на срез, которое принимается
равным (0,2—0,3) <sT, где с2—предел текучести материала
болта. Резьбовая часть болта проверяется по усилию за-
тяжки Рзат
Болт нагружен усилием затяжки п рабочей
нагрузкой (фиг. 267). В большинстве случаев болты ставят в
соединениях с предварительной затяжкой Рзат. Затяжка особенно
необходима в плотных герметических соединениях (крепление кры-
шек цилиндров паровых машин, соединение фланцев трубопроводов
и т. д.). Если в соединении имеется упругая прокладка, то при
затяжке гайки прокладка сжимается Когда в таком затянутом стыке
начнет действовать внешняя сила (давление газа), то она вызовет
дополнительное растяжение болта. При этом прокладка несколько
освободится и будет воздействовать на болт с меньшей силой, по-
этому общая сила, растягивающая болт, будет меньше, чем сумма
силы затяжки и внешней силы.
Фиг 26Ь Разгрузка болта от действия поперечной сллы
Фиг 2G7. Болт, нагруясенный усилием
затяжки п осевой силой.
Фиг 2G8. Болт, нагруженный
эксцентричной силой.
Фиг. 269. Крепление крышки
пневматического цилиндра.
Если принять с запасом силу затяжки Рза,-п равной внешней
растягивающей силе Q, то расчетная нагрузка болта будет равна
^=<2 (I+P) кг,
где Р — коэффициент упругости стика. Практически для материала
прокладки можно принимать: для резины р=0,75, для кар-
тона или.асбеста р=0,55, для мягкой меди (5=0,35, для ла-
туни (5=0,2, без прокладки (1=1.
Болт нагружен эксцентричной силой. Такой слу
чай возможен либо при несимметричной головке болта (фнг. 268),
либо тогда, когда болт поставлен с перекосом из-за неровной или
плохо обработанной поверхности детали, В этом случае болт под-
вергается растяжению от вилы Р и азгибу моментом /Мйз от эксцен-
тричного приложения этой силы
/Икз=?с,
где е—-эксцентрицитет-—расстояние от линии действия силы Р до
оси болта. Суммарное напряжение от растяжения и изгиба
откуда расчетное уравнение болта будет
.а
I,3P=J2. а(р кг.
4
at
Если принять е——, то а=5ар, а если то я=9ар. Из этого
примера видно, что эксцентрично приложенная нагрузка резко уве-
личивает фактическое напряжение в болте, поэтому не рекомендуется
без особой необходимости делать головки болтов несимметричными
Кроме того, необходимо следить за чистотой обработки поверхностей
детали под опорные поверхности болта и гайки и за перпендикуляр
костью этих поверхностей к оси отверстия.
Пример. Крышка пневматического цилиндра (фнг 269) диаметром
/5—280 мм крепятся к цилиндру 12 болтами диаметром 16 ллс (внутренний диа-
метр резьбы di — 13i4-Л1Л0» Между крышкой и цилиндром положена резиновая
прокладка. Давление в цилиндре рп=5 кг1см*. Рационализаторов предложено
уменьшить количество болтов до 8. Определить возможность осуществления
этого предложения.
Находим сиду, отрывающую Крышку цилиндра
' e = j£i.Po=_3'1'1 282 -5 = 3080 кг
, 4 4
Усилие, действующее па болты с учетом затяжки гайками н сопротивления
прокладка.
P^Q (1 + 0,75) = 5400 кг.
Усилие, растягивающее каждый болт;
Ллощадь поперечного сечения болта по внутреннему диаметру резьбы
,2
„ rdl 3.14.1,34“ , Л , .
г = —- ------------------ 1,4 1 см2»
4 4
Напряжение к поперечном сечении болта
оп = = -67&'= 480 кг/емя-
Р F I.4I
Но табл 164 допускаемое напряжение для болта диаметром 16 .ял«, выполнен-
ного из стали марки О. 3, 1с|р = 540 кг/ел* Следовательно, в данном со-
единении дейетьителыю можно поставить только 8 болтов, и рационализаторское
предложение может быть принято
5. ПРУЖИНЫ
В современном машиностроении широко применяются различные
виды пружин: витые, плоские, спиральные, тарельчатые, фигурные
н кольцевые.
Конструкция пружин
Наиболее распространены витые пружины. По виду вос-
принимаемой нагрузки витые пружины делятся г:а пружины растя-
жения (фиг. 270, а\, пружины сжатия (фиг. 270, б) и пружины
Фиг 2 70 Витые пружины
Кручения (фиг. 270, в). По форме витые пружины могут быть цилиндри-
ческими, фасонными (конические, параболоидные, бочкообразные и др.)
п призматическими. Плоские спиральные пружины
(фиг. 271,0) изготовляются из высококачественной углеродистой сталь
ной ленты, обладающей большой прочностью, упругостью' и достаточ-
ной пластичностью, п применяются в механизмах и приборах главным
образом как заводные пружины. Фигурные пружины (фиг. 271,6)
представляют собой плоские или пространственные гибкие кривые
брусья и рассчитываются по формулам для кривых брусьев.
Тарельчатые пружины (фиг, 271, в) имеют очень большую
жесткость и могут воспринимать большие нагрузки. Такие пружи
ны применяются в основном как мощные буферные пружины во
всякого рода амортизаторах. Размеры тарельчатых пружин диамет-
ром 28—300 мм для нагрузок до 52 п приведены в ГОСТ 3057—54.
Фиг. 271 Пружины.
При очень больших нагрузках тарельчатые пружины можно устанав-
ливать пакетами двумя способами: если их сложить вогнутыми по-
верхностями (фиг 271, г), то увеличивается упругость (жесткость),
если сложить наружными (фиг. 271, д'), то увеличивается ход пружины.
Кольцевые пружины (фиг. 272)
состоят из пакета наружных и внут-
ренних стальных колец, Соприкасаю-
щихся между собой коническими по-
верхностями. Осевое усилие, действу-
ющее па пружину, вызывает растя-
жение наружных колец и сжатие
внутренних, при этом кольца вдвига
ются друг в друга, а общая высота
пружины уменьшается Эти пружипы
обладают очень большой упругостью
и широко используются как тяжелые
буферные пружины.
Материал и допускаемые
напряжения
Пружины изготовляются из каче-
фцг. 272. Кольцевая пружина ственной рессорно-пружинной горяче-
катаной сортовой стали по ГОСТ
2052-—53 пли углеродистой стальной пружинной проволоки по ГОСТ
5047—49. В табл. 165 приводятся механические свойства пружинных
сталей,
В зависимости от назначения все витые пружины растяжения и
сжатия могут быть разбиты на 4 группы I группа—пружины, под-
вергающнеся динамическим нагрузкам, поломка их может вызвать
«парию всего механизма II группа— пружины, которые по конст-
руктивным соображениям должны быть заяеволены (выдержаны оп-
ределенное время в деформированном за предел упругости состоянии,
что позволяет повысить рабочую нагрузку пружины, не увеличивая
ее габаритов). Ш группа — пружины, работающие при статических
или плавно прилагаемых нагрузках. IV группа — все пружины не-
ответственного назначения
Допускаемые напряжения для пружинных сталей принимаются в
пределах от 0,3 до 0,5 в зависимости от группы пружины. Ориенти-
ровочно можно считать для всех марок пружинных сталей-
Группа пружины .......... I [1 IT 1 rv
Допускаемое напряжение ткр . . . 0,Зсгвр 0,6ввр 0,5с,р °'6овр
Таблица. 165
Пределы прочности стальной углеродистой пружинной проволоки
(поГОСТ 5047—49), кг/мм1
Диаметр проволоки» Проволок нормальной прочности(Н) Проволока повышенной прочности (II) J [ Проволока | нормальной прочности (Н) Проволока повышенной прочности (Л) Проно пока ЯЫСОКОЙ прочности (В)
Проволока высокой прочности (В Диаметр проволоки ЛМ1
0,2—0,55 170 220 2Ь5 1 ,8 140 180 210
0,6 1 70 210 265 2,0 130 1 Z5 200
0,7 1 60 210 260 2.2 130 170 190
0,8 160 200 260 2,5 130 165 180
0,9 165 200 .2о5 2 .8 120 160 175
1 ,0 155 L 95 250 4,0 120 155 170
1,1 150 195 240 3,5 120 1 50 165
I ,2 150 190 24 0 4,0 1 10 145 1 60
? ,3 150 190 230 4.5 I 10 НО 150
1,4 145 190 230 5,0 100 I 30 I 50
I .5 140 190 220 5,5—6,0 1 00 125 МО
1,6 140 185 ?2 0 7-8 00 120 —
Механические свойства и область применения термически
обработанных качественных рессорно-пружинных сталей
(ГОСТ 2052—53)
Группа стала Марка стели t>rtv/en ч fL^/nt JH Ооласто применения
Углеродистая 65 ’ 80 1 00 Пружины иг проволоки дна
70 85 105 метром до 15
75 90 ПО
35 1 00 115
Маргаццовистпя 65 Г 38 70 Пружины оз пронолоки диа- метром до
5 5 ГС 35 6S
Таблица 165 (окончание)
Группа стали Марка стали - Ьч Си ь У 5S qj еу О У Область применения
Хромок ремни - стая 60С2ХА 160 180 Пружины из проволоки диа- метром 20—25 лг-л*
Хромокремние- ванадиевая 60С2ХФА 170 ISO Пружины из прутков диамет- ром более 20 л*л£
Вольфрамо кремнистая 65С2ВА 170 190 Пружины» работающие при i до 35О°С
Никелекремни- стая 60С2Н2Л 160 175 Пружины из прутков диамет- ром до 30 лмг
Кремнистая 55С2 60С2 60С2А 70СЗА 120 (20 140 ISO 130 130 I ьо 180 П руэкииы из проволокн диа- метром до ? 5 jwjm. работающие при f до 250°C
Хромомарга н- цовнстая 50ХГ 50ХГА 11(1 (20 130 1 30 Пружины и* проволоки диа- метром до 25—30 льи
Хромованадне- вая 5 0ХФА ПО I 30 Тяжелона! ружейные пружины из проволоки диаметром до 20 «мл, работающие при i до зоо°с *
Расчет цилиндрических витых пружин сжатия
и растяжения
Витые пружины рассчитываются на кручение. Расчет цилиндри-
ческих витых пружин растяжения и сжатия, изготовленных из про-
волоки круглого сечения, производится по формуле
т=-----— < Мкр кг/см?,
ГД’
откуда допускаемая рабочая нагрузка на пружину
Ркок— skD ircp Ks>
а диаметр проволоки пружины
, , , f ^KOlf
d=l,6l/ — см,
Y MKp
где D — средний диаметр пружины в сл,
с= — — отношение среднего диаметра пружины к диаметру прово-
d
локи, называемое индексом пружины. Рекомендуется выби-
рать следующие значения с в зависимости от диаметра
проволоки d:
d—1. ч-2,5 мм, с=Зч-5; d= 4 -^-10 лл, с=4--9,
d = 6 4- 12 мм, с—5-?-12;
к — коэффициент, зависящий от формы сечения и кривизны
витка. Коэффициент к может быть приближенно определен
по формуле
Практически можно пользоваться следующими соотношениями’
с.............. 4
к.............1,37
& 6 8 10 12
1,29 1,24 1,17 1,14 1,11
т — фактическое напря
ясеняе, возникающее
в материале под дей-
ствием на пружину
силы РкоИ, в кг/с.и.3;
Мкр — допускаемое напря-
жение на кручение,
которое берется, как
указано выше, в пре-
делах от 0,3 до 0,6ааР.
Осевое перемещение
пружины под действием си-
лы РК0Н будет равно
? _ spKo^‘
GtP
SPKon<pi
Фи1 273. Характеристика
пружины сжатия.
пружины;
где i — число рабочих витков
(J—модуль упругости при сдвиге. Для пружинных сталей можно
принимать в среднем 6—800 000 кг/сл’.
одного витка при нагрузке на пружину в
Осевое перемещение
1 иг будет равно
Число рабочЕК витков
формулой
1/ 8<7’
к' =—-см
Gd , {
можно выразить (если'^н рабочий ход х)
jcGa_______
Ьс* (&Koh — %ч)
М^Кон Р»ач
26 Заказ № 761
Для определения конструктивных размеров пружин необходимо
построить их характеристики. Характеристика пружины
сжатия (фиг. 273): PHaii — наибольшая рабочая нагрузка (расчет-
Фш 274 Характеристика пружины растяжения
J' Место дли обозначения
чертежа повернутого на 180°
Остальное
Числорабочих витков а
Число витков полное п-,
Длина развернутой продол!
Надивка пружины
7 Термическая обработка
2. Технические условии на
изготовление, испытание
и приемку пружины по
Пояснения к рабочей диаграмме-
Н- высот а (длина) пружины 6 свободном состоя ни и
Н(8ысота(длино) пружины под предварительной нагрузкой
Н^высота(длина) пружины под рабочей погрузкой Рг
Н?высота (длина) пружины, сжатой до
соприкосновения витков под
нагрузкой Р2
Место для основной надписи
(углового штампа]
Фиг 275 Пример рабочего чертежа цилиндрической пружины
пая), при которой длина пружины равна Дтад; — наименьшая
рабочая нагрузка (установочная), ее величина выбирается в пре-
делах (0,1— 0,5) Ркт в зависимости от назначения пружины. Длина
пружины при этой нагрузке равна ЛГяач; РГ1ргд — нагрузка, сжима
гошая пружину до соприкосновения витков, /эгерг£э=(1,1-5-1,2)/’„„м.
Длина пружины при этом равна На. ,
Для создания опорной плоскости, перпендикулярной к оси пружи-
ны, к рабочим виткам с каждой стороны прибавляется по 3/4 4-1
нерабочему, «мертвому», витку. Эти витки поджимаются к соседним и
сошлнфовываются на 1/,1 витка с каждой стороны. Таким образом,
полная длина пружины будет равна
Hd=<Jo — 0,5) d,
1Де Zo—полное число витков пружины, равное . ?o = i-f-(l,5 — 2),
На— длина неиагружепной пружины; /70 = (h — d), где li —
шаг непогруженной пружины;
h=d +_т~_г®р;
6р —зазор между витками пружины при максимальной рабочей
нагрузке Ркон. Он выбирается по формуле Sp= (0,14-0,2)—,
но не должен быть меньше 0,ld;
s— регулировочный ход пружины; s= гЗр,
х-—рабочий ход пружины.
Характеристика пружины растяжения (фиг. 274):
Ркан — наибольшая (расчетная) рабочая нагрузка. При этой нагрузке
,'UiHiia пружины Нмн", Рчач — наименьшая (установочная) рабочая на-
грузка, при ней длина пружины равна Ннт', Рпрсд — предельная
нагрузка; Рлред= (1,05-5-1,2) Р110н- Дальнейшему растяжению пру-
жины (свыше Нпред) должны препятствовать специальные упоры.
Wпред — предельная длина пружины, допускаемая при ее регулиро-
вании и установке; До — длина разгруженной пружины,
|(1— 2) D, где На— длина, занятая витками; Ha=id\ Ро — сила
предварительного натяжения, которая создается в витках пружины
при навивке. Обычно при d < 5 мм Ро а х/3 Рпред, а при d>5 мм
Рпред'> х —рабочий ход пружины; s — регулировочный ход.
Прн определении размеров пружины растяжения или сжатия не-
обходимо подсчитать длину проволоки, идущей -на пзгоювление пру-
жины. Для пружины сжатия эта величина будет равна
1Деоо—угол подъема витков ненагруженпой пружины,
определяется из уравнения
который-''
4
< )бычно а0= 6 4- 9°.
Для пружины растяжения
!I
। ле /Пр—длина заготовки для прицепов.
26*
На фиг, 275 приводится пример оформления рабочего чертежа
пружины,
Пружины с витками квадратного сечения получаются более мощ-
ными и жесткими it часто применяются там, где за недостатком
места нельзя поместить соответствующую по мощности пружину с
витками круглого сечения Основная формула для расчета па проч-
ность этих пружин
2.4 PKnllD
х=к ——•------< [ т кг/с.и2,
а
где а —сторона Есвадрата;
к—-коэффициент, определяемый по формуле
4сг — 3
D
где с—индекс пружины, равный с=-^-.
Порядок расчета цилиндрической витой пружины
сжатия с витками круглого сечения
Задано: 1) максимальная рабочая нагрузка; 2) осевое перемеще-
ние пружинь под действием этой силы л.
1. Выбор значения индекса пружины с=—.
2. Определение коэффициента к по формуле d=----— или по ре-
4с — 3
комендуемым соотношениям.
3, Выбор материала пруЖины и допускаемого напряжения па
кручение [т[кР
4. Определение диаметра проволоки пружины по формуле
. . с -п / Коч6
а= 1,6 1 / ——- см
V Идо
и округление его до диаметров, принятых по ГОСТ 5047—49 или
ГОСТ 2590—57 [16, ч. I, стр. 171 [.
5. Определение среднего диаметра пружины D-=dc.
6. Определение числа рабочих витков пружины по формуле
хоа
7. Определение полного числа витков пружины (полное число вит-
ков должно быть кратным 0,5): i(i = /+!l,5 ч-2).
8 Определение длины пружины. сжатой до соприкосновения
витков,
— 0,5) d.
9. Определение зазора между витками, при PllcM Sp=(0,l— 0,2) у.
Если потученм ый зазор окажется меньше 0,ld, следует увеличить его
до этой величины.
Ю. Определение регулировочного хода пружины: s = iop.
11. Определение полного хода пружины до соприкосновения витков
^преё) — ^+s.
12. Определение силы, сжимающей пружину До соприкосновения*
витков,
р______р need
“пРеа—гкон >
13. Проверка наибольшего фактического напряжения в витках
пружины
r'd,
Найденное значение xma!f может превышать )т]кр па 10—20%, но-
не должно быть больше предела текучести материала пружины ат .
Если полученное напряжение будет выходить за указанные пределы,
го следует выбрать другое значение с и повторить весь расчет.
14. Определение угла подъема витков ненагруженной пружины*
, Л
I (о полученному значению tg а0 по тригонометрическим таблицам •
определить угол «0.
15. Определение длины заготовки на пружину по формуле
Призер. Подобрать цилиндрическую пружину растяжения. Задано: наиболь-
шим рабочая нагруаки = 50 кг, наименьшая рабочая нагрузка Р71(2Ч =
>20 л,«г, рабочий ход л «а 40 лии. Пружина работает при статической нагрузке
1 Задаемся допускаемым напряжением [т]кр=5ОО0 н индексов
пружины сжй.
2 . Определяем коэффициент к
ft=_l£±L^2L=1.24.
4с — 3 21
3» Диаметр приволоки
/ / I ,24^50-6
Т^=1’6]/ 5Й0 -=М^ = <,5««.
4. Средний диаметр пружины 1) = cd = 6-4,5 = 27 леи.
5. Устанавливаем необходимое число рабочих витков пружины, принимает
ындуль сдвига G = 800000 ха/см®.
xGd 4,0.800600-0.45
г= 8^(Р,ИН-^Ч) ="^i(50-20> =2й ВИТКОВ(
0. Длина пружины, занятая витками,
Hd = id = 28 4.5 = 126 им.
Свободная длина тружины
Ио = fld+(l -г 2) D = 126+64 = 160 aui,
Наружный диаметр пружины
Di^D+d = 27+4,5=31 ,5 лмг
Внутренний диаметр пружины
О= = Д — d = 27 — 4,5 = 22,5 мм
Если полученные размеры пружины по конструктивным соображениям не
подходят, то следует произвести пересчет, задавшись другой величиной с
7 , Выбираем материал пружины: берем проволоку марки 7/ диаметр'ом
d = 4,5aut (поГОСТ 5047—49), Для этой проволоки = 11000 кг!смг
(табл 105) Допускаемое напряжение для пружины 111 группы [т|;1р =
= 0.S %р = 0,5-11 000 =5500 ка/сл+
8 Напряжение в материале проволога! прн наибольшей рабочей нагрузке
что не
Фиг* 276* Схема я расчету пружины.
9 Предельная нагрузка на пружину
3,14 0,45**
рп, ед =-----— МН0 = —-------——‘5500 = 5S кг.
п>е° 8AD кр 8-1,24.2,7
Pei улировочиьгй ход пружины
. Se1 , 8-5+28 (59—50)
5 = ---- ‘ (Рпп<:д ~~ ‘кг,И> ~ ----------= 1,3 СМ = 12 ММ.
Gd пр‘а Каг< 800 000.0,45
.Если задаться силой предварительного натяжения Р„ = 15 кг, то полная вы-
тяжка пружины
1 8^ , , 8 6+28 (59—15) _ „
‘ ^ппед ~ ~-------Т---------= а,8 с,и = 58 мм.
Gd pe!i 800 000 0,45
Предельная длина пружины
}1nped~Ha+la+s~ 180+58 + 12 = 230 мм.
Для предотвращения дальнейшего растягивания пружины должны быть установ-
лены ограничители.
10 Строим характеристику пружины (фш . 275)
6 . ШПОНОЧНЫЕ, ШЛИЦЕВЫЕ И ШТИФТОВЫЕ СОЕДИНЕНИЯ
Шпоночные, шлицевые, и штифтовые соединения служат для креп-
ления деталей iia валах и вращающихся осях (табл. 166)
Таблица 166
Типы шпонок и их применение
Тип шпонок Стандарты* Применение
I Клиновые (фнг. 277) Врезные (фнг. 2 77, а) На лыске (фнг. 2 77, б) Фрикционные (фиг 277, в) Тангенциальные (фиг. 277, в) II. Призматн чес кие Обыкновенные (фиг. 278, а) Направляющие (фиг. 278, б) LH Сегментные (фиг. 278, о) * Приводят На сортамент ГОСТ §792—58 и 8793—58 На сечение и пазы ГОСТ 8791—58 На сечение и пазы ОСТ НКМ. 4 082 на сортамент ОСТ НЮМ 4083 На сечение и пазы ОСТ И КМ 4082 на сортамент ОСТ НЮМ 4083 На сечение и пазы ГОСТ 8796—58 и- 8797—58 На сечение и пазы ГОС1 8788—58 па сортамент ГОСТ8789—58 Tin сортамет ГОС) 8790—58 На сечение и пазы ГОСТ 8494—58 на сортамент ГОС 1 8795—о8 ся в литературе (2, стр. 577 Ввиду многих недостат- ков применяются в механиз- мах с невысокой точностью Для передачи значитель- ных Есрутящих моментов Для передачи небольших крутящих моментов: Mja О,35Л4кр, —момент на валу Для передачи малых кру- тящих моментов: М °-28Л'гср Для передачи больших знакопеременных крутящих моментов на больших диамет- рах валов (более L 00 jtw) Имеют наиболее широкое применение Когда требуется осущест- вить неподвижное соединение вала с охватывающей деталью Когда охватывающие де- тали должны перемещаться свободно вдоль вала Для передачи небольших крутящих моментов и 16. ч. I, стр 582]
Расчет шпонок*
Расчет шпонок производится в следующем порядке- 1) по соот-
ветствующему стандарту и выбранному диаметру вала подбираются
номинальные размеры шпонки; 2) производится проверочный расчет
шпонки на смятие и срез.
Клиновая врезная шпонка — рабочие грани проверяются
па смятие по формуле
12Мкр
'СН^Ы (b+5fd) K3/W’
где Мкр — крутящий момент, передаваемый соединением, в лгслц
b —• ширина поперечного сечения шпонки в см,
* Метод расчета шпонок может быть использоаав также* ц для других»
деталей машин, работающих иа смятие и срез.
d — диаметр вала в СМ',
/ — коэффициент трепня скольжения, /=0,1 -+- 0,2;-
аси—фактическое напряжение ка смятие в кг/см°\
[о|СЛ1 — допускаемое напряжение на смятие’ в кг/см2.
По этой же формуле рассчитываются и шпонки на лыске.
Клиновая фрикционная ш п о н к а — рабочие грани про-
веряются иа смятие по формуле \
^кр г . \
~^Г < И<ри кг/см2. \
Тангенциальная шпонка — рабочие грани проверяются
-на смятие по формуле \
^«Р г , , „ \
(0,45+?,5/) да С [°ки Кг/™ ’ \
где h — высота шпэнкн в см.
Призматические шпонки — рабочие грани проверяются
-на смятие, а продольное сечение шпонки — на срез по формулам:
<«м г ,
с кг'сМ’
Z^KP
тсд=_^( с кг^’
+ДС тсР и [т]ср — фактическое и допускаемое напряжения на срез
в кг/см2.
Сегментные ш п о п к и — выступающая часть торца прове-
ряется на смятие, а продольное сечение шпонки — на срез по фор-
-мулам:
2Мкр
°см^ ~тс~~ кг/'см~'
2М
Ър=- < h]ep кг/см2,
-где с — высота выступающей части торца шпонки.
Если сечение шпонки выбрано точно по стандарту, то проверку
на срез можно не производить. Если же при проверочном расчете
окажется, что фактическое напряжение на смятие превышает допус-
каемое, то необходимо либо увеличить длину шпонки (если это воз-
можно по конструктивным соображениям’), либо поставить иве шпонки.
Материал и допускаемые напряжения
Шпонки изготовляются из сталей марок Ст. 5, Ст. 6 по ГОСТ
.380—60 или из стелой марок 45, 50 по ГОСТ 1050 — 60. Допускае-
мые напряжения на смятие [о]ел1 берутся по табл 167.
Фиг. 277. Клиповые шпонки
Шпоночные, шлицевые и штифтовые соединения 409'
Таблица 167
Таблица допускаемых напряжений на смятие [°1СЛГ в «г,'см*
Материал Характер нагрузки
постоянная, без ударов средней силы, с толчками в одном направле- нии зпа колер еменна я, с толчками г> обоих 1ИРПЯП.1ТРШ1ЯУ
Сталь • 1 000—1 800 700 — 1000 350—500
ЧуГун 700— 900 150— 550 230—250
Допускаемое напряжение иа смятие берется для материала той
из деталей соединения, механические свойства которой оказываются
ниже- Прн ориентировочных расчетах для стальных деталей можно
принимать [а]СЛ(=0,5аг, где а3--------предел текучести материала
н кг/слЛ Допускаемые напряжения на срез для материала шпонок,
берутся равными [т)ср=0,25с7..
Шлицевые зубчатые соединения
На фиг, 379 изображены детали шлицевого соединения. Форма
шлицев может быть прямобочпой (фиг. 279), эвольвентиой (фиг. 280, а)
или трапецеидальной (фиг. 280 б). Шлицевые соединения могут
быть подвижными (деталь свобод-
Фиг. 27 9. Шлицевое
соединение
но перемещается вдоль вала) и
неподвижными (деталь закреплена'
Фиг. 2S0. Профили
шлицен.
пи валу неподвижно). Центрирование соединения чаще всего осу-
ществляется по наружному диаметру. Достоинства шлицевого со-
единения по сравнению со шпоночным: лучшее центрирование де-
uijicii, меньшее ослабление вала, меньшие напряжения смятия за
счет большей поверхности соприкосновения деталей с валом, более
высокая точность сборки и более короткая ступица.
Расчет шлицевых соединений
Прямобочные шлицевые соединения рассчитываются на смятие
боковых сторон шлицев по формуле
^с.и— , \ не/см ,
где ф — коэффициент, учитывающий неравномерность распреде-
ления усилий по шлицам; обычно берут ф—0,74-0,8;
с — берется по ГОСТ 1139 — 58 на шлицевые соединения
[16, ч. I, стр, 600[,
г — число шлицев;
I — рабочая длина ступицы;
D + d
-г=-------—средний радиус шлицевого соединения;
4
[<т[св — допускаемое напряжение на смятие (табл, 168).
Таблица 168
Допускаемые напряжения на смятие |®]СА{ в ksJcm*
Характер соединения Условия эксплуата ции Шлицы терми- чески не обра- ботаны Шлицы под- вергнуты тер- мообработке
< Ненидьн/кние б в 36 0— 500 600 — 1000 800 — 1200 400 — 700 1ОО0 — 1400 1200 — 2000
Подвижное не под нагрузкой а й 8 150 — 200 200 — 300 250 — 400 200 — 360 зоо — 600 400 — 700
Подвижное чед на- грузкой П риме чавпе. в — легкие. а | — б — 8 1 — о— тяжелые условия нкеплуата! 80 — 100 50 — 150 100 — 200 ;ии: б — средние;
Штифтовые соединения
Для неподвижного закрепления деталей на валах могут приме-
няться конические штифты (фиг. 281). Отверстия под них сверлят
в детали и на чалу одновременно и обрабатывают конической раз-
верткой Штифтовые соединения' сильно ослабляют вал и поэтому
применяются в основном только иа конца? валов и при небольших
крутящих моментах Средний диаметр штифта определяется из усло-
вия прочности на срез
, 1/'
— у ,--------Нт]--
’ ' “зд/w |~<ср
Кроме того, штифтовое соедине-
ние мсжет применяться в том
случае, когда нужно предохра-
нить ответственные детали от по-
ломки В этом случае штифт рас-
считывается на предельный допу-
скаемый момент;
Фиг, 281 Штифтовое соединение»
4Л£
max
С.К.
7. ОСИ И ВАЛЫ
Оси п валы предназначены для крепления на них вращающихся
деталей, Основным отличием осей от валов является то, что валы
передают крутящие моменты, а оси не передают.
Конструкция осей и валов
Осн делятся на две группы: невращающиеся (неподвижные), слу-
жащие опорой для свободно насаженных на них деталей (ось блока,
барабана и т д.), и вращающиеся на опорах вместе с насаженными
па них деталями (вагонная ось). Валы по своему назначению делят-
ся на три группы: легкокагружеиные (трансмиссионные), тхжелона-
Гружсиные и специальные (турбинные и др.). Конструктивно валы и
осп могут быть выполнены гладкими пли’ступенчатыми, сплошными
пли полыми (для уменьшения веса), прямыми или коленчатыми. Фор
мп оси или вала выбирается из условия раваопрочности его участков.
У ступенчатых валов в месте перехода от одного диаметра .< друго-
му необходимо делать галтель (плавный переход) с возможно боль-
шим радиусом закругления для уменьшения концентрации напряже
пни и предотвращения появления трещин при закалке
Валы, не несущие больших нагрузок, по подвергающиеся значи
юльному поверхностному износу, изготовляются из низкоуглеродис
:ых сталей марок 20, 30, 35, 20Х, Ст 4 и др. с последующей це
мсптацией высокочастотной закалкой или азотированием. Валы, не-
сущие средние нагрузки, изготовляются на стали марок Ст. 5, Ст.6,
Н), 45, 50 с закалкой пли улучшением. Для ралов со значитель
пымп нагрузками п поверхностным износом применяются легирован
iiue стали марок 35Х, 40Х, 45Х, 40ХН 12ХН2 и др. За последнее
время входит в практику изготовление коленчатых валов из легиро
в,юного, модифицированного и высокопрочного (магниевого) чугуна
Цапфы'валов, испытывающие повышенный износ, могут быть подверг-
нуты поверхностному упрочнению дробеструйным наклепом или об-
каткой роликами.
BlXOiS |
i.SsiHt/f &32,H omi'Qcufn^uHo оси дмика &остальное
небо/iee 0,и2нм,при првберке & центрах
2£ивние &Z&/1 и фЗЗДш/ищев олм(мшпе/>ыб
шс>ек<рз2Нне Saxes''$03мм, при яро&ерне 6'центрах
ыоерешымм мха шщцеб неооме З^ммнаКба/шка
ft Нёпмамемрршъ ш/шцгб оси-барина а? га(1^иа Л гс>
. билет S,S5HHно З/SUHS шлица ""Р'?,,»
Я.Змиашт,, Хс il-iS .__________/та--,
Л«“ %W1 ухи' Г
-7,05
5pi5
zl
3X0,1!
ns —
3i.03S.1&
JfiM, H&rrt*
£3
rt Im-
pact:
----
55dC5‘—~
Miam WWZ,
- ВАЛИК
flif3
II
Фиг 282, Пример оформления рабочего чертежа вала
Ь1а фнг. 282 приводится пример оформления рабочего чертежа
вала.
Расчет осей
Осн рассчитываются только на изгиб по формуле
ак == -др < (“к иг/см2.
Для круглых осей
d=v о,. w„ «<
Невраща|ощнеся осп рассчитываютсн по II виду нагружения
(^пульсирующий цикл), а вращающиеся —по III виду (симметричный
цикл) Таким образом, допускаемое напряжение па изгиб определит-
ся по известным из сопротивления материалов соотношениям:
для пульсирующего цикла
для симметричного цикла
- g/
u
кг/см^.
К<|'л|х|>11циепт запаса прочности и определяется, как указано в раз-
деле «Расчет валов-»
Расчет валов
Валы рассчитываются на кручение и изгиб. Существует три ме-
тка расчета валов на прочность: ориентировочный, приближенный и
\ кишенный. Ориентировочный расчет является проектным
расчетом н служит для предварительного определения диаметра вала,
кпгда еще точно не определены все действующие силы и точки их
приложения. Ориентировочный расчет ведется только на крученне,
но ио пониженным допускаемьви напряжениям
м>.р
Т.ч =’ 0 2(р < iHkp Х5/СЛ1 ,
и куда
d^Ay—CM’ .
। ц. /И,<0=71620 -~-кгсм — крутящий момент, передаваемый валом;
N— мощность, передаваемая валом, в л, с.;
п — число оборотов вала в минуту;
3 / 71620
Л = 1/ и 2 t] —коэффициент, зависящий от условий работы
вала. Практически А принимают равным:
Л =7-? 9 —для сильно нагруженных коротких валос
без осевой нагрузки или тихоходных валов
с небольшой осевой нагрузкой;
/1=10—11— для тихоходных промежуточных валов без
осевой нагрузки или с небольшой осевой
нагрузкой;
А= 124-14— для многоопорных валов без осевой на-
грузки; '
А= 164-16—для многоопорных валов с осевой нагруз-
кой;
А=17—18 — для валов червячных и винтовых передач
и при наличии осевых сдвигов и толчков,
Л= 19—20—для валов, работающих с большой перегруз
кой.
П р и б л и ж е и н ый расчет также является проектным. Перед
[Шгчетом составляется схема вала, определяются опорные реакции
и строятся эпюры изгибающих и крутящих моментов Приближенный
|и|<ч|ст ведется с учетом одновременного действия изгиба и кручения
!ЛпР , . „
a=F777> * кр1,м-’
Таблица 169
Допускаемые напряжения на изгиб для осей и палоа
[»!„, кг 1с л?
Материал Предел прочности °вр- кг 1см* статическая нагрузка пульсирую- щий цикл 1с“1« симметрич- ный цикл Г°— .]а
Ст. 2, Ст. 3, Ст. 4 Ст. 5. Ст. С 40Х. 40ХН, ЗОХНЗ 45Л, 50Л Чугун Примечи кого расчета не 3000— БООО 5000— 7500 7000—10000 3600— 6000 1400— 1800 кие. Таблица только осей и в ООО—1500 1200—1800 1500—2700 750—1200 600— 7S0 может быть и< алов. но и дру boo—юоо 800—1 200 1000—1800 500— 800 400— 500 пользована для гпх деталей wai 300—Б00 400—6п0 500—900 250—400 200—250 прнблнжен- 1П11.
откуда ________
. т/ мпр
” d- V 0,1 |О]К см>
где 'Wnp==V<M3KS-l”M2Kp кгсм.
Допускаемое напряжение при приближенном расчете принимается по
табл- 169
Уточненный расчет является проверочным расчетом и про-
водится после того, как конструкция вала полностью разработана и
точно определены все действующие иа вал силы и точки их прило-
жения. Целью расчета является определение фактических напряже
пий в опасных сечениях вала. Составляется схема вала, строятся
эпюры изгибающих и крутящих моментов и определяются приведен
ные моменты в опасных сечениях.
Валы, как правило, работают на изгиб по симметричному циклу
а па кручение—по - пульсирующему. Таким образом, крутящий мо-
мент является для вала менее опасным, чем изгибающий, и поэтому
в расчет вводят только часть крутящего момента а Л4кр
Л'пР / tfjs+Hss)' ,
о = ----- = ——41-----4В < а „ кг/слР,
О,id3 0,id» ’
[° — il«
где а=—i^j—Cl. Обычно а = 0,б-^-0,7.
В передачах, у которых 'И,(р изменяется по симметричному цик
лу, а=1.
Допускаемое напряжение берется по соотношению
I ст |и= —Т1 — °'4 3 g(!p кг/см-
П п
Коэффициент запаса прочности определяется по формуле
Величины коэффициентов п1,пг н и3 приводятся в разделе «Ос-
пенные сведения из сопротивления материалов». Величина коэффици-
'п'гя для стальных осей и валов приводится в табл. 170.
Таблица 171)
Значения коэффициента п, для стальных осей и валов
Коэффициенты Форма г. чистота обработки ьала
рл ед- кий ци- линдр галтель V5 шпоночные : канавки в сеченци 1 шт | 2 шт. у5 глухая и прессоаал посадки V?
ni п?г Симметричный цикл п* = пк . » . . , Пульсирующий’ цикл 9?.=0,7 (пк пп Н-0 43) l ,<J 1.1 ь 1,15 1,1 1 35-2 Ub 1,15 1,55—2,35 1.39—1 .95 1 , 10 1 .55 1,33 75 1 15 2.0 1 .? L ,U ) >1 2,2 1 j 86
Расчет вала на жесткость
Расчет вала на жесткость производится в тех случаях, когда, де-
формации вала могут влиять иа работу узла. При расчете иа жест,
кисть определяются прогиб вала и угол его закручивания., Стрела
прогиба вала определяется по формулам сопротивления материа-
п||| (см. табл. 160). В каждой отрасли машиностроения 'имеются свой
нормы на допускаемый прогиб вала. Наиболее употребительным явля
и'я следующее соотношение:
|/J = 0,003L
। ц> Л — расстояние между опорами.
В станкостроении, где требуется большая жесткость валов, при
ипмшот: [/}=(0,0001-Н1,0005) L Для валов, на которых сидят зуб-
питые колеса, принимают: l/J=(0,01^-0,03) т, где т — модуль зуб
тн’ого колеса.
Угол закручивания вала определяется по формуле
MxpL 180°
<?= ——— •----- градусов
О/p г.
\ I пл закручивания может приниматься До 2° па I пог. м длины вала.
Порядок расчета вала
Ориентировочный расчет:
I. Подбор величины коэффициента А в зависимое in от условий
вала. - !<
'! ы паз № 731 i
2. Определение диаметра вала (ориентировочно) по формуле
3 f~~N~
d—Ai/ — см.
Приближенный расчет:
1. Определение усилий, действующих на вал (натяжение ремня
или цепи, усилия в зубчатых или червячных передачах н т д.),
2. Разложение сил, действующих на вал, на горизонтальные п
вертикальные составляющие
3. Вычерчивание схемы нагружения вала силами, действующими
в горизонтальной плоскости и действующими в вертикальной плос-
кости.
4. Построение эпюр изгибающих моментов от сил, действующих
•в горизонтальной плоскости (АД) и действующих в вертикальной плос-
кости (ЛД).
5. Построение эпюры суммарных изгибающих моментов Для это-
го в каждом сечеиии вала где приложена нагрузка, определяется
суммарный изгибающий момент по формуле
ЛД3=/ЛРВ+Л4% кгсм.
6. Построение эпюры крутящих моментов (МКр)-
7. Построение эпюры приведенных моментов по эпюрам суммар-
ных изгибающих моментов и крутящих моментов. Для. этого в каж
дом сечении определяется величина приведенного момента по фор-
муле _________________________
Л4пр=V Л42ив + М\р кгсм,
8. Определение диаметра вала в опасном сечении по максималь-
ному приведенному моменту _________
61=]/"—см,
V 0.1
где I а ]и=5004-600 кг/ем?
В том случае, когда после ориентировочного расчета будет де-
латься уточненный, приближенный расчет не производится.
Уточненный расчет:
1. Определение усилий, действующих на вал, и построение эпюр
изгибающих и крутящих моментов согласно п. 1—6 приближенного
расчета.
2 Построение эпюры приведенных моментов по эпюрам суммар
ных изгибающих и крутящих моментов. Величина приведенного мо-
мента в каждом сечении определяется по формуле
Л4rj р—'J/ Л4аиз Д (а ЙДр)3 кгем.
3. Определение коэффициента запаса прочности
4, Определение допускаемого напряжения
•' ' о-i °'43с«Р
=------д— кг/см?,
5. Определение фактического напряжения в опасных сечениях
3=-^7^Г = V°3a+WK/><Mu кг/см*.
6. Проверка вала на жесткость.
Примеры расчетов с построением эпюр см. в книгах «Детали
Мишин» Я. А\. Павлова или А. Т. Батурина [3, 6].
8. ЦАПФЫ
Фиг. 283. Шипы (а, б, в)
и шейка (г).
Ца п ф ы — опорные части осей и валов. Различают два вида
цапф: 1) цапфы, воспринимающие радиальную нагрузку. Концевые
шшфы этого вида называются шипами, а промежуточные — шейками:
цапфы, воспринимающие осе-
ную нагрузку (пяты).
Ш и п ы п ш е й к и (фиг.
’.’ИЗ) выполняются цилиндриче-
скими, реже—коническими или
шпровыми.. Для предохранения
injirt от перемещения в осевом
иинравлеипи шипы и шейки
। ппбжаются заплечиками или
пуртиками. Места переходов от
пдпого диаметра вала к друго-
му выполняются по радиусу
(I илтель) для уменьшения кон-
центрации напряжений.
Расчет шипов
Расчет шипов производится
ни прочность, на удельное дав-
ление и на вагрев. При расчете
ни прочность шип рассматривают
1(,н< балку, заделанную одним
конном и нагруженную силой
А' (опорной, реакцией) на расстоянии — от места заделки (фиг. 283, а).
II атом случае напряжение изгиба в шипе будет равно
I
миз R -j
аи~ О, I ~ О, I ds кг/C.if3,
'(нпметр шипа определяется по формуле
г(=2,35
। Лс А’ — суммарная реакция опоры в кг-,
I — длина цапфы в см-,
|a|w — допускаемое напряжение на изгиб в кг /см?, которое берется
как для валов, с учетом галтели или шпоночной канавки в
опасном сечении шипа;
¥=
I
— ~ характеристика шипа
(относительная
длина).
Обычно
принимают
¥=0,87-1,2 — для паровых машин и двигателей внутреннего сгора-
ния;
<?= 1,5-г-2,2 — для подъемных механизмов.
ф=0,8-4-2,0— для'станков, электромашин, турбогенераторов;
<p = l,5-i-3,0 — для самоустанавливающихся подшипников.
Расчет на удельное давление состоит в следующем. Для умень-
шения износа цапф к их трущейся поверхности подводят смазку,
"Длд того чтобы эта смазка не выдавливалась из'подшипника, долж-
но ‘быть выдержано условие
P=77<lpJ кг/слр,
1а
тде р—среднее удельное давление на диаметральном сечении цап-
фы в кг/см2',
[р1—допускаемое удельное давление в кг/см2, которое берется
по табл. 171 в зависимости от материала цапфы и подшип-
ника.
Таблица 171
Средние допускаемые удельные давления |р| для цапф
Материал Ip], KS /СЛ*
для шипов и шеек для пят
Сталь ло чугуну , . г . . u . . Сталь по бронзе Сталь ио баббиту . ...... Сталь по текстолиту . . . . , . , . . , f . , Сталь по древесно-слоистым пластикам. - . Сталь по металлокерамике , . ♦ . - Закаленная сталь по стали Закаленная сталь по бронзе Закаленная сталь по баббиту ........ Е5— 25 50 70—120 50— 7.0 35— 50 130- 250 80 60—1 00 20—26 4-0—GC so- ее 120—150 50— 70 75— 80 8 0— 90
Таблица 172
Допускаемые значения условного коэффициента [рг] па нагрев
Для цапф валов кгл^сек' см* Для цапф кри^ошипо»- 1/^Ь чгм/сеь слг
Трансмиссий . , ... Стационарных мгшин - Судовых машнв .... Паровозов . , Автомобилей \ н Авиамоторов • , СО м О СП СОСО оооссл . “ 11111 ё: ело» — ОСЛО А Ю ооо оо .1 Стационарных машин Судовых машин . . Паровозов .... 30— 35 50— 70 IO0—130
Расчет на нагрев является проверочным расчетом, прн котором
проверяются найденные ранее диаметр и длина цапфы. Расчет на
нагрев производится по формуле
й vdn. Rn
кгм/сек-с^,
r.dn
где v~~s^—окружная скорость на поверхности цапфы в м/сек;
п — число оборотов вала в минуту,
ри — условный коэффициент, допускаемая величина которо-
го ipo] не должна превышать значений, указанных в
табл, 172.
Расчет шеек
Шейки рассчитываются на удельное давление и нагрев по фор-
мулам для расчета шипов. Расчет шеек на прочность обычно не про-
изводится, так как прочностные размеры шеек определяются при
общем расчете валов на изгиб и кручение.
Пяты
Наиболее часто применяются следующие конструкции пят: сплош-
ная (фиг. 284, а), кольцевая (фиг. 284, б) и гребенчатая (фиг. 284, в).
Для кольцевой пяты рекомендуется принимать — = 0,4 -> 0,6.
d
Гребенчатая пята применяется при больших осевых нагрузках.
11яты рассчитываются на
удельное давление И на-
грев.
Диаметр пяты опре
деляется из уравнения
р=-<[р К8/СЛ44,
где F — площадь рабочей
поверхности пя-
ты в см~;
для сплошной пяты
4
для кольцевой пяты
для гребенчатой пяты
Фиг. 284. Пяты.
где г — число опорных колец пяты;
[р] — допускаемое удельное давление (табл. 171). Для гребенчатых
пят, имеющих худший отвод тепла, величину (р) рекомен-
дуется уменьшать вдвое.
Расчет на нагрев является проверочным расчетом:
Pvcj!<[Pucp't кгм/сек-см*.
т, а п
Ср
где вср=—— окружная скорость пяты, вычисленная по средне-
му диаметру цапфы, в м/сек;
п — число оборотов пяты в минуту,
dCB — средний диаметр пяты; для сплошных пят dco=
d , . d-l-dt
, дая гребенчатых dcp~ —— .
Для сплошных и кольцевых пят [pyC/J = 20-М0 кг.к/сек-см1. Для
гребенчатых пят вдвое меньше. Гребенчатые пяты еще проверяются
на изгиб гребней по формуле
Л4М=— [<г]а кгсм.
Порядок расчета шипа
1, Определение реакций в опорах в горизонтальной и верти-
кальной плоскостях Кг и Кв (из уравнения моментов}.
2. Определение суммарной реакции в опоре по формуле
Л=]Л?*4-^кг.
3. Выбор допускаемого напряжения с учетом концентрации
напряжений в опасном сечении шипа.
4. Выбор характеристики шипа ф = —.
d
5. Определение диаметра шипа по формуле
d= 2,351 / ~—— см.
|/
6. Определение длины шипа из условия прочности на изгиб
is] 0,2d3
/ = ~ д -- СЛ<-
7 Выбор допускаемого удельного давления [pj по табл. 171.
8. Проверка выбранных размеров шипа по допускаемому удель-
ному давлению
— <[Р] кг/см*.
9. Определение окружной скорости па поверхности шипа:
sdrl
м/сек.
10. Выбор допускаемого условного коэффициента Гру] по табл.
172.
11, Проверка выбранных размеров шипа по условию
ру с (pyj кгы/се/с-слг3.
9. ПОДШИПНИКИ скольжения
Цапфы осей и валов опираются на неподвижные опоры, которые
называются подшипниками или подпятниками. По роду трения
различают подшипники скольжения и подшипники качения. Подшип-
ники скольжения рекомендуется применять при больших числах обо-
ротов [залов и при больших нагрузках.
Конструкция подшипников
Подшипники скольжения могут выполняться неразъемными (глу-
хими) и разъемными Неразъемные подшипники представляют собой
глухую втулку с фланцами или лапками, с помощью которых она
кренится к раме или станипе (фиг. 285, а). Эти подшипники приме-
няются при малых числах оборотов вала и при малых удельных дав-
Фир. 28S. Подшипники скольжения.
нениях. Недостатком этих подшипников является невозможность ре-
I улпроваиия зазора, возникающего в подшипнике по мере его изно-
I и, Разъемные подшипники состоят из корпуса, крышки, вкладышей
н стяжных болтов или шпилек, соединяющих крышку с Корпусом
(фиг, 285, б). Чаще всего вкладыши делаются разрезными из двух
пплоппн, между которыми кладется набор прокладок, что позволяет
регулировать зазор в подшипнике. В крышке подшипника предусмат-
риииется отверстие для подвода смазки к трущимся поверхностям,
крышка и корпус подшипника скольжения чаще всего изготовляются
и । чугуна или стали. '
Вкладыши подшипников скольжения могут быть неподвиж-
ными или самоустанавливающимися. Неподвижные вкладыши
iii'iiniDTca обычно для цапф, имеющих характеристику [т'=“=0,8ч-1,5.
1 Inп выполняются с буртиками, которые упираются в корпус и крыш-
п подшипника и предохраняют вкладыши от осевого перемещения.
111 вращения неподвижные вкладыши предохраняются специальными
пнпфтами. Самоустана вливающиеся вкладыши ста-
|ц| leu при цапфах имеющих ®>1,5 так как при значительной длине
пыидышей они изнашиваются по концам вследствие неизбежных
перекосов вала, Самоустана.вливающнеся вкладыши выполняются
со сферическими наружными поверхностями, которые прилегают к
соответствующим сферическим поверхностям крышки и корпуса.
Вкладыши изготовляются из стали, антифрикционного чугуна, брон-
зы, древесных пластиков, металлокерамических сплавов, текстолита,
резины и т д. Металлические вкладыши часто заливают по внутрен-
ней поверхности баббитом (для уменьшения потерь на трение) и рас-
тачивают по размеру цапф
Смазка подшипников
Для подвода и распределения масла во вкладыше летается сквоз-
ное отверстие н фрезеруются канавки Канавки делаются только
в одном вкладыше, расположенном в ненагруженной зоне, я не долж-
ны доходить до краев вкладыша чтобы масло не вытекало наружу.
Подача масла к подшипникам скольжения
может быть осуществлена несколькими спосо
бами: 1) с помощью масленок, установленных
на каждом подшипнике; 2) с помощью колец,
висящих на цапфе и захватывающих масло иа
резервуара при вращении вала, или 3) цен-
трализованной смазкой, при которой масло
подается к подшипникам по маслопроводам из
обшего резервуара при помощи специальных
насосов.
Подпятники
Фнг 286, Подпягник
Опоры для цапф, воспринимающие осевую
нагрузку,, называются подпятниками.
Подпятники скольжения отличаются от обычных подшипников сколь
жения тем, что, кроме вкладыша в виде втулки, они имеют еще
опорный вкладыш, Этот вкладыш может иметь сферическую поверх
ность (фиг. 286)
Расчет подшипников скольжения
Расчет подшипников скольжения производится по тем же форму-
лам, что и расчет цапф., так как размеры вкладыша определяются
размерами шипа или шейки,
Размеры вкладыша проверяются иа удельное давление
= ip| кг/см2
Vt нагрев
;, , ри < (pel дглг/сек-слг*
Величины tp) ,ц берутся tio .абл 171 и 172
10. ПОДШИПНИКИ КАЧЕНИЯ
Основные типы подшипников качения
Основные Типы подшипников качения приводятся в ГОСТ
3395—57 [8, стр. 10]. Ниже описываются наиболее употребительные
из этих типов, а на фиг. 287 показана нх конструкция. Стандарты
пн подшипники качения приводятся в i8, стр. 425 и 16, ч. II,
rip. 39].
Радиальные однорядные шарикоподшипники по ГОСТ
Н338—57 (фиг. 287, а) предназначены для восприятия радиальных
нагрузок, но могут одновременно воспринимать и осевую нагрузку,
не превышающую 70% от неиспользованной радиальной грузоподъем-
ности подшипника При окружной скорости иа валу более 5 м/сек
(когда упорные шарикоподшипники применять нельзя) радиальные
однорядные подшипники можно использовать для чисто осевых на-
1рузок, Перекос внутреннего кольца подшипника относительно наруж-
ного це должен превышать 9,25—0,5°
Радиальные двухрядные сферические^шарикоподшипники
но ГОСТ 5720—51 (фиг. 287, б) предназначены для радиальных нагру-
iiiK, но могут воспринимать н осевые, не превышающие по величине
:i(i% от неиспользованной радиальной нагрузки Сферические шари-
коподшипники могут самоустанавлнваться прн перекосе или прогибе
нала, поэтому они могут применяться при менее жестких валах и
минее точных опорах, чем радиальные однорядные шарикоподшипники.
Ili'peicoc внутреннего кольца подшипника относительно наружного
це должен превышать 2—3' Применяются при окружной скорости
ни валу не более 15 м/сек
Радиальные роликоподшипники с короткими цилинд-
рическими роликами по ГОСТ 8328—57 (фиг 287, в) предназначаются
ц.ия восприятия значительных радиальных нагрузок. Величина радиаль-
ной нагрузки. воспринимаемой радиальным роликоподшипником,
может превышать на 70% величину радиальной нагрузки, восприни-
маемой радиальным шарикоподшипником тех же габаритов Эти под-
шипники могут выполняться без бортов па кольцах, с одним бортом
пи внутреннем копьце и с одним бортом на внутреннем кольце и упор-
ным приставным кольцом. Подшипники первого типа совсем не вос-
принимают осевых нагрузок, второго типа — незначительные односто-
ронние, а третьего типа — двусторонние (переменного направления).
Радиальные двухрядны е сферические роликопод-
шипники (с бочкообразными роликами) по ГОСТ 5721—57 (фиг. 287, s)
поеприиимаюг значительные радиальные нагрузки, вдвое большие, чем
радиальные нагрузки, воспринимаемые двухрядными сферическими
шарикоподшипниками тех же габаритов Осевая нагрузка па сфери-
ческий роликоподшипник может достигать 20% от неиспользованной
радиальной грузоподъемности Сферические роликоподшипники обла-
дают способностью самоустанавлнваться (допустимый перекос колец не
(шлее 2—3°) Omi применяются при значительных радиальных и осе-
niiix нагрузках, но при небольших окружных скоростях вала (ие более
h -8 м/сек). 1 ’ ..... ।
Радиальные роликоподшипники с длинными цилиндрическими ро-
ликами применяются при больших радиальных нагрузках Они мо-
гут иметь два кольца, одно кольцо и совсем ые иметь колец. Эти
подшипники применяются прй ограниченных габаритах по диаметру
и малых скоростях вращения.
Радиальные роликоподшипники с витыми роликами (ОСТ 26005)
применяются при нагрузках ударного характера. Они допускают пе-
д) е) а)
Фиг. 287. Подшипнпки качения.
-рекос колец до 0,5°. Могут выполняться с одним или двумя кольцами
и совсем без колец.
Игольчатые роликоподшипники (ГОСТ 4657—56)
воспринимают большие радиальные нагрузки По сравнению с другими
типами подшипников тех же габаритов эти подшипники обладают
значительно большей нагрузочной способностью, проще по конструкции
и дешевле. Игольчатые, подшипники могут быть также выполнены с
•одним наружным кольцом (ГОСТ 4060—48) и совсем без колец.
В этом случае подшипник набирается из «свободных игл»
Упорные шарикоподшипники воспринимают только
осевые нагрузки. Одинарные упорные шарикоподшипники ио ГОСТ
6874—54 (фиг. 287, ж) воспринимают осевую нагрузку, действующую
постоянно в одном направленни, а двойные (ГОСТ 7872—56) — осе-
ную нагрузку переменного направления. Эти подшипники могут рабо-
тать только при небольших числах оборотов, при окружной скорости
ни валу ие более 5 м/свк. При наличии радиальных нагрузок их не-
обходимо устанавливать совместно с радиальными подшипниками, так
как они радиальных нагрузок совсем не воспринимают. Упорные ша-
рикоподшипники рекомендуется ставить преимущественно на верти-
кальных валах, а в опорах па горизонтальных валах по возможности
шмеиять их радиально-упорными подшипниками
Упорные роликоподшипники с цилиндрическими илн коническими
роликами применяются при очень больших осевых нагрузках и не-
поньших числах оборотов (до 150 об/мин.).
Радиально-упорные однорядные шарикоподшипники по-ГОСТ
НИ—54 (фнг. 287, д) предназначены для работы при одновременном
действии радиальной и односторонней (для одпого подшипника) бсе-
пых гйгрузок. Допускаемая радиальная нагрузка иа эти подшипники
titi 30—50% больше соответствующей радиальной нагрузки радиально-
го однорядного шарикоподшипника, а осевая может превышать- в 1,5
риза величину неиспользованной радиальной грузоподъемности Уста-
новленные парами радиально-упорные шарикоподшипники могут ра-
Оптать и при чисто радиальной нагрузке Конструкция узла с ра-
дияльно-упорнымн шарикоподшипниками должна предусматривать
иозможноеть регулировки осевого зазора (прокладки под крышки,
регулировочные гайки п т. д.). Радиально-упорные шарикоподшипни-
ки устанавливаются на коротких и жестких валах, так как допускае-
мый перекос колец этих подшипников очень мал Прн значительных
нагрузках радиально упорные подшипники сдваивают или применя-
ют двухрядные радиально-упорные шарикоподшипники (ГОСТ
1252—48). ч
Конические однорядные роликоподшипники по ГОСТ 333—59
{фиг. 287, е) являются радиально-упорными подшипниками. Эти под-
шипники могут воспринимать значительно большие радиальные и од-
носторонние осевые нагрузки, чем соответствующие радиально-
упорные шарикоподшипники, ио они работают при меньших числах
оборотов Они могут применяться при окружных скоростях на валу,
превышающих 15 м/сек, и при отсутствии перекоса, т. е. на ко-
ротких и жестких валах Конические роликоподшипники, так же как
и радиально-упорные шарикоподшипники, требуют регулировки осе-
вого зазора. При больших радиальных нагрузках и осевых нагрузках
переменного направления применяются конические двухрядные роли-
коподшипники (ГОСТ 6364—52) или четырехрядные (ГОСТ 8419—57).
Некоторые правила установки подшипников качения
1 Посадка колец подшипника на вал и в корпус зависит от того,
Инкой кольцо вращается. Вращающееся кольцо всегда устанавливает-
ся с натягом (посадка Н или Т), а неподвижное — с небольшим за-
1ором (посадка С или /Г). Посадки шарико- и роликоподшипников
гпшдартизованы по ГОСТ 3325—-55.
2. При установке вала на двух подшипниках необходимо принять
Миры, чтобы при тетлпературном удлинении вала не произошло за-
щемления тел качения В этом случае один из подшипников жестко за-
крепляют на валу и в корпусе в осевом направлении, а другой дела-
ют «плавающим», т е. дают ему возможность перемещаться вдоль оси
вала,
3. При установке подшипников качения на гладких валах, не
имеющих заплечиков, применяются подшипники на разрезных кони-
ческих закрепительных втулках.
4. При работе узла в пыльной среде должны быть предусмотрены
уплотнения, защищающие подшипник качения от попадания пыли.
В качестве уплотняющих устройств применяются войлочные кольца,
кожаные манжеты, металлические маслоотражательные шайбы, ка-
навки 11'лабиринты, наполненные густой смазкой, и т. д. [8, стр. 348].
Выбор подшипников качения
При выборе типа и размеров подшипника качения необходимо
учитывать. 1) величину и направление нагрузки; 2) характер нагрузки
(постоянная, переменная, ударная); 3) число оборотов подшипника;
4) требуемый срок службы (долговечность) подшипника; 5) требова-
ния, предъявляемые к подшипнику конструкцией узла [8, стр 191]
На. основании этих требований выбирают необходимый тип под
шинника, а затем определяют коэффициент работоспо-
собности С по формуле
C=Q(«A)0'3,
где Q — условная радиальная нагрузка на подшипник в кг;
п —число оборотов подшипника в минуту,
h — долговечность подшипника в час.
Величина (n/г)0,3 находится по табл. 173.
По найденному коэффициенту работоспособности подшипника опре-
деляют его размеры по таблицам ГОСТ на данный тип подшипника
Величина условной радиальной нагрузки Q зависит от типа подшип-
ника. В случае радиальных шарпко- и роликоподшипников условная
радиальная нагрузка определяется по эмпирической формуле
Q == (RA^-f-xttj4)/c^A:jp,
где R-—действительная радиальная нагрузка в кг.
А — действительная осевая нагрузка в и;
m —коэффициент приведения осевой нагрузки .< радиальной, за
висящий от типоразмера подшипника;
»г=1,5 для радиальных однорядных шарикоподшипников всех
диаметров;
т=2,5; 3,5; 4,5 для радиальных сферических шарикоподшипни-
ков легкой серии при внутренних диаметрах соответственно
до 17 мм, от 20 до 40 мм и от 45 и выше;
т=>3; 4 для тех же подшипников средней серии при внутрен-
них диаметрах до 30 мм и от 35 мм. и выше,
т=4,5 для сферических роликоподшипников легкой серии всех
диаметров,
320 22,4 24,0 25,7 27,5 29,5 32,0 34.0 36,3 39,0 -11,7 44’, 7 48.0 51,3 55,0 59,0 53,0 57,6 I 7S15 77,7 83.2 89,0 95.5 102 110 1 17 126 135 145 155 150
0S3 21,0 22,4 24,0 25,7 27,5 29,5 32,0 34 0 36 3 | 39,0 ! 41 .7 44.7 48,0 51 . 3 55,0 59.0 53,0 67,6 72,5 77,7 83,2 89,0 95, Б 1 02 110 1 17 126 1 35 145 155
200 19,5 21,0 22,4 24,0 25,7 27 5 29,3 32,0 34,0 36,3 39.0 41,7 44,7 48,0 51.3 55,0 59.0 63.0 67,6 72,5 77,7 83,2 89,0 95,5 1 02 1Ю 117 126 135 145
091 18,2 19.5 21,0 22,4 24,0 25,7 27,6 29, 5 32,0 34,0 36, 3 39,0 41,7 44,7 48,0 51,3 55.0 59.0 63,0 67,6 72,5 77', 7 83,2 89,0 95 .’5 102 ПО 117 126 135
125 17,0 18.2 19.5 21.0 23.4 24,0 25,7 27,5 29,5 32,0 34,0 36.3 I 39.0 41,7 44,7 48.0 51 .3 55,0 59,0 63,0 67.6 72,5 77.7 1 83,2 89.0 95,5 102 1 10 1 17 126
О 16,0 17,0 18,2 19.5 21 ,0 22,4 24,0 25,7 27.5 29,5 32,0 34.0 36,3 39,0 41,7 44.7 48,0 51.3 55,0 59 0 63.0 67.6 72 ,'5 77,7 83,2 89,0 95,5 102 110 117
о =о 14,8 10,0 17.0 18.2 19,5 21 ,0 22,4 24.0 25,7 27,5 29,5 32. 0 34.0 36,3 39,0 41 ,7 44,7 48.0 51.3 55,0' 59,С 63,0 67,6 72.5 77,7 83,2 89,0 95,5 102 1 10
о СО О 13,8 14,8 16.0 17,0 18, 2 19,5 21 .0 ; 22.4 24 .0 25,7 27.5 29,5 32.0 34,0 36.3 39,0 41.7 44 .7 48,0 51,3 55 .0 59, 0 63,0 1 67; 6 72,5 77,7 83,2 89,0 95,5 102
ч О 13 0 -13.8 14 8 16,0 17,0 18,2 19,5 21,0 22,4 24,0 25.7 27,5 29.5 32,0 34,0 36,3 39,0 41 .7 44,7 48.0 51,3 .55,0 59,0 63.0 67.6 [ 72,5 1 77.7 83,2 89,0 95 .5
о 12,0 13,0 13,8 14,8 16,0 17,0 18,2 19,5 21,0 22.4 24.0 25, 7 27'.5 29.5 3210 34 .0 36 3 39.0 41,7 44,7 48,0 51,3 55,0 59.0 63,0 67,6 72,5 77,7 83,2 89,0
см 11 .2 12,0 13,0 13,8 14.8 16.0 17,0 18,2 19,5 21,0 22,4 24,0 25,7 27,5 29,5 32,0 34,0 36 3 39,0 41.7 44,7 48.0 51.3 55', 0 59; 0 63,0 67,6 72.5 77,7 83.2
«л 10,5 11,2 12.0 13.0 13,8 14,8 16,0 17,0 18,2 19.5 21.0 22,4 24 .0 25.7 27,5 29, 5 32.0 34,0 36,3 39.0 4 1.7 44 7 48,0 51 .3 55 .0 59,0 53,0 67,6 , 72.5 77.7
S 9.8 10,5 11.2 12,0 ГЗ 0 13 8 14.8 16.0 17,0 18.2 19,5 21,0 22 4 24.0 25,7 27,5 29 5 32.0 34,0 36, 3 39 0 41, 7 44,7 48.0 51 ,3 55.0 . 59,-0 63.0 67.6 72,5
УЭ 9, 2 9,8 |0,5 11,2 12,0 13.0 13,8 14,8 16.0 17,0 18,2 -19,5 21,0 22.4 24.0 25,7 27,5 29.5 32,0 34,0 36', 3 39,0 11.7 44,7 48,0 51 ,3 55,0 59, 0 63,0 57,6
о 8,0 8,5 9,2 9,8 10,5 11,2 12,0 1.3.0 13,8 14,8 16.0 17,0 18,2 19.5 21,0 22,4 24,0 25,7 27,5 29,5 32,0 34,0 36,3 39.0 41,7 14.7 . 48,0: 51,3 55,0 59, 0
h. час оюоооооооооооооооаоооооооооооо OW(fiOLlMOO«OOtOOOOOoC>OOOOOOQO©OCiO 0^00 1лоооооооо — — —
ТйОмца 173 (окончание)
ft час, п, об/мин
40 0 600 630 800 1000 1 250 1600 2000 2500 3200 4000 5000 6300 8000 к 10000
1 00 24 , С 25,7 27,5 29,5 32,0 34 ,0 36,3 39, 0 41 , 7 44 ,7 48,0 51.3 55,0 59,0 63.0
1 25 25,7 27,5 29,5 32,0 34,0 36,3 39,0 41 ,7 44,7 48,0 51,3 55.0 59,0 63,0 67.6
I во •27,5 29,5 32-,0 34 ,0 36,3 39,0 41,7 44,7 48,0 51,3 56.0 59,0 63,0 67,6 72,5
200 20,5 32,0 34 .0 36,3 39,0 41,7 44 ,7 48,0 51,3 55,0 59.0 63.0 67,6 72,5 77,7
250 32,0 34,0 36,3 39,0 41.7 44,7 48.0 51 ,3 55.0 59,0 63,0 67,6 72,5 77,7 83,2
320 34,0 36,3 39,0 41,7 44,7 48,0 5Э . 3 55,0 59.0 63,0 57,6 72,5 77,7 83,2 89,0
400 3S.3 39,0 41,7 44,7 4-8,0 51,3 55,0 59,0 63.0 67 г 6 72,5 77 ,7 83.2 89,0 95.5
500 30,0 4 1,7 44,7 48,0 51,3 55,0 59.0 63,0 67,6 72,5 77.7 83,2 89,0 95,5 102
630 41,7 44,7 48,0 51 ,3 55.0 59,о 63,0 67,6 72.5 77 , 7 83.2 89,0 95,5 102 1)0
800 44,7 48,0 51,3 55,0 59,0 63,0 67.6 72,5 77,7 83,2 89,0 95 5 102 |Ю 117
(ООО 48,0 51.3 55.0 59,0 63,0 67,6 72,5 77,7 83,2 »9,0 95,5 102 1Ю 117 126
1250 51,3 55,0 59,0 63,0 67,6 72,5 77,7 83,2 89,0 95,5 |02 но 117 126 135
1600 55.0 59,0 63,0 67,6 72,5 77,7 83,2 80,0 95,5 102 110 117 125 135 145
2000 59.0 63,0 67; 6 72,5 77,7 83 2 89,0 95,5 102 I 10 117 126 135 j 45 165
2500 63.0 67 , в 72,5 77.7 83,2 89,0 95,5 102 110 117 126 135 14 5 155 166
3200 67,6 72,5 77,7 83,2 89,0 95,5 102 ПО 117 126 135 145 [55 166 178
4000 72,5 I7'7 S3,'2 89,0 95,5 102 110 117 126 13 5 145 155 166 178 191
5000 77,7 83, 2 89,0 95,5 102 110 117 126 135 145 155 166 178 191 204
6300 83.2 89,0 95,5 102 по 1 17 126 135 1 45 165 1 66 1 78 191 204 219
8000 89,0 95 5 102 110 117 126 135 1 4 5 155 166 178 191 204 919 235
10000 95,5 Ю2 ИО 117 126 135 145 155 156 178 191 204 219 235 251
12500 102 1 Ю 1 17 126 135 1 4 5 155 I 66 178 191 204 219 235 251 209
16000 110 117 12В 135 145 155 1 66 178 191 204 219 235 251 269 289
20000 117 126 135 ' 145 155 166 |78 191 204 219 235 251 269 289 309
25000 1 26 135 14 5 155 16В 178 191 204 219 235 251 269 289 309 331
32000 135 145 155 166 1 78 191 204 219 235 251 269 289 309 331 335
40000 145 155 166 178 191 20.4 219 235 251 269 289 309 33,1 335 380
50000 155 166 178 191 204 219 235 251 269 289 309 331 335 380 407
53000 166 178 191 204 219 2 35 251 269 289 309 331 335 380 407 437
80000 17 8 191 204 219 235 251 260 289 309 331 335 380 407 437 477
Прим ечанке. Величины, приведенные ej этой таблице, подсчитаны , принимая 10°-3=2.
Конструирование и расчет деталей машин
ffl=3,5 для сферических роликоподшипников средней серии всех
диаметров;
т=0,6 для радиально-упорных однорядных шарикоподшипников
всех диаметров;
т= 1,5 для конических роликоподшипников легкой серии всех
диаметров;
№=1,8 для конических роликоподшипников средней серии всех
диаметров;
/<,с— коэффициент, учитывающий влияние вращения наружного
или внутреннего кольца подшипника на его долговечность;
/ек=1, если вращается внутреннее кольцо;
/ек=1,1 для сферических подшипников, если вращается наруж-
ное кольцо;
кк= 1,35 для всех остальных подшипников при вращении наруж-
ного кольца;
к$— коэффициент, учитывающий влияние характера нагрузки на
долговечность подшипника;
kg=\—спокойная нагрузка без толчков (ременная передача,
блоки, ленточные транспортеры);
1=1,2— легкие толчкц (металлорежущие станки, вентиля-
торы, шестерни с шлифованными зубьями);
/<5= 1,3=1,5 — умеренные толчки (редукторы, компрессоры,
электродвигатели, шестерни с фрезерованными зубьями);
kg= 1,5-5-!,8 — умеренные толчки (двигатели внутреннего сгора-
ния, строгальные и долбежные станки, крановые крюки, ше-
стерни с грубо обработанными зубьями);
15,5=1,8-5-2,5 — значительные толчки и вибрации (валки средне-
сортных прокатных станов, камнедробилки, копры, мелкие
ковочные машины);
к$— 2,5=3— сильные удары (тяжелые ковочные машины, вал-
ки крупносортных прокатных станов и блюмингов, лесопиль-
ные рамы);
kt—коэффициент, учитывающий влияние температуры на долго-
вечность подшипника:
Рабочая температура под-
шипника в “С...... 125 150 175 200 225 250
Температурный коэффи-
циент ......... 1,05 1,1 1,15 1,25 1,35 1,4
Условная радиальная нагрузка для упорных подшипников опреде-
лится по формуле
Q = Akgkr.
При действии на радиально-упорный подшипник радиальной на-
। рузкн возникает дополнительная осевая сила, разгружающая под-
шипник в осевом направлении. Если вал смонтирован на двух ра-
диально-упорных подшипниках, имеющих одинаковые радиальные на-
грузки, то их осевые силы взаимно уничтожаются. В этом случае
условная радиальная нагрузка на радиально-упорные подшипники бу-
дет, определяться по формуле для радиальных подшипников
Q = (,Rkft‘}~mA)kfik'['.
Если осевые силы не уравновешиваются, то условная радиальная
нагрузка должна определяться по формуле
где Qtlp — приведенная радиальная нагрузка Величина Qnp д 1Я раз
Hbjx случаев установки и нагружения, подшипников дается
в специальных таблицах [8, стр 1-98; 16, ч. II, стр. 50|.
Порядок выбора подшипников качения
1. Определение по расчетной схеме вала фактических нагрузок
на подшипник: радиальной /?и осевой Л нагрузки
2. Выбор типа подшипника, исходя из условий его работы и кон
структивных требований узла.
Фиг. 288. Схема для подбора подшипников качения
3. Определение числа оборотов подшипника п и выбор его дол-
говечности А по условиям работы узла. Определение величины
(nli)0'3 по табл 173
4. Выбор коэффициентов кг, и Ау.
5. Определение условной радиальной нагрузки <2 для данного
типа подшипника.
6. Определение требуемого коэффициента работоспособности по
формуле
C=Q(nA)o>3
7. Определение по таблицам ГОСТ размеров выбранного подшип-
ника по найденному коэффициенту работоспособности С.
Пример, Подобрать подшипники для пала зубчатой передачи, идущего ог
двигателя с числом оборотов nwlOOO об/мин. (фпг, 288). На* валу нарезана ко*
созубая шестерня. При расчете вала определены реакции опор, па опоре I дейет*
вует-раднальная сила == 301 кг и осевая сила А = 226 лгз, на опоре II — ра-
диальная сила Я, । =792
Решение. Поскольку на опоре 1 действуют и радиальная, и осевая силы,
то здесь целесообразно установить радиально-упорный подшипник Условная
радиальная нагрузка ня этот подшипник будет равна
Q = (i?I feK+nM) (301 .1 + 0,6*226) 1,3 -1 =565 кг
Нагрузка на подшипник н опоре IT будет равна
= /г1( = 792*1 -1,3-?= 1030 кг.
Для упрощения конструкции редуктора в обеих опорах устанавливаются
одинаковые радиально-упорные подшипники, причем расчет их ведется по наи-
иолыпей нагрузке. Если задаться долговечностью подшипника Л = 4000 час.
п» каэсЬЛппч’ент работоспособЕЮсти будет равен
C = Q (rift)0’8 = 1030 (1000 4000)°>s = IO30-9S.5 =98500.
диаметр шипа равен ВО Л'.л По таблице для радиально-ударных подшипников
подбираем подшипник с внутренним диаметром Д = 60 л»' и коэффициентом
luirtoTocnocooHoeTH ие ниже 98 50С. Этим условиям удовлетворяет радиально-
упорный подшипник средней .серии № 46312 с внутренним диаметром = 60.
ипружнЫм £>=130 н шириной В = 31 Коэффициент работоспособности этого
||цД|цяш1|ц-а С = Ю 4000
11. РЕМЕННАЯ ПЕРЕДАЧА
Передачами называются такие механические устройства, ко
шрме передают мощность от двигателя к исполнительным механиз
мим.
Ременная передача осуществляется при помощи двух
шкивов, закрепленных па валах, и бесконечного ремня, надетого на
'>Tti шкивы с натяжением Ременные передачи делятся на дне основ-
Фиг 289 Типы ременипга передач
пые группы: передачи плоскими ремиями — п.юскоременаые и пере-
дачи клиновыми ремнями —клиноременные
Плоскоременная передача применяется при больших
расстояниях между валами Основные достоинства плоскоременной
передачи: плавность и бесшумность в работе, проскальзывание ремня
при перегрузках, надежность работы при больших мощностях. Недо
статки: громоздкость передачи при больших скоростях, неизбежное
проскальзывание ремней, делающее невозможным получение постоян-
ного передаточного числа, значительное давление на валы из-за на
гяжеапя ремня-
Плоскоремениые передачи делятся на три типа, в зависимости
от взаимного расположения ведущего и ведомого валов: 1) откры
гые — с параллельными валами л одинаковым направлением чраще
пня (фиг 289, а); 2) перекрестные — с параллельными валами с
разным направлением вращения (фиг. 289, б) и 3) полуперекрест
пые—-со скрещивающимися (обычно под прямым углом) валами
(фиг. 289, #). -В том случае, когда требуется обеспечить непрерывное
натяжение ремня во время работы передачи, применяют передачи с
натяжными устройствами: с направляющими или натяжными роли-
ками (фиг. 290, а, б) или с натяжными валамв. Открытые передачи
применяются при ;<5, перекрестные — при г<6, полу пере крест-
ные—при 1’<3, с направляющим роликом — при г <4, с натяжным
валом —пои г<8, с натяжным роликом — при i<10.
28 Заказ № 7611
Плоские ремни выпускаются нескольких видов: кожаные,
прорезиненные и текстильные. Текстильные ремнп, в свою очередь,
делятся на хлопчатобумажные шитые и тканые к на шерстяные тка-
ные. Размеры ремней и их механические свойства приводятся л
табл. 144, 145, 149, а также в литературе [2, стр. 456]. Для выбора
вида ремня, в зависимости от условии его работы, рекомендуется
пользоваться табл. 174.
Фаг. 290. Передачи с натяжным устройством.
Расчет плоскоременной передачи
Па фиг 291 приведена схема плоскоременной передачи. Здесь
1?! и О2 — диаметры ведущего (малого) и ведомого (большого) шки-
вов, и л2 — соответственно их
числа оборотов, А — межцентровое
расстояние, а—угол обхвата ве-
дущего шкива, и S2 — натяже-
ния ведущей и ведомой ветвей
ремня, Р — окружное усилие, оно
равно
где N — мощность двигателя b-л. с.
(1 л. с. = 0,7355 кет);
V — окружная скорость в м/сек.
Окружное усилие Р, которое
может быть передано ременной пе-
редачей, равно разности натяжений ремня Р=8г~—82 кг. Эта раз-
ность натяжений вызывает упругое скольжение ремия по ободу шки-
ва, поэтому истинное число оборотов ведомого шкива (под нагрузкой)
n.£ меньше (еоретического числа оборотов (при холостом ходе) п&.
В связи с этим передаточное число ременной передачи будет равно
п-1 __
пг Di (1 —б)1
,, .. Иц — П
где а—коэффипиент скольжения равный е=*_—длд кожаных
^2
ремней ьа;0,015, для прорезиненных и текстильных ея:0,01.
Окружная скорость ремня определяется по формуле
-Ср]Н<
у*=-----м/сек.
60
УЗ*
бЫоор приводного ремня в зависимости от условий работы
Таблица 174 (окончание)
Ви ды приводные ремней
Условия работ) кожаные прорезиненные хлопчатобумаж ные тканые шерстяные тканые хлопчятобумаж ные шитые
Перекрестные пе. сдач#, отводки шкивы ступенчатые или с закраинами (ребордами) Допускаемая попоппениая температура По вы щепная в лаж и о стъ Водяной пар Едкие пары, газы «НОЛОГЫ Щелочи Бензин Пыль Весьма пригодны (растит. дубления' До 50° (рас1ит. и хромораст. дубл.) и до 70° (хром. ДУбл.) Хорошо лрожнро- ванные склеенные спец, водостойким клеем Пригодны хромо вого дубления Непригодны Пригодна лромо вого дубления То же £ £ Пригодны (без обкладок') Колебания д® 60° (без обкладок"} С двухсторонней обкладкой Пригодны с обкладками Пригодны с дву- ст о рон ней обклял- кой Пригодны с обкладками Непригодны П рил адны (без обкладок) Непри Устойчивая до 50° Недопустимы Непригодны То же » ПрИГбгДП Ы Допуст ими На рекомендуют гл •одни Колебания до 60° Пригодны То же S Непригодны Пригодны 2 ДО1УСТИМЫ Устойчивая до 50° Недопустимы Непригодны То же Пригодны Дотусти мы Пе рекомендуют} я
Конструирование и расчет деталей машин
Таблица 175
Рекомендуемые значения окружной скорости о
Передаваемая мощность N d л- а. ...... . <3 3—10 I 0 25 25 БО >50
Окружная скорость рем- ня о в м!Сек 3—6 Ь—10 8—20 12—25 15—30
Рекомендуемые величины у в зависимости от передавае;лой мощ-
ности приводятся в табл. 175 Угол обхвата иа малом шкиве нахо-
дится по формуле
о ° а: 180°—Д-~Д1 .60°.
А
Предварительное натяжение ремня S0=F а0, где F —поперечное
сечение ремня в см2, а я0 —напряжение ремня от предварительного
натяжения. Рекомендуется принимать о0= 16 ч- 20 кг/см2. Чаще всего
берут а0=18 кг/см2
Расчет плоских ремней
Расчет плоских ремней производится по формуле
• F=M=—— см2,
К
1де F —площадь поперечного сечения ремня в см1;
Ь — ширина;
о — толщина ремня в см;
к — допускаемое полезное напряжение в кг/сл“, которое опреде-
ляется по формуле k=kQC-fi2C^.
Коэффициент /<о представляет собой полезное напряжение ремня
при определенных условиях' при скорости ремня о—Юж/сек, при
напряжении от предварительного натяжения о0= 18 кг/см2 и угле
обхвата а-=180° этот коэффициент равен:
для кожаных ремней Ао=29—300—------;
для прорезиненных ремней Zc0=25-—100 —---.
°tnin
для хлопчатобумажных шитых &0=23—200—-------;
а1п
для хлопчатобумажных тканых 1ц,—21 —150 —---;
ДГП[П
для шерстяных тканых кп= 18—150 —--
Допускаемые отношения —---- берутся по табл 176.
Таблица 176
Допускаемые соотношения между толщиной ремня и диаметром
меньшего шкива
'Передачи Ремень
кожа ный прорези- ненный хлопчато- бумажный шитый хлопчато- бумажный тканый шерстя- ной тка- ный-
Ответственные. . . . 1/40 1/40 1/50 1/30 1/30
Второстепенные . . . 1/25 1/30 1/45 1/25 1/25
Коэффициент С\ учитывает влияние угла обхвата шкива ремнем.
On определяется из соотношения.
ао . 160 160 170 t80 190 200 210 220 230 240
Ст. ... 0,91 6,94 0,97 1,00 1,03 1 ,06 1,09 1,12 1 .16 1,18
Коэффициент С2 учитывает влияние центробежной силы, умень-
шающей сцепление ремня со шкивом; он зависит от скорости и может
быть определен из следующего соотношения:
и в M-icsK. ......I 5 10 15 20 25 30
с2....................... 1.04 1,03 1.00 0,90 0,89 0,81 0,69
Коэффициент С, учитырает влияние режима работы механизма.
Он определяется по табл. 177.
Диаметр меньшего (ведущего) шкива Dx определяется по эмпири-
ческой формуле
3 Г w
0^(1000 ч- 1200) у "£-
Таблица 177
Коэффициент режима работы С,________________
Класс нагрузки Характер нагрузки с3
1 Легкий пуск без толчков, пусковая нагрузка 125% нормальной (вентиляторы, деревообделочные машины, ленточные транспортеры, динамомашины) Пусковая нагрузка [25—150% нормальной, легкие 1 ,0(0,8)
11
толчки и пульсация (компрессоры без маховика, порш- невые насосы, легкие трансмиссии) 0,9(0,7)
III Пусковая нагрузка 150—200% нормальной, умерен-
Е1Ые сотрясения и вибрации (Компрессоры с маховиком, станки, реверсирующие системы) 0,8 (0, 6)
IV Пусковая нагрузка 200—300%, нормальной, значи- тельные толчки (ткацкие станки' приводы непрерыв- ной работы, мельницы и др.), весьма неравномерная работа! грубые удары (эксцеЕ1триковые прессы, нож- 9,7(0, Б)
ницы для металла, экскаваторы и т. д.) ...... .
Примечание, В скобках приведены данные для непрерывной трех-
сменной работы Для работы по IV, классу прорезиненные н шитые хлопчато-
бумажные ремнн применять не следует.
1(«лученный диаметр шкива нужно округлить до ближайшего боль-
шего стандартного размера по ОСТ 1655.
Диаметр большего (ведомого) шкива D2 определяется по формуле
„ D-illt (1—s)
О2 =----------мм.
п,
11олученный размер округляется до ближайшего меньшего стандарт-
ного размера,
Стандартный ряд диаметров шкивов: БО, 63, 80, 90, 100, 112, 125,
1'10, 160, 180 , 200 , 225 , 250, 280 , 320, 360, 400, 450, 500 , 560, 630,
710, 800, 900, 1000, 1120, 1250, 1400, 1600, 1800, 2000, 2250, 2500,
2800 , 3200, 3600 , 4000 мм.
Один из шкивов (обычно больший) выполняется выпуклым со стре-
лой выпуклости у. Ширина шкива В и стрела выпуклости у зависят
иг ширины ремня Ь, мм:
ь 30 40 БО 60 75 80 85 90 1 00 125 1 БО
в 40 50 60 70 8Б 90 100 100 125 1 50 175
1} 1 I 1 1.5 1,5 1,5 1,5 1.5 2 2 2,5
Длина ремня определяется по формуле
Л,=2Л-1-“(О!.-|-О1) + 3 мм.
Наименьшее межцентровое расстояние принимают равным
I оказателем сравнительной долговечности ремня является число его
пробегов в секунду, определяемое по формуле
11ем больше U, тем меньше срок службы ремня. В плоскоременпой
передаче принимают 12тах < 3 в секунду.
Давление на валы в плоскоременной передаче при параллельных
питиях ремня Q = 3a0 F ке, а при непараллельных Q=3a0 Fsin^-,
I дс а — угол обхвата.
Порядок расчета плоскоременпой передачи
Задано- мощность двигателя N, число оборотов ведущего шкива пг
и ведомого zi«.
1. Выбор вида (материала) ремня в зависимости от условий его
работы по табл. 174.
2. Определение диаметра ведущего шкива
0^(1000-> 1200)1/ — мм
г п,
и округление получаемого размера до стандартного.
3. Определение диаметра ведомого шкива
„ О,;,» (1 —е)
J-^2 “** Л1Л1
«а
и округление полученного размера до стандартного. В случае необ-
ходимости производится корректировка числа оборотов ведомого
шкива л2.
4. Вычисление фактической скорости ремня
у=——— м/сек
и сравнение с рекомендуемой (табл. 175).
о. Определение рабочего окружного усилия Р= —— кг
Ь. Выбор межцентрового расстояния А по конструктивным сооб-
ражениям и условиям работы передачи.
7. Определение угла обхвата на меньшем шкиве
а°= 180° — —* ~ Д1 60°.
А
8. Выбор отношения —-— по табл 176.
Drain
9. Выбор коэффициентов к0, С1= С2 и С3,
10. Определение допускаемого полезного напряжения
?<= fcoCjCtjCg кг/см?.
11. Определение площади поперечного сечения ремня
а = — СЛР.
и
12. Определение толщины ремня 6 по известному отношению
б
^min
Р
13 Определение ширины ремня Ь=— см и округление размера
до стандартного.
14 Проверка выбранных величин b и 8 по стандарту (табл 144,
145, 149). Если эти размеры не соответствуют друг другу, то проиЗ'
водят перерасчет, принимая другой диаметр меньшего шкива
15. Определение длины ремня но формуле
1 те (D«—Д,1»
(Dg + Г>3) + *мм
16. Определение числа пробегов ремня в секунду С/ и сопоставление
полученной величины с допускаемой
17. Определение давления на валы
Пример. Рассчитать плоскоремепную передачу от электродвигателя ыснц.
ностыо /V” 1? л. с. и числом оборотов пэ = 1 200 об/мин к валу пресса, ко1
тормй должен иметь п5 = 320 об/мин. Межцентровое расстояние А = 2000 -лл.
Решение 1 . Выбираем прорезиненный оемепь
2 Диаметр ведущего шкива
3 /~й 3 /~ПГ
lj, = toon 1 / —=ioooi / ---= 216 Я1В.
о, V 1200
«[унимаем 6^ -= 251 ami
3. Диаметр ведомого шкииа
Di = Я—>. = 930 J1J(
п» 320
(li-рем Di = 900 мм,
, г л *£>!«, 3,14-0,25-1200 г „
4 Скорость ремня И =s-------=а------------------ J 5,7 MfCgfC, что удов*
60 60
Ut'TDOpaer условиям табл. J75-
с „ Л п 75А 75-18
5. Рабочее окружное усилие Р =-------=---------'=86 кз
V 15.7
0. Угол обхвата на меныпем шкяйе
%й = <80° __D^Di (50о и 180° — 60й
А 2000
/ По табл- 176 находим дня прорезиненных ремней отношение------— — —1—
^min **0
Ь. Коэффициент 40 = 25 -— 1 00 —-—±=25 — 1 00 — =22,5; С1= 0,94 (поя
Dinin 40
। 1б0°), Со = 0,96, Cs » 0,9 (II, класс нагрузки)
9. Допускаемое полезное напряжение
V й0С1С2Ся 22 5.0,94-0,96-0.9 я 18.3 кг/ли».
I 0 Площади поперечного сечения ремня
И Толщина ремня & —---------—----S36 л/с.
40 40
/Г 4 7
(2- Ширина ремня 6=s-—= —L- = 7,8 см. Берем ширину ремня b = 80 «л.
5 0,6
I 3 Длина ремня
L = 2А+ — (0.-0^ + —-^-S- — 2-2000 + 141 (900 + 250) +
2’4/1 2
+„АВ.9.°_—Е1121 -|000+1 820+53 =5873 мм.
4- 2000
Клиноременная передача
14 клиноремеиной передаче тяговым органом является один или
несколько (комплект) ремней трапецеидального поперечного сечения.
7 ао.ища 178
Ставдартные-сечения клиновых ремней (а мм)
(ип ремня (сечение) ап а k <р0, град.
О 8.5 10 0 40
А И 13 8 40
Б 14 17 10.5 40
В 19 22 13,5 40
г 27 32 19 40 -
д 32 38 23,5 40
Е 42 50 30 40
которые входят в канавки соответствующего сечения на шкивах.
Рабочими поверхностями являются боковые стороны ремней. По срав-
нению с плоскоременной передачей клиноременная отличается лучшим
сцеплением ремия со шкивом. Поэтому эта передача может работать
при малом межцентровом расстоянии, больших передаточных числах
и при-любом положении передачи, вплоть до вертикального. Кроме
того, при клияоременной передаче получаются меньшие натяжения
jpssHisssaECT
fflaeeeeew
\и щ
Фиг. 292. Клиновые ренин.
ремней и, следовательно, меньшие давления на валы. С. помощью
одного клинового ремня или одного комплекта ремней можно вращать
одновременно несколько валов без применения направляющих роликов.
Недостатки клиноременной передачи: меньшая долговечность ремней
и большая стоимость изготовления шкивов.
Клиновые ремни делаются бесконечными, поэтому в клино-
ременных передачах совершенно необходимы натяжные устройства
Фиг. 293 Сечение ремня.
Чаще всего натяжение ремней регулируется при помощи раздвигания
валов, реже — с помощью натяжных роликов.
Ремни. Клиновые ремни изготовляются двух типов: с кордтканыо
(фиг 292, а) и с кордшнуром (фиг. 292, б). Кордшнуровые ремни
более гибки и долговечны, чем кордтканевые, они применяются в
быстроходных передачах при малых диаметрах шкивов. Клиновые
ремни могут быть выполнены с гофрированной нижней поверхностью
(зубчатые ремни). Эти ремни (фиг. 292, в) обладают еще большей
гибкостью чем гладкие, обеспечивают более высокий к. п. д. пере
дачи, но дороги в изготовлении и недолговечны.
Рекомендуемые сечения ремней
Таблица 179
Рекомендуемые сечения прн скорости ремня,
Передаваемая м/сек
мощность, кет
До 5 5—10 св. 10
до I вкл О.А О, А О
си. I до 2 О, А, Б О А О. А
» 2 » 4 А. Б О. А, Б О. А
» 4 » 7,5 Б. В о, Б А. Б
у 7,5» 15 В Б, В Б, В
» 15 » 30 — в, Г В. Г
>30 » 60 — г. Д В. Г
» 60 » 120 д Г, Д
» 120 »200 — Д. 1 г. д
» 200 — д, в
По ГОСТ 1284—57 предусматривается семь стандартных размеров
гечений клиновых ремней (фиг. 293, а), приведенных в табл. 178 в
1/1). Размер ар называется расчетной шириной ремня. Эта ширина
or гнется неизменной при изгибе ремня на шкиве любого диаметра,
I, с. соответствует нейтральному слою ремня.'По нейтральному слою
ипрсделяется расчетная длина ремня и его скорость.
Таблица 180
Расчетные диаметры шкивов (в мм)
1 цп (сечение ремкеи) о А Б В г д Е
Л|счетный диаметр, лш Примечание лее высокого к. п. д. избирать в пределах, л но так, чтобы скорость £>, А, Б и В; 30 м/сек 63 71 80 90 и более Для п переда опускай ремией — ДЛЯ 90 I 00 112 125 и более олучепи чи реке мых габ не прев ем ней с 125 1 40 160 130 и более я больш эмендуе! иритами ышала вчений Г 200 224 250 280 и более ей долг ся диа передач 25 м/се , Д, Е. 315 355 400 450 [[ более звечност иетр не 1, нозмо к для 500 560 630 710 и более п ремней ньщего ж но бо/ земней а0о 900 юоо И более н бо- шкиеа ьшим, ечений
Расчетным диаметром шкива О считается диаметр, по которому
располагается нейтральный слой ремня (фиг. 293, б) Расчетные
диаметры шкивов в зависимости от выбранного сечения ремня приве-
дены в табл. 180.
Порядок расчета клиноременной передачи
Задано: передаваемая мощность N, назначение передачи, режим
ш' работы и тип двигателя, число оборотов ведущего и ведомого
палов пх и п2 и межцентровое расстояние А.
1. Подбор сечения ремня по табл. 179 в зависимости от общей
передаваемой мощности, Выбирая ориентировочное значение скорости
ремня, нужно учитывать, что наивыгоднейшая скорость составляет
20-—25 м/сек. При подборе сечения (типа) ремия нужно брать воз-
можно меньшее, так как при этом передача получается более долго-
вечной.
2. Определение расчетных диаметров шкивов.
Диаметр меньшего шкива D1 выбирается по табл. 180, а диаметр
большего определяют по формуле
Г, ,1 ч °1П"1
Е>2=(1— И—.
где г — коэффициент скольжения, принимаемый для клиновых ремней
равным 0,007-5-0,01
3 Определение наибольшего и наименьшего допустимого межцент-
рового расстояния.
Наименьшее
мекцентровое расстояние определяется по формуле
^min“ 0,55 {D^D^+h,
где h — высота ремня
Наибольшее межцентровое расстояние
'4тах = 2 (О3 +02).
Заданное межцентровое расстояние должно быть в пределах между
^min И ^тах-
Если межцентровое расстояние не задано, то его рекомендуется
брать по соотношению — и передаточному числу
Передаточное число , . , 1 9 R 4 5 би более
д
Соотношение —.......1,5 1,2 1,0 0,95 0,9 0,85
D,
4. Определение расчетной длины ремня L
L=2A + W+~,
где
Вычисленную расчетную длину округляют до ближайшей стандарт-
ной длины (табл. 181). Величины ремней небольшой длины округла
5отся по внутренней длине по таблице, приведенной в стандарте.
5. Определение окончательного межцентрового расстояния произ-
водится по формуле
4=0,25 [(L-w)-lV (L —W)4—8у].
6. Определение фактической скорости ремня и в м/сси
7. Проверка числа пробегов и ремня в секунду, которое не должно
и ре выгнать 10,
v
и.— —,
L
I де V— скорость ремня в м/сек;
L — принятая длина ремня в м.
Ьслии>10; то необходимо увеличить межцентровое расстояние
fl длину ремня.
8. Определение угла обхвата а на меньшем шкиве D1
а=180° —-Дг~£|‘ -60°.
/1
Рекомендуется угол а не делать меньше 120°.
9. Определение числа ремней г
N
г—------
N
где N — общая передаваемая мощность в квт;
/Ул — мощность, передаваемая одним ремнем (берется по табл
182);
1сг—коэффициент, зависящий от угла обхвата (берется по табл.
183);
/<а — коэффициент учитывающий характер нагрузки и режим
работы (берется по табл. 184),
Таблица 181
Стандартные длины клиновых ремней (лно
Расчетные длины ремяей Расчетная ширина (сечение ремня) ар Разность между расчетной н внутренней длиной ремия
|700, 1800, 1000, 2000, 2120, 2240, 2300, 2500 8,5 (О) 25
Ге лее длины от 1700 до 2500 и 2650 2800, 3000, Й150, 3350, 3550, 3759, 4000 И (А) 33
1е же длины .от 1700 до 4000 и 4250. 4500, 4750. 5000, 5300, 5603. 6000, 6300 г .... . 14 (Б) 40
f с же длины uj 1800 до 6300 и 6700, 7100, 7500, 3000, 8500, 9000 . . 19 (В) 55
.1550, 3750, 4000, 4250. 4500. 4750, 5000, 5300, 5600, 6000, 6303, 6700, 7100, 7500, 8000, 8503. 9000 27 (Г) 76
5000, 5300, 5603. 6000, 6300, 6760. 7100, 7500. 8000, 8500, 9000 . . 32 (Д) 95
«700, 7100. 7500, 8000, 8500, 9000 . 4 2 СЕ) I Г)А
Таблица 183
Мощность, передаваемая одним ремнем
Мощность jV0> в кет, для ремяя сечения О
Скорость ремня, м/сек Прн расчетном диаметре меньшего шкива, tew
63 71 80 90 К более
от 1 до 4 Ор 07—0,25 0,08-0,27 0,09—0,31 0,10—0,34
* 5 » 8 0,31—0,48 0,33—0,54 0,38—0,60 0,42—0,66
» 9 а 12 0,53—0,71 0,60—0,79 0,67—0,85 0,74—0,95
13 5 1 6 0,77—0,93 0,85—1,02 0,92—1 ,09 1,02—1.20
» 17 4 20 0,97—1 ,07 1,07—f,l 8 1,15—1 ,29 1,26-1,40
» 21 о 25 1 ,09—1,01 I ,21—1 ,09 1 ,32—1 ,27 | .43—1,38
Мощность jV0, Х07П, для ремня сечения А
90 100 112 1 25 и более
от 1 до 4 0,13—0,47 0,15—0.54 0, 17 — 0,60 0.20—0,67
)> 5 » 8 0,59-0,86 0,66—0,99 0,74—1.10 0,81 — 1,24
а 9*12 0,95—1, 19 1,10—1,33 1,21 — 1,49 1,36—1,65
i> 13 »> 1 6 1,25—1 ,33 1,40—1 ,55 I ,56—1,76 1,73—1,95
i> 17 » 20 1,34—1 ,33 1,57—1,64 1.82—1,96 2,03—2,21
» 21 а 25 1 ,31—1,20 1,65—1 .56 1,99—1,88 2,25—2,21
Мощность Л7,. 0 кет. для ремня сечения Б
125 140 160 18 0 и более
от 2 до 5 0,43—1,02 0,48—1,12 0,53—1,25 0,58—1,32
>> 6 л 9 1,21 — 1,68 1,31 — 1,88 1,45—2,05 1,54—2,19
» 10 » 13 1,84—2,25 2,06—2,57 2,23—2,77 2,*1—2,94
* 14 » 17 2,36—2,56 2,69—2,98 2,94—3,29 3, 11—3,58
» 18 л 21 2,58—2,54 3,05—3,10 3,38—3,60 3,72—4.03
» 22 t> 25 2,50—2.29 3,05—2,75 3,64—3,52 4,08—3,98
Мощность jVe» в aww, для ремня сечения В
200 224 250 28 0 и более
от 2 до 5 0,88—1,98 1 ,03—2, 14 1, 18—2,41 1,29—2,67
0 6 Л 9 2,30—3,27 2,50—3,60 2,82—4,05 3.12—4,50
» 10 ft 13 3,60—4,40 3,98—4,90 4,45—5,63 4,95—6,16
Я 14 » 17 4,61—5,15 5.19—5,81 5,89—6,56 6,48—7,22
» 18 » 21 5,30—5,5 2 5,98—6,30 6,74—7, 10 7,41—7,88
я 22 я 25 5,50—5, 15 6,25—5, 95 7.10—6,95 8,0 —7,88
Таблица 182 (окончание)
Мощность jV0, в кет, для ремня сечения Г
Скорость При расчетном диаметре меньшего шкива, дм*
ремня» м.[сек 315 335 400 450 н более
<н 5 до 9 о 10 л 13 i> 14 » 17 и 18 i> 21 ъ 22 »25 |> 26 » 30 3.98—6,40 7,00—8,45 8,90—9,75 9,90—9,82 9,70—9,10 4,55— 7,45 8,15— 9,8 10,23—11 ,48 11.80—12,20 12,20—1 1 ,80 11,50—11 10 5,07— 8.30 9. 10—11,10 1 1,70—13,30 13,70 — 14,55 14.70—14,30 14.00—12,75 5,45- 9,05 9,95 — 12,10 12,65—14,35 14,70—15,70 15,80—15,80 15.55—14,30
Мощность N,, в «ет, для ремня сечения Д
500 560 630 710 н более
or 5 до 9 Ф 10 » 1 3 »> 14 » 17 ф 18 и 21 |> 22 » 25 i> 26 1) 30 6,25—10,90 11,90—14,35 15 00—16,55 16,95—17,65 19,65—17.65 7,20—11,90 13,00—15,70 16,40—18,50 19, 1 0—20.40 20,60—20,60 20,60—20, 60 7,95—12,95 14,20—17,20 18, 10—20,50 21,30—23, 10 23,30—23,50 23,60—23.90 8,45—14.05 15.45—18,50 19,50—22,30 23, 20—25,30 25,60—26,50 26.80—27,00
Мощность //о, в кет, для ремня сечения Е
800 900 1000 и более
от 5 до 9 4 10 » 13 »> 1 4 1) 1 7 Ф 18 >) 21 1) 22 « 25 > 26 »30 — 10,0—17,2 19,0—23,8 25,2—28,8 29,4—31,8 32,5—33,8 34.1—34 .6 11,0—19, 3 21,3—26.8 28, 1—3! ,6 32,6—3’5,5 36,2—38, 1 38,6^-39.I 12,1—21,3 23,6—29,6 3! ,0—35,6 36,2—39,3 40,2—42,6 43.0—44,5
Таблица 183
Значения коэффициента
Угол обхвата г* в град • 80 170 160 150 140 130 120 110 100 90 80 70
коэффици- ент ft. 1 ,00 0.Q8 0.95 0,92 0.89 О.8б|о,83 0,79 0.74 0,68 0,62 0,56
СО
Зн4Ч<Я1ие коэффициента ftk
Характер шпрузки Наименование машины Вид двигателя
э лек тр одв и гател ь переменного тока однофазный с пус ком через анто» трансформатор или с переключением сс звезды иа треуголь- ник; электродвига- тель постоянного тока шунтовой; па- ровая машина или двигатель внутрен- него сгорания с че- тырьмя и более ци- линдрами; турбина электродвигатель переменного тока с высоким пусковых; моментом: электро- двигатель ПОСТОЯН- НОГО тока компаунд ный; паровая маши- на или двигатель внутреннего сгора- ния с двумя или тре- мя цилмндрамг электродвигатель переменного тока коротко за минуты й с прямым пуском или с двойной бе лмчьей клеткой; электроде и гдтел в постоянного тока сериесный; одноци лнндрояый двига- тель внутреннего сгорания
ко личестс’О смеи работы ремней в сутки
L 2 3 1 2 3 1 2 3
J Ie г кд я пу ско вал нагрузка — до 120% нормальной. Почтя постоянная оабочая на!рузка Пусковая нагруз- ке— до 150% нор» мяльной Незначительные е«о- лебання рабочей на- грузки' Электрические генераторы легкие; насосы и компрессоры центробежные и ротационные, ле пточпые тра кспортеры 1 станки токарные, сверлиль- ные, шлифовальные; веялки; сепараторы, легкие- грохоты Электрические генераторы: поршневые насосы в компрес- соры с тремя и более цилин- драми, вентиляторы к возду хо душен; цепные транспорте- ры. элеваторы; станки фрезерные, зубофрезерные. револьверные, дисковые 1 00 (1 Д’? 0 87 0,80 0,7^ 0,56 0,8G 0, 73 9.П6 ) 60 0.81 0,78 0,73 0 68 0 60 0 55
Заказ № 761
пые, пищевые и кондитерские машины; тяжелые грохоты, ьращакициссй- печи
Пусковая нагруз- ка — яо 200% нор- мальной Значительные ко- лебания рабочей на- грузки Поршневые насосы и ком* стрессоры с одним Гуцг двумя цилиндрами; вентиляторы и воздуходувки тяжелого типа; транспортеры винтовые, скребковые, дезинтеграторы; е’лшки строгальные, долбеж* пые, заточные* прессы винто- вые и эксцентриковые с отно- сительно тяжелым маховиком; ткацкие машины, банкаброши» ватеры; хлопкоочистительные машины 0*64
Пуекозая насруз ка — до 300% нор- мальной Весьма неравномер- ная и ударная- рабо- чая нагрузка Подьеминки, экскаваторы! драги; прессы винтовые п эксцентриковые с относитель- но легким маховиком, ножни- цы, молоты; бегуны глино- мялки, мельницы шаровые, жерновые, вальцовые; дро бИлки» лесопильные рамы о. /а
0,78 0,60 0,78 0,6з 0,56 0,71 0, 62 0,51
0 . 58 0 56 0,7 1 0,62 0 51 0.61 -0,58 0,4d
Примечания. 1. При реверсировании, час1ом пуске, повышенаой влажности и наличии натяжного ролика из
указанных значений вычитать 0,1
2. При наличии муфты на ведущем или ведомом валу значения коэффициента k6 берутся из третьей колонки вне
зависимости от вида двигателя.
Ременная передача__________449
12. ЦЕПНАЯ ПЕРЕДАЧА
Цепная передача применяется при большом расстоянии
между ведущим и ведомым валами в тех случаях, когда требуется
соблюдение постоянного передаточного числа, т. е. тогда, когда ре-
менную передачу применять нельзя, а зубчатую применять нецелесо-
образно (приходится устанавливать несколько паразитных шестерен).
Цепная передача состоит из двух звездочек, закрепляемых на валах,
и цепи, звенья которой, зацепляясь с зубьями звездочек, передают
вращение от ведущей звездочки к ведомой. По назначению цепи де-
лятся ца приводные, тяговые (применяемые в конвейерах пт п ) и
грузовые (для подъема грузов). Тяговые и грузовые цепи в данной
книге не рассматриваются.
Фнг. 294. Цапи
Приводные цепи применяются для передачи мощности от
двигателя к исполнительному механизму. Они применяются в стай-
ках, транспортных и с.-х. машинах, в кранах и экскаваторах. С по-
мощью одной цепи можно приводить в движение несколько валов.
Достоинства цепной передачи: постоянство передаточного числа, так
как цепь работает без проскальзывания, не требуется предваритель-
ного натяжения цепи, поэтому давление на валу меньше, чем при
ременной передаче, высокий к. п. д. (г;=0,98). Недостатки: быстрый
износ шарниров цепи и вследствие этого вытяжка ее (нарушение шага),
высокая стоимость как самой передачи, так и ее эксплуатации. При-
водные цепи делятся на втулочно-роликовые и зубчатые.
Втулочно-роликовые цепи состоят нз наружных и
внутренних звеньев, шарнирно соединенных посредством валиков и
втулок (фиг. 294, а). Для уменьшения износа втулок на них наде-
ваются ролики с цементированной наружной поверхностью Бывают
цепи только с втулкам^, без роликов, они носят название втулочных
цепей и применяются для передачи небольших усилий
Соединение концов цепи производится с помощью специальных
соединительных звеньев. Если требуется иметь цепь с нечетным чис-
лом шагов, то применяют переходные званья с изогнутыми пластин-
ками. Втулочно-роликовые цепи могут быть однорядными и двухряд-
ными. Размеры втулочно-роликовых цепей, изготовляемых в СССР,
приводятся в литературе [2, стр. 417].
Зубчатые (бесшумные) цепи состоят из набора пла-
стин, шарнирно соединенных между собой. Пластины имеют выступы
। убпобразиой формы, которые при работе цепи ложатся во впадины
между зубьями звездочки (фиг 294, б). Для того чтобы цепи не со-
। itinciinajitr со звездочек во время работы, они выполняются с боковыми
пли внутренними направляющими пластинами. Размеры зубчатых це-
ной приводятся в [2, стр. 419]. Зубчатые цепи отличаются большой
и 'ипшостыо работы, без толчков и ударов, поэтому они называются
..•шумными и применяются при больших скоростях. Недостатком
пгредач с зубчатыми цепями являются высокая их стоимость и слож-
цигт1> изготовления звездочек.
Звездочки для приводных цепей
Форма ti размеры звездочек определяются размерами и коцструк-
iinrii выбранной цепи. Диаметр делительной окружности звездочки
определяется по формуле
। дг / — шаг цепи, аг — число зубьев звездочки.
Фиг. 2S5. Пример оформления рабочего чертежа звездочки.
Построение профиля зуба звездочек для втулочно-роликовых в
начатых цепей, приводится в литературе [16, ч. II, стр. 359, 366].
Звездочки для приводных цепей изготовляются из углеродистых
и легированных сталей, из чугуна, стального литья или текстолита.
Мпгерпал ведущей звездочки и ее термическая обработка в ответствен-
ных передачах должны быть лучшего качества, чем ведомой, так как
пни работает в более тяжелых условиях. На фиг. 295 приведен при*
Мир оформления рабочего чертежа звездочки.
"Р
Расчет цепных передач
Передаточное число цепной, передачи
/=—= —,
пг
где п2 и пе -— число оборотов ведущего и ведомого валов, а г2 и г2 —
число зубьев ведущей и ведомой звездочек (для замедляющей пере
дачи это соответственно меньшая и большая звездочки). Для цепной
передачи г'<7. При скорости движения цепи у<3 м/сек можно
принимать t <10.
Большое влияние на долговечность работы цепной передачи имеет
число зубьев звездочек и шаг. Рекомендуемые числа зубьев звездочек
в зависимости от передаточного числа приводятся в табл. 185
Таблица 185
Рекомендуемые числа зубьев меньшей звездочки
I Передаточное число i
Цепь 1—2 2—3 3—4 4—5 5 — 6 ь
Втулочсо-роляковйя. , - 30—27 27—25 2Е—23 23—21 21-17 17—15
Зубчатая 35—32 32-30 30—27 27 — 23 23—19 19-171
Минимальное число зубьев звездочек для втулочпо роликовых це.
пей гга[П-=7, для зубчатых цепей г„11п=13. Максимальное число
зубьев звездочек не должно превышать гП1ад= 100-*-120 При четном
числе звеньев цепи рекомендуется брать нечетное число зубьев звез-
дочки, и наоборот.
Чем меньше шаг. тем более плавно и бесшумно работает передача,
тем она долговечнее. Для втулочно-роликовой цепи размер шага
4760
/=-—~ лш,
ф,
для зубчатой цели
Е800
г = — — мм.
&
Чем больше число оборотов меиыпей звездочки, тем больше сили
удара эуба звездочки о шарнир цепи. Для ограничения этой силы
удара устанавливаются наибольшие допускаемые величины числа обо-
ротов,звездочек в минуту Для втулочно-роликовых цепей эти’велп-
•чипы приводятся в табл 186.
Таблица 186
Наибольшие допускаемые величины числа оборотов звездочек в минуту
_________________'для втулочно-роли к о в ы х цеп ей__
Число Шаг цепи t, jku
|убьев шездо- чкл 12 15 20 25 30 Йо 40 4 5 50
15 2300 1900 1350 1 150 I 000 800 750 650 600
19 2400 2000 1450 1200 1050 850 800 700 6Б0
23 2Б00 2100 I 500 1250 I 100 900 800 750 650
27 2550 2150 1550 1300 1100 ООО 8Б0 750 700
30 2600 >20С1 1550 1300 1100 900 850 750 700
Для зубчатой цепи наибольшие допускаемые числа оборотов при
.-з 17-t-35 равны:
t в л* ....... 12,7 15,87 1 9.05 25,4 31,75
«max в OS/M11H. • 3300 2550 2200 1ВЕО 1300
Скорость движения цепи по числу оборотов п определяется по
формуле
ZIU
''’“‘бшТооо’
Нормальные значения скорости цепи а=12->15 м/сек. Наибольшие
Допускаемые значения скорости для втулочно-роликовой цепи
Отах=7 > sj/'-f м/сеК
Но не более /z/сь/с;
для зубчатой цепи
Углах= ю]/"у м/сек,
но пс более нтах=22 м/сек.
Па долговечность цепи большое влияние также оказывает число
удПров ее звеньев о зубья звездочки, определяемое по формуле
U ^гп
= 60L; ’
। да Ц—число звеньев цепи. Допускаемая величина U в зависимости
от шага цепи берется по табл. 187
Таблица 187
Наибольшее допустимое число ударов цепи в секунду
Расчет цепи на прочность производится по формуле: для втулоч-
но-роликовой цепи Р—~— кг; для зубчатой цепи Р— Ь кг,
n'li3 1 °n'&g
Г. „ 75^
где Р — полезное усилие, передаваемое цгпыо, Р=-—-— кг;
Q — разрушающая нагрузка для цепи в кг;
Q' — разрушающая нагрузка в кг для зубчатой цепи при ширине
10 мм;
п' — допускаемый коэффициент безопасности, коюрый берется по
табл. 188;
b — ширина зубчатой цепи в мм;
ka — коэффициент,эксплуатации.
Коэффициент эксплуатации ka определяется как произведение трех
коэффициентов
где /<! — коэффициент условий работы: 7^= 1 при работе с перерывами
и постоянной нагрузке; 7^= 1,3 при непрерывной работе
и неравномерной нагрузке; /<д=1,5 при непрерывной работе
ti нагрузке с резкими толчками,
/<г — коэффициент смазки: Л2=1 при непрерывной смазке и Ла=
= 1,3 при периодической смазке;
!с3 — коэффициент, учитывающий расположение передачи:- k3 — 1
при ‘ угле наклона передачи дэ 45° к горизонту /<3 = 1,3
при угле наклона передачи больше 45°.
Расчет цепи па удельное давление производится по формуле
Р7«э
/?=—кг/см2,
где [р] — допускаемое удельное давление в шарнире звена цепи в
кг/см2, определяемое по табл 189,
К — характеристика цепи’ для втулочно-роликовой цепи K=d2lsm
(см. фиг. 294), а для зубчатой цели 7(=0,76с/й мм2, где
t!2 и /еяг —диаметр валика и длина опорной поверхности
втулки втулочно-роликовой цепи, a d и b — диаметр валика
и ширина зубчатой цепи.
Расстояние между иентрамй звездочек обычно принимается
А = (30-4-50)7. Наименьшее межцентровое расстояние определяется
по формулам: при /<3
Ап1П=—' -г (ЗО-э-50) мм;
при г>3
/>1+£>2
"пт-а 2 ’
где а — коэффициент, равный: при г —3— 4а=1,2, при z = 4-*-5
а—1,3; при г = 5 6 а—1,4; при ( = 6-4-7 а=1,5 Наиболь-
шее межцентровое расстояние 4тах<807.
Порядок расчета цепной передачи
Задано: передаточное число t, число оборотов ведущей (мевьшеи)
звездочки Л1 и мощность N, передаваемая передачей
Шаг цепи 1, лш Число оборотов ь еньшей звездочлр в минуту
<50 200 400 600 800 1 000 1200 1500 2000 2400 2800
12—15 (12,7-15.87) 7 ,0 Вту 7,8 лочно~р 8 т 55 олико&а. 9,35 5 1{ЗПЬ 10,2 11.0 11.7 13,2 14,8 16,3 18,0
20—25 (19,05—25,4) 7,0 7,0 8,2 9,35 10,3 11 »7 12.9 14,0 16,3 —
30—35 (31,75 -38,1) 8,55 10.2 13,2 14,8 16Т 3 19,5 __ — __
40—50 (44,45-50,8) 7,0 9,35 11,7 14 ,0 16,3 — — — — — —
12,7—15,87 1 20,0 22,2 Зубчатая цеп 24,4 1 25,7 29,0 [31.0 33,4 37,8 42,0 46.5 51 ,0
IS , 05—25,4 20,0 23,4 25,7 30,0 33,4 36,8 40,0 40,5 53,5
31,75 20,0 25,5 32,0 36,7 41,5 46,5 51,0 —
Таблица 1S9
Допускаемое удельное давление 1р] в кг/см2 прн /г, =1
Шаг цепи t, ми Число оборотов меньшей звездочки в минуту
<50 200 400 еоо 800* 1 соо 1200 1 000 2000 2400 2800
Вту атно-роликовая цепь
12—15 (12,7—15,87) 3,5 3.15 2,87 2, 62 2,42 2,24 2,10 I ,85 1,66 1 ,5 1 ,37
20—25 (19,05-25,4) 3,5 3,00 2,62 2,34 2,10 1 ,90 1 ,75 1,50
30—35 (31,75—38,1) Зт5 2,87 2,42 2,1 0 1,85 1,66 1,50 - __ -
^10—50 (44,45—50,3) Зт6 2,62 2,10 1 ,76 I ,50 — — — — — •—
Зубчатая цепь
12.7—15,87 2,0 1 .80 1,64 1 ,50 1.40 1 ,32 1 ,20 1 .05 0185 0,86 0 ,78
19,05—25,4 2,0 1,70 1 ,50 1 ,32 1 ,20 1,10 1,00 0.S6 0,72 - -
31,75 2,0 1,64- 1,40 1,20 1 ,05 0,95 0.72 - -
Цепная передача
1. Выбор числа зубьев ведущей звездочки гг по заданному г
(табл. 185).
2. Определение числа зубьев ведомой звездочки
3. Определение шага t и корректировка его по стандартам
цепей.
4. Определение максимального числа оборотов для данных t и г
и сопоставление его с заданным
5. Определение фактической скорости цепи и проверка получен-
ной величины по формулам для Утаах.
Ь. Выбор коэффициента безопасности л' ни табл. 188.
7. Определение полезного усилия Р——— кг.
8. Выбор коэффициента эксплуатации ks=^krkJiB.
9. Определение разрушающей нагрузки цепи Q=P/i'A:c,.
10. Подбор цепи по стандартам (по найденному Q).
11. Проверка размеров подобранной цепи на удельное давление
Р=—77-<[р]
Л
12. Определение расстояния между центрами звездочек А Получен
пая величина не должна быть больше Лгаах и меньше Amin
13. Определение длины цепи (в шагах). Если число шагов не це-
лое, то нужно пересчитать межцентровое расстояние А.
14. Определение числа ударов звеньев цепи о зубья звездочек U
и сопоставление полученной величины с допускаемой величиной
(табл 187).
13. ЗУБЧАТЫЕ ПЕРЕДАЧИ
Зубчатые передачи могут быть открытые (обычно тихо-
ходные) и закрытые Закрытые передачи помещаются в литые или
сварные корпуса и работают в масляной ванне. Такие передачи
называются редукторами (о типах и видах зубчатых передач
и зацеплений см. главу IV).
Материал зубчатых колес
В качестве материалов для зубчатых колес могут применяться
чугун, сталь, кожа, пластмасса (текстолит, капрон) и пластифици-
рованная древесина (лигнофоль). Прп работе зубья подвергаются
изгибу и износу по поверхности, следовательно, материал, как пра
вило, должен быть твердым иа поверхности зуба п вязким в сере-
дине.
Зубчатые колеса в массовом и крупносерийном производстве из-
готовляются из углеродистых и легированных сталей с- после-
дующей термической обработкой: закалкой с отпускам?' закалкой
г. в. ч., цементированием, азотированием или цианированием, Тер-
мическая обработка р данном случае производится после нарезания
зубьев, а коробление, которое может при этом возникнуть устра-
няется с помощью отделочных операций: шлифования или шевинго-
вания зубьев, прикагки колес со специальными пастами и т. ' д
II мелкосерийном i индивидуальном производстве зубчатые колеса
i п-итовляются из стальных поковок, иишвик или. сваркой с норма.
hi нишей пли улучшением заготовки до невысокой твердости с тем,
ЧК11Н.1 нарезка зубьев могла производиться после термической обра-
ми псп. Колеса тихоходных иере-
IHI часто изготовляются литыми
и । строго или модифицированного
ну, у на или из литой стали.
IIри выборе марок стали для
।*,iшитых колес необходимо сле-
пи. за тем, чтобы материал ш е-
I с р н п (ведущего, обычно мень-
iiKTci колеса зубчатой пары) был
и-1 споим механическим свойствам
tvuitiv материала колеса (ведо-
|ч|ц. обычно большего колеса
Л'спигюй пары). Шестерня и коле-
ч> могут быть сделаны из одного
он ।ерпяля. ио подвергнуты различ-
пи11 термической обработке. Зубья
шиптрсп при этом должны иметь
и u.itiyio твердость, чем зубья ко-
пта. При выборе материалов зуб
ini. 190.
Таолица 190
Некоторые рекомендуемые
сочетания марок стали шестерни
и колеса
Мяркя стали шестерни Марка стали кэлсса
d5 50 55 50Г 40Х зохге 40ХН 35, 35J] Ст 5, 35т <5Л Ст, 0, 45, 55Л Ст. 6 45. 55Л 50.35, 4СГЛ 30Х, 4ОХ, 40ГЛ 35Х, 40Х. 40 ГЛ
IX колес можно пользоваться
К. п. д. зубчатой передачи
К. п. д зубчатой передачи -q учитывает потери на трение как
с in,мои передаче, так и в подшипниках и зависит от смазки; ц бе-
|п||'11 по табл 191
Таблица 191
Значение к. н. д, зубчатых передач
। inpJiOo гка tv fit.CB Подшипники Смазка Значение кпд.
цилиндриче- ские передачи ионииаские передачи
III Г1 иг скольжеРйя без смазки периодическая 0,87—0,90 0.89—0,92 0,84—0,87 0,8 7—0,90
качение без смазки периодическая 0.90—0,92 0.92—0.94 0,87—0.89 0,90—0,92
• pHt'iirraiL- tthttt скольжения периодическая масляная ванна 0.94—0,95 0,95—0 97 0,92—0,94 0,93—0.95
качения периодическая масляная ванна 0.96—0.98 0.97—0,99 0,94—0,93 0,95—0.97
Расчет цилиндрической зубчатой передачи
Открытые цилиндрические передачи рассчитываются только
по условию прочности зубьев колес па изгиб, а закрытые — на изгиб
и на контактные напряжения сдвига.
Расчет зубьев на изгиб производится по формулам для
прямозубых колес —при проектном расчете:
3 [ 0 .бЗбЛ/г/гр-
т=у/ см'
при проверочном расчете:
0. бЗбЛГсАд
’«= 44^T < [°Ькг/смК
для косозубых колес—при проектном расчете:
3 Г cos р
т„=1/ —---------------- ел»;
при проверочном расчете:
0>636Л4сА cos р
аи - ----~~~ < [<з]« кг/см*,
гт^ Ьу у /г-
где М— крутящий момент, передаваемый рассчитываемым колесом,
N
44=71620-— кгсмг,
п
N—мощность, передаваемая колесом, в л. с.;
п — число оборотов колеса в минуту;
с — скоростной коэффициент, который определяется в зависи-
мости от окружной скорости на начальной окружности
зубчатого колеса и, м/сек. Для редукторных прямозубых
передач c=l+0,16i>, для редукторных косозубых передач
с— 14-0,Пи, для открытых передач с= 1+0,36а.
Прн предварительных расчетах окружную скорость можно опре-
делить по эмпирической формуле
р=0,1 ^/n1n2N1 м/сек,
где пг и — число оборотов шестерни и колеса в минуту;
Nj — мощность па валу шестерни в л, с.;
кр — коэффициент режима работы, принимаемый по табл 192;
г — число зубьев рассчитываемого колеса. Минимальное
число зубьев при а = 20° в зависимости от передаточ-
ного числа принимается равным:
/•...........-.,1 2 3 4 810 рейка &
' z .13 14 1Е 16 16 17 17
чип
При проектировании новых зубчатых передач не следует брать
минимальные числа зубьев для ведущей шестерни — рекомендуется
принимать г,=20-+25.
Таблица 192
Значение коэффициента режима работы Л
Характер погрузки Пример машины, механизма Значения коэффициен- та tip
ГлхномернаЯ 1 (гр.'пшомер' пая Ударная Центробежные насосы, ленточные транспорте- ры, элеваторы, станки Коробки скоростей, крановые передачи, про- катные станы, грохоты, мешалки, мельницы Генераторы, воздуходувки, компрессоры . . . . Дробилки для руды и камня, ножницы для резки металла, ковочные машины. 1 ,0—1 ,0В I ,1—1 ,15 I .15—1 ,2 I ,25—1 ,3
—коэффициент длины зуба. Для прямозубых колес фт= — ,
для косозубых >1т= — , где Ь — ширина обода колеса в см-,.
тп
ш—модуль цилиндрических прямозубых колес в с.и; т„ — нор-
мальный модуль цилиндрических косозубых колес в см. Для
прямозубых колес с литыми зубьями принимают фт= 6-5-10,
с фрезерованными зубьями ФИ2.= 10-5-20, для косозубых колес
<1=12-5-30;
у — коэффициент формы зуба выбирается по табл. 193, в зависи-
мости от числа зубьев колеса. Для прямозубых колес уберется
в зависимости от действительного числа зубьев г, а для косо-
зубых — от приведенного числа зубьев гпр, равного znp~----j,
где f!— угол наклона зуба на делительном цилиндре, прини-
маемый в пределах от 8 до 12°.
(— коэффициент износа. Для закрытых зубчатых передач с машин-
ным приводом 7=1, для открытых передач при легком режиме-
работы у=1,0, при среднем 7=0,8, при тяжелом у=0,65;
Л, —коэффициент, учитывающий одновременное участие в зацепле-
нии более чем одной пары зубьев, его принимают равным
1„ = 1,54-1,7;
। i|„—допускаемое напряжение изгиба. При расчете зубчатых колес
условно считают, что напряжение изгиба в зубьях колес,
работающих одной стороной, изменяется по пульсирующему
циклу, а работающих обеими сторонами (реверсивные переда-
чи) — по симметричному.
Таким образом, в первом случае [°]в=~, а вб втором [аф£=
CJ_,1
=----, где ao=O,6aej3, о—i = O,43cro/J. Общин коэффициент
запаса прочности и определяется по формуле п—п^Пз^. Вы-
бор величин nlt п2 и пг см. на» стр. 367. Величину гц для зуб-
чатых колес можно принимать: при пульсирующем цикле
га4= 1,3, при симметричном цикле п4=1,4.
Таблица 193
Значение коэффициента формы ejoa у прн а=20°
Вид -эцепления Hiwo зубыа
12 13 14 15 16 I 7 18 1 9 20 22 24 26
Наружное Внутрежгее 0 678 0,099 0,083 0 ,ояя 0 ,108 0.099 0,00-1 0,096 0,0 98 0,106 0.102 0.105 0.1 07 0, ПО
0,103 0,111 0,11а 0 Юб 0,1 17 0,104 0,120 0,111 0,123 0,114 0.125 0.116 0,129 0,119 0,132 0,122 0.135 0,125
Вид зацепления Число зубыв
28 30 34 33 43 50 60 75 1 00 150 300 рейка
Наружное Внутреннее Приме 0 ,112 0,114 0,118 0,122 0,126 0,130 0,134 0 ,1 38 0,142 0,146 0,150 0, 154
0,137 0,127 ч а п и е 0,139 0,129 Цифры и 0,М2 0,1 32 знаменах 0,145 0 Л 35 'Ле до юте 0,147 0,1 37 Я ДЛЯ у.со 0,151 0 ЮЭ рочеиног 0 , 154 0,142 зуба 0,158 0.144 0,1 61 0,165, 0,170 0.175
Аонструирование и расчет деталей машин
Таблица 194
Допускаемые напряжения нагиба для зуЯчатых колес в кг/сл1а
Материал и термическая обработка ГГ"СГ пост о- инном на- правлении нагрузки При пере- менном на- правлении нагрузки
нпиннси из серого -тугуна.
। Ч 1 2—28 -120—550 350
। '1 lti—32 480—600 400
' Ч 540—650 450
' '1 I! 1—4 0 ....... 600—700 500
» ыпьпое литье
। |Л||. 35J1, нормализация при /=900°, отпуск при /=600—700° 1050 — I 200 700
• 1,1 и. 4 5 Л, нормализация при/ж=900°, отпуск При r==60D — 650 е . ... I 100—1300 800
i.i.'iii Ст. 5, нормализация при <=860°. . . . 1 150—1400 800—050
ni.’ib Ст. 6, нормализация при /—840° . . . • [ if Ст, 6 и сталь &0} закалка при" /=83о°. 1250—1550 900—1 000
шпусгс прн /?=5000, 1650—1400 105 0
। ыпь 30, нормализация при /а®900° » • 10.50—1250 700—800
। । <i nt. 4 0, нормализация пои £“860° * ♦ • . I2E0- 1-500 8 00—9'50
। Mib 50. нормализация при £=830°. • iiNih 40Х, закалка при /=850° в масле, 1300—1650 900—1000
„шуги при /=580 1900—2300 1150-1200
300—400 —*
Л..чя предварительных (неуточненных расчетов) можно пользовать-
। ( рсдинми значениями допускаемых напряжений изгиба [а]к, при-
|с||цыми в табл. 194.
I l:i фиг. 296 даны схема и формулы для определения действующих
11 и реакций опор валов для прямозубой цилиндрической передачи,
hi фиг. 297 — для косозубой цилиндрической передачи.
Пример оформления рабочего чертежа цилиндрической прямозубой
। K’ptni приводится на фиг. 298,
11 :i с че т зубьев на контактные напряжения
in и г а производится для закрытых передач, работающих в масля-
U шише, по формулам: для прямозубых колес при проверочном
и di те
Mi А
у- < /сг/сл3;
ц|||| проектном расчете
4=
------£— елг.
id косозубых колес при проверочном расчете
_ _зоо
V— •—•'
(>+1 >3
ь
при проектном расчете
Д= 45 (г + 1)
Mik
——£— см,
Vм с
где Д—межосевое расстояние, равное для прямозубых колес
тСг, pzB)
= 2
см;
~Подшипник V/ Подшипник N 2 Подшипник М3 Подшипник М3,
«О' N II II IL <5Г &: “7 “Г "Т Л ’’1 п Л У Y 1 ч Е?" и J " ь$> "= ср I 1 «• to kJ,. « " Rf >о JcJ’rjSl с к О =ui co|u S u.
Фиг. 296, Счсма цилиндрической прямозубой передачи, ft
для косозубых колес
д ?ИдЧ21 + 22>
2 cos р
слг,
—-коэффициент ширины зубчатого колеса, который по ГОСТ
•lllb -55 принимается равным: 0,2; 0,25, 0,3; 0,4, 0,5; 0,6; 0,8; 1,0; 1,2.
II in редукторов рекомендуется принимать ЬА = 0,25->0,5, причем
ни п.шпе значения берутся Для более точно изготовленных зубьев.
Фиг. 297 Схема цилиндрической косозубой передачи.
/Ид — крутящий момент на валу шестерни, равный
/7,
/Ид «71620— кгсм\
п-1
кр — коэффициент нагрузки при растете иа контактную прочность,
его можно при расчетах брать по табл 192;
b — ширина колеса в см;
[xjc — допускаемое контактное напряжение сдвига.
Для стали при й в с 350
['t](:.=0,15(s(Jp+°j Ц-ЗОЭ ка/с№;
ПРН Д/з > 350
f тJb = 7,2// 2з кг ! с мг
Г\"~ Место для обозначения
чертехю.левгрну’хого на fSO°
•Зувоя
закруглил
Размеры зуба
W йыюпное
Венек________________
Модуль
' Число зубьев_______
Узмяаиепления
’’Смещение исходного контцр.х
Глина обшей зюрмапи___'Г-
~*Юкк:с точности по ,, lU>
З&цмммтся с &ст'алыо 77°
Графа вводится в случае изготМешя 1
колеса с корригирсбаяными -золями 1х< т
<xiУказывается источткг по которому
дерется класс точности'колеса
i Прение по диаметру начальной окру/ктсти небряее...
ZSiiafue mopwi) S,a.S при проверке на оправке не&тее...
(при измерении штангеюуйжером)
^Местодля основной надписи
(у&ювого штампа)
I
п
ш
d
Фиг. 298, Пример зформлегн<я рабочего чертежа прямозубой шестерни
В том случае, когда шестерня и колесо выполнены из разных
материалов, допускаемое контактное напряжение иа сдвиг [-]с бе-
рется для того колеса, материал которого 'имеет худшие механические
свойства или меньшую твердость рабочих поверхностей.
Порядок расчета цилиндрической прямозубой открытой
передачи
Задано: передаваемая мощность N к л. с., число оборотов вала
шестерни п1 в об/мин. и пер.едаточное число I.
1 Определение числа оборотов Вала колеса
«2=“ ОО/МИН, «JJ
2 . Определение крутящих моментов на валу шестерни и колеса
7/,
/1620 ‘ кгем, /И3'’-кгем
1. Выбор числа зубьев шестерни г, Выбранное zL должно быть
IK меньше zini,>, которое выбирается в зависимости от передаточного
aii'jiri i по приведенным выше соотношениям.
•I, Выбор числа зубьев колеса г.,— zy.
1>. Предварительное определение окружной скорости по формуле
4 /------
г = 0,1 у n1nsN1 м/сек.
1>, Определение скоростного коэффициента с в зависимости от ок-
рмнюй скорости о (по приведенным выше соотношениям).
Выбор коэффициента режима работы кр по табл 192.
Н. Выбор коэффициента износа
<1, Выбор материала зубчатых колес, характера нагрузки (по ка
|ыму циклу работает зуб ко теса) и определение предела выносливости
и или с—1=0.43овр,
10. Выбор коэффициентов nlt п,, п3 и по приведенным выше со-
- । рижепиям. Определение коэффициента запаса прочности n~n1ti2n.1n.i.
11. Определение допускаемого напряжения
Оф °— 1
{в1/,=—- или [с]и=—-—•
12. Выбор коэффициента формы зуба у по табл. 193.
13. Определение произведения у |с|й Для обоих колес зубчатой
и/ ры. В дальнейшем рассчитывается на прочность по напряжениям
и iiiOa то колесо, для которого это произведение окажется меньшим
14. Выбор коэффициента ддшгы зуба по приведенным
шипе соображениям.
15. Определение модуля передачи го формуле
я/ 0,686Л4сЛ„
,п^1/--------------—
Округление полученной величины модуля по ОСТ 1597 (см. главу
IV, стр 97)
16. Определение межосевого расстояния передачи
17 Определение основных размеров зубчатых колес:
начальные диаметры колес: dI=niz1; U2 = ;пг2,
наружные диаметры колес: dei=dj+2zn; rfe2= <f2-[-2ffi;
ширина обода колеса b=tyn
18. Определение фактической окружной скорости
7£>О1
к= 60 м/сек
Порядок расчета цилиндрической косозубой
закрытой передачи
Задано:- передаваемая мощность N, число оборотов пг и пере-
даточное число г.
1. Определение числа оборотов вала колеса
«1 а ,
п^—у об/мин.
2. Определение крутящих моментов:
Л!^ 71620 — кеои;
Л42 = M^i т] кгсм.
3. Выбор числа зубьев шестерни.
4. Определение числа зубьев колеса- г2=г11-
5. Выбор коэффициента ширины колеса фд. Для редукторов лег-
кого и среднего типа рекомендуется брать 0,25-4-0,4.
6. Выбор материалов шестерни и колеса (табл. 190).
7. Определение допускаемых контактных напряжений на сдвиг
для шестерни и колеса.
8 Определение допускаемых напряжений на изгиб:
а) определение пределов выносливости;
б) выбор коэффициента запаса прочности;
в) допускаемые напряжения
°о а—1
[о[и=-—• кг!смг или [oj«=------ кг/сЖ
п п
9. Выбор коэффициента режима кр (табл. 192).
10. Определение межосевого расстояния Л
л-4Е('+д/~Д«Г“-
II. Выбор угла наклона зуба ₽. Угол наклона зуба {S в редукто-
рах чаще всего берут равным 8°6'34", при этом cos (3=0,99.
12. Определение модуля передачи
iMeos р
;цп=-------- лш.
21+г.
13 Определение начальных диаметров: шестерни
(1-1 = — д мм;
саз 3
колеса
ггтп
12=---7- ММ.
cos з
14. Определение фактической окружной скорости о
——— м/сек.
60
15. Определение скоростного коэффициента в зависимости от
скорости и
<4=1+0,11 а.
16. Определение приведенные чисел зубьев:
г^“ cos“₽ ’
г^2 cos’ft '
17. Подбор коэффициентов формы зуба по табл. 193.
18. Производится сравнительная оценка прочности зубьев шестер-
ен и колеса, для чего находится произведение у для шестерни
и luuicca.
19. Коэффициент износа принимается равным 7=1 (для редук-
Ц|||Ц).
Фиг. 2S9. Схема привода транспортера:
1—электродвигатель; 2—муфта; 3— редуктор;
4 — муфта; 5 — вал; 6 — барабан; 7 — зубчатая
передача.
“(I, Определение ширины колеса b
мм.
"I, Коэффициент As принимается равным 1,6
Определение фактического напряжения изгиба
О, 636ЛГ.еk„cos 6 „
o;i=---------—2 кг/см*.
ztm*n by2tke
Пример. Рационализатор предложил заменить громоздкую двух-
.|<|||||.ттую ременную передачу для привода транспортера на более
uniicriiyio зубчатую. Для первой, быстроходной ступени предло-
н<| использовать имеющийся на складе одноступенчатый цилиндри-
кпй редуктор РЦ1-150. Для второй, тихоходной ступени решено
•1'игкгпровать открытую зубчатую передачу. Предлагаемая схема
11ИЩД-1 показана иа фиг. 299.
In да и о. I. Сохранить число оборотов ведущего барабана транс-
|i 11<|М
Пс «33 об/мин.
и
2. Использовать ранее установленный электродвигатель АО62-8
мощностью N=4,5 кет с числом оборотов /1=735 об/мин.
Определение общего передаточного числа и разбивка его по ступеням
_ 735
1общ—<-Ред1откр= 33 — 22,0.
Передаточное число редуктора РЦ1-150 /рг>а=5,6.
Передаточное число открытой пары
готк/?=~ ~
‘оео
Принимаем готк/,= 4.
Число оборотов барабана будет
пдв 735
пбаР— , — „ .,
1общ 56,1
22.3
5, 6
= 3,98.
= 32,8 об/мин
Проверочный расчет редуктора. Требуется установить, сможет ли
редуктор РЦ1-150 передавать мощность 4,5 кет. Для этого пужпн
определить фактические напряжения в зубьях колес и сравнить их
с допускаемыми.
Паспортные данные редуктора: передаточное число г;,г)=5,5; меж-
осевое расстояние /1 = 150 ж.и; модуль передачи тп— 3 льи;‘ ширина
колеса Ь— 60 лиг, число зубьев шестерни гх= 15; число зубьев коле-
са г3 = 8ч; угол наклона зуба |3=8°6'34"; материал шестерни — сталь 45,
материал колеса — сталь 55ЛН,
Решение. 1 Определение числа оборотов вала колеса
гц 735 , о, г
пг=—-— =—=131,5 об/мип.
5 > °
2. Определение крутящих моментов
г,,,..-,,, N 71620-4,5-1,36
/4, = 71620—=--------—------=597 кгс.а,
1 «Ц 735
где 1,36 — коэффициент для перевода киловатт в лошадиные сили
(см. главу И);
/M2 = /Wiipeiyq = 597 • 5,6-0,97= 3240 кгем,
где т]=0,,92—к. п д передачи, выбранный по табл. 191
3. Число зубьев шестерни дано в паспорте редуктора гх= 15 (з/О
корригированный, поэтому г, < гтш, указанных ранее).
4. Число зубьев колеса г2=84.
5. Коэффициент ширины колеса
। ь бо
А ~ 150~ ,4’
6. Материал шестерни — сталь марки 45, с пределом прочноеп,
аа^=6100 и пределом текучести —3600 кг/сж2. Матерна /
колеса — сталь марки 55Л11, у которой звр=6О0О кг/см2, а а/
= 3500 кг/слЛ.,
7. Определение допускаемых контактных напряжений на сдвиг
для шестерни
0,15 («9/,+ог )+300=0,15 (61004-3600)4-300=
= 0,15-97004-300= 1760 ке/см2;
плч колеса
Нс=0,15(3^4-0^)4-300= 1725 кг/сж2.
8. Определение допускаемых напряжений на изгиб:
а) Определение пределов выносливости. Так как транспортерные
испты обычно движутся только в одном направлении, то можно
нштать, что напряжения будут изменяться по пульсирующему циклу
Предел выносливости для шестерни будет
а01=0 6вр= 0,6-6100= 3660 кг/см2;
। di колеса
а08= 0,6aSjS= 0,6-6000= 3600 кг/см2,
б) Выбор коэффициента запаса прочности. По таблицам находим:
UDI шестерни п1=1,3; л2=1; л3= 1,2; п4=1,3
^т=л1я2,7зл.1= 1-5 !• 1,2-1,3=2,03;
ни колеса П)— 1,5 (для стальной отливки)
пк= ллпйпап4= 1,3-1-1,5 1,3=2,54.
1г) Допускаемые напряжения для шестерни
[ai;= —— == 36/т~= 1800 кг/см2;
пш 2,03
। пн колеса
[о| = 1420 ке/см^
1 пк 2,54
9. Выбор коэффициента режима.
Но табл. 192 принимаем йр=1,05. ’ „
10, 11 и 12. При проверочном расчете известны межосевые рае-
। lotiitiisi Д=150 мм, угол р=8'6'34" и модуль передачи mfl=3, ио-
чпчу определяем фактическое контактное напряжение
300, f ('+ И3 _ЗОО„ f 497-1,03 (5,6+1)э
\ ~ 15 ]/ s.f> 6
= 1460 «г/cji2,
'ни меньше допускаемого, равного 1725 кг/см2,
13. Определение начальных диаметров: шестерни
1,<|.'1сса
cos
15 ,3
0,39
= 45,4
мм;
2 COS Р
84,3 пкл с
^=254,6 мм.
Проверка:
^+4=24; 45,4+254,6=300 мм.
14, Определение фактической окружной скорости и
п1-пг 3,14-0,0454 735 , _
и=----—=------------------=1,75 м/сек.
60 60 ' '
15. Определение скоростного коэффициента с
с= 1 +0,1 1у= 1+0,11-1,75= 1,19
16. Определение приведенных чисел зубьев:
____________1И ICC,
"'У’! “ cos»₽ “ 0,993 -1э+>
Z; 84 г
Z^2 - cos8fi = 0,99»
17. Подбор коэффициента формы зуба (по табл. 193):
yt= 0,093; уй= 0,140.
18. Сравнительная оценка прочности зубьев шестерни и колеса:
для шестерни
li[c[U1 =0,093-1800=168;
для колеса
Уг [°Ц =0,140-1420= 198.
Дальнейший расчет иа изгиб будем вести по шестерне.
19. Коэффициент износа принимаем равным 7=1 (дляредукторной
передачи).
20. Ширина колеса &=60 мм известна из паспорта.
21. Коэффициент перекрытия Ле принимаем равным 1,6.
22. Определение фактического напряжения изгиба
0,63 641^ соз ₽ 0,636-597-1 , 19-1,05-0, 99
сц =--------Р — = .------------------—-----= 39Q Kg/CM2_
15-0,3f 6 0,093-1-1,0
Допускаемое напряжение для шестерни равно 1800 кг/см-.
Из проделанно: о проверочного расчета ясно, что выбранный ре-
дуктор обеспечивает передачу заданной мощности
Проектный расчет открытой прямозубой передачи. Задано: кру-
тящий момент на валу шестерни (то же, что навалу колеса редукто-
ра) 445=3240 кгем. число оборотов вала шестерни 131,5 об/мин.
и передаточное число .г = 4.
1. Определение числа оборотов вала колеса
гег = п(уСр = 32,8 об/мин.
2. Определение крутящих моментов на валу шестерни и колеса
Л4!=3240 кгем', /И2 = Л41гг|= 3240-4-0,94= 12 200 кгем,
где ч) = 0,94 — к. п. д. открытой пары с валами на подшипниках
скольжения.
3. Выбор числа зубьев шестерни. Принимаем к1=20.
1. Определение числа зубьев колеса
z2=z1i = 20-4= 80.
1>. Предварительное определение окружной скорости
। .0,1 К«1Па^=0,1 ^131,5 - 32,8-4,5 • 1,36-0,97 = 1,27 м/сек.
Ь. Определение скоростного коэффициента с для открытой пере-
Ф||Ц| по формуле
с=1+0,36»= 1+0,36-1,27=1,46.
/. Коэффициент режима выбираем равным 1,05 (табл. 192).
8. Коэффициент износа у выбираем равным 0,8.
II, Принимаем для шестерни поковку из стали марки 50 с овр=
(1’101) кг/см*, а для колеса—отливку из стали марки 45Л с аер=
iiliOO кг/см2.
Тик как транспортерные ленты обычно движутся только в одном
и ||1|>;пмеипи, то зубья шестерни будут работать все время одной.
, шпоной. Такие передачи рассчитываются по пульсирующему циклу.
11ределы выносливости: для шестерни
а0=0,6овр= 0,6-6400 = 3840 кг/сл:2;
i hi колеса
а0 = 0,6чВр = 0,6-5500 = 3300 кг/см?.
III. Определение коэффициента запаса прочности: для шестерни
n=n1n2n3ti/i= 1,3 -1 1,2 • 1,3=2,03;
|.|п колеса
п=л1/г2и3п4= 1,3 1 1,5 1,3=2,54.
II Определение допускаемых напряжений: для шестерни
। 11 колеса
[°1«3 =^=^|£=1300 кг/см*.
12. Выбор коэффициентов формы зуба: для шестерни ух= 0,102.
। in колеса у2 = 0,139.
13. Выбор колеса для дальнейшего расчета на нагиб: для шестерни
УдМа, =0,102-1900=194;
। in колеса
у2[яЦ, = 0,139 1303=179.
1||.|||>пейший расчет будем вести по колесу.
14. Коэффициент длины зуба фт выбираем равным 12.
1Г>. Определение модуля передачи
0,636Л/гсА^
0.636 12200• I ,46-1,05 г
-----------------------=0,45 ел!.
80-12-0,139 0,8-Г300
л
Округляем модуль дот = 6 мм
"16. Определение межосевого расстояния передачи
=ЛО£±^ЗМ1
17. Определение основных размеров колес.
Начальные диаметры колес: шестерни
d1—mz1 — 6-20= 120 мм\
колеса
t?2=flzz2=6 80=480 мм
Наружные диаметры колес: шестерни
dfi] 120+12= 132 мм.
колеса
=+ +2от= 480+12= 492 ил:.
Ширина обода колеса
t?=4'OTm= 12-6=--72 мм
18. Определение фактической окружной скорости
7Й,/Ц 3,Н'0,12 131,3 „ п
v =---—=---------------= 0,9 м/сек
ип КП ’ '
Расчет конической зубчатой передачи
Основные сведения о конической
в главе IV настоящего справочника Г
ческой передачи, так же как и
Фиг. 300. Схема конического колеса.
зубчатой передаче приводятся
асчет открытой, кони
цилиндрической, производится
из условий прочности зуб I
на изгиб, а закрытые переда-
чи проверяются еще и на вы
носливость по контактным
напряжениям сдвига Ниже
приводится расчет конпче
ской передачи с прямыми
зубьями.
Расчет з у б.ь е в и я
изгиб производится по тем
же формулам, что н для ци-
линдрических прямозубых ко-
лес — прг проектном рас-
чете:
3 0.6364^4
|/ [crllf W!'
при проверочном расчете.
<sa = --2—’—<[°]u кг/сМ
В этих формулах, величины М, с, Нр, г, у и [я]а берутся так же,
«ак и для цилиндрических колес.
<\im — коэффициент длины зуба
Г *2
VTO=°2s.n<5I =0 2зшаг •
Фиг 301. Схема конической прямозубой передачи
। ь и—степень полноты зуба, она равна отношению длины зуба
> длине образующей начального конуса L (фиг 300) Обычно прп-
। пип а=—— -4- — Длина образующей L определяется по форму те
L_ 'Д _ Ds
2sln 5, 2sin os
Синусы половинных углов при вершине начальных конусов
ляются по формулам’-
опреде-
sin В
Z1
2 , 2
Ч+г2
и sino2 =
___
1 2
q +z 2
у—коэффициент формы зуба; он выбирается по табл. 193 для ци-
линдрических колес, но не по фактическим числам зубьев, а по при-
веденным г,1Р, равным:
£1 Zg
ztlpi— й j гпръ—• д 1
cos * COS Og
//'40'±20'
1б8,86
wc.f~
&
v 4 остальное
/jStiWb ' . •.~j7?“'.]IX25№
"Числе wfae# ь >U - g Iff
Уем зацелления ~а. I
Зхегг-jwa _^ --
бысита fXffSw
ppp/ri
HSJTXlWida
Профиль sySti S n^.H/l Профиль шлица
8J5*^S
Шестерня
хоннчеснля
ведущая
J/ZZewwmDffama, Глубина слоя
* mi.'Закалить.
I 2;&ienue конической поверх-
[ нести М относительно •
поверхности ?>35Я3 не
7 оолее 0,05 мм*
З.биёние торца. 1< ха длине №
относительно поверхности
поболее 0,05Ям
th Разность шаеа юлицвв не
более 0,03мм. Отклонение
от--параллельности шлицео
$ пределах точности шага
20.506
йесфЦхит
аНдиН
Фиг. 302. Пример оформления рабочего чертежа конического колеса
тср — средний модуль, определяемый по среднему диаметру коничс
ского колеса. Максимальный модуль (по наружному диаметру) опре.
деляется по формуле
b sin 6,
tnmax= ffiCni------ ел;
г г,
«rasx округляется до стандартного по ОСТ 1597 (см. главу IV,
стр. 97), после чего корректируется величина среднего модуля,
Проверка зубьев на контактные напряжения
сдвига для конических колес производится по формуле
375 -j f M1kpp(i}+ I}3
(L— 0,56) у ib KS/CM^->
{tic выбирается по соотношениям, приведенным в расчете цилиндри-
ческих колес.
Усилия, действующие иа валы и опоры конической передачи,,
и и сражены па схеме (фиг 301). На этой схеме показаны усилия,
н’Гн’Тпующие па зуб шестерни. •
। )кружиое усилие
1 !>’ ^cpi — средний диаметр шестерни, равный nicpZ^
Осевое усилие ^„^Ptgasiiiej кг.
Радиальное усилие Тк= Р tg a cos кг.
Пи этим усилиям производится расчет валов и подшипников пере-
। hi, На фиг. 302 дан пример оформления рабочего чертежа кони-
ri iioi о колеса.
Порядок расчета конической прямозубой передачи
Ндаио: передаваемая мощность W в л. с., число оборотов вала
in г серии в об/мнн. и передаточное число t.
I 11 Расчет ведется по плану расчета цилиндрических прямо-
передач.
12. Определение половинных углов при вершинах начальных ко-
п ,1'иц шестерни и колеса:
sin В2 =
_________zi
V 1-г2
sin o3 =
_______Zj______
V 21 f- г2
13 Определение приведенных чисел зубьев
21 _ Zg
cos йг * ®np2 COS q’3
14. Определение коэффициентов формы зуба у по табл. 193 для1
m i’rcpim и колеса
15. Определенна произведений у [а]в для обоих колес зубчатой
i|i| I. В дальнейшем подвергается расчету то колесо, для которого-
in произведение окажется меньшим.
(6. Выбор степени полноты зуба а.
17. Вычисление коэффициента длины зуба
|Н. Определение модуля передачи по формуле
3 / О.бЗбЛ/;^
тсо / —;—~ г; сл«.
II), Определение модуля по наружному диаметру
I
т~тср-------- см.
1——
2
Округление его до стандартной величины по ОСТ 1597 и коррекпь
ровка среднего модуля
rncp=m(l — -у-) см.
20. Определение длины зуба колеса
0е см-
21. Определение длины образующей начального конуса
, Ь
L —----— — см.
2sin 01 а
22. Определение диаметров начальной окружности колес:
А)г = та4
23. Определение наружного диаметра колес:
= D°i +2"fCosU1-, £>г2 =DoP +2mcos8a-
24. Определение угла головки зуба
, . , И/ т
tg Д'=—
т L
и угла ножки зуба (см фиг. 300)
tgA"=~-b^.
25. Выбор контактного напряжения сдвига (см. «Расчет Ш1
линдрических зубчатых колес»),
26. Проверка выбранных размеров конического колеса па контак!
ное напряжение сдвига (для закрытой передачи)
"ZSE t |Чг км.
с (L — 0,5й) w
27. Определение среднего диаметра шестерни Dcpi = mcpcr
28. Определение фактическом окружной скорости
60 ' м/сек'
29 Определение усилий, действующих на зуб шестерни:
Р=—кг; 7’Ztf=/’tg я sm5j кг. 7 к— Р tg a cos 6j кг.
DCDi
14, ЧЕРВЯЧНАЯ ПЕРЕДАЧА
О видах червячной передачи см. главу IV, стр. 98. Материяш
для тихоходных червячных колес (оек с 1 м/сек) служит чугун
При больших нагрузках делают венец колеса из бронзы, а при 6<vu
ших скоростях—из алюмипиевоцинковых сплавов. Червяки дел;нс
из среднеуглероднстой или легированной стали. Червяк шлнфуе'П >
или полируется и обрабатывается термически до твердости Re > 4й
Расчет червячной передачи
.Зубья червячного колеса рассчитываются на изгиб и на выпосли-,
кость по контактным напряжениям сдвига, а тело червяка — на слож-
пне сопротивление.
Расчет зубьев червячного колеса па изгиб про
И'нюднтся по формулам при проектном расчете
/ 0,В36ЛЛ„/ги
'>ls у гт ^Ук С°]ц “3 '• СЛ<'
при проверочном расчете
2ЛГЧ(. ku
—------—:—z--------- < 1°к- кг/см-,
“ °<тУк cos?. iL
где ms— модуль в осевом сечении червяка в см. Полу
ченное значение модуля округляется до стан-
дартной величины по ОСТ 1597 (см. главу IV,
стр. 97),
W ,,
71 620 — — крутящий момент на валу червячного колеса
пчк
в кгем;
к,,— коэффициент нагрузки при расчете иа изгиб, вы
бираемый по табл. 195,
гч.,_—число зубьев червячного колеса. Число зубьев
червячного колеса не должно быть меньше z4H=24,
рекомендуется принимать z,,K=3Q —70;
ф= —— коэффициент длины зуба червячного колеса, его
обычно принимают равным ф=6 -у-11;
ук—коэффициент формы зуба червячного колеса, вы-
бираемый по табл. 196 в зависимости от числа
зубьев червячного колеса;
Л3 — коэффициент, учитывающий перекрытие зацепле-
ния, А» = 1,5— 1,7;
X — угол подъема винтовой линии червяка, вычислен-
ный по его начальному диаметру dv. Для того,
чтобы найти угод X, находят tgX по формуле:
Z4
tg X =—, а затем но таблицам находят значение
8 ач
X. Величину д=-— подбирают по табл. 197.
ITltj
I>iK=msz4lt—начальный диаметр червячного колеса в с .и;
d„=msq— начальный диаметр червяка в см,
1Ч— длина нарезанной части червяка: при г,,= 1—2
^,=(ll+0,6z,,K)m^+a; при ач = 3-4 4 Л,=(12,54-
+0,09z,(K) Щу+а; при ns<l(? с=25 мм; при /?^=
!0-у16а=35 4- 40 мм; при м4>16а=50 мм.
b=tyms— длина зуба червячного колеса (фиг. 303), она опре-
деляется по формуле
2[° ,
Ь— —см',
360°
2“(° обычно принимают в силовых передачах равным 100—110°, а и
делительных механизмах станков 2y° = 70 -J-90°, допускаемое на-
пряжение на изгиб в кг/см", определяемое по табл. 198,
Расчет зубьев червячного колеса на контакт-
ные напряжения сдвига (для закрытых передач, работаю-
щих в масляной ванне) производится по формуле
530 / Мцк kp
< Мс кг/см '
где кр—коэффициент режима работы, выбираемый по табл. 192;
[т]г— допускаемое контактное напряжение сдвига для червячных
колес, определяемое по табл. 198 н 199
Таблица 19'1
Коэффициенты нагрузки для червячных передач
Характеристика режима работы передачи Окружная скорость червячного колеса В Л1/ССК
Постоянная нагрузка, работа без толчков ц ударов >3 <3 I , 05—1 ,25 ) ,0 —1,1 1,15—1,25 1,0—1 ,15
Незначительные колебания на- грузки, небольшие толчки и удары AV I 1,15—1 ,4 1,1 —1,25 1,3 —1,5 1 I 5— I . 3
Значительные колебания на- грузки. толчки и удары AV 1 ,25—1 ,5 1 ,2 —1 ,35 1.7—2,П I ,4 — 1 ,7
Таблица /ч.
Коэффициент формы зуба Червячною колеса ук
20 24 26 28 30 32 35 3/
0,106 0.И2 0.114 0,117 0,120 0,123 0,128 0,1111
Зчк 40 47 50 60 80 100 150 30(1
• Ун 0,136 0.U2 О.Мб 0. 150 0,158 0,162 0,166 0,1/11
Таблица 137
Значение q, dq и X в зависимости от модуля ms
1 пр ЦО- 111, 1Й Модуль <1 о Значение угла X При z4 равном
1 2 3 4
J 12 36 4’45'40" 9=27'44" I 4°02'10" 18’26'06"
1 I I 44 10°18'17" 15 ° I 5'18" 19°Б8'Б9"
5 10 50 5’42'38" 11’18'36" 16=4 1'57" 21 °48'0’Г"
12 60 4=45'49" 9=27'44" 14°0 2'I0" 18’26'06"
6 9 54 6=20'25" 12“31'44" 18=26'06" 28’57'45*
11 66 5’11 СЮ" 10’18'17" 15 = 15'18" 19=58'59"
7 9 63 6120'25" 12=31'44" 18 = 26'06" 23=57'45"
1 ( 77 5°I I'40" 10°18'17" 1 Б °15*1 8" 19=58'59" |
b 8 64 7’07'30" 1-1=02'10" 2о°33'22" 26’33'54"
11 88 5’11 '4 0" 10=18'17" 1.7=15'18" 19 = 58'59" I
10 8 80 7°07'30" 14°02'10" 20=33'22" 20=33'54" ‘
11 100 5°Г1'40" 10 = 18'17" 15 ° 15'18" !9°-8'59"
В табл. 199 Уеге—скорость скольжения, представляющая собой
мщме1р0ческую разность окружных скоростей червяка и колеса, оп-
ределяется по формуле
ms п« ч /~
У Z“+<}2 м/сгк-
||, и. д, червячной передачи определя-
|гц ио формуле
tg' X
। in — к. п. д,, учитывающий тре-
iiilii в опорах; т]1=0,95-- 0,99; 1)2=1—
'i,;!/ —к. п. д. зацепления; y=tgp=
1,11<| ;-0,05 для стального червяка и броп-
нчего венца при работе передачи в ма>
uiiioil ванне, /=0,1 4-0,12 —для от-
, рытых передач при чугунном венце
Расчет тела червяка на
прочность производится на совмест-
• (• действие изгиба, кручения н рас-
fidj'iitin или сжатия от действующих
Фиг. 303. Схема червячного
зацепления.
Червяк усилии.
шла взаимодействия между зубьями червячного колеса п витками
.'iK'iKti червяка раскладывается на три взаимно перпендикулярные
2<(
и па' 1) осевое усилие Р=~-—; 2) окружное усилие Q=——; 3) ра-
ч.тп.цое усилие Jr=-Ptg«s, где as— угол зацепления в осевом
ii'iiiitt червяка.
((и фиг. 304 приведена схема действия этих сил.
Изгибающий момент в опасном сечении (в середине'
Ми=|/'(л'гр+^r)£+KiCM'
где L — расстояние между опорами.
Таблица 191
Допускаемое напряжение из1иба (а]г/ и допускаемые контактные
напряжения сдвига [т]с для червячные колес в к$/см2
М«1рка мате- риала червяч- ного колеса Способ отливки Прн твердости, черпано P(j^45 При твердости червяка ^=45 (
|’-||к N(7 1МК К—г Iй
Бс ОФ ГО—г 8 землю 400 290 450 500 360 540?
Бр. ОФ I &—I в кокиль 580 420 650 720 520 780 1
Бр ОНФ центро- бежный 650 460 720 81 0 570 860 ।
Бр. АЖ 9—4 в землю — —— — S60 800 850.''
Бр АЖ 9-4 в кокиль —— *- — 1200 1000 11)00'
Бр. АЖИ — —- 14 40 1200 I 300. ‘
[О—4—4
ЛАЖМц р — — 1 660 1300 1250?'
56—6—3—2
ЛАЖ-Мц 70—6—3—I и землю 950 709 92и 3 I 80 870 г 1 oo;j *4
СЧ 12—28 » 340 210 — 420 260
СЧ 15—32 м 380 240 — 480 300
СЧ 1 8—3 5 430 270 —• 540 Й4 0
СЧ 21— 40 » 480 300 — bOt 37" 1
Таблща 19{
Допускаемые контактные напряжения сдвига (т]с для чугунных j
червячных колес в к$/см? 1
Материал При скорости скольжения J vCKt м/сек •
червяка червячного колеса 0 О(25 0.5 1 , 0 I
СЧ 15-32 СЧ 18—36 СЧ 21—40 СЧ 12—28 п.ц, СЧ 1S—32 750 700 050 600 4
Сталь 20 цементированная СЧ 15—32 СЧ 18—36 650 550 451) 400 j
Сталь Ст. б. СЧ 12—28 СЧ 15—32 600 5G0 ООО 3S0 \
Напряжения от изгиба
а" =-----J-
o.i 4
кг/слр,
Напряжения от продольной силы (растяжения или сжатия)
iP
°сж~~ 2 л.г/смя.
"•dl4
Н Заказ N> 761
CT8/ZZ| Проашль прямолинейный В нормальном
сечении
V У
ъквстальное
,'iP.UtfAli ___
Вкй по ccB. ,
зельям
'jea/i /'oz/^gAfg
?Ын>АМем)ЛТ!№£-'1Я?Кр
vg&i jjtxfi7z?<v^j_oi.l-r!?_
'Msec тпчноапИ ~j~' ni ।
тшз
>f пай/,ии.
' (tHben.
^2уЛ1си.2_
20 "J
W^T
bob,—।
.ttacrajrernor сРсюпыешх-МЛ
1 Радиальное биение черИиКа до
аыитемной tutptarmanuQeif
атыкишемно поверхности
0 ВОЯ не долее 0,ВЗмп,
2 Острые концы puxoOoS черИцка
опилит; ширина опиленной
площадки на ожвине сайрам
, , , ч-г-мм
3 дрбор на длине SOB, цеменгпаёагь
на глубину 1-1,2мм.Закалить,
Re52-SB
U/nS.noi штшрт конический 8*S0rt)£TSI2S-№
"сОерлпяь и раздернуть Л сборе cBem,22JlSS
sac^—J
ijLV.Aj'-flinVY.X.
=E=j j
=ЕМэдЯ fsSs
1~Crt>tMb zifc
Ф1Н зОб Пример оформления рабочего чертежа череягса
fi-ei-zzi
----«£>-(
«JSC '"
MS‘
Vfr OCma/ibHOe
'Jump
/гм пеклом s'tsoffd
капсоблгние ^риуали
?г!млро,?3л.<} о^с'Оён ieiifil'uCi
/Т(ё~
?ц-цгРг9«едэ2/‘Гс|й/7>/^2^.^5Т
W
n/iSStre
2?u
f биение чен&яиного кмеса no
окружной быстцпов ^HZCt.
стн/эсито/прнп поверхности
$35Я не белее 0^08мм
2Радиальноё биение червячного
xensce положительной окружное'
ти рИОбмпносительно наверх-
Носта рЗМне более OJmm
3 Термическая обработка по
нормали Убу
Отверстие под штифт конический ЗхбдГЗТТ.
3129'6$ сверлить и развернуть б сборе с Зет
22 13.136—, ___________г_________
та
/^ЛЕСО
ЧЕРВрЧНОб,
Ci!f;r?psp-pp_
22 18.133
ZjS^iAj/^Efj
Фиг. 306. Пример оформления рабочего чертежа червячного колеса
Таблица 200
Допускаемые напряжения на изгиб ]ti, принимаемые
при приближенном расчете червяка на прочность
Мирка стали Характер термической обработки KpjCM1
35 Нормализация 550
45 Нормализация ............. 600
45 Улучшение 700
Сг 6 Нормализация 600
I5XA Цементация 660
12ХНЗА Цементация- 700
3SXA Закалка' .............. 900
11 шряжения 01 Кручения
Мкр
Ъср=-----— к.г/с1лъ.
। юнне прочности червяка выражается формулой
0=1/"(ай+о^у + Зг^Ср-!^ кг/см\
1|„ принимается по табл. 200. <
Расстояние между серединами опор вала червяка прн приближен-
। расчете можно принимать равным
Д=(0,9-г 1,0)С,/я.
По найденным усилиям Р, Q и Т рассчитывают также вал чер-
,иного колеса и определяют реакции опор, по которым н дальнейшем
1‘Н|зводится расчет подшипников червячной передачи (см. фиг. 304).
Пл фиг ЗЭ5 и 306 приводятся примеры оформления рабочих чер-
. M'il червяка и червячного колеса.
Порядок расчета червячной передачи
‘здио: передаваемая мощность N вл. с., число оборотов червя-
> и,( в об/мин. и передаточное число /.
I Определение числа оборотов червячного колеса пчк= ~~~ об/мнн.
’.!. Выбор числа заходов червяка гч и определение числа зубьев
рпячного колеса ?,«=?,(. Если z,iK получается меньше 24, нуж-
1 увеличить гч.
:‘1, Выбор числа модулей в диаметре начальной окружности-червя
d,t
। ti — по табл. 197.
г
4. Определение угла подъема винтовой линии червяка tgl=-~ .
Угол подъема \ находится по таблицам тригонометрических функ-
ций.
5. Выбор материалов червяка н червячного колеса и определение [<
(ориентировочные величины tg р приведены в расчете).
6. Определение к п. д. червячной передачи
tg х
71 tg а+р) f|1G3‘ ,
7. Определение крутящих моментов МГ1 н M,tK:
N
/И„=71620 — кгем; M,lK — Mr[t т) кгем,
пч
где -q—-к. п. д, червячной передачи (обычно -q=0,75 4-0,85).
8. Предварительное определение окружной скорости колеси
4/---------
0=0,1 "р n4n,tKN м/сек.
9. Выбор коэффициента нагрузки ktt по табл. 195.
10. Выбор коэффициента длины зуба i=— по приведенным и
mS
расчете соображениям.
11. Выбор коэффициента формы зуба уи по табл. 196.
12. Выбор коэффициента, учитывающего перекрытие зацепления, /(,
13. Определение cos X по «тригонометрическим таблицам
14. Выбор допускаемого напряжения на изгиб [о]ч для червяч
ного колеса цо табл 198
15 Определение модуля
, / о,бзвл/чкйа
ms=i/ -------;---z—г;——г ™
у гчк 'г1 У к К Ыа cos х
и округление полученного результата по ОСТ 1597.
16. Определение основных размеров червяка:
начальный диаметр rfa.=(?ms;
наружный диаметр de4=d,t+2ins;
внутренний диаметр di4=^d,t — 2,4ms',
длина нарезанной части червяка /,4 по эмпирическим формулам
приведенным в расчете.
17. Определение основных размеров червячного колеса:
начальный диаметр D4K=z4Kms',
наружный диаметр Оечк=(гчк4-2) ,д5;
длина зуба колеса ,ns-
18. Проверка угла обхвата червячного колеса по формуле
2Г=^
к dt.
19. Определение допускаемого контактного напряжения на сди|1
для материала колеса по табл. 198 пли 199.
20. Проверка выносливости зуба на контактные напряжения сдвига
(для закрытых передач)
^ЧК '1р
кг/см2.
21. Определение усилий в червячной передаче (см. фиг. 304);
2Л1те 2МЧ
Р~—~ кг-, Q=—~~kz; Т*=Р tg а5= Р tg 20° кг
&ЧХ. “ч
22. Предварительный выбор расстояния между опорами червяка
I (0,9 -т-1,0) Dw.
23. Определение изгибающего момента в опасном сечении чер-
ника (по середине)
» [ (Pd'‘ 1L V iQL \2
Mm-J/ lk-4-+’T’) +'т) кгсм-
24. Определение напряжений от изгибающего момента, от сжимаю-
Hii'ii силы и от крутящего момента:
Миа 4Р Мцр
----— кг/см2-, асж<~--— кг/см2; tKp-<=-------- кг/см-
0,14^ я 9
25. Определение1 допускаемого напряжения [а—1]^ для тела чер-
• цка при приближенном расчете его на прочность по табл. 200.
26. Проверка прочности тела червяка по формуле
и— (эы3^кр [°— 1 -1а Кё/смК
Пример. Определить основные размеры червячного колеса и червяка. Дано:
ичпщость двигателя N — 6 л. с,, число оборотов червяка пч — 750 об/мин., ле-
I* уточное число г—25. Работа с незначительным» колебаниями нагрузки Пере-
uni реверсивная. Материалы; колесо — 5р. АЖН 10—4—4, червяк — сталь 15
• мг1гтярован»ая.
Решение. 1. Число оборотов червячного колеса
rt^;c=s ——= 122= 30 об/мин.
I 25
V, Число заходов червяки берем равным 2% — 2, тогда число зубьев червяч-
||'о колеса будет равно
zl/K = ?.ц /=2-25 = 50.
Л. Задаемся числом модулей в диаметре начальной окружности червяка
,и гибл. 197.
Принимаем д= 10. По этой ясе таблице при а= |0 в zu= 2 получаем
- 11 ° 1 8'33".
-I Находим к. п. д. передачи
,, = - Л2'°‘^..0,98. 0,S9 = Ы1" 0,98.о ,99 =
tg (X+pJ tgt3°36'6" 0,2419
= 0,82-0,98 0,99= 0,80,
tgX = tg 11 » I 8'36"= 0,1 999.
Пушимая tgo = O,O4, получаем p= 2°|7',3O/’, t11== 0,98 (для подшипников
oinuus) И r/2 =‘l — 0,2/= 1 - 0,2-0,04= 0,99.
5 Крутящий момент н: валу червяка
Л'„ = 71 020 ~ = 71620 — = 573 кгсИ,
nv 750
а пл валу колеса Л1,(к=Л4,г i т, =-573-25-0,80 ~ 1 1Б00 чгсм.
6. Определяем предварительно окружную скорость
vh = о,] пч n,mN ~ 0,1 1/750.30 Ь==2л#7сел..
7, Коэффициент нагрузки ku находим по табл. 195. При гезвачптелЫИ
Колебаниях нагрузки, небольших толчках и ок<3 М}сыс ka = 1,2.
8 Принимаем: ф= 9, Ае = 1,6.
9. Коэффициент формы зуба находим по табл. 1 96: при гчх= 60ух = 0,11.
10. Допускаемое напряжение иа изгиб зуба червячного колеса принимаем ч
табп. 198. Ма== 1200 ке/сЛа (для черсячкого колеса с венцом изброн»
Бо А.ЖН 10—'1—4 при симметричном цикле нагрузки)
II Определяем модуль-червячного колеса
3 Г 0,636Л,(хйи 3 / 0,686.1 1500-1,2
' s ~ 1/ z,(K ф ух й£ [ч]и cosX ~ у 50-9-0,145-1,6-1200-0,9 8
— 0.47 с.и.
Принимаем по ОСТ 1597 ms = 4,5 ям
12. Основные размеры червяка:
начальный диаметр rf4 —qms «=10-4,5=45 лш:
наружный дйаметр d£li=rf(J + 2пт$ =45 + 2-4.5=54 лш;
внутренний диаметр d^-dy — 2,4iHs = 45 — 2,4-4,5 = 34 2 4!.и;
длина нарезанной части червяка
1Ч — (11 + 0,06г,(J ms + 25 =(1 1+0,66 50) 4,5 + 25 5: 90 ш:.
13, Основные размеры червячного колеса:
начальный диаметр Вчх= z4Krns = 50-4,5 = 225 ЛИ;
наружный диаметр DWK= (гте+ 2) ms = 52-4.5 = 234 лл;
длина зуба Колеса 5 = 4 jn^ = 9-4,5 — 40,5;
угоп обхвата
2..o_fe 360° _ 40,5 360 _ 10?„,
1 3,14-45
что удовлетворяет условию- ?7°= 100+ ПО”.
14. Проверяем выносливость зуба червячного колеса на контактные Иапряж-
нпя сдвига:
-530 / А%,/гп ЕЗО Г 1 1500- 1,1
т =---J / - - =---1 / -------------- 1 250 да/ел«,
DVK у 92,5 у 4,5
что допустимо, так как меньше {т1й .
1S, СВАРНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ
С помощью сварки могут изготовляться корпуса приспосоЗлешп1
различные станины и рамы, рычаги, тяги и т. д. Чаще всего сварш,1>
узлы изготовляются из проката (листы, полосы, угольники, швеллеон
двутавры)'. Наиболее употребительные марки’ стали для сварных ст.
>'.ц|пений: пизкоуглеродистая сталь марок Ст. О, Ст. 2 и Ст. 3
ГОСТ 380—60 или близкие к ним по механическим свойствам
. iii.iii марок 10, 15, 20 по ГОСТ 1050—60. В ответственных соедине-
ниях применяются конструкционные- легированные стали по ГОСТ
I >13—57 и низколегированные стали по ГОСТ 5058—57.
h инструкции сварных соединений и расчеты на прочность
На фиг. 307 приведены различные типы сварных со един е-
и И ii. Соединение в стык (фиг 307, а) выполняется с разделкой кро-
i"K под углом 60—75°. Это соединение рассчитывается на растяжение
и in сжатие но формуле
Фиг, 307. Примеры сваоных соединений.
кг/с^
। I- а -— напряжение в сварном шве в кг/сма‘,
|a'L— допускаемое напряжение на растяжение или сжатие для
сварных швов (табл. 201), величина которого выбирается в
зависимости от допускаемых напряжений металла сваривае-
мых деталей (табл. 202);
I-—длина шва; s — толщина свариваемого металла; Р— усилие,
действующее на шов, в кг
Обозначения сварных швов на чертежах стандартизованы по ГОСТ
'."IJ3—58. Сварные соединения внахлестку (фиг. 307, б) выполняются
,1Лйвым (валиковым) швом. Угловой шов (фиг. 307, s) в зависимо-
। ill от расположения его относительно направления действующего
. плпя может быть лобовым (перпендикулярным к линии действия
о'нлня), фланговым (параллельным к линии действия усилия) или
комбинированным (лобовой и фланговый, фиг. 307, е). Все углом,!'
швы рассчитываются па срез по формуле
Ь‘Р— ср'
где напряжение среза в шве в кг/сл2;
—допускаемое напряжение на срез (табл. 201) в кг/с.м2;
£ — полная длипа'шва в слг,
/с —длина катета шва (фиг. 307).
Таблица ‘Ю1
Допускаемые напряжения для электросварных швов
Метод сварки Для соединения в стык Для соединении внахлестку
при растяже- нии [O'jp при сжатии при срез г
Ручкой электродами Э34 . То же» толстопокрытьтмн электродами Э42 и Э50 . . То же» электродами Э42А , Автоматический под слоем флюса........... °-6 [О)р 0,8 Ир 0.9 Ир 0,9 Ир 0,75 Мр 0,9 Ир 0'5 Ир 0,65 И 0,7 |»Jp 0,7 Ир
Таблица *20'
Допускаемые напряжения для основного металла сварных
соединений [а]р в nsfCM?
Род деформации Основные нагрузки Основные и дополни тельные яагрузки
Ст 0, Ст. 2 Ст. 3, Ст. 4 Ст. 5 Ст. 0, Ст. 2 Ст. 3, Ст 4 Ст. Ь
Строительные конструкции
Растяжение, сжатие, из-
гиб 1400 I 600 — 1 600 1800 —
Срез Смятие торцовой поверх- 900 1000 — 1000 2400 1100 —
ности 2100 24 00 — 2700 —
Кра новыз /с он струн ции
Растяжение, сжатие, изгиб 1200 иоо 1750 1450 1700 210"
Срез Смятие торцовой поверх- 950 поо 1400 2600 1 150 1350 171Ж
ности..... . , . , . 1800 2100 2200 2550 ЗИИ'
Соединения в тавр (фиг 307, г) рассчитываются по формуле
</>= Tw < кг/см2’
। соединения в тавр другой конструкции (фиг, 307, д) по формуле
, Р
Qp(coic)= [s Г® ^р(сж) ks/gm2>
|дс s — наименьшая толщина свариваемых листов Величина к не
должна превышать 1,2s.
Для швов, выполненных так, как показано на фиг. 397, в (по се-
|'"ДНпе), расчет ведется по формуле
ке/см3-
В тех случаях, когда основных сварных швов оказывается недо-
мточио для передачи действующих
с иоиогательные швы: прорезные, эле .
|||||цзаклепки или пробочные швы
Прорезные швы (фиг. 307, е)
гпгполагаются в направлении действу-
. чцего на соединение усилия. Обычно
"iiipiiita прорезного шва принимается
iiuinii a=2s, а длина Z=(10 -э- 25)s.
Гш'чет прорезных швов производится
им формуле
кг/смг-
। н! к т р о s а к т е п к и (фиг. 307, з)
|||н'дставляют собой заплавленное раз-
зипованное отверстие в одном из со-
усилий, к ним добавляются
Фаг. 308. Сварка детали
стыковым швом.
‘ "Шпяемых листов. Угол раззенковки
|) -60 -t- 90°, рабочий диаметр d— (2,5 ч- 3) з. Расчет электрозакле-
пок производится на срез по рабочему сечению. Пробочные co-
г.пшепия образуются проплавлением одного из листов соединения
|||тг. 307, ж). Ош применяются для скрепления деталей, ио рабочей
ингрузки нести не могут.
Пример. Проверить прочность сварного стыкового шва (фиг. 30,8). несущего
•I рузку Р = 50' гпт толщина листов $=12 лл, длина шва I = 4 00 ’ami, материал
>н кт—Ст. 2. Сварка производится вручную толстопокрытым электродом Э42»
11ииряк:ения в шве
Р 50000 , л
— ————= 1040 кг/см*.
Is 40.1,2
I ипсквемое напряжение для основного металла берем по табл. 202 Итлсем
» j 14.00 кг/с At* Допускаемое напряжение для электросварного шва по
1 иMh 201 составляет
0,8 Мр= 0,8’1 400 = 1 120 кг/см*
♦ ||0|учепкое напряжение 1040 кг/с At* меньше допускаемою следовательно,
мирной шов будет работоспособным.
ЛИТЕРАТУРА
1 Справочник машиностроителя, т. Ш. Машгиз, 1955.
2 Справочник машиностроителя, т. IV, Машгиз, 1955.
3 А Т. Батурин. Детали машин, Машгиз, 1956 /
4, Детали машин, Сборник материалов по расчету и конструированию, под
вед, Н С Ачеркаиа, Машгиз, 1953
5- В. С. Поляков а др,Ф Детали машин, Машгиз, 1954-
6. Я. М Павлов, Детали машин, Машгиз. 1958.
7. А. Б. Парйицкий и А. П. Ш а б а ш о в, Мостовые краны обще] а
назначения, Машгиз, 1958.
8 Р. Д. Бейзе ль май а Б. В. Цыпкин, Подшипники каченят
Машгиз, 1 959.
9 А. Ф. Ле с о хны. Допуски и технические измерения, Машгиз. 1951.
10. С. Д. Пономарев, Расчет на прочность в машиностроении, Мши-
газ, 1959.
11. Н М. Беляев, Сопротивление материалов, Физматгиз, 1959.
12. Б. Н. Федоров. Н. М. Мурашов, Справочник молодого ело
саря,. Трудрезервиздат, 1956. .
13. А. В- Критики кий, А. В. Павлов, Выполнение рабочих чер
тещей, МашгПз, 1955
14. В. А. Федоренко, А. И. Шошин, Справочник по машнпо
строительному черчению, Машгвз, 1 96 j.
15 А М. Иерусалимский, Графическая грамотн рабочего-пзобрма
теля» Машгиз, 1950
16, В. 3. Васильев и др., Справочные таблицы по деталям машин
Машгиз, I960,
17 Г. М. Ицкович, В. А. Киселев и др., Сборник задач и при
моров иасчета деталей машин, Машгиз, 1960.
18. * Чертежи в машиностроении, Государственные стандарты, Машгиз, 19(10
19, !<• Н. Боков, Г. М. Ицкович и др.. Курсовое проектирование
деталей машин, Машгиз, 1 958
20. М. С. .Комаров» Определение расчетных нагрузок производствами и
механизмов и машин, Alami из, 1958.
21. Б 11- Боков, Детали машин, ИзД‘В0 ^Высшая школа», I960.
MIIIRWIIW
ГЛАВА X
СПОСОБЫ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ МАШИН
I. ПОДГОТОВКА МАТЕРИАЛА ДЛЯ ОБРАБОТКИ
Раскрой материала
Существует два способа изготовления деталей: 1) из заранее
|ш|1сзанкой заготовки и 2) из целого прутка, ш Ганга, ^листа, рулона
нчггы, мотка проволоки и т. д. Второй способ является самым про-
1|1Г1!Спввым, наиболее производительным, экономичным и более, чем
н-рвый, допускает возможность механизации и автоматизации про-
’июдства. Первый способ еще не устарел и широко применяется,
hi'i пего часто нельзя обойтись, особенно в единичном, мелко-
рийном и даже серийном производстве, нужно только добиться,
нпбы заготовки нарезались или раскраивались из прутка или листа
илименьщнми потерями металла. При этом необходимо найти наи-
’ п.цщ выгодный раскрой материала Раскрой же материала может
>.ц||> двух видов: индивидуальный, когда из прутка или листа наре-
। |ц>гея одинаковые заготовки, и комбинированный, когда из прутка
” in листа нарезаются разные заготовки.
При индивидуальном раскрое стандартных (пемер-
”ы\) прутков пли листов почти всегда получаются отходы по не-
। Imi'Uocth, г. е. концевые отходы. Такие отходы вызываются
нм, что прутки по длине поставляются разные, а количество загото-
’П не всегда получается кратным. Обычно остается кусок, из кото-
|i к'о нельзя вырезать целую заготовку. При комбинированном рас-
.||и)о можно подобрать такие две или три разные по длине загочов-
। и, Которые уложатся в пруток или лист без отхода, Таким образом,
иинбйнйрованный раскрой является наиболее экономим-
=и.|м, Однако он не всегда может быть применен с полным эффек-
••щ, Например, в крупносерийном и массовом производстве резка
ipvi'KOB на две-три заготовки потребует частой перестановки
iiiipon нодсниц, это же потребуется и в том случае, Когда установ-
ишь программой количество заготовок неодинаково.
I' а ц и о'на л из а ц и я раскроя является большим резервом
iiiiiiMiiu материалов, Рационализатор в производстве всегда может
’’Ilin новые, более совершенные варианты раскроя, позволяющие
’шее использовать отходы или совсем их устранить. Для этого
ц|(1ходимо пересмотреть существующий способ раскроя деталей,
Фиг. 309. Раскрой металла-
а — неправильный; б— индивидуальный а — комбинированный.
Фиг 310. Угол наклона детали при раскрое.
Фиг. 311. Рациональный (а)
«'нерациональный (б) рас-
крой
Фиг 312. Нерациональный (л)
И рациональный (б) раскрой
имея в виду, что для производства удобнее всего пользоваться та-
пни раскроем, когда из листа вырезаются заготовки только для од-
ною изделия. Для пересмотра раскроя и внесения предложения
целесообразно взять группу деталей, изготовляемых из металла
п.цшакозых марок и профилей, н, учитывая программу производства
mi каждой детали, попытаться скомбинировать их таким образом,
чтобы прн резке получался минимальный отход. Это удобнее всего
дгнать при., помощи шаблончиков, вырезанных па картона по
Конфигурации детали или ее заготовки в уменьшенном масштабе.
В первую очередь следует рассматривать варианты раскроя круп-
ф4г 313» Раикрий ниласы иа деталь.
пых деталей, так как мелкие могут выкраиваться пз отходов круп-
ных. При комбинировании раскроя нужпо учитывать возможность
|н'ЧК11 в условиях данного производства.
Например, неправильно было бы предложить раскрой, показан-
ный на фиг. 309, а, хотя он и напвыгоднейшпй, так как вырезать на
поясницах заготовки здесь невозможно. Можно для такого раскроя
фидумать штамп, однако он будет сложен, и лучше всего подобрать
иную комбинацию этих четырех деталей, варьируя размеры ли-
ши по ГОСТ. Листовые материалы целесообразно иногда разрезать
предварительно на полосы, из которых затем штампуются.детали.
Ни избежание краевого остатка и здесь применим, комбинирован-
ный раскрой. Например, если вырезать из листа полосы .только оди-
онсовых размеров, то получится отход (фнг, 309, б), если же выре-
и1,ч. две различные полосы, то отхода может не быть (фиг. 309, б).
Ширина полосы предварительно выбирается/ исходя из наивы-
ыдпейшего раскроя из нее деталей. Здесь иногда существенное зна-
'iriuie играет угол наклона детали (фиг. 310). Например, угол, приня-
н.'й иа фиг 310, в, позволяет штамповать более экономно в срав-
iiriiim с фнг. 310, а и б, так как площадь АВ=Р здесь меньше.
|1||'амповка круглых деталей из полосы в шахматном порядке более
пншомична (фиг. 311), раскрой по фнг. 312, б наиболее целесооб-
|ч1тсн и т. д. Рационализатор, желающий улучшить раскрой метал-
па, не должен придерживаться установленных чертежом размеров
и конфигурации детали. Часто совершенно несущественное измене-
ние ее радиуса, фаски, лыски дает возможность значительно увели-
чить количество выкраиваемых из листа или полосы деталей и со-
кратить отходы металла. На фиг. 313, а и б представлены случаи
раскроя до изменения конструкции, а па фиг. 313, ей a — после не-
значительного ее изменения.
Существуют следующие способы резки материала на заготовки:
на пнлах, ножницах, молотах и прессах, резцом и фрезой, газовой
резкой, электромеханической резкой.
Резка материалов на пилах, ножницах, молотах и прессах
Пилы для разрезки материалов могут быть ленточные и диско-
вые. На дисковых пилах возможна резка холодного и на-
гретого до температуры 600—700° металла. Кроме обычных зубча-
тых пил, применяются дисковые пилы без зубьев, работающие 3d
счет большой скорости (более 150 м/лшн) диска в месте реза. Для
разрезки труб и сортового проката на заготовки изготовляются
специальные автоматические отрезные станки. Ленточные пи-
лы применяются для разрезки мягких материалов: дерево, алюми-
ний (обрезка прибылей на отливках из цветных сплавов). Ленточные
пилы типа ножовок, работающие с малыми скоростями, применяются
для разрезки металла любых марок. Технические данные отрезных
станков даны в табл. 203.
Разрезке на ножницах и прессах подвергают пластичные
материалы различных профилей. По конструкции различают нож-
ницы: рычажные с качающимся ножом, параллельные с поступа-
тельно движущимся ножом, дисковые с непрерывно вращающимися
дисковыми ножами, Параллельные ножницы с наклонно поставленным
верхним, ножом называются гильотинными Параллельные и гильотин-
ные ножницы приводятся в движение кривошипным механизмом, где
ползун связан с эксцентриком прямого вала или кривошипом коленча-
того вала. У дисковых ножниц нижний иож неподвижен, а верхний
приводится в движение от валов, связанных через ряд шестерен с элек-
тродвигателем- Эти ножницы позволяют резать лист по любой кра-
евой липни. Кривошипные или эксцентриковые ножницы часто выпел
няются универсальными, объединяющими в одном станке ножницы
для листов, ножницы для профилей и дыропробивной пресс. Такии
ножницы называются пресс-ножницами. Для резки специальных
профилей изготовляются специальные ножницы. Резка металла, ш>
требующая большой точности (резка отходов, обрезка концом),
производится на рычажных ножницах, которые не дают длинного рели
вследствие малой длины ножей, но развивают, значительное yciwiii
на иоже. Кроме перечисленных обычных конструкций ножниц, и
каждом производстве применяются ножницы специальных тиной
Гак, в прокатных цехах, кроме гильотинных и рычажных, -прмкИ”
каются мощные (50—2000 ш) ножницы для горячей резки заготон'Л.
и автоматические летучие ножницы, разрезающие металлопрокш
на ходу немедленно после выхода его из валков. В кузнечных цехи1
вместо резки крупных заготовок на ножницах часто применяется ломь'
Отрезные станки
Таблица 203
Наименование станка 3 Я о Диаметр разрезае- мого ма- териала , AMi Размер режу- щего инстру- мента (диа- метр II толщи- на), л//,/ Число оборо- тов режущего инструмента и минуту Подача ,ча один оборот, им/
Дисковая пила . » . 660 75 275/4,5 14,2—27,5 Гидравличе- ская
То же 861 90 300/4 11,7—23,4 1,5—3,8
» 862 230 660/6 7—14,7 2,3—14,3
0 866 240 710/65 4,75—13,3 Гидравличе-
)> 867 350 1030/8 3,5—9,7 ская То же
1 Гожозочный S72 220 Длина 450 75—97
Муфтоотяев» ной . . , . 9162С1 48—141 толщина 2,5 (ХОДОВ) 36,5-374
Отрезной ав- томат . . . 1 V." 32 Резцы шири 233—1130 0,05-0,18
Го же 2=//-' 67 ной от 1,5 до 4 лш Резцы шири- 166—271 0,03—0,75
Отрезной . 8666 240 ной от 1 ,5 до 5 лш 7Ю/3 3,3—25.5 25—500
Тп же 8 А 67 350 I 01 0/8 2—20 12—450
» 8A6S 5 <10 1430/10 1,6-16 12-400
Полуавтомат МП-12 300 2000 23,8—99 Бесступен»
Отрезной но- жовочный 872А 250 Пильная рама Число ДВОЙНЫХ чатаятидрао- лическая 50—1200 Усилие цода-
Мгпточно- п ильный. . ЗР95 420X250 500X2,5 3250/1 2-3 холоп рамы 85, 110 Скорость 1 чи регулиру- ется гидрав- лически в кг, 70—200
ленты 15—850 м/мин. |
mi мощных кривошипных, гидравлических прессах или на специальных
прессах холодноломах.
Газовая резка позволяет резать металл толщиной до 1200.и.и.
Г । за к и для резки могут быть ручные и машинные. Машинный
11 ши укреплен на станке, где имеется возможность перемещения его
> hi перемещения под ним разрезаемого металла. На машинах для
|нч|(Ц, благодаря равномерной скорости движения резака или метал-
и1, поверхность pesa получается чистой, а механические свой-
пи кроМки существенно не отличаются от свойств кромок, обра-
и.пшпых строжкой и фрезеровкой. Скорость передвижения резака
pi.'DKtia быть такой, чтобы не было ни перерывов в работе (при слиш-
• |>Ч большой скорости), ни оплавления поверхности (при замедленной
прости). Большое влияние на скорость резки, а также па расход
. ppiDiicro оказывает чистота кислорода; чем чище кислород, тем мень-
||| расход его и тем скорее идет процесс резки. В связи с этим
н'сообразгю применять кислород чистотой не ниже 99%. Произво-
дительность резки может быть - повышена за счет организационных
и технических мероприятий резки пакетами, подогрева кислорода,
применения двухпламенного резака, а также параллельной резки ряди
деталей за один проход.
Рационализатором и изобретателем могут быть предложены и дру-
гие мероприятия по повышению производительности резки, а также
по сокращению расхода горючих газов » кислорода. Большие возмож-
ности для .изобретателя имеются в изыскании способа газовой
резки цветных и других металлов и сплавов, которые с трудом под'
даются такой резке (о газовой резке см. также стр. 541).
Разрезка материалов резцами и фрезами
Разрезка материалов резцами и фрезами осуществляется на токарных
и фрезерных , станках в процессе обработки детали из прутка или пл
групповой заготовки, т. е. заготовки, рассчитанной на несколько дета-
лей. Резка заготовок на токарных станках всех типов (револьверные,
токарные, автоматы и полуавтоматы и т. д.) производится отрезными
(прорезными) резцами, которые, однако, должны иметь значительную
ширину при прутке большого сечения, в связи с чем много металлч
уходит в стружку.
Анодно-механическая резка
Сущность этого способа изложена в.разделе «Анодно-механическш|
обработка металлов». Такая резка применяется для разрезки тверды\
и сверхтвердых металлов, а также сплавов, например сталей, заки
ленных на твердость выше 300 ед. по Бринеллю, твердосплавям1
пластин и т. д. Технические данные станков для аиодно-механшк'
ской резки приведены в табл 204.
Таблицу WI
Технические данные анодно-механических отрезных станков
Характеристика Модель станка
АМО-13 АМО-32 4821 ПАМ-3 4822
НанболыкггЙ диаметр раз-
резаемого изделия» ,илг . . 30 1 00 150 350 300
Характер подачи ннстру-
мента Ручная Ручная Гидра- Ручная Лейтом ,
вли-че- пая noXii
Время резания наибольшего ская пичеаы
диаметра изделия, мин . . 2,5 6—7 10—12 45 35
Наружный диаметр диска,
/Л« . . 200 420 65 0 Лента 20 Лепта
Толщина диска (из стали),
.ИЛ* 0,5 —0,8 0,8—1,0 1,0—1 ,5 1,о о,Я
Окружная скорость диска,
м/сек ...» 8 17 20 и 25 — Лента 1 •
Наибольшая сила рабочего
тока, а ...... I ОО 200 300 300 300
Напряжение питающего
1 ока. <s. . 18—20 2 0—25 18—26 28 28 (
2. ЛИТЪЕ
Технологический процесс изготовления отливок состоит из фор- ,
мойки (изготовления литейных форм и стержней), заливки форм жид-
ким металлом, выбивки остывших отливок из форм, очистки и обрубки
нт липок [1,9, 17, 15].
Формовка может производиться в песчаных формах,
постоянных, главным образом металлических, формах (к о к илях)
и в полупостоянных формах, изготовляемых из высокоогнёупорных
Фиг зИ разрез собранной формы:
/—верхняя опока, 1 — нижняя опока; 3 — средняя опока; Г—
формовочная смесь; 5 — каркас стержня; 5 — вентиляционный ка«
нал стержня; 7 — питатель; 8— стержень; 9 — шлакоуловитель,
10 — стояк; И — литниковая чаша; 12 — полость, формы; 13 —
крестовина; 14 — буртик опоки; 16 — выпор; 16— знак стержня,
/7 — Крючки; /5» 19— вентиляционные каналы формы; 20—шты«
ри; 21— подопечная доска; 22— линия разъема; 23—ушки опоки
формовочных материалов (фиг. 314). Постоянные и п о л у п о-
। т о я н н ы е формы выдерживают большое количество отливок и при-
чиняются в крупносерийном И массовом производстве. Модели
> '|ужат для изготовления по ним формы и могут быть деревянными
it металлическими Наружные очертания отливки получаются при по-
|ц>|цп модели, а внутренние (отверстия, углубления и т. д.) —при
Ш1М01Щ1 стержней, изготовляемых из песчаных.материалов. Фор-
ипнка весьма крупных отливок производится непосредственно в п о ч-
п г, а мелких н средних в специальных, ящиках — опоках,' которые
и нютовляются из чугуна, стали, легких сплавов и иногда из дерева.
। парные опоки из листовой или профилированной стали легки, удобны
и долговечны в работе, способствуют повышению производительности
i р у да. Формовочный инструмент — гладилки,. полозки,' лан-
цеты, крючки, ложечки и др.—служит для ручной отделки форм
и i'1'сржней.
1 1 linens № 761
Формовочные и стержневые материалы
Материалы, применяемые для изготовления форм и стержней,
должны обладать прочностью, газопроницаемостью, огнеупорностью,
пластичностью, податливостью и однородностью ч иметь содержание
влаги в строго ограниченных пределах, Формовочная смесь бывае!
облицовочной и наполнительной. Первая служит для выполнения
той части формы, которая соприкасается с моделями, а значит, и с за-
ливаемым металлом, а вторая — для набивки остальной части формы.
Формовочная смесь состоит в основном из песка, кварцевого
пли глинистого, глины и различных добавок.
Для чугунных отливок при заливке в сырые формы в каче-
стве противопригарной добавки применяют молотый каменный уголь.
При машинной формовке все чаще вместо двух смесей — облицо-
вочной и наполнительной —применяют одну общую смесь, называемую
единой, или общеформовочпой, что упрощает производство и по-
вышает производительность труда (3, 1, 13, 33].
Стержневые материалы состоят в основном из песка, но для
увеличения прочности к нему добавляют различные связующие веще-
ства, Применявшиеся раньше растительное масло, декстрин, крахмал,
патока в настоящее время заменяются менее дефицитными (не паде-
выми) связующими, например рематолом, крепителями 4Г, П, бифта-
лем. древесным и торфяным пеком, крепителями КТ, КД, КБ, ГТФ,
М, МФ-17, СП, СБ, сульфитно-спиртовой бардой, искусственными
термореактивными смолами и др. Рационализаторы должны работать
над изысканием возможности замены пищевых материалов другими,
пе пищевыми, менее дефицитными и более дешевыми материа-
лами.
Формовочные материалы подвергают сушке, разминании,
просеиванию, удалению металлических частиц из формовочной' смеси
при помощи магнитных сепараторов, разрыхлению и т. д. Для под-
готовки формовочных и стержневых материалов служат: печи для
сушки, бегуны, шаровые мельницы, дезинтеграторы, аэраторы, сита,
магнитные сепараторы и Т. д.
- Формовка
Процесс формовки состоит из изготовления формы и стержней,
устройства литниковой системы, выпоров, прибылей и сборки форм,
Основная задача при формовке в песчаной форме — получить форму,
хорошо пропускающую газы (газопроницаемую) и имеющую достаточ-
ную прочность Формовка для отливки мелких и средних дета-
лей выполняется на формовочных машина х, где механизи-
руются: 1) уплотнение формовочной смеси в опоке; 2) выемка мо-
дели из .формы или 3) обе эти операция вместе. Ча’сто механизируется
засыпка формовочной смеси в опоки. Формовочные машины бываю:
ручные, пневматические, гидравлические, электромагнитные. Чане
применяются пневматические машины, а также механические, где уплот-
нение формы производится центробежной силой, так называемые
пескометы. Находят широкое применение пневматические песко-
меты, уплотняющие формовочную или стержневую смесь сжатым
воздухом 118, 27].
HTi
Фиг. 315.
Формовка на фор-
мовочной машине
с ’верхним пресс о
ванисм.
Формзвка на формовочных маишах (машинная формовка)
нижет производиться путем уплотнения смеси; 1) верхним прессова-
нном, 2) нижним прессованием и 3) встряхиванием. При верхнем
прессовании (фиг. 315) последовательность операций технологц-
'(1'<’К(И'о троцесса следующая: опока 3 и поставленная на ней напол-
нительная рамка 4 наполняются формовочной смесью, затем
производится прессование смеси; стол машины 1 с 'закрепленией па леи
чо дельной плитой (с моделью) 2 при прессовании поднимается
пперх, прессовая колодка S, укрепленная на неподвижной траверсе 6,
1подя внутрь наполнительной рамки, спрессовывает смесь. Этот сио-
11<| при своей простоте обеспечивает высокую производительность,
ндншео имеет недостаток, уплотнение бывает неравномерным Приме-
11П',гся для формовки простых отливок в фор-
мах небольшой высоты (130—250 лип). При нижнем
прессовании модель впрессовывается в форму снизу.
Этот способ применяется реже, так как ыа-
И111НЫ для такого прессования имеют более слож-
ную конструкцию, Сложнее и конструкция модель-
llnl't плиты.
Уплотнение встряхиванием произ-
сидится следующим образом: стол машины с за-
। |К'пленной иа нем модельной плитой’ и- опокой
формовочной смесью поднимается, а затем падает
высоты 25—80 мм, происходит удар стола о фла-
прц подвижного цилиндра. Такое падение или
" .рихивание повторяется от 40 до 80 раз, при
пом с каждым ударом уплотнение все больше и
। и п.ше увеличивается. Машина обычно может делать до 120—140
удирав t минуту.
llpii зысокой производительности формовки встряхиванием имеют
ii'i'To и недостатки: форма слабо уплотняется в верхней части, по-
'|<>му требуется дополнительное трамбование формы вручную или
|||итеоваЕием. Эти недостатки устраниются при формовке с уплотне-
нием центробежной силой при помощи пескометов, работающих
। .'П’дующим образом (фиг. 316).
Поступающая по транспортеру 3 формовочная смесь в пескометной
। । шике проходит через имеющееся в кожухе 1 отверстие и захваты-
п.к'тся ковшиком 2. Головка делает около 1500 об/мин. н забрасы-
и.пт смесь в опоку через отверстие 4 с большой скоростью. Смесь уплот-
iiiii' гея за счет живой силы удара ее о модель, модельную плиту,'стенки
иноки н уложенные слон смеси. Чем больше число оборотов ковши-
„II 2, тем больше уплотнение. Этот способ формовки применяется
I нс п единичном и серийном производстве, так и в крупносерийном
। массовом Однако в последнем случае для обеспечения нужной про-
, ,|||,дптелы1ости пескометы должны работать в сочетании с протяж-
ными машинами, установленными на карусели. Протяжные машины
применяются при формовке для механизации освобождения формы
.о модели.
II последние годы находят применение внбропрессовые машины.
И них машинах для уменьшения требуемых .давлений при прессовании
I ш1,есс прессований сопровождается вибрацией; при этом достигается
более равномерное уплотнение, появляется возможность применения
более производительных прессовых машин для сравнительно высоких
опок и более крупных стержней
При изготовлении стержней применяется еще весьма производи-
тельный метод уплотнения сжатым воздухом, так называемый пес-
кодувный процесс. Увлеченная сжатым воздухом стержневая
Фиг. 316. Схема действия
головки пескомета
Поступление
сжатого воздуха
ф(гг 317. Схема работы
пескодувной машины.
смесь из резервуара 1 (фиг. 317) вдувается в стержневой ящик 3 чц.
рез отверстие 2 в донной плите. Воздух выходит через отверстия '/,
уплотняя при этом смесь. Равномерность и степень уплотнения pel у
лиругатся расположением и размерами выдувных 2 и вентиляцион
чых 4 отверстий [18, 36}. В последнее время появился новый тип
стержневых машин — пескострельные [37].
Кроме указанных, часто применяется так называемый метод ф о р
м о в к и в стержнях,- заключающейся в том, что формы соби-
раются из сухих стержней без моделей. Этот способ дорогой, и ein
применяют тогда, когда отливка имеет сложный наружный и внут-
ренний контур (например, головка цилиндров двигателя и др.). Эт<н
способ находит применение также при серийном изготовлении круп
ных отливок.
. Сушка форм
Формы для крупных отливок подвергаются заливке в предвари
тельно высушенном виде. Стержни почти всегда сушатся. Необходп
мРсть длительной сушки и транспортировки форм в сушила, н обратив
удорожает производство. В настоящее время широкое применение пи
лучила сушка токами высокой частоты, ускоряющая процесс в’ 2,4- I
риза, а. также быстросохнущие смеси с жидким стеклом и кре-
пителем МФ-17,. позволяющие сократить продолжительность сушки
и 8—15 раз; очень эффективны химическая сушка на месте
углекислым газом форм, изготовленных из смесей с жидким стеклом
| J, 21, 22], а также использование в быстросохнущих и других смесях
цемента (3—12%), что позволяет не применять специальную сушку';
формы высушиваются в течение суток на воздухе.
Сборка форм
Сборка формы состоит из установки стержней, спаривания нижней
и верхней опоки, установки литниковых чаш и нагрузки либо скреп-
ления опок и форм. Для обеспечения устойчивого положения стержня
и форме часто применяются дополнительные металлические опоры —
/К с р е б е й к и, изготовляемые из мягкой стали (для чугунных и сталь-
ных отливок). Свариваясь с металлом, жеребейки остаются в теле
птлпвки. Для лучшей свариваемости жеребейки лудятся или омед-
няются. Во избежание подъема при заливке верхней опоки под ден-
сшием расплавленного металла части форм должны быть плотно сое-
динены между собой при помощи струбцин, скоб, болтов или нагру-
жены грузами.
‘ Литниковые системы
Литниковая система — система каналов, по которым металл поступает
п полость формы. К литниковой системе относятся литниковая
чл in а 11 (см. фиг. 314), стояк 10, шлакоуловитель 9, пи-
ini ель 7, подводящие металл непосредственно к полости формы.
Чисто применяются и более сложные системы. В литературе описаны
|НЩ1ичпые. конструкции п методы расчетов литниковых систем, однако
и практике часто применяются такие литники, которые являются при-
пиши перерасхода металла и высокого брака отливок.
Рационализатор путем правильного выбора конструкции и расчета
ртзмеров сечений литниковой системы может достигнуть повышения
мчсства отливок, уменьшения расхода жидкого металла на литники
и снижения брака fl, 19, 20],
Прибыль
I прибыль — добавочная полость в форме, служащая для питания
МгГПллом отливки в месте возможного образования усадочной раковины
1фиг. 318). При правильном устройстве прибыли отливка получается
плотной, а усадочна.я раковина и рыхлость сосредоточиваются
и прибыли. На заполнение прибылей расходуется много жидкого ме-
няла, удаление прибылей представляет трудоемкую операцию. Для
Уменьшения размеров прибылен в прибыли вводят стерженьки
hi газотворной смеси либо специальные огнеупорные цилинд-
ры с газовыделяющим зарядом из известняка или смеси известняка
, древесным углем (фиг. 319). При этом внутри прибыли создается
। ,1 в 0 в о е давление, способствующее лучшему использованию ме-
ряла прибыли для питания отливки, что позволяет значительно умень-
шить расход металла на прибыли,
Широкое распространение получили тазе называемые легкоотде-
л немые, или легкоудаляемые, прибыли, в которых между прибылью
и отливкой устанавливается перегородка с отверстием в виде пластинки
пз стержневой смеси (для стальных » чугунных отливок) либо в виде,
железной пластинки (для отливок из легких сплавов). Такие прибыли
легко отделяются ударом ^молотка и не нуждаются в отрезании.
Прибыль
Фнг. Отливка, щеетернп без прибылей;
а —было, б—стало.
За последнее время сдали применять так называемые экз отер
мические смеси для облицовки прибылей *28]. Такне смеси под
держивают тепло в прибыли, улучшая питание отливки и значительно
Часто удается избежать вот
снижая расход металла на прибыль
Фиг. 319 Закрытия прибыль с г«зо-
ТВОРПЫМ стержнем,
применения прибыли путем
установки в форме возле массив
кого узла отливки металличг
ского кокиля или путем закли
дывання в полость формы в со
ответствугощем месте в и у трон
них холодильников в B1I
де спиралей из проволоки, прут
Ков и т. п. [1, 2, 28).
Рационализатор одного маши-
ностроительного завода предло-
жил следующий способ беспри-
быльной отливки чугунной ст у
пицы (фиг, 318, б), В иижнеН
части отливки была установлена металлическая плита (кокиль), чш
обеспечило быстрое, охлаждение утолщенной части отливки и Полун-
ине плотной ее структуры без рыхлот и усадочных раковин.
Задача рационализаторов — найти наиболее правильные спосоС-и
снятия или уменьшения размеров прибылей, а при наличии их сделан
эти прибыли легкоотде ляемымп или применить рациональные механи-
зированные способы их удаления.
Кокильное литье
допуски и припуски, однородны ПО
Фиг. 320. Металлическая форма!
1—стержень; 2 — подкокильная доска; 3— по-
лонии;, кокиля; 4 — отливка; 5 — литник; 6 —
стержень.
Сущность этого метода заключается в заливке расплавленного ме-
|алла не в песчаные, а в металлические подогретые ' формы
(фиг. 320), Далее формы разнимают и из них удаляют отливки. Та-
ким способом изготовляют в большинстве случаев отливки из алюми-
ниевых и других цветных сплавов, а также чугунные и ’стальные от-
ливки. Точность отливок ±1,5 Мм на 100 мм; при особых условиях
точность можно довести до ±0,5 мм на 100 мм. Применение кокиль-
ного литья целесообразно при серийном и массовом производстве.
Отливки получаются плотными, мелкозернистыми, имеют гладкие и
чистые поверхности, малые
ствам, кроме того, сни-
жается расход формо-
ночных материалов в
II--10 раз. Стойкость
кокилей, изготовленных
и,а чугуна или стали, со-
ставляет для чугунных
отливок мелкого развеса
Н —10 тыс. отливок, сред-
не! о развеса — до 3 тыс.
нтливок; для стальных
отливок мелкого развеса
.,0(1—700, среднего 100—
’.'.'iO и крупного 20—25
отливок.
Получение пустот в
М1|шлы|ых отливках до-
। гигается применением
ггержней, а отвод га-
iiiii — устройством спе-
цпильных каналов, а также через разъем кокиля. При разработке
конструкции деталей'для отливки в кокилях должно быть учтено
<.(сдующее: 1) линия разъема кокиля должна обеспечивать свобоД-
||гн: удаление отливки, 2) в отливках не должно быть углублений,
препятствующих выемке их из кокиля, 3) отливки не должны
иметь резких переходов по толщине стенки, 4) отливки Должны быть
получены по возможности без применения стержней. Кокильное
HITI10 механизируется’ при помощи различных литейных кокильных
•шшнн.
Центробежное литье
Сущность этого способа заключается в том, что расплавленный
•ыгплл, заливаемый во вращающуюся холодную, легко нагретую или
зрячую форму, под действием центробежной силы отбрасывается
, ,ч: стейкам. Так как форма представляет собой чаще'всего цилиндр,
. ращающийся вокруг своей центральной оси, то н отливки имеют
.|,,рму тел вращения. Преимущества центробежного литья-следую-
ч1П>' I) отсутствие литников п прибылей, что приводит к экономии
металла; 2) плотность, чистота и мелкозернистость материала отди
вок: 3) уменьшение содержания в отливках разных неметаллических
включений; 4) отсутствие или уменьшение необходимости в .приме-
нении стержней, формовочных и стержневых смесей, формовочных
машин, оборудования для приготовления формовочных н стержневых
смесей, увеличение выпуска отливок с 1 м2 площади цеха.
Центробежное литье выполняется на центробежных ма ши-
на х различной конструкции. Например, на горизонтальных машинах
отливаются водопроводные и канализационные трубы, стволы орудий
и др.; на вертикальных отливаются детали, имеющие небольшую вы-
соту: гильзы цилиндров, маслоты для поршневых колец, шестерни,
шкивы, колеса, а также сложные фасонные отливки [1, 2, 29, 381,
Центробежный способ литья широко применяется также для изготои
ления биметаллических (сталь — бронза, сталь — баббит) вту
лок и вкладышей для подшипников. Стальная втулка заполняется
стружкой, кусками бронзы или баббитом и плотно закрывается. План-
ление металла производится при помощи нагрева токами высокой
частоты втулки снаружи или путем ввода внутрь втулки угольных
электродов. В последнем случае плавка производится электрической
дугой. Соединение цветного металла с черным по заранее очищенной
и обезжиренной поверхности получается вполне прочным.
Литье под давлением
При этом способе отливка получается путем заполнения расплап
ленным металлом стальных форм под давлением от 1 до 100 amv вы
ше, Этим методом отливаются небольшие детали разной формы, и
основном из цветных металлов и сплавов. Отливки имеют высокуи
точность и чистоту, поэтому не требуют механической обработки;
они получаются такими же, как в штампованные, и обладают пол
ной взаимозаменяемостью. Допуски на размерь! таких детален не
превышают 0,15 мм.
Применяемые для литья под давлением м а ш и н ы дают до не
скольких тысяч отливок в смену. Машины могут быть поршневыми
и компрессорными. В обоих случаях жидкий металл заливается и
котел, из которого поступает под давлением по особому каналу и
разъемную металлическую форму, изготовляемую из жаропрочной
стали. Стойкость форм составляет: до 300 000 отливок для цинковых
сплавов, до 100 000 для алюминиевых и до 10 000 для медных cn.'in
bob Если в поршневых машинах на жидкий металл непосредственно
воздействует поршень п гонит его в форму, то в компрессорных мп
шинах это делает сжатый воздух [4, 8,.29, 38].
Точное литье по выплавляемым моделям
Этим методом можно отливать детали из любых сплавов, любы
конфигурации и с большой точностью. Например; для изделий размс
ром до 6 мм допуск не превышает ±0,06 мм, при размерах hi
100 мм и выше допуск ие более ±0,25 мм Можно получить такия
отливки лезвий, имеющих толщину 0,3—0,4 мм, пустотелые отливки
с толщиной стенки 0,6—0,8 ли и с диаметром отверстий-2,0—2,5 лм
В особых п р е с с ф ор м а х отливаются так называемые восковые
модели, по которым затем изготовляются песчаные формы путем
шигесенпя па поверхность восковых моделей нескольких слоев
и । особой массы, состоящей из маршалнта н жидкого стекла (или
•||'плснликата). Формы нагреваются и прокаливаются, при этом по-
топая масса выплавляется. В полученную полость формы заливают
металл.
Технологический процесс изготовления точного литья состоит из
следующих операций: изготовления эталона (образца) изделия; из-
। отоалення, по эталону пресс-форм для отливки восковых моделей;
li.n-отовления литейной формы, выплавления восковой модели; про-
|>илцвания форм в электропечах при температуре от 800 до 900°,
ii.'iiibkh металла н заливки формы, выбивки, удаления литников и
пинетки отливок.
Таблица 205
Составы для моделей точного литья
Составляющие смеси Составы, %
№ 1 | № ? № 3 | Яг <S № 5 % 6 КЬ 7
Канифоль 50 40 Ю 50
Роек пчелиный . . . — 4 — —
Полистирол ..... 30 —— —- — 30
Парафин — 25 38 20 29 50 18
Церезин ..... 20 — ю 61 — —
Стеарян —- 65 — 70 — 50 —
Нтилцсллюлоза » — Ю 18 —— —- —
Дибутилфталат . . . — —* — — ?
Эталон изготовляется с учетом усадки пз стали, бронзы или'
и коминия, доводится вручную и полируется. Пресс-формы по эта
iiiiiy отливаются из гипса, пластмасс, резины или из легкоплавких
<плавов с температурой плавления не выше 200°. Для отливки не-
। .’южных деталей пресс-форма может быть изготовлена без эталона.
Писая форма изготовляется из стали и выдерживает до износа 60 000—
НО 000 заливок воскового сплава. Для изготовления моделей имеются
различные составы, приведенные в табл. 205.
Методом. Точного литья за последнее время изготовляются не
шлысо мелкие детали приборов, хирургические инструменты и т. д.,
ни н крупные детали автомобилей, тракторов, лопатки газовых тур-
iiini и турбокомпрессоров. Точное литье может обеспечить зпачи-
п'Лъпую экономию металла и уменьшить или сделать ненужной ме-
пншческую обработку [3, 10, 23, 29, 38]. *
Литье в оболочковые формы
Литье в оболочковые (скорлупчатые, корковые) формы является
iijiiiHM из наиболее прогрессивных способов, значительно лучше под-
аются механизации и автоматизации, дает возможность получать
чистые (без пригара) и точные по размерам, а также сложные по
конфигурации отливки-, обеспечивает снижение расхода формовочных
И стержневых материалов на 80%. Сущность этого метода заключа-
ется в том, что литейная форма изготовляется по нагретым метал-
лическим моделям и? смеси кварцевого песка и 8—10% специальной
быстро затвердевающей смолы, например пульвербакелита, Благодаря
свойству смолы затвердевать при температуре 200—300° и затем ул;
болвще не возвращаться в жидкое состояние (даже при температуре
литья стали) форма может быть изготовлена тонкой (скорлупчатой)
с толщиной оболочки (скорлупы) от 5 до 15 ям. Прочность скорлу-
пы при этой толщине для небольших отливок достаточна для выдер-
живания давления металла при литье. После того как форма залита
а остыла, оболочка (скорлупа) разрушается от удара молотка
Фиг 321 Скорлупчатая форма.
Для сравнительно более крупных отливок скорлупчатые формы
перед заливкой помешаются в койтениер, в который засыпается мг
таллическая дробь (пли крупнозернистый песок, или гравий) для
поддержания формы при заливке.
Образование оболочковых полуформ и их сушка в печах при тем
пературе 300—ЗЙО1" производятся непосредственно иа модели, и фор-
ма получается с той же Точностью, с какой изготовлена модель
Размеры моделей определяются из расчета усадки сплава й линей
кого расширения модели при нагреве. Для чугунных моделей ли
нейиое расширение при нагревании до 300° равно 0,3%, для моде-
лей из углеродистой стали 0,4%, Для устранения коробления плит
и моделей они подвергаются термической обработке для снятия
внутренних напряжений, Оболочковые полуформы, снятые с моде-
лей, склеиваются быстросхватывающимися клеем или смолами,
например жидким бакелитом, или скрепляются механически’ (боч
тами) (38],
Методом литья в оболочковые формы можно отливать из цугу
на, стали и цветных сплавов детали различной сложности и веса'
коленчатые валы, распределительные валы двигателей вкутрепнсп,
сгорания, поршни, клапаны, детали с ребрами, канавками и сечения
ми толщиной ог 2,5 лш, Точность отливок в массовом производстве
может быть получена 0,6—0,7 мм на 100 мм, в отдельных слу-
чаях до 0,1—0,3 мм на 100 Мм. При применении мелкого песка п
тщательном изготовлении полуформ отливки получаются с чистотой
поверхности по 4—5 классу (ГОСТ 2789—59). Механические свойст-
ва и прочность отливок такие же, что и у деталей, отлитых в пес-
iiatiyio форму. Сухие скорлупчатые формы заливаются металлом
। оолес низкой температурой. Оболочковые формы изготовляются
п,ч специальных автоматических установках, Например, автомати-
ческая 14-позицнонная установка карусельного типа позволяет из-
ннювлять 1000—1500 полуформ в смену, что составляет 2000—3000 щ
|Ц|Тья в год. Диаметр карусели 5200. мм.
Па фиг, 321 изображена скорлупчатая форма для отлмки кулачкового вяла
ллн автомобильного двигателя. Вал отливается горизонтально в скор-
лупчатую форму Л склеенную из двух половинок Как ато видно в сечении,
инлуформь) спариваются по долевому фиксирующему тонкому ребру 2 в одной
«юлуформе и соответствующему ему пазу в другой. Собранную форму ста-
"ПТ в стальной контейнер «3, где опа поддерживается прикрепленными к его
чиу пружинящими упорами 4. Жидкий металл через литниковую чашу и мощ-
ный стояк входят с торца 6 полость формы. Форму в контейнере с трех сто-
[|н|( опоясывает трубопровод 5 с встроенными в него васаДкаМи Через эту
iiirreMy подается сжатый воздух к тем местам формы, где у отливок-требу-
•иен получить отбел. Насадки располагаются соответствующим образом по
нг.и стороны формы. В контейнер засыпают дробс для поддержания формы при
’ uniHKe и более быстрого охлаждения Сжатый воздух подается спустя
I > 26 мни. после заливки. Комбинируя режимы охлаждения, в разных частях
•нливки можно получить различную микроструктуру [25].
Литье методом вакуумного всасывания
Метод предложен Б М. Ксенофонтовым [26). Сущность метода
• петрит в следующем: тонкостенная металлическая форма, охлаж-
i'11'мая водой, — кристаллизатор — погружается своей нижней
чигтыо на небольшую глубину в жидкий сплав; затем во внут-
ренней полости кристаллизатора создается при помощи вакуумной
оишовки разрежение,, вследствие чего через отверстие в нижней
нети в полость формы засасывается сплав. Сплав быстро затвер-
п-ннет в кристаллизаторе, образуя отливку, затем кристаллизатор
шлепается и из него удаляется отливка. Полости в отливках обра-
• |отся или путем выливания неуспевшей затвердеть части спла
и| или посредством устанавливаемых в форму стержней. Отливки,
ii.u'ioujue форму длинной втулки (трубы), разрезаются затем па
’пдельвые заготовки. Быстрое охлаждение дает возможность по-
слать отливки высококачественные, с мелкозернистой структурой.
Ale год Б. М. Ксенофонтова устраняет трудоемкие работы по изго-
ч'пчению формовочных смесей, песчаных форм, заливке и выбиз-
। •• их, очистке отливок. Устраняется также брак отливок по пори-
• пн. та.
Механизация литейных операций
Как видно из изложенных выше кратких сведений о технологии
ценного производства, в современных цехах крупносерийного и мас-
"иого производства широко применяются: механизированные спосо-
। формовки и заливки, а при отливке деталей в скорлупчатые
|>мы применяются автоматизированные установки.
В таких цехах механизируются также подъемно-транспортпии
операции посредством пневматических подъемников, электроталей,
монорельсов, кран-балок, мостовых кранов, ленточных, тележечных,
карусельных и других конвейеров. Однако в действующих цехах ча
сто, наряду с применением этих средств м еханизадии, остаются
ручными многие другие работы Здесь требуется творческая помощь
Фнг. 322, Мехаянзироваппая ломка прибылей.
Фиг. 323. Схема дробеметпой установки с вращающимся столом:
/ — камера; 2—вытяжка, 3 — сепаратор; 4— дробеметный аппарат,
Ь — вращающийся стол с дисками; S — диски; 7— элеватор
изобретателей и. рационализаторов, могущих предложить новые коп
струкции приспособлений, механизмов и устройств, облегчающих
труд рабочего-литейщика. К таким работам относятся выбивка, очи-
стка и обрубка отливок, а также' вспомогательные операции при фор
мовке, например закрывание и открывание бункеров и др.
Задача рационализатора — изыскать возможности комплекенпи
механизации. Приведем несколько примеров механизации перечис-
ленных операций.
Механизированная ломка прибылей стальных отливок. Удаление прибы-
ли. «’Делаиных легкоотделяемыми (на тонких перемычках), взамен трудоемкой
|Ц|Ц»пЙ отбивки кувалдой производятся на установке, показанной на фиг. 322.
Помощью подъемника, подвешенного
। мчнщ» трактора C-loO) после полного
<||Мц/н|Ю1цую дорожку 2, по ’ которой <
•-[«•hi, при зтоы прибыли 4, имею-
щими па отливке, попадают под боек 5
•Чич । и. л сама ступица ставится аа
нишнкл упор 6 и закрепляется сверху
••мрнириым упором 7 при помощи еле-
ьн|.'11»кой рукоятки. Боек пресса 5, дин
I м|> h ппиз, ударяет по прибыли и отла-
л|.н||1ст ее. Упор 7 откидывается в пер-
••лпнмллыюе положение, а ступица вы-
- тиииистся на лоток-5 и падает в ящик
i Отломанные прибыли падают в дру-
“•II нщпк.
Дробеметная очистка литья. Это
•* щпнлсс производительный способ, ПОЛ-
НИ* ило устраняющий ручной труд. Од-
-Him ап требует установок-.специальной
•»нг грукцпи, снабженных дробеметным
। pi Шратом, работающим по принципу
••Н1гН‘тиого нососа (см. стр. 622). Этот
-ниират монтируется в специальной
V! MiHOBKe (фиг 323) с вращающимся
ниюм, на который укладываются
млнпки. Дробь здесь имеет зозмож-
|* I н< использоваться многократно. Дро-
! ‘кчный аппарат снабжен поворот-
!•• 1и приспособлением для регулирования
d‘Vii. Производительность такой уста-
. ниш 1—2 m отливок в час.
Пневматический затвор бунке-
ром над формовочной машиной. На
ьцг> 324 показано устройство, устра-
пншцое ручное закрывание и открыва-
нии оунксра и обеспечивающее • повыше-
на поворотной стреле, отливку 1
охлаждения ставят на наклонную,,на-
угупица скатывается на рабочий стол 3
Фиг. 324 Пневматический затвор
бункера.
•по производительности труда формов-
•miluHi. Шток 1 поршня, помещенного в цилиндре 2, соединен с задвижкой 3.
П]|Ц поворачивании рукоятки задвижки 3 в цилиндр подается сжатый воздух,
mt |/(<41ствующиЙ на поршень и шток, который, в свою очередь, двигает задвиж-
ку пперед или Назад, открывая и закрывая бункер.
1ехник©-эк©номические показатели в литейном производстве
Основными показателями технического уровня литейного про-
j пюдства, наличия в нем совершенных технологических процессов,
П|.1еокопроизводительного оборудования и механизации являются:
иысокнй -съем с I мг производственной площади, высокий выпуск
iii’JIiihok в тоннах в год на одного формовщика и на одного произ-
водственного рабочего и высокий выход годного. Выходом год-
ин г о называется вес готовых (годных) отливок, отнесенный к ве-
> *, натраченных на них металлических материалов (шихты) и выра-
'1,г11иый в процентах.
Допустим, из серого чугуна изготовлено 715 кг отливок при за-
нято на них 1100 кг металлической шихты (т. е, вес металлоза-
715 ЛОО
пилки равен 1100 кг), следовательно, выход годного оудет ——=
115%. Остальные 35% из 100 приходятся на литники и прибыли,
возвращающиеся в шихту (18—30%), брак литья, также возврат.':и1
щийся в шихту (до 3%), прочие возвраты в виде скрапа и сплескоп
(2—3%), угар и безвозвратные потери (б—6%), Таким образом, дли
дагжого примера можно было бы составить следующий баланс:
Годное литье 65%, для 715 кг
Возвраты:
литники и прибыли.................... 25%, или 275 кг
брак.......................... , 3% » 33 кг
скрап, сливы и сплескя............... 2% » 22 кг
Угар и безвозвратные потери. , . , , Б% п 55 кг
Итого 100%, иля 1100 кг
Из баланса видно, что для повышения процента выхода годи»
го необходимо уменьшать литники и прибыли, а также прочие нот
граты и безвозвратные потери в производстве. В табл. 206 npniie
дены технико-экономические показатели, которые можно считан
Таблица Цг
Технике-экономические показатели в зависимости от рода металла, гин»
___________________печей и характера развеса отливок
! Род металла 1 Тип печи Характер развеса Выход годного в % к весу металле за валка ГТ 1 Литнпкя Ц f прибыли 1 1 Угар и безноэ- 1 1 цратмыс потери i
Серый чугун Сталь Ковкий чугун ВроНза п латунь Латунь Алюминиевые сплавы ЛТагки&вые сплавы Bai ранка Мартеновские печи Электропечи тппа , ДСН Малые бессемеров* ские конверторы Вагранки или пламен* ные печи Вяграиха и электро- печь (дуплекс-про- цесс) Электропечь типа дмк То. же Электропечь типа САН То же . Мелкий Средний Крупный Мелкий Средний Крупный Мелкий Средний Мелкий Средний Мелкий Мелкий Мелкий Мелкий Мелкий Мелкий 50 67 72 55 62 68 53—55 60—62 48—50 55—62 50 50 60 '58 60 50 30 23 18 33 26 20 36 29 27 20 37 36 .31 30 21 39 ft’ и >1 6~.( 6-1 5—0 5-И 1 Я-. 1 16- г 71- II 7- II 3- Г 5 и 1 н <1- /
* Недостающий процент (до 100%) здесь и ниже составляют воевратиыые потери; скрап, сплесни, брак л т, д.
удовлетворительными для современного уровня литейных дехов.
показатели могут быть значительно улучшены прн внедрении а И|
изводство усовершенствований и рационализаторских предложоии
Расчет расхода материалов
Определение расхода шихтовых материалов на отлив-
iv детали производится, исходя йз веса металлозавалки, следующим
ьпрязом:
I. Определяется вес металлозавалки в кг по формуле
л_ 100 №+<?..)_________
( (юо - с) ’
к 1 оо/
I Hi' Qj — вес годного литья или вес отливки в кг;
Q,— вес литников и прибылей в кг;
е—процент угара п безвозвратных потерь к металлозавалке,
(I— процент скрапа и сливов к металлозавалке;
с — процент брака к предъявленному.
Нес годного и вес литников определяется взвешиванием, про-
I” нП11 брака принимаются по данным бухгалтерии литейного цеха,
процент скрапа и-угара — по нормативам. Вес металлозавалки мо-
। । быть определен и укрупиечно по известному в цехе для данной
" ipidi литья проценту выхода годного по формуле
100-1000
Л4—----------,
Р-
М— вес металлозавалки на одну тонну литья в кг;
р—процент* выхода годного.
Определяется расход сырья и материалов по установленном
। игнтуре шихты на одну деталь, а затем умноасается на программу
i'"ii шодства этой детали в год. Расход вспомогательных мате-
iii.inrr формовочных и стержневых смесей, красок, замазок, нати-
। и, ыюздей, жеребеец, арматурной проволоки для стержней, шпилек
I д. — определяется путем взвешивания, подсчета на месте и там,
в возможно, — по чертежам и технологическим процессам,
11|П1Мср. Рационализатор предложил изменить конструкцию литой детали
' 'iviylia марки СЧ 21—40, что привело к уменьшению веса отливки: вес от-
i.nil был 37.4 кг, стал 30 кг, пес литников и прибылей был 13,4 кг, стал
| л.', Ирак к предъявленному в цехе составляет 4%, угар и безвозвратные
•"141 5%. скрап и сливы 3% Шихта для отливки чугуна марки СЧ 21—40
пила следующего состава: литейный чугун марки ЛК-1 30%. Доменный
г тилиций 3%, возвраты (лом) 32%, прочие компоненты (вес-вместе) 36%i
.. 100%. Программа производства этой детали составляет 10 000 шт. в
I Шределить экономию шихтовых материалов.
। >И|>сделяем вес металлозавалки по приведенной выше формуле до предло-
" "| и после предложения. До предложения
,, 1 о о w, + Q.) 1 00 (37,4 + 13,4)
н ||редложения
M =_____!0° (3Q+!Q> =45,3 кг.
(1 - —3-'j (1 00 - 4)
k 100 /
Выход годного до предложения 1 ^^^-=64,8% и после предложении
ЗМ°1 = 66,2о/о.
45.3
Расход шихтовых материалов до п после предложения сводим в табл. SOZ.
Таблица 207
Расход шихтовых материалов
/ Материал До предложения ( После предложения
„а одну деталь, кг в ГОД- На 10000 шт » ГП ; на одну деталь, к? о год на |10000 ШТ,,1 1 ’Д
57*7-30 „ о. 173.1 45,3 30 13G
Чугун марки ЛК-1 ——- = 17,31 — - = 13,6
100 1 00
Доменный (Ьэрро- 57.7'3 , „„ 17 'З; 45.3 3,0 , „„ 13.6
силиции .... =1,73 - — - 1 ,36
100 100
57,7-32 „ _ 185 «*5,3 32
Возвраты \лом) . = 18,0 m 14,5 145
1.00 1'00
Прочие =20.16 201 ,6 thH? = I5184 168,4
1 00 ТОО
Итого . . 57,7 677 45.3 4 53
Результат; экономия 577—4 53=124 m в год
' ; ______1____________________________________________ I
Основные задачи рационализаторов и изобретателей
Основные задачи изобретателей п рационализаторов — разргп
батывать и применять в условиях своего цеха передовые методы
литья: кокильное, точное, центробежное литье, литье в оболочки,
вые формы и другие; повышать технико-экономические показатели
(выход годного и др.); изыскивать новые способы сушки форм и
стержней, литья с уменьшенной литниковой системой и без при
былей или с уменьшенной прибылью; находить новые фбрмовочны.
и стержневые материалы, обеспечивающие получение чистых (бю
пригара) н точных отливок; находить заменители дефицитных (осп
беино пищевых) п других материалов; находить способы борьбы .
раковинами, пористостью, короблением, с горячими и холодными
трещинами; снижать припуски, разрабатывать конструкции приспссоь
лений и инструмента, облегчающих и ускоряющих работу на маиш
нах и станках, находить недостатки в конструкции работающею
оборудования, приспособлений и предлагать способы их усовершеи
ствования; находить возможности эффективного применения среде;г
механизации (подъемников. транспортеров и др.) на определен
ных рабочих мостах; разрабатывать новые средства механизации
и автоматизации.
ЛИТЕРАТУРА
1. М Я. Куза Лев, А А. Скворцов, II. Н Смеляков, Спра»
нпчипк рабочего-литейщика, Машгиз, 1961.
2 Под ред проф. Н. Г Гиршовича, Справочник мастера по чугунному
литью. МаШгиз, I960
8. Е. Г. Бе рабашкка, Г. Ф Фокии, Слрдвичьик Молодою лшей-
тика, Трудрезсрвиздат. 1958.
4. А. Н. Соколов, Литейные сплавы. применяемые в иашЕЕНостроеяяп,
«Ппблиотека литейщика». МашгИв, 1961.
5. Л А Сварина; Центробежное литье мелких. бронзовых втулоь Иаш»
Ив, 19Ы.
6. И. Д Орлов я др.. Справочник литейщика, Фасонное литье из тяже-
,in\ цветных металлов, Машгиз, I960
Предотвращение пригара на стальном литье (обзор). ВПТИ шжелого ма
питое троения, 1959.
8 Л П. Полянский А П Москвин, Литье под давлением,
Оборонгиз, 1951
9 В.^Д Орешкин. Основы литейного производства. Машгиз, 1901.
10. Б. С К урч«ан Точное литье, Оборонгиз, 1 954.
11. В, Л Моросв, Е. М. Шей я гольд. Ремонт оборудования ли-
Ьйпых цехов машиностроительных заводов, Машгнг. 1956.
12. В. М. Андреев, Основные Понятия об изготовлении моделей и
• нфжнепых ящиков, ЛДНТП, 1953
13. П И. А к сенов, Формовочное дело, Машгиз, ] 958
14 Л М. Волпявск«>, Машинигая формовка, Машгнз, 1955
15 В С. Гиле э, И. А Осип. Формовка мелких отливок, Маигнз.
И)5 !•
16 Н. Р Гиммельмап, Модельное дело. Мвщгнз, 1961
17 Б. Г. Гринберг, С. Г. Юдин, Основы литейного производства,
I рудрсэсронздат, 1053.
18 Н.П. Аксенов, П Н Аксенов, Оборудование литейных цехов,
». 1 — II, Машгпз, 1949—1950
19 Г М. Ду би цк ий. Литниковые системы, Машгиз, 1951
20. Г М. Дубиц к н й. JL А. Израилевич, Номограммы для расче-
Н1 литниковых систем, Мэеигиз, 1948
2Ь Быстросохнущие смеси на жидком стебле для фасонного стального
ицтья, ВПТИ, Машгиз, 1955.
22. Ф. В. Комаров, С И Сысоев, Химическая сушка литейных форм
н ггержпой, Мищгнз, 1952
23. П. С. Перш кн, Технология точного литья, Машгиз. 1 955.
24. А. Л Р о м а и о в. Обрубка ц очистка отливок, Машгиз, 1956
23. Литье о скорлупчатые формы. ВПТИ, -Москва, t'J54.
26. Б. М. К с е ее о ф o' и т о в, Литье методом вакуумного всасывания,
М»ш1гкз, 19Q2.
27. Б. К. Луканин, Пневматические формовочные машины, Маигнз,
НИМ.
28. А. С. Гусев, Р. П. Кузин и др.. Снижение веса прибылей отливок,
Мшнгкз. 1956
:19. И. Н Рубцов, Специальные виды литья, Машгиз, 1955.
30. П И. К о ж суров, Механизация и передовая технология в литейных
Iii-.wx ЧТЗ, Челябгиз. 1958
81. Механизация и автоматизация литерного производства, Лениздат, 1957.
32. Механизация и автоматизация трудоемких процессов в литейном лроиз-
»«»|детве, Маштиа, [059
83. С. Я. Головни. Краткий справочник литейщика. Машгиз, i960.
;<4. И. И. Горюнов, Литье повышенной точности, Лениздат, ] 959.
35. Научно популярная библиотека рабочего*литейщика (выпуски с 1 по
I |к), Машгиз, 1956—1961
86. Б. И. Шиге ее л гея. Изготовление стержней в литейном производстве,
Минина, 1953
37. Я Л. До д кн, Л М. М а р я е и б а х, Л О Сок оловикай,
Ihnioc в технике литейного производства, Профнздат. 1961.
38. С Я. Голов ин, Особые виды литья, Машгив, 1959,
11 Зллаз № 761
3. ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ
При обработке давлением используется одно из важных свойств
металла — пластичность. Поэтому металл, находясь под деh
ствдем приложенных к нему сил (давления), не разрушается, а де-
формируется, т. с. меняет свою форму —течет. Обработка давлением
значительно улучшает структуру литого металла и повышает его
механические свойства. Деталь, изготовленная из металла, обрабо
танного давлением, чаще всего имеет более высокую прочность,
чем литая из металла или сплава той же марки. Имеются следующих
основные виды обработки давлением: прокатка, волочение, ковки,
штамповка, прессование, выдавливание. Все эти виды обработки (кр(ь
мё ковки) могут выполняться как в горячем (нагретом), так и в xir
лодном состоянии металла,
Нагрев металла
Для нагрева применяются: 1) пламенные печи, в которых ежи
гагстся уголь, мазут, газ; 2) электронагревательные устройству,
где нагрев может производиться контактным методом, токами
промышленной частоты (50 гф) и индукционным — токами высокой
частоты (1000—8000 гф). Основными характеристиками пламенных
печей являются: удельная производительность в илн съем
с квадратного метра пода печи, величина угара в процентах и коэф
фикиент полезного действия. Для камерных печей и печей ।
выдвижным-подом для пагрева слитков под ковку и штамповку съем
с 1 площади пода составляет от 200 до 250 ке в час, а для тех
же печей, работающих в крупносерийном и массовом производстт1
для пагрева заготовок под штамповку,—от 350 до 500 кг/м?Ш,
Существуют печи для скоростного нагрева; съем с 1 .и2 подаг печи
достигает,2000 кг/лСчас.
Таблица 2/п
Потери металла ра угар в зависимости от метода иагрсра и вида
_______________нагревательных устройств
Нагревательные устройства илн метод нагрева
Нефтяная печь (топливо — мазут)........и............
Газовая печь . , ....................................
Пламенные печи с безокислительиым нагревом..........
Контактный'электрона грев . . , , , ... , ».........
Индукционный нагрев (т. в ч ).............. . . . , .
Скоростной нагрев в печах с керамическими горелками . ,
Нагрев в жидкой среде........................ . - . .
Потери» %
2,5-3
1 Л-2,0
0,1—0,2
0,25
0,2-1.0
0,7
0,1
Примечание. Для каждого повторного нагреве (подогрев?) угар
составляет 50% от указанного
Производительность методических печей, где заготон-
ки нагреваются постепенно по мере их продвижения в печи, состаи
ляет от 250 до 500 кг/м- час. Коэффициент полезного действии
пламенных кузнечных печей 15—40%; угар металла в шг<
iiiiiucht от качества сжигаемого топлива, В табл. 208 указаны величины
ггпра для различных видов печей и методов нагрейа
Как видно из табл.208,значительного уменьшения угара металла мож-
но достичь применением электронагрева, нагрева в жидкой среде, без-
икцелительного иагрева и ускоренного нагрева с керамическими горелка-
ми. Наибольшее распространение для нагрева заготовок под штамповку
приобретает в настоящее время индукционный электрон а-
I рев. Электронагрев, кроме уменьшения угара, имеет следующие
преимущества перед другими видами нагрева: сокращается время найре-
на в 5—7 раз; улучшаются условия труда работающих; создает-
। и возможность регулирования
Помощи приборов; появля-
пися возможности меха-
низации и автоматизации
процессов нагрева; в свя-
111 с малым угаром умень-
шаются припуски ла об-
рпботку и увеличивается
срок службы штампов
температуры и времени нагрева прн
(.меньше износ,от окали-
iii.i). Индукционный эле-
и'|ропагрев осуществля-
йся следующим обра-
и)М. Высокочастотный ге-
нератор / вырабатывает
пирименный ток, который
подается к траисформа-
юру 3 и конденсатору 2
(фиг. 325)1 Полученный
и трансформаторе ток не-
Фпг. 325 Индукционный нагрев металла.
ибходимого напряжения направляется в кольцо или спираль 5, na-
il, ишемую индуктором, внутри которой помещается нагреваемая ваго-
1онка 4. Спираль 5 представляет собой соленоид пли электромаг-
нит (см. главу VI), Проходя через спираль, переменный ток созда-
иг в железе заготовки вихревые токи, которые и нагоевают ее. Чем
нише частота тока, тем меньше глубина иагрева, б табл. 209 при-
игдены характеристики выпускающихся в СССР высокочастотных
машинных установок Для нагрева под штамповку.
Таблица 209
Высокочастотные машинные установки
Рабочая частота писи, гц Номиналь- ная мощ- ность, квт Максимальная МОЩНОСТЬ» ПО’ требляемая из сети» кеш О риен ти ров о чна я производитель- ность, ке/час Пределы диамет- ров нагреваемых стальных загото- вок, мм
нооо ЮО 165 200 20— 60
250 365 500 20— 60
50 80 10 20— 60
'.’500 ЮО 150 200 40—115
250 350 500 40—115
1000 500 650 1000 65—170
50 Промышленная частота от эаво декой силовой сети 150—350
II*
Прокатка
На металлургических заводах прокаткой изготовляются все видп
сортового и листового металлопроката. Прокатка выполняется пп
прокатных станах соответствующей конструкции.
По роду выпускаемой продукции станы могут быть заготсиш
тельные,' папримёр обжимные (для грубой прокатки), сортопрн
катине — для прокатки сортового металла, листопрокатные — дли
прокатки листов и т. Д. Обжимные станы для обжатия тяжелых
слитков, дающие заготовки (блюмы) для сортового и фасонного
проката, называются блюмингами. Стан для обжатия листовых cjiin
ков называется слябингом.
Цель прокатки состоит главным образом н уменьшении сечевик
заготовки и получении нужного профиля металла (фиг. 326). /Дли
- металлов (сталь и др.)
проката пз твердых
отделки поверхности
Фиг. 327. Сечение двер-
ного вагонного рельса.
Фиг. 326. Схема
прокаткм-
после горячей прокатки
производят холодную при
катку, получая так hjui.i
ваемый холоднокатаны!!
металл (обычно листовой)
Прокатка же мягких и
пластичных металлов обыч
но производится в холод
ном состоянии Окоича
тельные размеры и фор
мы поперечного сечении
при прокатке опрсдг
ляются профилем щели
между сжимающими вал
ками.
Металлургические заводы ио установленным стандартам изготои
ляют металлопрокат круглого, квадратного, шестигранного, прямо
угольного профиля, а также различных фасонных профилей; швеллер,
двутавр, угольник, рельсы н т. д. За последнее время развиваете
производство фасонных профилей. Машиностроительные :ш
воды получают возможность заказывать специальные профили по форме,
а также по размерам, т е. нестандартные размеры сортового прокати
Это открывает большие возможности для экономии металла и сниже-
ния трудоемкости изготовления деталей. Так, дверной вагонный
рельс на Уралвагонзаводе изготовлялся из прямоугольного профили
(фиг 327, а). Перевод этой детали на профильный прокаi
(фиг. 327, б) уменьшил вес ее на 25%. Верхний рельс крытин.
товарного вагона раньше изготовлялся из двух свариваемых межд
собой угольников. Теперь для этой цели прокатывается один спеки
альиый профиль. Отпала сварка, а вес детали снизился иа 12%
Металлургические заводы расширяют также производство перни
дического проката. Периодическим прокатом называется №
таллопрокат переменного сечения по длине Если обычный сортожи!
круглый прокат имеет круглое сечение одинакового диаметра по веги
длине то периодический прокат по длине имеет разные диаметри
(фиг. 328) На действующих прокатных стапах продольной прокатки
(ГпГш 210) имеются возможности получения до двукратного еоотно
Шрния между наибольшим и наименьшим сечением. Для получения
ittMiburoro соотношения и более сложной конфигурации проката на за-
ппдлх устанавливают станы поперечно-винтовой перйбдиче-
riwtl прокатки.
Периодический прокат очень удобно использовать при штамповке
НН молотах и прессах (см ниже), так как отпадают заготовительные
операции (подкатка, протяжка),' уменьшаются отходы металла на за-
Фиг 328. Периодический прокат.
пчн1ыиа 25—30%. Так, перевод иа периодический прокат полуоси
'кгомобиля «Москвич» снижает вес заготовки с 3,8 до 2,9 кг.
Волочением называется протягивание заготовки "срез отвер-
। нк' (глазок, очко), главным образом в холодном состоянии, дая сле-
игцпх целей: 1) получения очень тонких профилей и размеров (про-
|..оюка диаметром до 0,1 ,ил); 2) придания полосе такого профиля,
Таблица 210
Станы ЦКБММ для проката периодических профилей
Характеристика Стан
10 50 | 70 120 250
Ппиболыиий диаметр прока «• ta, Пппменьшнй диаметр, лл: . Ияпбсльшая длина, льи . u . 11|юизводигельность 12 5 700 720000 шт/год 50 5 1006 70 20 2500 6000 т/гоЭ 120 40 еооо 30000 т/год 250 70 6000 400000 шг/год
• шпрый невозможно получить па прокатных станах (например, свер-
i.iiuiiiite штрипса); 3) получения тонкостенных труб; 4) придания
ругклм различного сечения точных размеров и чистых блестящих
। пк’рхностей. Этот процесс называется калибровкой, а горяче-
<|.П1ЫЙ стальной прокат, прошедший протяжку, — холоднотянутым
in калиброванным (см. главу VIII). В заводских условиях калибровке
' несообразно подвергать прутки или штаиги круглого и шесгигран-
. и и Сечения, а также трубы с целью замены механической обработки.
|> одни проход при калибровке можно уменьшить сечение прутков
,। 15—20%, т. е. если диаметр прутка был 50 мм, то за один про-
< । можно получить 40 льи. Однако менее 10% осадка прутка недо-
гпма, так как вследствие упругости материал будет стремиться
рнуться к первоначальному состоянию. При помощи глазков (фильер),
hi।гон,ценных из обычных сплавов, калибровка дает точность не более
5 класса; алмазные ясе и твердосплавные фильеры позволяют
калибровать и с большей точностью. Волочение производится на цен
ных и блочных волочильных станах. Цепные станы прими-
няются для волочения прутков и труб, а блочные для волочения про-
волоки. Для изготовления некоторых деталей трактора Т-100 оацпп
ыализаторы ЧТЗ предложили калибровать горячекатаный прока i,
поступающий на завод. Приобретение волочильных станов полностью
окупило себя, высвобождены станки для черновой токарной обработки,
снизилась трудоемкость изготовления деталей.
Свободная ковка
Свободной ковкой назызается ковка под молотами или прессами
Вез ограничения течения металла. Свободной ковкой пельч-л
получить поковку любой конфигурации и точности по размерам; при
изводительность труда при свободной ковке низкая, а расход металл i
высокий. Поэтому свободную ковку целесообразно применять при
единичном и мелкосерийном производстве, а также для ковки круп
ных'поковок весом более 500 кг (табл, 211).
Таблица .”//
Ориентировочные данные для выбора молота и пресса Аля свободной копии
Вес падающих частей' моло- та, m Наиболь- ший вес поковки, кг Сила прес- са, JFI Наибольший вес слитков, кг Сила прес- са, 7П Наиболь ший вес I иШ1КУВ, 1 КЗ
0,3 10 600 3000 3000 55000
0,5 25 800 5500 60OQ 120000
0,75 40 1000 8000 10000 250000
1 ,0 70 1200 11000 15000 350000
2,0 180 1500 12000
3,0 320 sootf 28000
5,0 700
Свободная ковка требует непрерывного совершенствования с целью
повышения производительности труда, механизации и снижения pm
хода металла. Повысить производительность труда при, свободши!
ковке можно за счет широкого применения различных приспособлений,
подкладных штампов и фасонного инструмента. Нанример,
изображенный на фиг. 329 способ применения подкладных колец даю
возможность на молоте свободной ковки получить поковку шестерни
со ступицей,
Механизация при свободной ковке может быть осуществлопи
применением м а н и п ул я т о р о в, краи-бадох, поворотных и моею
вых кранов, подъемников, кантователей, а также различных прпсци
соблений, которые могут быть предложены рационализаторами в цехе
Напрнмгр, на фиг. 330 показав кантователь изобретателя А. Н. Ciuiibujim
(Ленинградский Кировский завод) для поворота слитков при вытяжке па ни-
лоте- 'На станине молота с двух сторон подвешены пневматические подъемник» »,
штоки которых соединены с концами переносных рычагов 1. Другие копны юн-
рычагов находятся в зацеплении е зубчатыми секторами 2, позволяющими нзм..
нити положение рычагов 1 в горизонтальной плоскости в зависимости от зысоп»
нижних ‘бойков, формы и размеров поковки. В середине рычагов 1 па оси пил
вешено кантующее устройство, состоящее нз неравноплечих короцысел у л рн
часов 6 с подвесками 5 и 8. Балансир 4, шаркирио соединенный ейтодвеской й
пр.1 омощи пружины 3 приводит рычаги в исходное положение перед кантовкой
прижимая рычаг 6 к слнтку, и одновременно предохраняет кантователь Ьт.боКо-
|||ih раскачки. В подъемники 9 сжатый воздух додается через баллон емкостью
Hl л. С нерабочей стороны кантователь выключается запорным краном W, Кан-
Iп||(|ТСль дает возможность за один прием повернуть заготовку вокруг осн на 90° >
| |||цмснание его значительно повышает производительность труда при операции
нытижки [8].
Фиг. 329; Ковка с при-
менением подкладных ко-
лец. •
При ковке крупных поковок особенно большое значение имеет
и i\i ер е и и е поковки Вручную точно проверить размеры поков-
н| почти невозможно, в результате кузнец вынужден ковать поковку
। иплыпими припусками на обработку. Задача рационализаторов — изы
1 кпть способы автоматизации контроля размеров горя-
ЧН‘| поковки.
11зобретаталн ПКМЗ Л И Богуславский и
\ [1 Сырцоз разработали приспособление
11*1)1 , 331), позволяющее следить за диаметром по-
HiniKii. наблюдая-за движением стрелки по шкале
прибора. Приспособление работает с помощью
ыгктрмчсского сельсина-датчика В пиж-
пнИ вырезной боек 2 пресса вмонтированы метал-
игн'скне стаКг.пы — наружный 3 н внутренний 7.
К ппружиому стакану прикреплена' рейка 4. а
инжцу стаканами помещена спиральная пружина,
И||1пкимаю1цая наружный стакан к поковке. Рейка
I чирез зубчатые колеса 3 и 6 передает двп-
-1'141110 сельсину-датчику 5. Верхний боек / .также
iimitt рейку 11, которая, перемещаясь, поворачи*
м нт другой сельсин-датчик 12. Оба датчика про
ин дм ми связаны с дифференциальным сельсином
nit па оси которого'укреплена стрелка, вращающаяся на идеале 9, грлдуиро-
шиной на высоту поковки.
Приспособление имеет также устройство, задающее размер В нем установ
•п'Н еще один дифференциальный сельсин и две шкалы — одна для грубой, дру-
• hi для точной настройки. Стрелки шкал передвигаются от движка с ртутным
ш>11 листом, который замыкается при помощи кулачка, связанного соответственно
грубым п точным выходным валом редуктора дифференциального сельсина
Фиг. 330. Кантователь для поворота слитков при вытяжке,
.|)1гмвый размер устанадлиз^ют перемещением движков с контактами по шкале.
, in ди кулачок- нажимает на контакт, ртутные контакты на стрелках задающего
и 1ройсгва замкнуты. Они размыкаются при помощи пружины после отхода ку-
ишш от контакта. Приспособление срабатывает при одновременно замкнутых
«hiiiiцКтвх точного илк грубого отсчета. При этом замыкается цепь промажуточ-
фио реле, дающего, импульс Ыа включение двух олектромапштных клапанов,
’•пирые пропускают часть рабочей жидкости йз гидравлических цилиндров
к|чцч'и в ресивер |8].
Основываясь на применении электрических да т чн к о и,
могут быть разработаны конструкции аналогичных устройств для изме-
рения высоты поковки в процессе ковки. Между прочим, до сих пор
еще не найдены удовлетворительные способы контроля одновре-
менно ш и р и н ы и длины поковок. Над этим надо работат!,
изобретателям и рационализаторам.
Фиг 33!» Автоматический контроль прн коаке
на прессе.
Горячая штамповка
Горячая штамповка — высокопроизводительный’ метод,
Этим способом можно получить детали с меньшими припусками на
механическую обработку и более сложной конфигурации, чем при сио
бодной ковке. При штамповке часто достигается такая точность и
чистота поверхности детали, которые позволяют устанавливать ей
в машину без механической обработки или с минимальной обработки!!
(шлифовка и т. д.). Расход металла при штамповке в несколько ри-
ниже, чем прн свободной ковке. Однако для горячей штамповки
требуется изготовление дорогостоящих штампов, поэтому это,
способ целесообразно применять в основном при серийном, крупно
серийном и массовом производстве. Правильно сконструированные
и изготовленные штампы дают возможность получать поковку с нац
меньшими припусками на обработку и обеспечить хорошее заполнеинч
металлом формы штампа. Штампы могут'быть одноручьевыми и много
ручье выми
Ручей —это полость в штампе, имеющая форму готовой нч
ковки или ее полуфабриката — промежуточную форму. Просты»»
поковки можно штамповать в одноручьевом штампе, напримс,!
шестерни, диски, простые валы и т. д. Если в одноручьевом
штампе нельзя получить готовую поковку, то в штампе делай»
два, три ручьл (подкатной, гибочный и т. д ), которые служат д/м
подготовки исходной заготовки и приближают ее форму к готовой
поковке.
Горячая штамповка выполняется на специальном штамповоч-
ном оборудовании, при этом один из штампов крепится ла
подвижной части оборудования и. с большой силой ударяется или
гдппгается с вторым штампом, на котором удерживается заготовка.
|! настоящее время имеется большое количество различных типов и видов
iiiKoro оборудования; штамповочные молоты (табл. 212),
I оризоптально- и вертикально-ковочные машины, ковочно-штамповой
in,ге кривошипные механические прессы. На молотах и кривошипных
Таблица 212
Ориентировочные данные для выбора веса падающих частей штамповочного
молота по весу поковки
Вес поковки, аг ДО 0,8 0,5—1 ,5 s—S' I 31—9 CQ G4 1 СМ 25—40 о
Вис падающих Ч.»стей молота, tn 0.5—0,75 I ,0 1 ,5 2 3 5 7—10
прессах штамповка производится из нарезанных заготовок, а на ко-
ппчных машинах, кроме того, может производиться непосредственно
in прутка или штанги. При штамповке на молотах и прессах не весь
ЧГГОлл заготовки переходит в поковку. Часть его идет в заусенец
|пйлой), который служит для приема излишков металла, для смягче-
нии ударов штампа о штамп, а также для обеспечения заполнения
•н>г.1ллом фигуры штампа. Заусенец обрезается на обрезных прессах.
При штамповке на молотах заусенец поглощает обычно от 10 до 100%
(|гшлла заготовки и является отходом кузнечного производства. Изо-
|.| егателн, работая над устранением заусенца, нашли так называемый
иг то д безоблойной штамповки (см. ниже). Однако этот
инод имеет ряд недостатков и применим только для некоторых де-
in.'icil, поэтому требуется еще работать над его усовершенствованием.
Метод штамповки па ковочных машинах значительно отли-
чается от метода молотовой штамповки. Этот метод часто называется
ппнмповкой высадкой, так как здесь пруток защемляется между
гпкпиными матрицами, а выступающий его конец подвергается дей-
> Нино ударов ползуна, приводимого в движение коленчатым валом
мшишь) (фиг- 332), На ползуне укреплен пуансон, который расплю
пинцет конец прутка, прошивает и придает ему нужную форму. Если
и, 1‘бходимо, это делается в два, три н более переходов. При послед-
ним переходе поковка здесь же в штампах может отрезаться от прут-
। ), 11а’ ковочных машинах штампуются детали типа болтов, колец,
Ш'||«.'ров (с хвостовиком), роликов, блочных и одинарных шестерен
(.1 ниьшого диаметра п другие детали; валы же, рычаги, диски и по-
Ч1ые им детали штамповать на ковочных машинах не всегда воз-
н‘Ж1ю и рационально. Однако рационализаторы находят возможности
пн 1мповать на ГКМ, например, такие сложные детали, как турбинные
диски. Эффект от перевода с молотов на ковочные машины часто
может быть большим за счет экономии металла (меньше или совсем
отсутствует облой), исключения резки вагоТовок и прошивки поковок
на отдельном Прессе. Характеристика отечественных г о р и з о н т а ль-
но-ковочных Машин приведена в табл, 213.
Штамповка па ковочпо-штамповочных кривошипных прес-
сах является одним из самых прогрессивных методов обработки дав-
лением, вытесняющим за последнее время штамповку иа' молотах
(табл. 214). Преимущества этого метода следующие: 1) возможность
штамповки б минимальными припусками, мёИвшимн штамповочными
уклонами, меньшим заусенцем; 2) без-
ударная работа, в связи с чем высокая
стойкость деталей оборудования и штам-
Фиг 332, Схема штамповки
иа горнзонтально-ковочных
машинах:
1— пруток; 2 •— неподвижная
матрица; 3— неподвижная ще-
ка машины; '4 — упор в под-
нятом положении; 5 —пуак-
сон; 6— подвижная щека ма-
шины; подвижная матрица.
пов, 3) высокая производительность;
4)возможпость автоматизации. В сочетании
с электронагревом заготовок штамповки
на прессах резко улучшает культуру куз-
нечного производства, приближая его к
условиям мёхаНИ'ческиХ цехов.
Штамповка-гибка выполняется
на г о р и з о и т а л Ь н о - г и б о И н bi х
машинах, представляющих собой го-
ризонтальный пресс с приводом от эле-
ктродвигателя. На этих машинах выпол-
няется гибка в нагретом состоянии иног-
да с пробивкой отверстий и вырубкой де-
талей из полосовой, угловой, круглой,
квадратной сТалй Штамповка на колон-
ных вальцах первоначально выпол-
нилась только Для оттяжки концов, за-
острения деталей и т. д. В настоящее время этим Методом Возможна
штампойка мйогйХ более сложных Деталей,1 Ключей, вил, шатунов ая-
Таблица 213
ХЩМктёриДОика горйзбй^альиб-гсЪвбчйЫХ $1аШйв
Номинальное усилие, /н
Ха рактеристшса 100 160 2б0 400 530 800 1000 1250 I 600 2000 2500 315(1
Число ходов ползуна в минуту Э6 75 55 45 35 33 81 27 25 26 23 21
Разморы мат- риц! лыс длина , , , . . 220 380 350 450 560 590 6-10 700 770 850 930 102(1
BitKOta t , t 260 310 380 48D 590 600 740 820 920 1030 1160 1300
ЦифН&З 100 120 140 100 200 220 240 200 200 320 350 390
, подъездной ход вь1£аднбго ползуна . . . 100 125 ’50 1 so 2Й0 2БП 280 310 350 390 130 18(1
Фиг 333. Схема работы ковочИых вальцов:
I — передний стол; 2 — секторный ulmin; 3 — валик, -1 — упор;
6 — задний стол.
»'И| , 33<. Мйрытйй
I'lionoff штамп ДЛЯ без-
>".<«ПноЙ штамповки шо-
етирнй.
Фйг,- ЗЗб. Схь;.!а Чеканки:
а — йрквошвййй-1<еЛаййь(Й МёХаяиёх! Пресса (1 —
чеканочные плитки; 2 “монтажная плита; 3 —
ползун пресса); В— плоская Чеканка, в— объемная
чгкзпкй.
томобильных двигателей и других деталей. Предложенный рациоип-
лизатором ЧТЗ В. И. Беляковым перевод звена гусеницы тракторп
с молотов на ковочные вальцы даст несколько миллионов рублей эко-
номии в год [26]. Принцип штамповки на ковочных вальцах показан
на фиг. 333.
Таблица 514
Характеристика крпвошипяык ковочно-штамповочных прессов
Характерце гика Номинальное усилие пресса, тп
630 1 000 1600 2000 2500 3150 400о|б000 6300 800(1
Рабочий ход ползуга, ММ 200 250 300 320 350 370 400 430 /460 501)
Расстояние между направляющими ползу- на, ДШ 600 720 860 960 1 070 1230 1420 1540 1680 188(1
Число ходов ползуна в минуту 90 80 75 65 60 55 so 45 40 31)
Наибольший вес штам- пуемых поковок, кг , 0.7 1 ,5 6,0 10 15 25 30 40 5? st
Безоблойиая штамповка на молотах, Этот метод
имеет целью устранить недостаток штамповки намолоте — налично
большого отхода металла в заусенец (облой), достигающего 100%
от веса поковки. Безоблойиая штамповка шестерен и деталей тшш
фланца с хвостовиком производится в закрытых штампах из весь,ми
точной заготовки (фиг. 334). Чтобы обеспечить заполнение фигуры-
поковки, в конструкции штампов предусматриваются замки г, ’ iipc-
пятствующие свободному выходу металла в облой.
Калибровка (чеканка) применяется как-'отделочная операции-
после горячей штамповки в холодном иля горячем состоянии. Заклю-
чается она в обжатии поковки с целью уменьшения ее размеров (ни
высоте). Выполняется па специальных кривошипно-коленных
(чеканочных) прессах, имеющих большие усилия па ползуне при
малом крутящем моменте. Перед калибровкой в холодцом виде нео(У „
ходима очистка поверхности поковки от окалины путем травления, j|
обработки в барабане или дробеочисткн. Калибровкой можно обеспе--
чнть получение точности детали по толщине до 0,03 mi и весим
чистую поверхность, исключив механическую обработку (фиг. 335), 1
Калибровка может производиться и на обычных штамповочных прессах !
и иа молотах в горячем состоянии. Это так называемое второе штампе, й
ванне, обеспечивающее большую точпоегь поковки. |
Выдавливание (прессование)—это способ получения детали Л
или заготовки путем продавливания нагретого металла на прессах ||
пуансоном через отверстие — очко матрицы. Этот способ являетсИ
высокопроизводительным и технически совершенным. Так, латунный'«
слиток диаметром 150 мм и длиной 500—600 мм можно в leneittiuИ
минуты превратить в пруток диаметром 25 мм. Выдавливание при* ;
меняется для изготовления труб из цветных металлов, а также для
получения поковок многих деталей из Малопластичпых сталей. Напри-
мер, этим способом 'на заводах штампуются клапаны тракторного
двигателя из жароупорной кремнистой стали (сильхром). Найдены
возможности перевода на выдавливание многих других сложных
поковок, например поворотных кулаков автомобиля и др [22]. За
последнее время получает развитие выдавливание из сплошной (не
листовой) заготовки таких деталей, как втулки, стаканы. Давление
пресса требуется здесь не более 100—150 кг/сл3. Такое выдавлива-
ние, кроме того, повышает механические свойства стали.
Раскатка — способ получения горячей обработкой давлением
колец типа шариковых и роликовых подшипников. Производится на
специальных машинах для раскатай. Этот способ позволяет повысить
1очность поковок, изготовленных иа горизонтально-ковочных маши-
нах, - увеличить диаметр, сделать канавку для шариков и механизи-
ровать процесс. Раскатку на раскато-шых машинах можно применить
также после ковки и штамповки на молотах н прессах.
В куаиечно-штамповочпом производстве за последнее время ус-
пешно развиваются процессы ковки и штамповки чугуна
кик в твердом, так и в жидком состоянии [4], У чугуна, деформи-
рованного в горячем состоянии, резко повышаются механические
свойства, что позволяет более эффективно решать вопросы замены
стали чугуном и уменьшения веса чугунных деталей в конструкциях
ипшнн.
Холодная высадка
Это весьма высокопроизводительный способ изготовления таких
деталей, как заклепки, болты, винты, гвозди и т. д. По сравнению
i механической обработкой- производительноегь повышается в десятки
рил, экономится металл (нет стружки) и улучшается качество, так
как твердость высаженной головки по сравнению с твердостью
исходного материала повышается иа 20—25%. Холодная высадка по-
добна горячей высадке на горизонтально-ковочных машинах (см.
фиг. 332). Для холодной высадки нельзя применять любой материал,
|дссь требуется металл вязкий, пластичный, например, сталь с низ-
ким содержанием углерода (до 0,45%), латунь, бронза, дюралюмпн.
Металл для ’ холодной вйсадки применяется в виде калиброванной
проволоки (до 16 лъи) в бунтах или в виде прутков длиной до 6 м,
опльшнх диаметров. Усилие высадки для подбора холодно-высадоч-
lltu'O автомата ориентировочно может быть определено для стальных
деталей средней твердости’ по формуле р=17,ЗЙ2. где р — усилие
П тоннах 1D — диаметр головки в сантиметрах. Холодная высадка
может осуществляться за один, два и три удара, а иногда и более
Л,липа высаживаемой части для одного удара должна быть не более
‘.'.S>d (d-—диаметр прутка), а отношение диаметра головки к длине
пысажнваемой части—не более 4,5. Хоподная высадка производится
|,||,-1Ш1ьм образом иа холодновысадочных автоматах, но может выпол-
ниться и на кривошипных прессах. На этом же оборудовании может
производиться также пол у горяча я высадка, дающая большой
щшюмическнй эффект,
Фиг. 337- Пневматический
подъемник для передачи деталеЗ
из ручья I? ручей*
Способы изготовление деталей машин
Фиг- 336* Выталкиватель поковки*
/ — рукогтка управления, 2—поршень, 3—
цилиндр; 4— рьг'гаг; 5—еаубдок; 6—по’
косх-са ►
Механизация и автоматизация процессов Горячей
штамповки
Как и при свободной ковке, при горячей Штамповке все еще
применяется ручной труд, Однако имеется немало,, интересных реше-
ний, направленных на механизацию процессов, внедренных в произ-
водство по предложению рационализаторов.
Па фиг. 336 изображен ттввмзтпчёСКпИ йьг'галкйватедь Штамповок из ручья
inDtuiero штампа. Это устройство не только облегчает ручной труд, но н позво-
лит уменьшить штамповочные уклоны на поковке с 7 до 2—3°, что экономит
петлял. Выталкиватель изобрел контрольный мастер ЧТЗ Н Щербаков
Нафиг. 337 поЕСазан пневматический механизм к * горизонтально-ковочной
шшхне Для передачи поковка из ручья в руче#. Подъемник устанавливается
ни станине машины н крепится к ней кронштейном 1, по которо.му передвигается
Фиг 338‘. АотомзтпэацнЯ штаМКОЛКИ Деталей
на горизовтально-ковочноГг машине
11<1Ткя 2, иагегощая пазы. Расстояние между пазами соответствует расстоянию
*|ржду осями ручьев штампа. Рейка связана со штоком поршня 3 и крюком 4.
Пи кронштейне устйноялен фиксатор стсрЖёПь которого насажен кв поршень
ни »душйого цилиндра б, Рядом с педалью вкЛюЧсййя фрикциона горизоитдльно-
нопичной машины расположена воздушная подйль 7. имеющая два клапаПв 8
и •/>, Толкатель расположенный выше толкателя /Д предназначен для оТ-
|||||.1шшия клапана 8, пропускающего воздух & цИлиидр фиксатора, а толкатель
//—для открывания клапана 0. пропускающего воздух в цилиндр подъем-
ники. Штймцивщик пр» полном важим© ногой на воздушную педаль открывает
они клапана и таким образом пропускает воздух под давлением 3,5—4,0 атам
H.iitunpeMQimo в цилиндр фиксатора и в цилиндр подъемника. При этом стер-
фиксатора выходит кз Паза |>ейки, а поршень 3 под действием сжатого
ин |духа поднимается в верхнее крайнее положение, устанавливая крюк с за
ниццкой па уровне осн Первого ручья штампа. Стержень фиксатора при
иом яхддпт в йижчий rfaa рЫися. При последующем легком нажнью nt педаль
РШрьшается’клапан S для Пропуска воздуха только в .Цйлвндр фиксатора, стер-
1<1чи. которого выдвигается пз паза подвпжцой рейки, и поршень 3 цилиндра
подъемника вместе с. крюком и заготовкой опускается вида др момента ветроци
следующего паза рейки со стержнем фиксатора Когда под действием пру>кц»
ны 12 стержень входит в паз, движение крюка с заготовкой вниз прекращается,
и он останавлинается на уровне осн ‘второго ручьи штампа. Для перемещении
заготовки 6.следующий ручей двлхсеЕШя.повторяются.
Для автоматизации процессов горячей штамповки многое xroryi
сделать рационализаторы и изобретатели, так как в настоящее
время известны лишь некоторые примеры автоматизации штамповки
на горизонтально-ковочных машинах^
Фиг 339 Автоматический контроль поковок Колец.
Иа фиг 338 показан один нз этих примеров — схема работы механизма длм
автоматической высадки головок толкателей автомобиля. Подготовленные дли
нагрева заготовки 8 диаметром 15 мм и длиной 50 лис укладываются в буи»
хер 1 По лотку 2 ошг подаются концами влнагреватель 3 (нагрев токами вадсо*
кой частоты). Из нагревателя заготовка выбрасывается толкателем 7 до ограпп
чнтеля 4» Затем специальным» захватами устанавливается между пуансоном 6
н матрицей 5 Движением пуансона производится передача заготовки в матрицу
в высадка.
Имеются также примеры автоматизации контроля отштампован-
ных поковок.
И кузнице 1-ГПЗ действует установка, изображенная ьа фиг. 339, автомат:!
часкн контролирующая поковки колец подшипников [8]. От горизонтально-кн.
ночной машины покппхн черев ясе лоб / поступают ня лоток 2, в котором вмон-
тированы датчики 4 и 5. отрегулированные по предельным размерам колеи,,
Если размер колец превышает требующийся пс чертежу, то поковки, задевая пн
датчик 4, падают в отверстие лотка с заслонкой 3. Годные паковки датчиком’,'г
направляются*через люк с заслонкой 6 в лотоес 7 для передвижения к раскаточ-
НОЙ машине
Листовая штамповка
Современными методами из листового металла можно отштам-
повать иа прессах деталь почти любой формы. Если деталь нельзя
изготовить за один ход пресса, то ее штампуют за несколько ortepantiti
li.nu переходов. Например, изготовление гильз патронов для охот-
ничьих ружей из плоской ленты требует до 10 переходов. Основ-
ное операции листовой штамповки: вырезка, гибка, вытяжка.
Вырезка (фиг. 340, а) — операция, при которой за одип ход
пресса в штампе получается плоская деталь или заготовка.
Фиг 340. Листовая штамповка.
Гибка (фиг. 340, б) производится в штампе, у которого пуансон
я матрица выполнены в форме угла или кривой линии требуемой
формы. Во избежание разрыва резкие переходы в месте изгиба недо-
пустимы и должны выполняться по радиусу, зависящему от марки
п толщины материала.
Фкг. 342 Стойка топливного бака 100-
енльиого трактора.
Фнг 341. Схема измейечия
конструкции.
Вытяжка (фиг. 340, в) — операция, при помощи которой из
плоской заготовки получают открытые сверху полые сосуды (чаши,
стаканы и т. п.), а из толстых листов—днища, котлы, резервуары
Детали, Имеющие большую высоту (глубину), подвергаются много-
кратной вытяжке в штампах дающих постепенное приближение к
требуемой форме изделия. Иногда это сопровождается отжигом про-
межуточных деталей. При этом необходим так называемый светлый
О1ЖНГ (без окалины)..
Листовая штамповка является одним из самых высокопроизво
д| тельных методов обработки металлов. Здесь за один ход пресса
может быть получена готовая деталь. А имея в виду, что пресс
может дать 60—100 и более ходов в минуту, штамповкой можно
получить 3—5 тыс. деталей в час. Точность листовой штамповки
может быть значительной: при вырубке обычными штампами до
!i класса, при пробивке отверстий до 4 класса. На специальных,
онлее точных штампах можно получить соответственно 4 а 3 клас-
4 Заказ № 761
сы точности. Если затем подвернуть деталь зачистке с последую-
щей калйбровкой, го может быть обеспечен и 2 класс Точности,
Радиусы закруглений мргу т быть получены: донные — до
/^=0,13 И фланцевые до'йа-=0,23, где 3 — толщина листа. При
необходимости дальнейшего уменьшения радиусов следует конст-
рукцию детали изменить, как показано на фиг. 341.
Важной задачей рационализатора и изобретателя является нам
сканце возможностей перевода изготовления деталей на листовую
штамповку (фиг. 342, б) с других видов обработки, например с ме-
ханической обработки (фиг. 342, а). Для усиления деталей при
необходимости можно применять ребра жесткости. Если нельм
получить сложную конфигурацию только штамповкой, то можно
применить изготовление детали комбинированным Методом,
например штамповкой и сваркой При этом сложная деталь расчле-
няется на простые части, которые легко отштамповать: затем отдел),
ные части детали свариваются.
Если требуется решить вопрос о возможности штамповки пь
данном оборудовании, то сила пресса для операции вырубки опреде
лается но формуле:
P=LSaCJ,,
где Р—усилие пресса в кг,
L — периметр вырубки в мм\
S — толщина металла в льи;
аср — сопротивление срезу в кг/мм- принимается в зависимости <и
марки стали. Ориентировочно: аср= 0,74-0.8 сву,, где са/,
предел прочности при растяжении (см. главу vlll).
При листовой Штамповке, если недостаточно хорошо прОДум.и
раскрой деталей из листа, может получиться большое количеств-
отходов в виде обрезн и высечек. Поэтому необходимо подбири’и
ианвыгоДНейшне варианты' раскроя, добиваясь полного устранении
или использования отходов. Для этой цели, например, првмйняют: -
такие методы, как безотходная штамповка, т. е. штамповка ж
скольких деталей сразу без перемычек между ними
За последнее время развивается новый вид листовой штамп, и-
ни—ш та м ловка взрывом [25]. Заготовка укладывается влип
рицу, размещенную в закрытом баке с водой Взрыв порохового ши-
газового заряда в воде создаёт ударную волну, которая, проходя ч,
рез воду, деформирует металл. Способ не требует мощных прессов и
может применяться при изготовлении крупных и средних детилгь
в ремонтном деле и мелкосерийном производстве.
Механизация и автоматизация при листовой штампом
В практике имеется большое количество примеров мехаиизацп
и автоматизации штамповки деталей. Для этого -существует спони
альное оборудование — прессы-автоматы для штамповки из jieirii-
и листов в рулонах, а также и устройства к универсальным прессам
работающие по принципу валиковой подачи Валиковую подач
можно приспособить и к крупным прессам двойного действия
На фиг. 3-13 [17] показано такое устройство. Вращение диска с iMaiiiu-
сидящего На рабочем Валу пресса, через тягу в преобразуется в колебателчн
дипжеаие рычага 4, ла котором имеется собачка 3. Эта собачка придвижвнии
рычага 4 поворачивает храповое колесо 2 соответственно шагу подачи ленты
Храповик 2 сидит на одной осн с шестеренкой 1, которая одновременно с ним
Поворачивается на такой Же угол! Врящейне передаемся шестернями Л и 5, кото-
рые вращают подающие валики 7 и Валики имеют также возможность
Инреденжения в вертикальной плоскости и находятся под Постоянным нажимом
Фиг. 34 3 Механизированная подача звготовМз под пресс при помощи
валиков.
.'Шип. Махопнчок 10 п червячная пара 9 служат для заправки лепты в меха-
чн подачи. На фиг 344 показана схеьм узла автоматической аагрузки много
««,ц|11г>иного горизонтального пресса для вытяжки деталей< а на фиг. 345 «-инее*
•ири.-ская рука» для снятия со штампа крупногабаритных деталей 117J
Расчет расхода металла для штамповки и ковки
Для деталей, изготовляемых листовой штамповкой, расход метал-
< к.тадывается из веса детали, вырезаемой из листа, и веса отдо-
..... листа, приходящихся на эту деталь. Если из листа выреза-
и псе одинаковые детали, то расход металла или норма расхода
и |цц’ываютея просто:
с, — LbSB
п
I длина листа в лг,
/' ширина листа в л«;
Фиг 344. Схема автоматической.загрузки колпачков:
1 — матрицы, 2 — каналы; 3 — блок матриц; 4^ пуан-
соны; 5 — заготовки; 6 — прокладка; 7— блок пуансо-
нов, в — пуансоподоржатель.
Фиг 345 «Пневматическая рука*.
/ —деталь; 2 —матрица штампа; '3 — вытяжной дуанеои; 4—
внутренний ползун пресса; 5 — наружный ползун, к которому
крепится г.рижпм; б—станина пресса; 7—кулак, поднимающий
«•руку*; <$ —воздушный цилиндр.
S — толщина листа в лглг;
В— вес одного квадратного метра листа юлщиной 1 мм в кг.
Обычно этот вес всегда численно равен удельному весу
металла, например, для стали 5=7,85 кг;
п — количество деталей, вырезаемых из листа.
Если детали из листа вырезаются различные, то сначала опреде-
лится так называемый коэффициент раскроя листа;
, Л1?*2-]-лгРв-]-ЛчД+
Р~ Рл
|дг Fa, F3, . . — площади заготовок, раскроен пых в листе;
Рл — площадь листа;
«1, п2, «з-, .. . — соотватствующее количество заготовок.
Расход металла или норму на деталь можно определить по фор-
муле;
r BFS
ну Г — площадь любой из раскроенных деталей, на которую требу-
ется определить расход металла
Коэффициент раскроя служит показателем качества раскроя И
нижеи приближаться к единице, при этом отходы будут прнбли-
irtTbCH к нулю К .этому и нужно стремиться при рационализации
I'К'кроя
Пример. Рационализатор предложил изменить паскрой листов толщиной
। fl «'•' Раньше из двух листов размером 600x1420 лм* выкранвалнев детали
Г 11 № 2 каждая по отдельности (фиг* <346, а) Рационализатор*/ предло
’HHif комбинированный раскрой этих же деталей из листа 900x1800 мм
Нин. 34 6, б). Определить экономию металла на каждую деталь.
Расход металла (норма) до предложения на деталь № 1
„ LbSB 1,4Й0 . 0,6.3 . 7,85 „ с,
Gl= -----1-= —-------------— = 2 Б1 л.э;
П1 8
на деталь № 2
„ LbSB I .420 • 0,6 • 3 - 7,85
u2= —— =-----------—------—— = 2, > 1 кг.
nt 8
Для расчете расхода металла после предложения определяем плоит)»
деталей в коэффициент раскроя: деталь № 1
Гг = 300x300=90 000 ып- = 0,0 и»,
деталь Л 2
Вг = 320x300 = 98 000 ,1ьи“ = 0,Э6 л’,
лист.
= 000x1 800 = 1 620 000 МН* = 1 ,62 «г, •
0(9'8 + 0.96 8 0,72 + 0,77 1 19 „ „„
1.62 1,62 I 62
Следовательно, расход металла после предложения на деталь № 1
О1 = -°^=Л55_2^1=2>3ке;
ё 0,42
на деталь Ns 2 р
BF,S 7 85 • 0.06 3 ,
Ог =— ----- — ---------= 2,46 ха,
* 0,92
Р
Экономия металла на деталь № 1' 2,5 — 2,3 = 0,21 кг, а на деталь № "
2,51 — 2,46 = 0,05 кг.
Для дёталей, изготовляемых ковкой и штамповкой, расх<
металла складывается из следующих величии:
О—С non +G уг+<6'к+^'р>
1де 6—общий расход металла или порма расхода;
G„oi. — вес поковки, равный объему поковки, умноженному иа удел:
ный вес металла,
йуг — вес угара металла при нагреве. Определяется по процеип
угара (см табл 208);
Ск — вес отходов, получающихся при ковке зли штамповке (Oh
сечки, заусенец прибыльная п донная часть слитка и др.)
В зависимости от способа изготовления поковок отходы с.
ставляют от веса заготовки при обычной штамповке на М >
лоте для крупных и средних поковок 10—5о%, а для мелки-
до 1С0%, при штамповке на прессе 10—40%, при штампоин-
на горизонтально.-ковочиой машине 1—15%, при безоблойннп
ПМШйОйкё на MOJioie 1—2%, при Свободной КбвКё 17—40%
Gp — вес отходов при раскрое сортового проката (затКиккые кип
Цы при рё&ке йа нбЖШщах, Шн.рийа паопиЯЗ при рёвке и ,
гтила'х, йёКрЗТНбсТЬ ' пруТков’И т. д.). (ЗбжВДО составляет в.
5 до 10%’.
Отношение веса годных поковок к общему расходу металлц и ।
поковки, выражепйоо В процентах, называется выходом годного, т,,
_%й_ 10Р,
“ten
к отношение чистого веса детали, изготовленной из поковки, к норме
|ни'Хода металла называется коэффициентом Использова-
нии металла
О,
, дет
“д,т
Эти величины являются показателями качества работы кузнечного
пека и характеристикой использования металла в цехе. Выход годно-
in апвисиТ от веса п конфигурации поковок. При свободной ковке
шшбольший выход годного получается прн ковке колец (до 6£>%),
шшсгин (.60%), цилиндров пустотелых (63%), а наименьший при
нппкс дисков и сложных фасонных поковок (45—Бб%). По штам-
ш11И)чпым кузницам считается хорошим выход годного 80—82%.
1ч),ффицигнт использования металла составляет обычно 0,4—0,6 По
> гдельным деталям он может быть выше — особенно при безоблойной
hi ГПМповке, при штамповке па кривошипных горячештамповочных
1>|иттах и горизонтально-ковочных машинах.
Рационализаторы и изобретатели, анализируя состав общего рас-
•одн металла на изготовление поковки, могут изыскать причины
питого выхода годного и предложить мероприятия для их умеиьше-
иц)| за счет той илП Иной составляющей (угар, Заусенец,- обсечки и
। д.). Подробный метод подсчета расхода металла или нормы расхода
<ц| поковки здесь не приводится. Он обычно подсчитывается по излб-
мшцому выше принципу — определяются величины потерь й отходов
ни каждой поковке, используя имеющиеся в цехе Нормативы на
принимаемую величину отходов на разрезку, на обсечки, заусенец,
inp и т. д., в зависимости от способа изготовления поковки. Рацио-
• .•Ш.татор, предложивший какое-либо изменение конструкций или тех-
,.i'iortiti, дающее снижение расхода Металла, Может узнать в Техно
•и плеском бюро цеха норму расхода Металла на ДаИйуЮ Деталь,
чшкомиться с се расчетом и таким же способом Подсчитать норму
in деталь после предлагаемого изменения. Разница в норме даст
•ЫНП1МИ1О металла. Для оформления расчета экономий йосЛе вйёДрб-
•uni предложения заводские бюро материальных нормативов -Дли куз-
шнпый цех обязаны дать официальную справку об изменении ЕОрМы
|и||'Хида металла [11].
Основные задача рационализаторов и изобрета гелей
Преаде всего, необходимо шире применять в условиях своего про-
.нппдетва при свободной ковке подкладные штампы, штамЛовьу
рунных поковок по .частям, т. е. полуштамповку и секционную
niiiMiiOBtiy. находить вОЗМбЖНОМИ более экономичной ковки, т. е, с
•imiiiinuMii припусками и напусками. Для этого следует изыскивать
. inp технологичные формы и размерь! поковок, близкий к готовой
iiuiii, применять новые прйбПОсоблёйня И инструменты, при горячей
нимповке пади щремитьея усовершепсгвовить технологический Про-
. с и внедрять более производительные экономичные методы иаго-
Н.ПЧ1ПЯ Деталей; ШТампбвВД мйбСоШТуЧную» с переворотом, б.йскле-
• пун», безбблойную, малоотходную штамповку и др При зтоМ слё-
। работать над изменением конфигурации поковки и даже детали,
ин деталь была экономична в изготовлении штамповкой, добивать-
ся уменьшения размеров заготовки, использования малозагружопП'и
оборудования, усовершенствования его конструкции. Рационализатор
должны разрабатывать новые конструкции приспособлений, штампом
облегчающие труд, уменьшающие трудоемкость и расход метал in
При листовой штамповке, кроме того, обращается внимание на ссш., i
ние новых конструкций комбинированных штампов для операции ш
рубки, гибки, вытяжки, отбортовки
Во всех цехах обработки металлов давлением рациона л изМир
следует изыскивать возможности дальнейшей механизации и автом,
тизации производства, применяя не только известные конструнПи,
средств механизации и автоматизации, но и разрабатывая попп-
кантователи, манипуляторы, загрузочные и контрольно- измеритель, и
автоматизирующие устройства и т. п.
ЛИТЕРАТУРА
1. В. В. Филиппов и др., Механизация я автоматизация листовой iii-i.i-
Ловки, Машгиз, 1961.
2 10. Г Шнейдер, Холодная Иесштамповая обработка точных ,'«*тн' <
давлением, Машгиз, 1960.
3. Г. М. Родов, И М. П о д р а б и н в нк, Автоматизация штамповочн.и
оборудования, Машгпз, 1961.
4. С. И. Ключников, Ковка и штамповка чугуна. «Кузнечно-штлчп
вочное производство» № 3, 1961.
5. В. А. Волоса гон. Безотходная и малоотходная штамповка, Миши
1961.
6. И. А. Касенков, Улучшение конструкций печей, Машгпз, 1961.
7. К. К. Екимов, Механизация й автоматизация кузнечно-штампов о Чп-
производства, Машгиз, I960.
8. А. Т В у н д п в. Механизация и автоматизация процессов ковки и или
ловки, Трудрезервиздат, 1960.
8. А. М. Мансур Механизация н автоматизация в кузнечном щш
водстве, Машгиз, 1967.
10 В. Н Федоров, А. В. .Федоров, Производство и ремонт ih,.i
нов и приспособлений. Трудрезервиздат, 1964.
11. А С. К о н ъх о в, ’ Нормирование расхода материалов а машиногч
снии, Машгиз, 1954.
12. С. И. Ключников, А. М. М а а с у р о i , Механизация v кузин,.,
цехах, Машгиз, 1954.
13. Г. А Навроцкий, Холодновысадочные автоматы, Машгиз, |Ы
14. В. П. Романовский, Справочник по холодной штамповке, Минн
1959.
15. М. 2. Зубцов, Технблогия холодной апамповкн, Машгпз, 1952,
16. А. С. К о н ь к о в, Ь. Б. Райцес, Мастерство кузнеца. Мини,
1959.
17. А. Н. Малое, Автоматизация штамповочных paSoi. Машгиз. ЦП
18. А. Н. Брюханов, А. В Рвбгпьский, Горячая штамция'
Машгиз, 1952
19 С. Н. К л ю ч н н к о ", Повышение точности поковок, Машгиз, III'
20 А, С. К о и ь tt о в. Снижение припусков при штамповке поковок, Мч,
ГИЗ, 1961
21. В. И. В ел яков. Штамповка на специальном оборудовании, Мини
1961.
22. А В. р е б г л ь с к и й. Технология горячей штамповки выдавлиипн,
Машгиз, 1958.
23. В. А. Михеев, Модернизация гидропрессочого оборудования, Al-
ena, 1961.
24 Модернизация кузьеччо-цг-амповочного оборудования, под ред Л
цыпа, Машгпз, 1961.
85. В Г. К «не и е нк о, Обработка металлов взрывом, «Кувнечио-ill,
новочнос производством № 7, 1960.
86. Научно-популярная библиотека рабочего-кузнеца, 16 выпусков, IV,
и механическую резку вследствие
4. СВАРКА, РЕЗКА И ПАЙКА МЕТАЛЛОВ
Способы соединения и резки металлов с применением нагрева
ипстричеством, газовым пламенем и другими источниками все более
mi пеняют (слепку, фальцо
нппштельно более высокой
> |И1Пзводителы1ости и эко-
। 1МП'1ностй. Способы свар-
>||, пайки, наплавки п резки
• кпждым годом совершен-
шуются работниками про-
чпленности и науки В
-.1'1.4. 215 даны сущность и
м ia пение основных спосо-
|| снарки, резки и наплав-
ii металлов.
11птанне сварочной, эле-
ipiiMCCKOif дуги осу ще-
in ипстся при сварке на по-
luiiiiHOM токе свароч-
м м н генераторами
T.lliJI. 53), приводимыми во
.... электродвигателя-
ill переменного тока или
шиповыми двигателями.
|Ш сварке иа переменном
иг для питания дуги слу-
। сварочные т ра и с-
1|1Маторы (табл. 56)
|i пи иная обмотка которых
..... в распределительные силовые сети.
>лектроды для ручной дуговой сварки подразделяются на тоико-
। рытые и толстопокрытые (качественные). Тонкие покрытия пред-
iiinietibi только для улучшения устойчивости горения дуги между
электродом и сваривае-
мым металлом. Они ча-
ще всего состоят нз сме-
си мела с жидким стек-
лом Т о п к о п о к р ы-
тые электроды, при-
меняемые для сварки не-
ответственных изделий,
изготовляются с обяза
тельным применением
электродных стержней
из провотоки по ГОСТ
2246—60, 9467—60. Од-
нако качественная сварка,
отвечающая современным
ипнпиям к прочности, удлинению, ударной вязкости, углу за-
||.П1,лавлевного металла, возмещена только с применением ка-
1ШЧШЫХ электродов. Для различных марок стали и для раз-
Фкг 347. Схема автоматической сварки под
флюсом:
1 —электродная проволока; 2—ба-
рабан для бухты проволоки; 5—• автомати-
ческая головка; 4— трубка для подачи флю-
са; 5 —флюс; 6 — бункер для флюса; 7 —
шланг для отсоса флюса; 5 — внешний вид
шва после зачистки; 9 — шов с шлаковой
коркой: 10 — подкладка.
1Н8. Спарка листов днища оезервуара.
Таблица :>!:•
Способы сварки, разни и наплавки металлов
Наименование способа Сущность Применение
- 1, Сварка глектродуговоа '
Ручная откры- той дутой Автоматическая под слоем флгоса Полуавтомати- ческая под слоем флюса Трехфаэиой ду- гой Дуга горит между металлическим электродом и изделием. Ручное управление дугой позволяет выпол- нять сварные швы в любом простран- ственном положении и и любых условиях, Качество шва зависит от квалификации сварщика и качества обмазки электродов, f получение кото- рых—важная проблема ручной сварки Дуга горит под слоем флюса, часть которого, расплавляясь, взаи- модействуег с жидким металлом я, превращаясь в шлак, закрывает шов от вредного действия воздуха, обес- печивая формирование шва высокого качества. Подача электродной прово- локи и флюса в зону дуги, а также передвижение дуги —< автоматическое (фиг. 347, 848) Занимает среднее положение между ручной И автоматической сваркой. Здесь все, как у автоматической сварки, кроме передвижения дуги по изделию, которое осуществляется рукой оператора-сварщика. Электрод- ная проволока подается автомати- чески через гибкий шланг, поэтому иногда этот способ сварки называется шланговым (фш. 349) Используются два электрода. Горят одновременно три дуги: две между Каждым электродом и свариваемым изделием и одна между электродами. Первые две дуги расплавляют основ- ной'и электродный металл, а третья ускоряет расплавление электродов. Производительность выше, а зргрузка сети равномернее, чеьс при обычной сварке. Швы имеют высокие механи- ческие свойства, Процесс может быть ручным или автоматическим (фиг, 350) Между кромками свариваемых дета- лей создается ванна расплавленного шлака, в которую погружают метал- лический электрод. Процесс только вначале элсктродуговой, взтем ток после расплавления флюса идет толь- ко через шлаковую ванну, нагревая ее до очень высокой температуры. Элек- трод и кромки деталей рвсплавляют- ся, создавая шов, качество, которого выше, чем при чисто дуговом процессе Сварка всех motii.i лов и сплавов разно образных толщин Судостроение, кгп построение, прей» ВОДСТВО труб, МСТЦ/1 локонструкцнй И /1Р. Для деталей, им<ч« щих большую длин, контура сварки Сварка деталей, t которых трудно Пр« менить автоматик ский способ Производство CfM| пых изделий из р циальных стал- исправление упи*' льных отливок бпм шого веса
Электрошлако- вая Сварка метп'1 большой ТОЛ1Ц11- (200 МА1 И боЖ’(’) один проход. С11Л| литых и-кованых талей, нсправдрь.' отливок, рениии» работы в др.
Таблица 215 (продолжение)
1 |!Л5МСЕЮвание способа Сущности Применение
В среде защит’ Электрическая дуга горит между Сварка высокале-
пых газов металлическим электродом и изде- лием в струе газа (аргон, углекио лый газ, водород), защищающим расплавленный металл от образования ок«слов тированных сталей и цветных металлов и их сплавов
11лазмаП1ая Электрическую сварочную дугу сжимают в тонкий поток, так назы- ваемой плазмы с температурой до 15000° 11. Сварка контактная Сварка тугоплав- ких металлов и спла- вов
f очечная Свариваемые детали сначала сжи- маются двумя медными электродами, После чего по ним пропусЕсается сварочный ток. Происходит сварка в одной точке (электрозаклепка). Величина тока, время его прохож- дения и давление электродов под- бираются л зависимости от мате- риала и толщины свариваемых дета- лей (фиг. 351, б) Сварка листов рз любых металлов и сплавов
11101ЯШЯ Свариваемые детали зажимаются и прокатываются «между двумя роли- ками-электродами, соединенными с источником токе. Сварочный ток проходит через детали на всем пут^ Прокатывания. Качество шва зависит от величины силы тока, давления роликов и скорости прокатывания (фиг. 351, с) Автомобильная промышленность, ва- гоностроение, произ- водство труб н т д. Сварка тонколисто- вого металла
Стыковая Свариваемые детали соединяются в стык и сжимаются. Затем Через стык пропускается сварочный ток, разогревающий концы деталей до пластического состояния. Образу- ется сварное соединение по всей площади соединения деталей. Ка- чество сварки зависит от величины сжатия, силы тока и времени его прохождения, которые выбираются в соответствии с сечением стыка к материалом даталей (фиг. S51, а) Сварка железнодо- рожных рельсов, труб, листов , арма туры для же лезобе- тона и др.
11миульсиая Энергия, необходимая для сварки, накапливается Медленно, разряд же, используемый для сварки, т. е. им- пульс. происходит мгновенно При- меняется главным образом, как то- чечная. Различают конденсаторную, 'электромагнитную и электрохими- ческую сварку Потребление энергии из се^и небольшое. Имеется возмож- ность точной дозировки электриче- ской энергии сварочного импульса Сварка черных и цветных металлов небольшой толщины (0,005—0,2 льк) Производство элек- тро- и радиоламп, велосипедов, к др.
Таблица 215 (продолжение,1)
Наименование способа С^щносгь Применение
Холодная Сварка основана на использовании пластической деформации, посредст- вом которой разрушают хрупкую пленку окислов. Осущестнляется без подвода тепла. Соединение металлов происходит в результате столь боль- шого сближения соединяемых частей, что между ними возникают силы междуатомпого взаимодействия. Дав- ление должно быть несколько больше предела текучести свариваемого ме- талла Сварка алюминия и его сплавов, меди, кадмия, свинца, ни» келя, цинка, серебри, а также мед|1 с алю- минием
Трением Тепло для нагрева свариваемого металла- образуется в результате вза- имного трейня торцовых поверхностей соединяемых деталей, Для этого од- па деталь укрепляется неподвижно, вторая вращается с трением о пер- вую. Когда будет достигнута свароч- ная температура', вращение останав- ливается и изделие охлаждается на воздуха III . Сварка пламенная Свврка заготовок режущего ииструмои та, сварка крупных сечений, труб флан- цев и др.
Газовая Пламя газовой горелки служит для местного расплавления металла сва- риваемых деталей и формирования жидкого металла, давлением потока газов п сварной шов. В вону нагре- ва непрерывно подается лрисадочяый пруток, который также участвует в формирования валика сварного шва Авиапромышлен- ность, энергомашИП'» строение, химичселг- аппаратостроенио, . производство трус, 1 ремонтные работ и Др. ’
Газопрессовая Сварное соединение получается при сжатым свариваемых частей металла, нагретых газовым пламенем до тем-, пературы свариваемости в твердом или оплавленном состоянии IV. Прочие способы сварки Снарка рельсовые' стыков, восстанешь 1 ние деталей локснл< тнвов, сварка труг>и проводов и др.
Индукционная Осуществляется нагревом сварива- емого металла токами высокой час- тоты при помощи индуктора. После- дующим приложением давления полу чают сварное соединение Сварка труб |пн личных диамет|н*1< приборостроение и ч
У льтраз вуковая Изделие зажимают между концом волновода и подвижным зажимом. Включают генератор ультразвуковых колебаний и волновод начинает колебаться с частотой более 16000—20000 ец. Происходит разру- .шенне поверхностной пленки металла и металл вследствие давления, создаваемого волноводом, становится пластичным. Ультразвук можно сочетать с дуговой и электрошлако- вой сваркой, чем улучшаются механические свойства шва Изготовление ь- куумных ириборп.. снарка легких сил* вов малых толщин сварка пластмасс > ,иных немета ЛЛ1П- ских матернало!»
Таблица 215 (продолжение)
1 ^именование способа С\ щиость Применение
Электронная Поверхность металла, находящего- ся в вакууме» расплавляется за счет энергии k отдаваемой бомбардирующими .электронами при ударах об эту по- верхность. Направляя пучок электро- нов на моста сварки» производят здесь сплавление металла свариваемых частей Сварка тугоплав- ких п химически ак- тивных, редких ме- тал лог. (вольфрам, молибден, цирконий и др.)
Диффузионная Способ состоит в нагреве сваривае- мых деталей й соединений их иод на- грузкой в вакууме, предотвращающем окисление Сварка металличе- ских н металлокера- мических деталей при изготовлении метал- лорежущего инстру- мента
Гирмитная» Для расплавления кромок сварива- емых деталей используется тепло, получаемое прн сгорании термнта — смесп порошкообразного ме таллинн- ского алюминия и окяслов железа (окалины). Температура при стара- нии термита развивается до 3000°, Выделившееся из окалины железо заполняет зазор в стыке свариваемых деталей V Резмз металлы Сварка железнодо- рожных рельсов и стрелок. Восстанов- ление .крупных чу- гунных и стальных деталей и др.
ЧгтлллическоЙ Электрическая Дуга постоянного Резка чугуна, не-
VI иЛ или переменного тока, используемая для расплавления металла, горит между металлическим электродом и изделием. Металл расплавляется на всю толщину и вытекает из места реза. Чистота рева невысокая ржавеющей стали и цветных металлов
' сольной дугой Электрическая дуга постоянного тока горит между угольным или гра- фитовым электродом и разрезаемым металлом. Пронзвог^ительность невы- сокая, Процесс отличается простотой Отрезка прибылей на отливках из стали, чугуна и цветных металлов, прожига- ние круглых отвер- стий и др.
1 1 1УЩНОДУГО- Реака произ водится электонческой Разделка литейного
дугой постоянного тока 300—500 а обратной полярности в струе сжатого воздуха давлением 5—7 атм. Элек- трод угольный или граф итовый» Качество раза и производительность такая же, как и у кислородной резки Разделительная резка, при которой брака и отрезка при- былей Резка сильно запесочеипых отли- вок и клепаных узлов
’ - К ГрО1СНСЛО- Разрезание углеро-
ч. ul электрической дугой производят на- грев металла, а кислородной струей металл разрезают. Кислородную струю открывают тогда, когда воз- буждена дуга и образовалась свароч* на я ванна диетьгх низколегиро- ванных сталей
II ишо-кксло- Жидким горючим служит бензин, Морской флот.
H.IM ПОД ЧОДОЙ распыляемый в струе кислорода спе- циальным резаком, способным в те- чение 2—4 сек. подогреть под водой металл толщиной до 100 ли: до тем- пературы 1200—-1300° водный и железнодо- рожный транспорт
Таблица 215 (продолжении ।
Наименование способа Сущность Применение
Электродуговая йод водой Способ основан ца выплавлении металла на, места реза электрической дугой. Электрода имеют сверх основ- ного покрытия (железной окалины 56%. мела 38%, цемента 6%) водо- непроницаемый слой из парафина «ли лака. Наилучшие результаты полу- чаются при питании дуги постоянным током Резка металла Ши додой на флоте, ррч Ном транспорте и ДРУГИХ ПроМ31И1Д страх
Кислородная Это самый распространенный вид резки; Основан на способности же- леза гореть з квслороде с выделением большого количества теплоты и с образованием распыленных ркислов железа. Для возбуждения горения необходимы; предварительный подо- грев места реэЕса в последующее под- держание этого подогрева» Резка ручная и автоматическая Машиностроении строительство, | м он тные работы, |ш> резанпб слитков и ;<р
Кислородно- флюсовая В отличие от кислородной резки здесь в зону разрезания вводится флюс (мелкогреиулировакный желёз- Е1ый порошок), который выделяет дополнительное количество тепла и производит флюсование образующих- ся при резке окисло в. Флюс вдувает- ся в рез струей режущего кислорода Резка высоких!" мистых, xpoNonup лсрых, жаропрочпг и нержавеющих i1 - лей, а также цнипп металлов и сплпю
Плазменная Резка ведется топкой струей плаз цы, полученной при сжатии электри- ческой дуги. В качестве электрода применяется вольфрам Резка различи' металлов в сплин’- в том числе и iyt плавких
Дуговая а струе зргоио-воДород- ной смеси Редка ведется сжатой дугой S струе защитной смесн аргона и водорода Резка алгоя|И|. толщиной до !<) и др.
VI. Наплавка металлов
Под слоем флюса Наплавка автоматическая ведется однофазной или трехфазвой дугой. Во Втором случае усиливается дуга меж- ду электродами, что дает увеличение производительности Наплавки и умень- шение провара основного металла Ремонт ИЗН0Ш0111- деталей машин
Электрошлако- вая В месте наплавки создают заину расплавленного шлака. Электриче- ский так проходит через шлаковую ванну, нагуевая ее. До высокой темпе- ратуры. Расплавляется металл элек- трода в частично основной. Произво- дительность лише автоматической наплавки под слоем флюса. Отсут- ствий возможности наблюдения за ходом наплавки является недостатком способа Наплавка сп альных сталей, и числе высокая(н> стык быстрщн щих и др.
Таблица 215 (окончание)
Нкмменоваиие способа Сущность Применение
11ц|1родуговая Наплавляемой детали сообщается вращение. Наплавка производится вибрирующим влектродом, к мосту наплавки непрерывно подается ох- лаждающая жидкость.Вибрация элек- трода повышает устойчивость про цесса. Можно получить наплавлен- ный слой очень малой толщины —де- сятые доли миллиметра — с высокой прочностью ецеплеИия с основным металлом (фиг, 352) Восстановление термически обрабо- танных шпинделей валов малого диамет- ра, шестерен, щто ков И др, !
Кпптактно- Способ основан на совмещении коя- Наплавка тонких
vroimii тактной снарки и импульсной дуги при работе вибрирующим мундшту- ком, через Который автоматически подается- электродная проволока. Наплавка ведется в газовой или жвд«- кой среде при напряжении (н-15 <?. В момент замыкания цепи электродом на 'Изделие откладывается металл, в момент отрыва электрода возникает за счет анергии исчезающего магнит» лого поля катушки самоиндукцнн — Импульсный дуговой разряд елоез Металла 0,3 мм н более
Индукционная Наплавка производится токами вы- сокой частоты при помощи индуктора, Который разогревает поверхность изделия до оплавления. Частицы на- плавляемого металла, нанесенные На поверхность изделия в виде пасты, оседают в расплавленном поверхно- стном слое детали Наплавка твердых сплавов иа воеста- яовляемую поверх- ность деталей
"inidX конструкций необходимо выбирать и соответствующий тип
'ктродов по ГОСТ 2523—51* 9467—60. Наиболее расп ростр ан ен-
| марки электродов приведены в табл. 216.
11'гготовление толстопокрытых электродов может быть
и1О|сгворительно поставлено или на специальном электродном пред-
iiiTiin, или на крупных заводах, имеющих специальное оборудова-
(размольные мельницы, сушилки, печи, прессы, химическую
щшторию и т. д.) и квалифицированный персонал. Здесь необходим
,||)ерывиый контроль исходных сырых материалов, полуфабрикатов,
1 И для покрытий, а также проверка металла, наплавленного изго-
' iiiiiirbiMH электродами. Подробности об изготовлении качественных
кгродов современным способом опрессовки, о контроле произ-
ч тпа, рецептуре и другие данные указаны в литературе. Толсто-
рытые стальные (качественные) электроды разделяются на электроды
" гпарки конструкционных сталей, для сварки легированных сталей
пбыми свойствами и электроды для наплавки поверхностных сло-
। псобыми свойствами.
II 1лбл. 217 приведены примерные режимы автоматической сварки
флюсом.
Электроды с толстым покрытием для дуювой сварки и наплавки конструкционной и легированной стали
Некоторые распространенные производственные марки
Производственная марка электрода Тип элек- трода по ГОСТ 9467—60* Основные области применения Марка электрод ной проволоки по ГОСТ 22-1 в—60
марка свариваемой стали характер свариваемой конструкции род тока п полярность
ЦМ-7 Э42 Малоуглеродистая Ответственные конструк Переменный Са-О8
МЭЗ-04 цян. работающие под стати- ческими н динамическими на или ПОСТОЯННЫЙ Св-08А, Си 15 Св-15, Св-08Л,
ОММ-5 10НИ-13/45 Э42 Э42А Малоуглеродистая и грузкам» при повышенной м пониженной температурах Постоянный; Св-08 Св-08, Св-08 А Ca-OS, Со-ОВА,
УОНИ-13/55 Э50А ппзколегнрованаая Средиеуглеродистая То же обратная по- лярность Св-15 То же
К-5 Э50 и легированная Углеродистая, низ- То же и пере-
К-5А 95 ОА ко- и среднелегиро- меиный 0
ЦЛ-В ЭП-50 еаингтя Молибденовая (ко- Паропроводы, котлы, рябо- По стоянный Сь 08
УОНИ 1 3/яж ЭА1 тельная 15М) Нержавеющая (хро- тающие при температуре до 520°С Ответственные конструкции «ли переменный То же Св-0Х18НЧ из
ЦИ-1М ЭНР62 моннкелевая и хрб- хшетая ЭЖ-1 иЭЖ-2) На планка на за гот ооке из стали Ст 1 и Ст 5 Постоянный. стали марок 1X13 2X13 Св-ОЗ
из е_ Элад инструмента, равиостойкого кованой инструмен- тальной стали Р18 прн работе без ударов. ISi-jM s^sasBSassy^ca только = положении обратная по- лярность ИЛП перелзешшй
НТ * г — .__ ». 1
Способы изготовления деталей машин
Фиг. 349г Схема шланговой полуавтоматической сварки:
! кассета с электродной проволокой; 2 — механизм подачи проволоки; 8 —
пиний шланг — проводник для подачи проволоки; 4—держатель с флюсовой
«иропкой; 8 — сварочный трансформатор и дроссель; 6 — распределитель-
ный шкаф
Фиг» 350. Схема сварки трехфавной дутой.
а — ручная трехфазная сварка; 1 — спаренные электро-
ды; 2 — толстое покрытие, служащее изоляцией; 3 —
три дуги; б — автоматическая трехфазиая ‘сварка; / —
барабань: для подачи проволоки; 2— токоподводы, 3—
дроссели.
< ч< и । X» 76]
Таблица Л
Примерные режимы автоматической сварки под флюсом за один проход {ЙИ|
Повышение производительности ручной дуговой свари к
Приемы повышения производительности ручной дуговой cnii|
основаны на увеличении коэффициента наплавки и на повышении >
лы сварочного тока. Увеличение силы сварочного тока, как извсе|п
ограничивается для каждого диаметра электрода температурой era i
грева, а также ростом разбрызгивания и угара электродов По'И1
надо одновременно с повышением силы тока увеличивать и ccmi'Ii
электродов. Понятно, надо по возможности использовать электро
дающие большой коэффициент наплавки. Для этого используют сг
ку спаренным электродом, сварку пучком электродов н лежи'1
электродом, сварку наклонным электродом и сварку с глубин
проплавлением.
Сварка спаренным электродом производится ди,
электродами, прихваченными в двух-трех местах для получения i.i>
ду ними контакта точечной или дуговой сваркой. Покрытие на шь
троды наносится того же состава, что и на одиночные электрь
Обычно берут диаметр электродов 5—6 мм. Изделие надо усти:
ливать под наклоном в 5—10°, чтобы шлак не затекал вперед и ।
делку. Спаренный электрод при повышении тока на 20—25% ।
повышение производительности в несколько раз за счет лучшего
пользования тепла дуги Сварка пучком электродов и
возможность еще полнее использовать тепло душ. При обоих yii.i
пых приемах рекомендуется корень шва варить одним обычным •
тродом.
Сварка лежачим электродом производится путем yi
ки электрода с качественным покрытием на свариваемое над.
Электрод прижимается к изделию, а ток подводится через обьш
электрододержатель, положенный на изоляционной подкладке. Дь
точно замкнуть на изделие торец электрода для зажигания дуги,
бы электрод начал плавиться, а дуга начала передвигаться и
нм рода. За время плавления одного электрода сварщик может иа-
I нить следующий. Сварка наклонным электродом также
•" диолагает применение качественных электродов Электрод закреп,-
ч-ii'ii наклонно в вцлке, снабженной хомутом, свободно скользящим
। ш-ртикальной стойке небольшого штатива. Другим концом’электрод
прдется через козырек покрытия на поверхность свариваемого изде-
и| После зажигания дуги между концом электрода, установленного
I некоторым углом, электрод и покрытия начнут плавиться и элек-
l-.i’l начнет опускаться вместе с хомутом вилки держателя, скользя
io по стойке. Шов будет свариваться по направлению к стойке.
1НД11 этого приема та же, что и при сварке лежачим электродом.
I ||ш газовой сварке стали материал присадочных прутков подби-
|| а по ГОСТ 2246—60, что и для электродной проволоки при
। >|Н1Й сварке. Газовые горелки и наконечники выбирают в зависи-
|Ц от свариваемой толщины, как указано в табл 218
Таблица 218
Технические данные газосварочных горелок [18]
I и новая ручная резка Требует применения той же аппа-
V|ii,i, что и газовая сварка, с тем различием, что вместо газовой
псп применяется газовый резак. Имеется большое разнообразие
phi газорежущггх приборов и станков. Г азорез ат ель и ые
iinpiii представляют собой легкие тележки, на которых укрепляют-
(Ч‘ тки, электродвигатель малой мощности, подключающийся в элек-
пччеую сеть, регулятор скорости. Тележки снабжаются роликами
ипчеипя и для направления по копир-рельсу. Приборы пример
ini для прямых и криволинейных резов больших листов толщиной
|,П -100 мм. Существуют специализированные приборы-тележки
|ички скосов кромок под сварку и др. Г аз ор ез а те л ь иые
। и к и применяют для вырезки фигурных деталей с помощью маг-
iiiU'ci ролика, идущего по шаблону, вырезки деталей по чертежу
||||||имением головки вручную Станки существуют разных размеров
иг грукций и предназначены для различного применения.
Фотоэлектронное управление газорежущими автоип
тамн основано на применении фотоэлементов, которые помещаютсц >
специальной копирвой головке и следят за линией чертежа в oriv
щенном поле копировального стола. Чертеж изготовляется в
контура вырезаемой детали, нанесенною черной тушью на лиг и
белой бумаги. Такой контур играет роль шаблона, вследствие |цч
применение фотоэлектронного управления при небольших сериях щ
талей, особенно крупногабаритных, снижает стоимость резки.
Пайка металлов
При пайке требуется осуществление тесного соприкосновен!! ।
расплавленного припоя с основным металлом и смачивание nil
поверхности, что возможно только при отсутствии окислов и загри ।
нений. Для удаления окислов и защиты металла от окисления при
меняют флюсы. В большинстве случаев пайка без флюсов пев,.то,
нима. Для различных металлов флюсы различны (табл. 219 и 22Щ
Процессы пайки разделяются на два вида: пайка твердыми принцип,
И пайка мягкими припоями На практике относят к твердым иршиы-
те, которые имеют температуру плавления выше 400°С, к мягким
ниже 400°С. Твердые припои имеют предел прочности при растя т»
нии значительно выше мягких припоев, у которых этот предел ж
больше 5~~7 кг/мм2. Состав припоер и их назначение ука1)1И||
в ГОСТ 1534—42—для медпоцниковых припоев, в ГОСТ 8190—50
для серебряных припоев, в ГОСТ 1499—54 — для оловян.Щ'Щ
припоев.
Таблица ;Ч
Флюсы для мягкой пайки
Состав флюса Назначение
Хлористый цинк 30%, вода 70% ..Хлористый цинк 30%, хлористый аммоний 20%, пода 50% Хлористый цинк 20%, хлористый аммоняй 5%, пазелив 74%, вода 1% Насыщенный раствор хлористого цинка в соляной кислоте Канифоль Насыщенный водный раствор хлористого цинка 34%, метанол 33%, глицерин 33% Хлористый цинк 95%, фтористый натрий 5% Пайка железа, стали, я< ди и ее сплавов То же, более акгитМ флюс 1о же, флюс — паста Пайка нержавеющей стали Пайка меди н ее сплавай Паста для мягкой ппП»\ц паяльной лампой Мягкая пайка алюминия
Пайка твердыми припоями производится следующими способим.
Газовая пайка, при которой нагрев производится газошл'
кислородно-ацетнленовыми горелками (нормальными сварочными гор,"
ками и специальными паяльными) или для мелких деталей — го|щ
ками, работающими ла воздухе с различными горючими гаэлмс
Па.йка с электрическим нагревом, при которой теп।
выделяется в контакте между графитовыми электродами и изделие»
Таблица 220
Флюсы для твердой тайки
Состав флюса Назначение
Ьура 100% bvpa плавленная 72%, соль поварышая 1 1%, поташ кальцинированный 14% Вура плавленная 80%, плавиковый шпат |ium хлористый цинк, или поваренная соль IUIU фтористый калий) 20% Мура плавленная 9 0%, борная кислота 10% 1>ура плаалсипия 50%, борная кислота 50% Вура плавленная 90%, магний металличе- гний в порошке 10% Ijypa 60%, хлористый цинк 38%, марган- цоиокислый калий 2% /Хлористый литий 35%, Фтористый калий 12%, хлористый ШШК 13%, хлористый ка- лий 4 0% Пайка латуни, бронзы, Ме- ди и стали То же, а также пайка се- ребром Пайка серебром Лайка меди, стали и пр. Пайка нержавеющей стали Пайка нержавеющей стали Пайка чугуна Твердая пайка алюминия
I ||Цфитовые электроды закреплены в клещах для пайки и соединены с
коричной цепью понижающего трансформатора (напряжение 3—4 в).
11 и II к а с нагревом места спая токами высокой
1||<:тоты(см, стр, 517). Этот способ на крупных заводах использу-
iiTt для напайки твердосплавных резцов.
Найка в печах в атмосфере водорода (водородная пайка),
iilliw производится без флюса, что упрощает процесс. Обычно при-
। пиют электрические печи сопротивления с нихромовыми нагревате-
нми. Для пайки стали применяют чистую электролитическую медь,
in пайки других металлов и сплавов требуются различные другие
||||цои. Этот способ обеспечивает высоюте производительность и ка-
>| |’во соединений при массовом производстве. Ввиду взрывоопасио-
и1 водорода вместо него применяют также различные газы-заме-
|Ц ели.
Автоматизация контактной сварки
Исключительные успехи контактной сварки как прогрессивного
\| Алогического процесса в большинстве областей промышленности
штаны на новейших способах автоматизации процессов сварки и
"||.|Влеиня сварочными машинами, что дает возможность использова-
hi этой сварки в поточных линиях заводов массового и крупносе-
uiiiioro производства
При автоматизации точечной сварки исполь-
• л'ГСЯ в основном принцип сохранения постоянства времени токопро-
"идения при каждой точке. Отсчет времени производится различны-
>п системами, из которых наиболее современными являются элект-
"П1оконденсаторные реле времени для асинхронного отсчета и настро-
ите контуры пли синхронные электродвигатели для синхронйзиро-
iiiioro отсчета, Имеется ряд изобретений, в которых время пропуска
"* i-ч) >>»«•*-» шл «тлечип»
Таблица 521
Основные технические данные некоторого контактного оборудования
Тип Мощ- ность. ква Назначение Привод Примечание
АСИФ-5 5 Стыковые машин Сварка в стык мелких Ы Ручной Пружинная
АСИФ-SO 50 стержней и цветной про- волоки (сечением до 60 лш8) Сварка в стык сечений То же осадка (настольная)
МСР- Г 00 100 до 800 То же 1800 лшг Ручной
MGM-1 БО 150 Сварка сечений при Электро- Осадка ку-
МСГ-200. неавтоматической рабо- те 2400 при авто- матической 750 «3j5 Серия йвтомащвиро- двигатель Гидропривод лайковая
300, 600 АТ-5 5 ванных машин для свар- ки в стык с подогревом сечений 2400, 4000, 6000 мм* Точечные машины Точечная сварка тол- Педальный Настольная
ЛТП-25, 50 25,50 щины до 1,54-1,5 мм Толщины до З-у-З; 4+ Педа львый
МТМ-50 50 -М мм Толщины до 34-3 лм Электро
М ГП-75, 200 75,200 Толщины до 3,54-3.5, 7 -г 7 мм Шовные машины Шовная сварка тол- двигатель Пневматп- Игнитронный
АШП-25 25 ческий Педальный выключатель
МШМ-50 50 щины 14" 1 лек Тодщнны 1,64-1,5 л*л Электро-
МШП-1 00 Толщины 1,5н-1 ,5 лм двигатель Пневматп- Игнитронный
мшп-iso —— То же 24-2 мм ческий треры«атель
Таблица 222
Процент угара металла для некоторых марок электродов
Марки электродов Угар, % Марка злекхролоь Угар, %
ОМУ-1, ОММ-2 ...... 16-22 8-П
ОММ-5, АН-1 14—20 ЦМ-6 .......... 9—10
Меловые и ВЙАМ-26 .... 14—18 Пучковые электроды 8-10
ОМА-2, УОНЦ-13/45 . . . 14—16 всех типов
V ОНИ-13/55, У-55 , . . . 12—14 К-5 (УЗТМ) 7,3
IM 7С, СК-У 11—12 НИИ-48 ......... 4
НМ-7 10-11 Сварка под флюсом. . . 1—3
тока через точки определяется в зависимости от их температуры,
степени усадки или от дозирования определенного количества энергии
на точку. Автоматизация шовной сварки полностью строит
ся на точном отсчете времени. -Автоматизация с тык о в oil
сварки основана пли иа одинаковой величине осадки свариваемых
деталей, или на одинаковой, величине осадочного давления.
Современные' автоматизированные контактные сварочные
машины (табл. 221) требуют для настройки и ремонта высококвалп
фицированный персонал, имеющий достаточную подготовку не только
в области сварки, но и в области механики, электропривода и элект
рсйвнкя.
Расход металла при сварке
При ручной дуговой электросварке большое количество металла
теряется на угар и разбрызгивание (до 25%), а также на зажим элек
тродов (огарки) в электрододе ржа теле (до' 20%). При газовой сварю1
на угар и разбрызгивание также расходуется до 10% металла. Наи-
более экономичной в этом отношении является сварка под флюсом
и контактная. Некоторые электроды дают также низкий процент угара
(табл. 222),
Расход электродов или присадочной проволоки можно подсчитать
по формуле
л <?я-100
Q=—и------,
юо—«
де Q — расход металла электродов или присадочной проволоки (дли
газосварки) на деталь в кг;
Qtt— вес наплавленного металла по чертежу детали, определяемы!!
как произведение сечения шва на его длину и,удельный ши
металла шва;
а—процент потерь на угар, разбрызгивание и огарки.
Основные задачи рационализаторов и изобретателей
Рационализаторам необходимо шире применять в условиях своего
производства передовые методы сварки, резки и пайки, а также ран
рабатывать новые, обратив особое внимание на повышение скоростеН
процесса, механизацию и автоматизацию, улучшение качества, умею,
шение потерь металла на угар и разбрызгивание. Применять безогар
новую сварку, при которой резко снижается расход электродов и
электроэнергии. В массовом и крупносерийном производстве изыски
вать возможности перевода на сварку под флюсом, а в ремонтИвМ
деле для сварки крупных деталей, например, штампов на электро
шлаковую сварку. Разрабатывать методы сварки и конструкции при-
способлений, предотвращающие коробление деталей. Изыскивать
возможности замены электродуговой сварки н пайки контактной
сваркой, не останавливаясь даже перед изменением конструкции
деталей, что создает условия для более широкого применения штам
пованных деталей. Критически рассматривать и изучать конструкции
литых, кованых, штампованных и обрабатываемых резанием детален
|'.'к»киой конфитурации с целые изыскания возможности изготовлять
их составными — сварными Изыскивать более эффективные способы
гиарки чугуна и цветных металлов.
ЛИТЕРАТУРА
I. А И Акулой, Дуговая сварка в среде защитных газов, Мосиздат
1Р60»
2. Б. В. Амосов, Устройство к эксплуатация сварочных генераторов и
<|кц[сфорчаторов, Госэиергоиздат, 1960.
3. В А. Батмааов, Сварка чугуна, Опыт Уралмашзавода, Машгиз,
1Ш.
4, П Н. Березкаи, Ручная дуговая сварка и наплавка, Машгнз, 1961.
5» М. И. Борти др», Справочник электросварщика. Машгиз, 1961.
6 М В. Брук, Ультразвуковая сварка металлов, Леинздат, 1961.
7 Б. Г Быховецкий, Газоэлектрическая резка цветных металлов и
нержавеющей стали, Лекнздаг, I960.
8 В И В и л л ь, Сварка металлов трением, Лениздат, 1901
9. Н. Ф. Грохольский, Ручная сварка грехфаэной дугой, Машгиз,
11159,
10. С. М. Гуревич, Новые методы сварки, изд-во «Знание», 1961.
11. И. И. Джи ваг а, Электросварка цветных металлов и сплавов, Суд-
Иронгиз, 196 ь
12. Н. В. Дружинин, Безогарковая сварка, ЦБТИ Тяжмаша, 1959.
13, Л. К- Е ра ш е в, Новое в сварочном производстве ЗИЛа, «Машинострои-
И1ЛЬ1>'А% 12, 1959.
14. Н. А. Клыков, Сборочно-сварочные работы, Машгиз, 1961. '
15. Н. М. Кривенко, Многоэлектродная установка для сварки электроза-
1кК'пкамн, «Машиностроитель» № 3, 1961.
16. Ф. В. Куликов, Твердая пайка, Госэнергоиздат, 1959.
17. А. М. Курбато в. Опыт автоматизации сварочных процессов на за-
коде «Ростсельмаш», «Машиностроитель», № 2, 1960.
18. А. В. Лакодемонскнй, Паяние и припои, Металлургнздат, 1961.
19. Н. Ф. Л а ш к о и др , Пайка металлов, Машгиз, 1959.
20. А. Г..Ма не ви ч и др.. Безогарковая сварка, «Сварочное производст-
н|»1 Ка 9, 1958. Л
21. Ю А Маслов, Сварочное производство, Машгнз, 1959.
'22. В.'Э. М о.р а в с к и й, Конденсаторная сварка металлов малых толщин,
Машгиз, i960
24. Г. А Николаев, Сварка, Машгиз,, I960
24. Г. А. Николаев, Сварка цветных сплавов редких металлов и пласт-
IIIII'C (сборник статей). Оборот из, 1961.
25. Сварочное оборудование. Каталог—справочник, ЦИНТИ, 1960.
26. К. В. Савельев, Безогарковая алектродугоаая сварка, «Сварочное
производство» Ns 10, I960.
27 С. Е. Семечкин, Механизация контактной сварки, Машгиз, 1960.
28. Н. Н. Скворцов, Автоматическая аргоно-дуговая сварка алюминия
в |ч'о сплавов, «Машиностроитель» № 5, I960.
29, Е. В. Соколов, Справочник по сварке, Машгиз, 1961.
30. Под ред. В. В. Степанова, Справочник рабочего-сварщика, Маш-
пи, 1961.
31 В. Ф Тюрин, Достижения сварочной науки и техники в производ-
। пн1, «Машиностроитель» № I, i96l.
32. Н. П. У с и др., Комбинированная электрическая сварка деталей из
ономнииевых сплавов, «Машиностроитель» № 8, 1960.
33. И. А Фин а тин, Электрическая дуговая сварка серого чугуна,
‘Мпшиностронтель» Ns 12, 1959.
34. А А Чеканов, Современные методы сварки, Профтехиздат, 1961,
35. В. М. Шахмат о в,-Сварка чугуна, Машгиз, I960..
36. Р. 3. Шори, Сварка цветных металлов, Машгиз, 1960.
37, Научно-популярная библиотека рабочего-сварщика, 25 выпусков, Маш-
ин, 1956—1961 .
5. ОБРАБОТКА РЕЗАНИЕМ
Технологический процесс обработки резанием заклю-
чается в превращении заготовки в готовую деталь последовательным
изменением ее формы и размеров. Операцией называется часть
технологического процесса, выполняемая непрерывно над одной де
талью на одном рабочем месте. Переход — часть операции, в»
время которой одним режущим инструментом обрабатывается один
поверхность при неизменном режиме резания. Режим резании
определяется скоростью, подачей и глубиной резания. Чем больше
эти величины, тем меньше затраты времени на обработку, Тсхнола
гический процесс должен обеспечить высокую производительность
и экономичность, а также требуемое качество,, продукции (точность
размеров и чистоту обработанных поверхностей). Качество продукции
обеспечивается выбором порядка и методов обработки. Производи
тельность возрастает с уменьшением времени на обработку, поэтому
сокращение времени на обработку—важнейшая задача изобретатели
и рационализатора.
Время на обработку и пути его сокращения
Время на обработку определяется для каждой операции. Оно «>•
стоит из подготовительно-заключительного и штучного времени,
Подготовительно-заключительное время затрачивается
на ознакомление с работой, настройку оборудования, установку
и снятие инструмента п приспособления, сдачу готовой продукции,
В серийном производстве, где обработка деталей производится партш
ями, это время затрачивается одни раз на всю партию деталей.
Чем больше партия деталей, тем меньшая часть подготовительно-зя
ключйтельного времени приходится на одну деталь. Шт уч
ное время состоит из основного и вспомогательного времс
ни, времени обслуживания рабочего места и временя перерывов
отдых и естественные надобности. Основное время (Го) затрачи
вается на снятие стружки. Оно может быть машина ы ы. если сиятш
стружки происходит при механической годачс, и ручным, если при
обработке подача производится вручную. Вспомогательно!
в р е м я Тв затрачивается на действия, подготовляющие детал!
инструмент и механизмы станка к обработке: снятие и установка дс
тали, подвод и отвод инструмента, управление станком, измереши
детали п т. д. Сумма основного и вспомогательного времени назп
вается оперативным временем Топ и затрачивается на каждую деталь
Топ.=То + Т’з-
Время обслуживания рабочего места (Toj) и время перерывов (7%
определяются в процентах от оперативного и составляют 5—10% сгп
в зависимости от вида и размеров оборудования. Иногда сумму этц\
времен называют прибавочным временем \Тпр}-
Техническая норма штучного времени определяется по формуле
П™ = (То 4 (1 4- 0,05 4- 0,1) = 1,05 1,1 (Та + Ге)
Прн работе с механической подачей основное (машинное) время
для простейшего случая продольной обточки определяется по фор-
муле:
То=‘'~ I,
Ils
где L — длина обработки в л/л;
п— число оборотов детали в млн.;
s-—подача в мм/об;
i —число проходов.
Число оборотов определяется в зависимости от скорости резания
по формуле:
1000 1)
п=------—~ об/мин.,
к а
|дс и — скорость резания в м/мин;
я =3,14,
d— диаметр детали в мм.
Число проходов i определяется ш> формуле;
h
t
|Ди п — припуск па сторону в мм;
t — глубина резания в мм
Подставляя значение i и h в формулу основного времени, получим
0 lOOOxwi*
Гтшм образом, для уменьшения основного времени надо увеличивать
реким резания (о, з и Г) и уменьшать припуск на обработку (/г).
Пииращсние же вспомогательного времени достигается за счет приме-
||с1.ия быстродействующих станочных приспособлений и автоматиза-
ции процесса обработки.
Процесс резания металлов
Основной формой режущей части всякого инструмента является
hлив, с помощью которого осуществляется отделение стружки. У та-
Нип клина различают следующие элементы: переднюю поверхность,
но которой сходит отделяемая в процессе работы стружка, заднюю
иоиерхность, обращенную к обработанной поверхности, и режущую
кромку, образуемую пересечением передней и задней поверхностей.
5Агол резан к я а (фиг. 353, а) заключен между передней по-
верхностью и направлением движения резания и; передний угол
j дополняет угол резания до 90° (т. е. 8 4-7=90°), задний угол
к коключел между задней поверхностью и направлением движения
Процесс резания вязких металлов состоит в сжатии инструментом
• роняемого слоя (фиг. 353, а), а затем скалывании его под углом
НО—150° к поверхности резания. При сжатии срезаемый слой пла-
стически деформируется, т.-е. изменяет свою форму. Он становится
сороче и толще. Процесс отделения частиц,срезаемого слоя много-
np.'iTjio повторяется, и в резу.чьтзте образуется с тр у жк а, состоящая
из, отдельных деформированных частиц срезаемого слоя (фиг, .'ЮЗ,о)
связанных между собой. С увеличением скорости резания и иередш
го угла стружка приобретает вид сплошной ленты, на которой уж,
трудно обнаружить отдельные элементы. Такая стружка uasUiMini и
сливной. Она менее деформирована и на образование ее затрлми
вается меньше энергии, уменьшается сопротивление резанию, улу*<
шается чистота поверхности. При резании хрупких металлов часткии
скалываются без деформации и не связаны между собой.
Сила резания преодолевает сопротивление металла пласт
ческой деформации, а также сопротивление трения между инструм1’И
Фиг. 353. Образование стружки.
том, стружкой и обрабатываемой деталью Эга сила возрастает при
увеличении твердости обрабатываемого металла, площади сечсиин
срезаемого слоя и угла резания 5 Чем больше сила резания, тгч
прочнее и массивнее должны быть станок и инструмент, тем болыш
потребная,мощность электродвигателя станка. Для простейшего слу
чая продольного точения сила резания равна
P^Cpls^,
где Ср—коэффициент, учитывающий свойства обрабатываемого мат г
риала, геометрию инструмента, скорость резания, применены
смазки Значения С„ для стали и чугуна приведены »
табл. 206,
s — подача в лш/об;
t—глубина резания в мм-,
у„—показатель степени; он меньше единицы, ур » 0,7 4- ОД
потому что с ростом подачи сила резания растет в меньшой
степени, чем сама подача.
Приближенно силу резания определяют также по формуле
где у _ площадь сечения срезаемого слоя в лш2.
Так как с ростом глубины резакия сила резания растет в такой ли
степени, как я глубина’резания, можно сделать вывод, что дли
уменьшения силы резания при неизменном сечении срезаемого слоя вм
годнее уменьшать глубину резания и увеличивать подачу. Силу рези
ния можно уменьшить -также за счет увеличения скорости резани»,
улучшения геометрии инструмента, применения смазки.
Обрпб()ТК(t /К\'1 < и IИ РА I
Таблица 223
Значении коэффициента Ср при точении
Обрабатываемый материал — сталь
oltp. кв/мм* СР зад,. кг/мл1‘ СР чвр, кг/мм2 СР
30-40 40—5 0 60-61) 138 152 164 60—70 70—80 80—00 178 200 220 90—100 100—110 110—120 236 256 272
Обрабатываемый материал — чугун серый
«В Ср Ив СР
140-160 1 60—180 180—200 100 107 114 200—220 220—240 240—260 121 128 134
Мощность электродвигателя станка определяется
ин формуле:
N——i— квт, .
6120 т]
i цг N — мощность электродвигателя станка а квт;
1’г—сила резания в кг,
v — скорость резания в м/мин;
7| — коэффициент полезного действия (к. п. д.) станка.
У станков с коробкой скоростей 71=0,7—0,8. Из формулы видно,
ни мощность зависит не только от силы резаиия, но и от скорости
|н» шипя. Для увеличения производительности надо стремиться загру-
гпгь станок на полную мощность. Это можно сделать за счет уве-
и|||С11ия силы резания (увеличивая глубину резания и подачу,
। с. сечение срезаемого слоя) и за счет увеличения скорости реза-
нии.
Скорость резания сильно влияет на стойкость ре-
пущего инструмента, т. е. на время его непрерывной рабо-
н.1 до переточки. При увеличении скорости резания в два раза стой-
нигть режущих инструментов уменьшается в десятки и даже сотли
pul, С уменьшением стойкости возрастают потери времени, связан-
iiiji' со сменой, переточкой п подналадкой инструмента. Вот почему,
ми'личивая скорость резания, нужно считаться с периодом стойко-
нн и сохранять последнюю в разумных пределах. В противном слу-
•nif’ чрезмерное увеличение скорости резания может привести к сни-
жению производительности. Для различных инструментов устанав-
•пинногся соответствующие периоды стойкости в зависимости от их
«иди, размеров и материала Так, например, для резцов из стали
пирки Р9 стойкость 60 мин., из твердых сплавов 90 мин. и т. д.
1 |||>рость резания при заданной стойкости уменьшается с увеличе-
нием твердости и прочности обрабатываемого материала, глубины
резания и подачи. Она зависит также от материала режущего ин-
струмента. Так, например, у резцов, оснащенных пластинками твер-
дого сплава, скорость резания при той же стойкости может быть
увеличена в 4—6 раз по сравнению с быстрорежущими резцами
марки Р9 (скоростное резание). Скорость резания может быть уве-
личена за счет улучшения геометрии режущего инструмента; за счет
применения смазочно-охлаждагопшх жидкостей скорость резании
для различных видов обработки может быть увеличена на 25—50%
Скоростное резание металлов заключается в пра-
вильном выборе условий обработки, обеспечивающих наиболы’
полное использование высокой теплостойкости, и других режущих
свойств твердых сплавов, Для этого необходимо правильно выбрать
марку твердого сплава в зависимости от условий обработки
(см. гл VIII «Твердые сплавы»); выбрать правильную' геометрию ин-
струмента, учитывающую хрупкость твердого сплава и хорошее со
противление его сжатию (фаски с отрицательным передним углом),
и, наконец, выбрать такую скорость резания, которая обеспечила би
при работе с наибольшими, допустимыми по условиям обработки,
•глубиной резания и подачей наивыгоднейшую стойкость инстру-
мента.
Выбор режима резания
Фнг. 334. Схема
силового резания
При черновой обработке наиболее производительным будет р"
жим резания, обеспечивающий срезание наибольшего объема метал
ла в минуту, т. е.
V~i>ts см.°/мин,
где V — объем срезаемой стружки в смя/мин;
и — скорость резания в м/мин;
t — глубина резання в лш;
s —подача в мм/об.
С точки зрения стойкости режущего инструмента это произвел!,1
ние будет наибольшим при выборе вначале максимально возможиой
глубины'резания (по имеющемуся припуску на
обработку), затем — подачи (по прочности ме.\:>
ннзма подачи станка, прочности и жесткости
обрабатываемой детали и инструмента) и наки
пец, в последнюю очередь, скорости резании
(по мощности станка и заданной стойкости
инструмента). При чистовой обработке, где глу
бнна резания мала, наиболее производительным
будет режим резания, обеспечивающий срез.ч
пие металла с наибольшей поверхности в чипу
ту, т. е.
F= Югя см2/'мин.,
;де F —площадь обработанной поверхности в см3/мин,
С точки зрения стойкости режущего инструмента это произни
дение будет наибольшим при выборе в первую очередь подачи, мин
симально допустимой по точности и чистоте обработанной поверхно
сти, а затем уже скорости резания Выбор режимов резания произво-
дится по таблицам, составленным для различных видов обработки
(точение, сверление, шлифование и т. д.) с .учетом свойств обраба-
тываемого материала и режущего инструмента, а также с учетом
геометрии режущего инструмента и наличия охлаждения. Применение
резцов Колесова (фиг, 354) позволяет производить скоростное
резание с большими подачами при получистовой и чистовой обработ-
ке. Препятствием при внедрении скоростного и силового резания
может служить отсутствие на станках требуемых высоких чисел
оборотов и подач, а также недостаточная мощность электродвига-
теля, жесткость станка. В этих случаях следует произвести модер-
низацию станков с целЬЕо увеличения верхних пределов чи-
сел оборотов, подач, повышения мощности и жесткости станка.
Металлорежущие станки и их рациональное
использование
Важнейшей частью металлорежущего станка является привод,
I. е механизм, передающий движение от электродвигателя'к рабочим
органам станка. Кроме передачи движения, механизмы привода про-
изводят регулирование скорости и подачи, включение и выключение,
торможение и реверсирование (изменение направления движения).
Для изменения чисел оборотов и подач применяются ременные, зуб-
чатые, цепные и червячные передачи, которые характеризуются
передаточным отношением:
I до i — передаточное отношение;
— число оборотов ведущего вала;
п2 — число оборотов ведомого вала.
Для преобразования вращательного движения в поступательное
применяются реечная передача и передача при помощи винта н гайки
(гм. главу IV), которые характеризуются минутными перемещениями
рейки или гайки. Формулы для определения передаточных отношений
и минутных перемещений различных передач приведены в табл. 224.
Пример 1. Диаметр шкива двигателя станка d1S=100 а шкива на первом
килу коробки скоростей станка rf2=240 лгль Число оборотов двигателя
П|-=Ц440 об/мии. Определито число оборотов первого вала коробки скоростей
Пи но формуле
; пг=|11Ь=!440 .—=600 об/мнн
Hi 240 24 0
Во сколько раз нужно умевыннть диаметр ведомого шкива dz или уве-
личить диаметр ведущего шкива dit чтобы увеличить число оборотов первого
пила коробки скоростей станка ц2, а следовательно, и шпинделя станка в
1,5 раза. Очевидно, тоже в 1,5 раза, т. е, пд станет S00 • 1,5=900 об/мин.
Г.елп увеличить di в 1,5 раза, т о. вместо 100 взять 100 • 1,5=150, получим
1 'SO
,Ь = ] 440—-5=900 об/мин.
240
Если уменьшить ds 8 1 ,Б раза, т а. ——=1 ВО, получим
100
и,=! 440-£-=9 00 об/мин.
Пример 2. Число зубьев шестерни гедущего вала г1=24, а ведомого
г2=36 Как нужно изменить числа зубьев этих шестерен, чтобы увеличить
число оборотов ведомого вала? При втом сумма чисел зубьев обеих шестерен
Должна остаться постоянной, т. е, Zt + z2=24 + 36=60 По формула находим
. zt 24 2
£ Я»- г— — - —
Zt 36 3
Для того чтобы увеличить число оборотов ведомого вала в 1,5 ра&а. нуж»
нс увеличить перодаточное отношение таток» в 1,5 раза, тогда Z1=i 1»5=з
о
-2_ - 1,5=^1, т. в. обе шестерни Zi и 22 должны иметь одинакоаое число
зубьев. Но так как zJ-z2=60l то zt=23=30.
Несколько механизмов, последовательно передающих движение,
образуют кинематическую цепь Полное передаточное отношение ки-
нематической цепи подсчитывается по формуле:
где i — полное передаточное отношение кинематической цепи;
tn i-z, U — передаточные отношения отдельных звеньев цепи.
Совокупность всех передач привода изображается в виде к и н е-
магической схемы станка, на которой условными обозначе-
ниями (фиг. 355) показаны валы, шкивы, зубчатые колеса и т, д,
При рациональном использовании станка по мощности электро-
двигателя необходимо произвести проверку выбранного режима ре-
зания но прочности слабых звеньев привода главного движения и,
привода подачи. Для этого в паспорте станка указываются наиболь-
ший крутящий момент на шпинделе для каждого числа оборотов,-;
шпинделя и наибольшая сила подачи Рл. Крутящий момент на шпиц* ।
деле определяется по формуле:
Pz D !
/И— —— кем. ,
2000 ।
где D — диаметр обрабатываемой детали в мм\
Рг—сила резания в ке.
Отсюда
Р2=2000 4-
D I
Если сила резания, полученная по этой формуле, окажется;
меньше, чем Pg—Cj^syP, то следует уменьшить число оборотов'
шпинделя станка. Силу подачи Рх можно найти в зависимости от
силы резания Рг по формуле:
РА.= 0,25Рг
Эту силу следует сравнить с силой, допустимой по паспорту
станка., 1
JaKaj ;B1
Валы
цельный с шарниром
-------- --------d----
Подшипники
скольжения _ качения
_________, о о <>
- Q 16
холостое
НШШ^ЕШМ
Ц и л и н 8 р и
на шпонке
ИШЙШИ
ские зудчатуе 'колеса
на скользящей яй шлицах
шпонке
на Выдбижной
шпонке
цепная
реечная
Г
Винт и гайка
'Веразъ:енш
гайЙа
разъемная
райка ,
Обработка ргзанмем.
Фиг. 355, Условные обозначения кинематических схем.
Таблица 22-1
Передаточные отношения и минутные перемещения станочных передач
Передача Формула Условные обозначения
Ременная 1=^-7 i — передаточное отношение, di — диаметр ведущего шкиаа в лея; da — диаметр ведомого шкива в «л: ?—коэффициент проскальзывания ремня, равный 0,98;
Зубчатая и цепная i — передаточное отношение; Zi — число зубьев ведущего колеса, 2g — число зубьев ведомого колеса
Червячная 2 < — передаточное отношение; К—‘число заходов червяка; z — число зубьев червячного колеса
Реечное зацепление з — путь рейки а яя/лшн. тп —модуль в ям; Я — число зубьев колеса; п — число о борото а колеса в мпн.; в =3.14
Винт а гайка i=nsx s — пут!з гайки а лмф/ии; —шаг винта в лш; п—число оборотов винта в мин
Модернизация станка производится при переходе ня
скоростную обработку и заключается в проведении следующих мер,
1) замена электродвигателя ‘более мощным; 2) изменение диа-
метров шкивов и чисел зубьев некоторых шестерен с целью увеличе-
ния скоростей шпинделя и подач суппорта; 3) замена плоскоремеп-
ной передачи от электродвигателя к станку клиноременной'; 4) до-
полнительная фильтрация масла, смазывающего подшипники ппцш-
деля; 5) замена подшипников качения шпинделя более быстроход-
ными; 6) замена фрикционных 'муфт и тормозов более мощными;
7) установка вращающегося центра в задней бабке токарного
станка; 8) увеличение жесткости станка; 9) усиление ограждения
от стружки; 10) установка упоров для выключения подачи и неко-
торые другие меры по автоматизации'управления станком [35].
Станочные приспособления
Станочные приспособления предназначены для точной, и быстрой
установки детали на станке, падежного ее закрепления в процессе
обработки, а также для направления инструмента (кондукторы при
сверлении). Главная задача изобретателя и рационализатора -
добиться быстроты установки, закрепления и снятия деталей Эти
задача может решаться путем применения многоместных
приспособлений, в которых производится одновременное за-
жатие нескольких деталей.
Фиг. 357. Приспособление для фрезе! оаапид резцов.
36”
На Фиг* 356 показано Приспособление, которое предназначается для фрезеро-
вания шестигранных корончатых гаек. Приспособление укрепляется на круглом
столе Для фрезерования шести шлицев в корончатой гайке требуются три
различных положения стола, показанные на эскизах Z, II н Z/Z. Зажим деталей
осуществляется с ломэщью винта Л от которого зажимное усилие передается через
стальную ленту 2 на шесть зажимных рычажков <3. Натяжение ленты регулиру-
ется установочным винтом 4, В исходное положение зажимные рычажки возвра-
щаются с помощью пружин 5,
Приспособление, показанное на фиг. 357, предназначается для одновремен-
ного фрезерования десяти токарных резцов. Которые устанавливаются на пли-
ту I, прижимаясь.к упорйым планкам 2. Прижимная плита 3 имеет для крепле-
ния каждой обрабатываемой детали дза пальца 4, При затягивании гайки б
благодаря наличию соединительных каналов, заполненных гидропластом*, до-
стигается равномерное зажатие всех обрабатываемых деталей. С помощью уста-
еовочного впита в регулируется высота Установки пальцев 4.
Другой путь — сокращение времени закрепления за счет замены
винтового зажима роликовым или пневматическим.
Фиг. 358 Быстродействующий роликовый зажимный патрон.
Нафиг ЗВ 8 показан быстродействующий роликовый низки мнил
п а тр о в, предназначенный для токарных, круглошлцфовальных и аиутришли-
фовальиых станков На корпусе 1 вращается кольцо 2, имеющее три спиральных
паза для роликов 7. При вращении кольца в направлении, показанном стрел-
кой, ролики через плунжеры 5 бу ту? давить на кулачки 6, зажимающие обра-
батываемую деталь. При обратном вращении кольца пружины 4, упирающиеся
з дно стаканов 5, возвратят кулачки в исходное положение. Для фиксирования
положения детали по длине на кронштейне 5 помещен регулируемый упор
Недостаток приспособлений, использующих сжатый воздух, — громозд-
кость— удалось • устранить за счет применения пневмоклииовых зажимов. На
фиг. 359, а показана схема пиевмоклинового зажимного устройства. Сжатый
воздал, попадая п цплвпдр /, давит пя поршень 2, Шток 3 поршня шарнир-
но соединен с клином 4. Благодаря тому, что угол клинв равен 4“30’, сила,
действующая иа ротик 5, связанный с подвижной губкой 6, в 10 раз преаосхо-
* Гидропластом называется студенистая масса светло-коричневого цвета,
имеющая в своем составе 70% дибутилфталата, 20% полихлорвинила, 8% мас-
ла трансформаторного и 2% стеарата кальция,
5 б
Обрабогка резанием
Фнг. 359. Схемы зажимвых устройств:
а — пневматическое устройство; б — гидроусилитель; в — оправга с тарельчатыми пружинами, а —пру-
жина тарельчатая.
дят силу давления на поршень Это позволяет уменьшить диапетр пневматиче-
ского цилиндра более чем в три раза. Тэение клина резко уменьшается благо-
даря применению роликов.
Введение, в конструкцию приспособления различных механиче-
ских усиливающих передач позволяет уменьшить диаметры воздуш-
ных цилиндров, но одновременно приводит к снижению к. и. д. и
к увеличению длины хода штока, а с ним и длины воздушного ци-
линдра. Значительно меньшими по габаритам (при равных усилиях
зажима) получаются приспособления с гидравлическим при-
в одом, так как давление жидкости достигается, как правило,
в 10 —15 раз выше по сравнению с давлением сжатого воздуха
в заводской сети. Ценным свойством гидравлических усилителей
является возможность получения повышенного усилия в большом
количестве точек. Применение гидравлических усилителей наи-
более целесообразно и эффективно главным образом в многоместных
приспособлениях и вообще в приспособлениях с большим количеством
зажимных точек, На фиг. 359, б показана схема гидроусилителя со
степенью повышения давления 1 :35 по отношению к подводимому
воздушному давлению.
Простые, дешевые, с наиболее точной фиксацией сбрабатываемой
детали получаются приспособления с тарельчатыми пружинами,
С помощью таких приспособлений можно обеспечить точность цент-
рирования деталей с базовыми поверхностями, обработанными по
2 классу точности в пределах 0,01—0,02 мм. На фиг, 359, в показана
схема приспособления с тарельчатыми пружинами, а кг фиг. 359, г —
пружина. Под действием осевой нагрузки в пружине , возникают
упругие деформации и происходит увеличение ее наружного и
уменьшение внутреннего диаметра с сохранением их строгой концент-
ричности.
Для крепления тонких дисков на токарных станках применяются
электромагнитные патроны, а на плоскошлифовальных станках —
электромагнитные столы.
Применение у н и в е р с а л ь н о-п е р е н а л а жи в а е м ы х и унц-
верса льно-сборных приспособлений в значительной мере со-
кращает сроки изготовления изделий и удешевляет всю подготовку
производства. При переходе с изготовления одной детали данного
типа на другую производится незначительная поднастройка суще-
ствующего приспособления. Сущность системы универсально-сборных
приспособлений (УСП) заключается в том, что необходимые для
технологических операций специальные приспособления собирают из
нормализованных деталей и узлов. После выполнения операций
приспособления разбирают, а составляющие их элементы и узлы
используют для других приспособлений. В среднем УСП собирают
за 2—2,5 час. На изготовление подобного же специального приспособ-
ления требуется от 50 до 100 час. Каждое собранное УСП экономиi
30—50 кг металла и 60—120 час. труда конструкторов и инстру-
ментальщиков.
Обработка точением
Точением обрабатываются наружные, внутренние и торцовые по-
верхности вращения, в том числе и резьба При этом обрабатывай-
мая деталь получает вращательное движение резания, а инструмент —
движение подачи. Технические характеристики некоторых универ-
сальных т ока рн о-в н н т ор езн ы х станков приведены в
табл, 225.
Фиг. 360. Специальный формы ааточцц резцов;
с — с переменным передним углом; б — с мелкой лункой
на передке® грани.
Основным режущим инструментом при токаряой обработке яв-
ляется резец. Заточка резца должна соответствовать существующим
нормативам. Правильная заточка обеспечивает высокую стойкость
резца и производительность труда. Формы передней грани быстро-
Фнг 361. Резец с механическим креплением пластяндн.*
а — резец; б — державка для переточки пластия.
ргжущпх резцов и области их применения приведены в табл 226,
л твердосплавных: — в табл. 227 (по единым нормалям машннострое-
•ШИ)-
Главный угол в плане <р в большинстве случаев принимают рав-
ным 45°, при особо жесткой системе станок — деталь — инструмент
Технические характеристики токарных станков
Модель станка Основные размеры. Наибольший диаметр об- рабатываемой детали, мм 1 Диаметр отверстия в шпинделе, мн Высота от опорной по- верхности до линии цеЕпра. льи Шаг нарезаемой резьбы, деи Наибольшее пере- мещение пиноли задней бабки, лме Пределы чисел оборотов шпинделя, мин. Пределы подачи суппорта в jo на 1 оборот шпинделя Электро двигатель
I высота цептроэ 1 I расстояние 1 между центрами мощность, кеш число оборо- тов в минуту
продольной поперечной
1 SI 5М 155 750 32 0 35 20 0,5—12 85 44—1 000 0,06—2,72 0,025—1 .11 2,2 1440
161 6 160 750 320 30 20 0,5—9 95 44—1 980 0,06—3,34 0.04—0,24 7 4,5 1440
161 А 175 750 350 40 20 0,25—14 — 13—4 75 0,062—3,5 0,052—2,92 2,3 950
(«Удмурт») 1А62 202 750 1000 1500 400 38 25 1—192 150 11,5—1200 0,027—0,52 0,027—0.251 7 8 1460
1К52 200 1000 400 — 25 — — 12, 5—2000 0,075—4 ,46 0, 075—4.46 10 14 60
1 620 225 1000 400 47 25 1—240 200 18—3000 0,08—1 .52 0,08—1 ,52 14 14 50
1Д63А 300 1500 3000 615 70 32.5 1—14 205 14—750 0,1 5—2,65 0,05—0,49 10 1460
1Д64 4 00 3000 800 100 40 1—1 4 305 8—362 0.22—3,15 г 0 .07—0,95 10,4 1500
Способы изгоюплвгшя деталей чаишн
Формы передней грани быстрорежущих резцов
Форма заточки Эскиз передней грани Группа за точки т Y1 Обрабатываемый материал Область применения
наименование ®5 Ив
Плоская 7 r~V i , р^'1 А 12 = 12° Сталь Чугун св. 80 до 100 св. 235 до 290 до 200 Резцы всех типов, кро- ме резьбовых, фасонные в зависимости от точности профиля
Б 8° 12° Сталь Чугун св. J00 до 1 20 св. 290 до 350 св. 200 до 250
Криволинейная 1 В 25° 12° Алюминий и цветные вяз- кие металлы Сталь всех марок Чугун — св 90 до J 5 0 Резцы всех типов, кро- ме фасонных и резьбовых. Особенно в случаях необ- ходимости обеспечить стружкоэазиванпе
4 Ч $ О f Сз
ел
Обработка резанием
Форты передней грани твердосплавных резцов
Гдблшр 227
Форма
заточки
Эскиз
передней грани
I
отрицательная с фаской без фаски
I Группа . заточки т у f Обрабатываемый материал Тип сплава плестйЦ Область применения
наименование "в
Л 10° — — Сталь Чугун Бронза Латунь до 80 до 230 до 300 тк вк вк вк Резцы всех типов, кроме резьбовых, при обработке стали пода- чи s-^0,5, чугун обра- батывают при любых подачах. В условиях малой и средней жесткости
S 10° —5° о, 1 — 1,2 Сталь леги- рованная литая с коркой, ста- ли жаропроч- ные св. 80 до Ю0 св. 230 до 290 тк ТК Резцы всех топов, кроме фасонных и резьбовых. В услови- ях малой и средней жесткости применять стружколом
в —10° — Чугун Сталь и сталь- ное литье» за- грязненное не- металлически- ми включения- ми св. 100 си. 400 св. 290 вк тк Чистовое и полу- чистовое точение и растачивание. Резцы проходные, подрезные и расточные. В усло- виях достаточной жесткости
Способы изготовления деталей катин
V J Обрабатываемый материал Тин ciuiaiJi пластин Область лримевечня
наименование ая нв
0° 0,1—0,5 Алюминий и цветные вяз- кие металлы ““ — В1< Резцы всех ткпо»?, кроме резьбовых и фа сонных.Применяют- ся для чистовой, получистовой И обДБ’ рочной работы при непрерывном точении
0" 0,1—0,5 Сталь до 80 ДО 238 1К
—5° 0,1—0,5 Сталь св. 80 св. 238 тк
его уменьшают до 30—10°; при недостаточной хлесткости или работе
с ударами увеличивают до 60—75°, а при обработке длинных и тон-
ких деталей до 80—90°.
Для чернового и получистового точения нержавеющих и вязких
сталей при глубине резания 3—Юми при необходимости обеспечить
стружкозавивание может применяться заточка по форме, указанной
на фиг. 360, а. При необходимости обеспечить дробление стружки при
точении нержавеющих и жаропрочных сталей хорошие результаты
дает заточка мелкой лунки па передней грани резца, как показано па
фиг. 360, б.
Заточка минерало керамических резцов производит-
ся по той же геометрии, что и твердосплавных. При этом несколько
уменьшают значения переднего И заднего углов У твердосплав-
ных и минералокерамических резцов все шире применяется меха-
ническое крепление пластинки к державке. Конструкция такого креп-
ления обеспечивает быструю (10—15 сек.) смену пластинки, а также
стружколомание. На фиг. 361, а показана одна из таких конструк-
ций. Пластинка 3 прижимается к державке 5 через плаику с риф-
лями 2 болтом 1 Конец планки опирается на вкладыш с рифлями 4.
После переточки укороченная пластинка может быть выдвинута из
державки за счет поворота болта с эксцентричной квадратной
головкой 6 на 90°. Заточка и доводка пластинок производятся ц
специальной державке (фиг. 361, 6), в которой для регулирования
положения пластинки также имеется упорный винт 1 с эксцентрич-
ной квадратной головкой.
Таблица 223
Точность и чистота поверхности при различных методах обработки
Способ обработки К ла сс точности Класс чистоты
Точение черновое. . . Точение чистовое Точение тонкое. . Притирка грубая Притирка чистовая . , Притирка тонкая , . Обработка колеблющимися брусками, чистовая» Вальцевание 5—4 4—3 2 2 2 2-1 2 3-2 1-3 4-5 6-7 8-9 10—11 12—14 10—11 8—10
Кроме обработки резцами, на токарных станках применяются
сверление, притирка, вальцевание, обработк,
колеблющимися брусками Точность и чистота поверхно
сти, достигаемые различными методами обработки на токарных стаи
ках, приведены в табл. 228.
Обработка сверлением, зенкерованием
и развертыванием
Сверла, зенкеры и развертки предназначены для обработки от
верстий. Эти инструменты чаще всего совершают вращательно,
движение резания и осевое движение подачи. Сверла предназнач.1
готся главным образом для получения отверстий в сплошном метал
ле и применяются па сверлильных, токарных, револьверных, расточ-
ных ндругих станках. Технические характеристики сверлильных
станков приведены в табл. 229.
Спиральные сверла изготовляются диаметром от 0,25 до 80 .ад.
При сверлении могут иметь место два случая: 1) когда вращается
сверло, а обрабатываемый предмет стоит неподвнх<но, например, на
сверлильном станке: 2) когда вращается деталь при неподвижном
сверле, например, на токарном стайке Во втором случае получается
II4II-. 362. Режущая часть
спирального сверла.
отверстие, ось которого всегда совпа-
дает с осью вращения шпинделя стапка,
в то время как в первом сверло может
Фиг. 363. Режущая часть сверла
с улучшенной геометрией.
уклониться от направления оси шпинделя. При сверлении правиль-
но заточенными сверлами погрешности в диаметре просверленных
отверстий можно в среднем принимать следующими:
Диаметры сверл, мм. . . 1—3 3—10 10—18 18—30 30—80
Погрешность, мм. . . . .0,08 0, 1 0,14 0,2 0.32
Сверло — настолько распространенный инструмент, что каж-
дое даже незначительное усовершенствование его дает огромную
11СОНОМИЮ в промышленности На фиг. 362 показана режущая часть
гтлпдартпого спирального сверла, на которой указаны основные
углы — передний у, задний а, главный угол в плане ф и режущие
кромки: главные — 3, вспомогательные — 2 и перемычка—4. В се-
ющий АА видно, что перемычка имеет отрицательный передний угол,
iii'o затрудняет процесс резания при сверлении. На фиг. 363 показа-
1И1 режущая часть сверла с улучшенной геометрией. Двусторонняя
подточка перемычки 1 уменьшает ее длину на 25—50%, что увели-
Фиг. 364. Саерло со стружкоразделительиыми канавками.
Фнг. 365 Типы сверл:
а — заточка по способу ноаатора В. И. Жирова; б — для глубокого
сверления, в — пустотелое.
Фиг. 36b Зеикери-
а— цельный, б — насвдной; в — углы заточки.
Техническая характеристика сверлильных станков
£<
CS|
Электро* двигатель число оборо- 1 ТОВ в ымп 2800 1400 14 10 1 440 144 0
мощ- 1 RGCTn, кет 0,37 0,05 4,5- 5,2 5,2
§ -ко 0> О’ о trf ’3*-’* 3 С = Ручка 1 Ручная 0,11 5—1,6 0.15—1 .2 0. 15—1 .2
Пределы чисел оборотов в мин. 1 2000—1 4 000 480—4 100 42—2000 153—-3000 55—1660
и*иг' (Hinioifoa) хйЬтогкквебц -ВН ЛО EICQiZ -ШНШ1 OSS—05Я OSS-OSH 00S 381
Расстояние от шпинделя до стола (плиты) ЛХ-М наимень- шее О ООО о CN сч
наиболь- шее 180 420 750 1500 1 5 00
ад яейоэд Bratt -ившл аХноД
Наибольшие размеры свер- ления, л<м глу- бина о о«о о ер О Сч '*’ *«г -н е-.» со со
диа- метр ю еч то о г- СО СО сП
Тип Д щ 1 ® v с_ 3 w к л з о.» А К а я о ,-S q са о й-чг.
Модель станка 06 СН-12А 2А125 2А135 2Б56 2М6
чивает стойкость сверла в 1,5 раза
и уменьшает' силу подачи. Под-
точка направляющей ленточки 2
п двойная'заточка режущей кром-
ки 3 также значительно увеличи-
вают стойкость сверла. На фиг
364 показано сверло со стружко-
разделительными канавками, при-
меняемое при обработке стали.
Благодаря этим канавкам подача
возрастает в 1,5 раза, а стойкость
увеличивается в несколько раз
При обработке чугуна хорошие ре-
зультаты дает сверло, предложен-
ное новатором В. И Жировым
(фиг. 365),
У этого сверла перемычка за-
менена двумя новыми режущими
лезвиями 1, благодаря чему зна-
чительно увеличивается подача и
уменьшается осевая сила. Обра-
ботку следует вести в кондук
торе.
Для глубокого сверления ус-
пешно применяются сверла, кон
струкция которых показана ца
фиг. 365, б. При сверлении та-
кими сверлами не ’наблюдается
увода отверстия, т е. ось отвер-
стия совпадает с геометрической
осью вращения заготовок.
Для сверления в сплошном
металле больших отверстий (свы-
ше 70 мм) применяют пустотелые
сверла (фиг. 365, в), которые
дают возможность часть металла,
подлежащего высверливанию, не
превращать в стружку.
Заточку спиральных
сверл производят по главным
задним поверхностям 5 (фиг. 362)
в специальном приспособлении.
При этом необходимо выдержать
прямолинейность и строгую сим
метршо режущих кромок и пере-
мычки относительно осн, иначе
сверло будет разбивать обрабаты-
ваемое отверстие.
Зенкеры (фиг. 366) приме-
няют для обработки уже имею-
щегося отверстия с целью повы-
шения точности и чистоты поверх-
ности Зенкеры изготовляются цельными диаметром от 12 до 35 мм
(фиг. 366, а) и насадными от 25 до 80 мм (фиг. 366, 6). Иногда диа-
метр насадных зенкеров со вставными ножами доходит до 175 мм.
Фиг. 3,67 Развертки-
а —цельная с цилиндрическим хвостовиком; б — коиусный.хвостовик; а — насад-
ная; а — сечение режущей части; д — сечение калибрующей части.
Так как зенкер имеет 3—4 режущих лезвия, а перемычка его в ра-
боте не участвует; подача у зенкера в 2—2,5 раза больше, чем
у сверла.
Заточка зенкера производится по задней поверхности ре-
жущей части (как и у сверла).
Развертки (фиг. 367) применяются для
окончательной обработки отверстий после зен-
керования или чистового растачивания. Раз-
вертки изготовляются цельными диаметром от
3 до 32 мм и насадными диаметром от 26 до
80 ям В отдельных случаях диаметр насадных
разверток со вставными ножами доходит до
175 мм. Заточка развертки произво-
дится по передней поверхности каждого зуба —
на заточном стайке.
На фиг. 368 показаны развертки с коль
^вдльциой^Жй; иевой заточкой. Заточка таких разверток
а — с одним уступом; производится в центрах, на круглошлифоваль-
б — с двумя уступами, ном станке в 15—20 раз быстрее, чем за-
Таблица 230
Точность и чистота поверхности при обработке отверстий
Способ обработки Класс точности Класс чистоты
Сверление 5-4 3- 4
Зенкеровавие- 4-3 4— 5
Развертывание предварительное 3—2 6— 7
Развертывание окончательное 2 8— S
Притирка грубая ..... . , 2 8- 9
Притирка чистовая 2 10—11
Притирка тонкая ... . . .... 1 12—14
Развальцовывание ... .... 3-2 8—10
точка обычных развёрток. Ширина пояска а—2 мм, перепел диамет-
ров 0,2—0,6 мм (чистовой и черновой). Производительность на 10 —
20% выше, чем' у обычных разверток. Благодаря отсутствию биения
точность и чистота поверхности выше, чем у обычных разверток
Точность и чистота поверхности, достигаемые различными способами
обработки отверстий, приведены в табл. 230.
Обработка фрезерованием
Фрезерованием производится обработка плоскостей и различных
фасонных поверхностей: резьбы, пазов, шпоночных канавок, шлицев,
зубчатых колес и т. п. На специальных станках фрезеруют также
Фиг 3G9. Ф|>сзы.
поверхности вращения, например шейки и щеки коленчатых валов.
Режущий инструмент (фреза) совершает вращательное движение
рсааппя, а деталь. установленная на столе стайка, — движение по-
апчи. Технические характеристики некоторых фрезерных станков
приведены в табл 231. Универсально-фрезерные стааки отличаются
иг горизонтально-фрезерных возможностью поворота стола вокруг
пертикальной'оси на ±45°,'что позволяет фрезеровать сложные по
iii'pxiiocTH, например винтовые канавки/
'/ Заказ № 761
Техническая характеристика фрезерных станков
Таблица 231
Рабочая поверх- яние HJ1WH- 3 сто- 1 О й> « Пределы чи- сел оборотов шпинделя, мип. Предали подач стола, яя^иии - Электродви- гатель
Модель Тин s к 5?
станка стола, Чй .ГС h Щ Л ЙОНЧ 2 S.« ~ <£ ёэЗ продольных поперечных герти* кальных мощ- ность, кет ЧИСЛО оборо- тов, мин.
68 ОМ Горизонталь- ный 750x225 15 — 47. 5—530 19—420 ручная Г ручная 2 ,2 1435
6Н81 Универсаль- ны}} 900X180 400 — 65—1800 35—1000 27—780 14-390 3,2 1450
6Ш2Г Горизонталь- ный 1250x320 450 —‘ 30—1500 19—950 19—950 6—320 7 1500
6Н83Г То ж? 1600X400 4 00 — 30—1500 23,5—1180 23,5—1180 8—395 7,8 1455
61 ОБ Вертикаль- ны# 750x225 — ззи 30—1600 20—58 5 Р) чпая ручная 2 .Я 1 440
6H1J 1о же 900X180 —- 400 65—1800 27—815 21—630 10—315 3,2 1450
6Н12 9 1250X320 — 450 30-1500 19—950 19-950 6—320 7 1500
61513 6 1600X400 — 500 236—1 500 28—1 016 11—508 7—254 7,8 1460
5Г55 Продольный — 400 — 37—475 38—750 — — 5,2 —
А 663 Г То же — 500 750 19—235 37-4 75 подача шг 19—2 ннделя 35 8 1460
А664Д — 800 1000 14—235 37—475 19—235 10,5 1450
Способы-изготовления деталей машин
Фрезы, применяющиеся для обработки плоскостей, могут быть
цилиндрическими и торцовыми. Фрезы, применяющиеся для обра-
ботки фасонных поверхностей, часто имеют название этих поверх-
ностей; шпоночные, шлицевые, резьбовые и т. н. По способу креп-
ления различают насадные фрезы, которые надеваются на оправку
(фиг. 369, а), и концевые, закрепляющиеся в шпинделе станка
(фиг. 369. б). По профилю зуба различают фрезы с остроконечным
зубом (фиг. 3S9, в) и фрезы с затылованным зубом (фиг. 369, г),
которые затачивщотся по передней поверхности Зубья фрезы могут
быть изготовлены за одно целое с корпусом — цельные фрезы (фиг.
369, 3) или отдельно —наборные фрезы (фиг. 369, е). В этом слу-
чае корпус фрезы изготовляется из углеродистой стали, а зубья —
пз быстрорежущей стали, или из твердого сплава.
Вследствие прерывистого процесса снятия стружки зубья фрезы
хорошо охлаждаются иа воздухе. Этим объясняется более высокая
стойкость фрез ио сравнению с резцами и сверлами, режущие кром-
ки которых находятся в работе непрерывно. Этим, а также большим
числом режущих лезвий у фрезы объясняется высокая производи-
тельность процесса фрезерования по сравнению с другими видами
резания металлов. Прерывистый процесс резания цри фрезеровании
часто сопровождается вибрациями, которые в ряде случаев могут
быть устранены за счет жесткого закрепления детали, подтягивания
клиньев стола станка-и установки фрезы на оправке без биения.
Новатор производства В. Я. Карасев достиг высокой проИзводи-
шльности при фрезеровании концевыми фрезами за счет улучшения
конструкции самих фрез. Основное отличие усовершенствованных
концевых фрез по сравнению с ранее применявшимися в том, что
эти фрезы имеют неравномерный (переменный) окружной шаг и
подточку торцовых зубьев, а также (у фрез е крупным зубом) увели-
ченный объем канавок для выхода стружки и увеличенный угол их
наклона ш=35 -s- 45°.
Нарезание резьбы
Наружная резьба нарезается резцами, плашками, резьбо-
нарезными головками, резьбовыми фрезами, также путем накаты-
вания плоскими плашками и специальными роликами.' Вн утр ен-
п я я резьба нарезается метчиками, резцами (диаметр 14 мм и
Таблица 232
Точность и чистота поверхности при изготовлении резьбы
Способ обработки Класс точности Класс чистоты поверхности
Нарезание резцом .... . - - . . . 2—1 6—7
Ларезанне плашкой .......... ..... 3—2 5—6
Нарезание метчиком ( . 2 4—5
'фрезерование резьбы наружной, 2 4—5
То же внутренней . 3 4—5
1 [вкатывание . .... 3—2 6—С
больше) и резьбовыми фрезами (диаметр резьбы 20 мм и больше),
Основные виды резьбонарезного инструмента показаны на фиг. 370,
Точность и чистота поверхности, достигаемые различ-
ными способами получения резьбы, приведены в табл. 232.
Зубонарезание
При изготовлении цилиндрических зубчатых колес различают два
основных способа нарезания зубьев: способ копирования и способ
Фиг. 370 Резьбонарезной инструмент*
а — метчик, □ — плашка круглая; в - фреза резьбовая г - го
лоака резьбонарезная санооткрывакяцаяся.
обкатки. Фрезерозание шестерен методом копирования про-
изводится на горизонтально-фрезерных станках с помощью делитель-
ной головки дисковой модульной фрезой (см фиг. 369, г). Профиль
такой фрезы примерно соответствует профилю впадины между зубья-
ми нарезаемого колеса Для каждого модуля существу ют наборы по
И и 15 фрез в каждом (табл, 233). Для более точных шестерен упо-
требляется 26-шгучный набор. При нарезке колес со спиральным
нубом фреза выбирается по фиктивному числу зубьев, которое опре-
деляется формулой:
2
2(Ь = Ч -j > ‘
* cos'll
1дс гф — фиктивное число зубьев;
г — число зубьев на шестерне;
Р—угол наклона спирали зуба с осью шестерен.
Таблица 233
Комплекты фрез для нарезания шестерен методом копирования
Из 8 штук Из 15 ш-угс
№ фрезы Число зубьев шестерни Л» фрезы число зубьев шестерни
1 12—13 1 17г 12 13
2 14—16 2 2’Л 14 15—16
3 17—20 3 З’/в 17-18 19—20
4 21—35 4 47* 21—22 23—25
5 26—34 . 5 26—29 30—34
С 35—54 6 6‘/„ 35—41 42—54
7 65—134 7 77э 55—79 80—134
8 1 35—со 8 135—со
Таблица 234
Основные модели зуборезных станков
Группа станков Моделв Наиболь- шая дли- на зуба, ММ Наиболь- ший диа- метр ше- стерни, ММ Мощность электро- двигателя, квт
5301 105 100 0,8
Зубофрезерные с вертикальной 6Д52 275 800 3,2
осЫо вращение детали 5327 300 1000 8
5355М 2200 5000 20
Зубофрезерные с горизонталь- 534 250 300 —
ной осью арашения детали 5У2-4 5АЗЧ 570 475 300 300 —
512 55 208 I .3
514 125 462 2,2
Зубодолбежные 516 150 460 2.2
5150 200 800 —
Для конических шестерен 526 22 115 0,5
526 90 435 2,2
- I
Е Л А В Аля m am 7 до 7 нм
I ---------- - Для m от 8 нм
I1,1
Фиг. 371. Зуборезный инструмент:
а — фреза червячная цельная; б —сборная; в — долбяЕс
Нарезание шестерен методом обкатки производится на
зубофрезерных, зубодолбежных и зубострогальных станках червяч-
ными фрезами, долбякамн и гребенками Маага (фнг. 371). Наиболее
производительным из этих способов является з у б о ф р е з е р о в а-
ii и е.
Прн зубострогании и зубодолблении чистота поверхности по-
лучается более высокой. Ддя каждого модуля требуется только одна
фреза, долбяк или гребенка, независимо от числа, зубьев шестерни.
Для повышения производительности зубофрезерования применяют
червячные фрезы с твердосплавными зубьями (фиг. 371, б). Пере-
чень основных моделей -зуборезных станков приведен в табл. 234.
Протягивание
Протягиванием обрабатываются наружные и внутренние плоские
и фасонные поверхности. Точность обработки отверстий при протя-
гивании достигает 2 класса, а чистота обработанной поверхности —
б—10 класса. Протягивание отличается высокой производительно-
стью потому, что одновременно в работе находится большая длина
режущих лезвий нескольких зубьев протяжен. При протягивании
сила резаная значительно выше, чем прн других видах резания. Прн
приближенных подсчетах сила резания находится по формуле:
P=kfzp,
где Р—-сила резания в кг;
к— коэффициент, зависящий от свойств обрабатываемого метал-
ла (табл. 235);
f—площадь сечения, срезаемого одним зубом, в л.'.и2;
гр — количество одновременно работающих зубьев, '
/= sb,
где з — подача в мм /зуб-,
b—периметр срезаемого слоя в да.
Таблица 235
Значение коэффициента А прн протягивании
Обрабатываемый ‘ материал Предел прочности при рас- тяжении, К8/МЛ1* Вид протяжки
цилин- дриче- ская шпоноч- ная шлнце- Еая
Сталь углеродистая кон- струкционная до 70 7 0—80 >80 700 760 840 180 200 250 210 230 280
Сталь легированная кон- струкционная ло 70 70—80 >80 760 840 1000 200 250 280 230 250 320
Чугун серый Таердость Н & до 200 >200 300 350 120 140 150 220 I
Способы ияготоалепал dmuefl машин
Фиг, 372, прогяжкь
и — ибщиУ вид, <5 — форма зубьев протяжны переменного резання; в — «’аисолсе употребительные ихемы
D3OOTL’ 1ГЗО7ЯЗ£€& СрСГрессИЕЕСГО
Обработки отверстий производится в основном на горизонтально-
протяжных станках, а наружных поверхностей — на вертикально-
протяжных станках. Основные сведения о протяжных стан-
14 п х приведены в табл 236,
Таблица 236
Протяжные стайки
Тип Модель Iяговоз уси- лие, m Наибольший диаметр отверстия, Л1М Ход ползу- на, лиг Скорость ра- бочего хода, м/яин Л1ощность электро- двига- теля, К6ХП
наи- боль- шая наи- мень- шая
Горизонтальный 7510 ю 125 1400 3,4 0,5 0
То же 7520 20 200 1600 6 0,6
7530М 30 225 1800 5 1 18,7
7540 55 260 2000 1— — 40
i 755.1 70 350 2000 3,7 0,3 55
» 7552 100 550 2000 3,7 0,3 55
ИертЕкальзыО 7705 5 .600, 6 0,5 6 Л
Го жд 7710 10 — 135 0 7,8 1 11,8 i
1> 7720 20 — 1600 — — 20 1
В протя/кках простого резания (фиг. 372 а) увеличение диаметра
происходит иа каждый зуб на величину 0,04—0,1 мле. При этом
Каждый зуб снимает стружку на всей окружности. В протяжках
прогрессивного резания (оиг. 372, в) увеличение диаметра происхо-
ди') по секциям в 2—5 зубьев При этом, каждый зуб секции снимает
стружку на 1/2—,/с части окружности. В протяжках переменного ре-
дапия (фиг. 372, б) секция состоит из пяти зубьев. Их главные пре-
имущества— простота изготовления п улучшение условий резания.
Шлифование
Шлифование .применяется в основном для чистовой обработки на-
ружных и внутренних цилиндрических, торцовых и плоских поверх-
ностей в деталях из твердых материалов,. Инструмент — шлифо-
польный круг — совершает вращательное движение резания, а де-
таль— вращательное или поступательное движение подачи. Обра-
боткой шлифованием достигается 2 и даже 1 класс точности и 6 —
10 класс чистоты обработанной поверхности.
Шлифовальный круг представляет собой пористое тело,
состоящее из абразивных зерен и связующего вещества (связки).
Маркировка шлифовального круга включает в себя марку завода-
изготовителя, характеристику абразивного материала (вид и зерни-
стость), твердость и тип связки, номер структуры, характеризующей
пористость круга, обозначение формы и основные размеры круга,
допустимую предельную скорость вращения круга. Пример марки-
повки- ЧАЗ Э25СМ1К6 ПП 500x50x127 S0 м/сек, что означает:
Челябинский абразивный завод, электрокорунд (материал зерна),
зернистость 25, твердость—среднемягкий 1, керамическая связка,
структура 6, плоский прямой, наружный диаметр 500 мм, ширина
110 мм, диаметр отверстия 127 мм. предельная окружная скорость
НО м/сек. На высокопрочных кругах для скоростного шлифования,
кроме указания скорости «50 м/сек скоростной», наносится егп.е
радиальная красная пол&са. При установке шлифовального круги
на станок и во время работы должны строго выполняться правили
и нормы безопасности, предусмотренные ГОСТ 3581—47, так как
Табл ица 22/
Модели шлифовальных станков
Группа станков Модели Наиболь- ший диа- метр шли- фования, лш Наиболь- шая дли- на шли- фования, мм Мощность электро- де ига тел я, квт
ЗГ12М 150 750 3,2
Круглошляффаальные 3151 150 750 5,8
316М 200 I 000 7.8
Для шлифования коленчатых 3420 420 1100 5,8
вале? ЗН42 600 1500 5,5
ЗА24 0 100 130 3,2
Внутришлнфовальньге 3230 200 125 •1,2
32SS 150 220 4,2
Плоскошлифовальныс * Ширина шлифования. СК-371 200* 600 2,5 + 1 ,8
372Б 3005- 1000 4,2+2.7
ввиду большой скорости вращения шлифовальных кругов Ири не-
правильном обращении возможен их разрыв И ранения работающего
па станке, а также п окружающих его людей. Эти правила пре-
дусматривают -перед установкой на стапок испытание кругов, их
уравновешивание, применение защитных кожухов и другие меры,
обеспечивающие безопасность работы.
Для восстановления режущей способности и формы Шлифоваль-
ных кругов производят их правку алмазами, карборундовыми
кругами, твердосплавными роликами и шарошками, диски которых
изготовляются из закаленной стали иля отбеленного чугуна. Алмазы
применяют Для правки при шлифовании особо' Точных поверхностей
с допуском на размер ис более 12 мк, .а также для заправки кругов,
шлифующих резьбу, шлицы, зубья шестерен и Другие фасонные по-
верхности..
Некоторые модели шлифовальных станков приведены
в табл. 237.
Прочие методы обработки ре&анйем
К процессам резайия, дающим точные (2 и 1 класс) .поверхности
высокой чистоты' (V'O—Х714 класс), относятся: хонингование, при-
тирка, суперфиииШ и жидкостное полирование, Процесс ХОН и И-
говаиия заключается в тонкой шлифовке мелкозернистыми бру-
сками отверстий. Инструмент хон, состоящий из нескольких бру-
сков, расположенных по окружности, имеет вращательное и од-
новременно возвратно-поступательное движени е. Этот процесс ши-
роко применяется при отделке поверхностей цилиндров двигателей
внутреннего сгорания.
Притирка осуществляется при помощи мелкозернистого
абразива, разведенного в керосине или другой жидкости и наносимо
1'0 в виде пасты iia поверхность притира, изготовленного из мате-
риала, обладающего'Пористостью и ббльшей мягкостью, чем обраба-
тываемое изделие, К таким мягким материалам относятся: красная
медь, свинец, ферритный чугун и др. Применение их способствует
прочному закреплению абразивного зерна в инструменте и предот-
вращает насыщение зернами поверхности обрабатываемого изделия.
11ритйр совершает колебательное движение относительно вра-
щающейся детали. <
Сущность суперфиниша заключается в том, что абразив-
ным брускам с весьма мелким зерном сообщается колебательное
движение на длину 4—6 мм, а обрабатываемой детали — вращение.
Между абразивными брусками и обрабатываемой деталью создается
масляная пленка. Суперфиниш применяется^ при отделке наружных
цилиндрических и плоских поверхностей.
Жидкостное полирование заключается в обработке
поверхности детали струей жидкости, в которой находятся во взве-
шенном состоянии зерна абразивного материала. Струя под давле-
нием 5—10 ашм направляется на обрабатываемую поверхность под
определенным углом (угол атаки), от величины которого зависит
чистота обработанной поверхности (обратно) и производительность
(прямо). Давление струи Может создаваться при помощи сжатого
воздуха. Обработка ведется в специальной, кабине. Важным пре-
имуществом жидкостного полирования по сравнению с полированием
войлочными кругами является отсутствие пыли, вредной для здо-
ровья рабочих.
Ультразвук применяется для механический обработки твер-
дых сплавов, керамики, закаленных сталей, стекла и кварца'. Сущ-
ность ультразвуковой, обработки заключается в использовании ме-
ханических колебаний '(вибраций) высокой частоты (около 25000 пе-
риодов в секунду) при амплитуде колебаний до ±0,05 мм. Во вре-
мя колебаний инструмента между ним и обрабатываемой деталью
вводится взвешенный в жидкости абразив, частицы которого бом-
бардируют обрабатываемую поверхность с силой, в несколько тысяч
раз превосходящей их собственный вес, в результате чего происхо-
дит удаление обрабатываемого материала. Скорость удаления об-
рабатываемого металла зависит от амплитуды колебания инструмента,
размера Зерен абразива, вида Жидкости, в которой‘взвешен абразив,
и т. д.
Групповая обработка деталей на Станках
Резкого снижения затрат вспомогательного времени и повышений
производительности труда можно достигнуть при обработке дета-
лей группами, ft е, при обработке нескольких разных или одйнако-
вых деталей с одной настройкой станка. Это также позволяет наи-
более рационально использовать станки, особенно револьверные. Де
тали для такой обработки должны подбираться по сходству конфи
гурации и способов обработки. Так, например, все детали, обраб<1-
Фвг. 373. Разбивка деталей на классы для групповой обработки.
тываемые на револьверных станках, разбиваются на следующие
классы; 1) класс А — втулки, оправы, тубусы, шестерни, пробки;
2) класс Б —кольца; 3) класс В—валики, оси; 4) Класс Д — дис-
ки, 5) класс К — кронштейны, угольники; 6) класс Э — эксцентри-
ки; 7) класс Л — корпусные детали, крышки (литье); 8) класс 14-
Фиг, 374 Схемч наладки револьверного ставца
для групповой обработки деталей.
нормализованные детали. В основном преобладают детали классик
А, Б, В и Н. На фиг. 373 в качестве примера показаны детали клас-
сов А, Б и В.
Для групповой, обработки за основу берется сложная характер-
ная деталь данного класса. Разработав для нее порядок операций,
режимы в групповую настройку, можно изготовить любые детали,
имеющие подобные поверхности' наружный цилиндр, наружный ко-
нус, наружную канавку, наружную резьбу, внутренний цилиндр
ит- Д.. На фиг. 374 даиа схема групповой настр.ойки
револьверного станка, позволяющая обрабатывать около 500 раз-
личных деталей данной группы, При переходе с изготовления одной
детали данной группы на другую, пользуясь групповой настройкой,
приходится производить незначительную поднастройку станка, в
основном за счет перестановки упоров и в некоторых случаях заме-
ны нормального инструмента При разработке способа групповой
обработки и настройки необходимо пользоваться главным образом
нормальным и универсальным режущим п вспомогательным инстру-
ментами, применяя спепиальиую оснастку лишь в крайнем случае,
когда это необходимо и рентабельно [И, !9].
Механизация и автоматизация механической обработки
Автоматизация механической обработки заключается в выполне-
нии вспомогательных движений механизмом станка с целью сокраще-
ния вспомогательного времени и облегчения груда рабочего.
Фиг- 375. Падающий червяк станка 1А62:
а — включенный; б— выключенный, 1 — червяк; 2—пал чарвякг;
3 — ведущий кал; 4 —муфта шарнирная; 5—скошенные кулач-
ки червяка; <? — муфта со скошенным» кулач^?? да; 7 —пружина;
8—кронштейн; $ — оляпка поддерживающая; 10— рукоятка для
включения червяка
К этим движениям относятся: останов подачи и вращения шпинделя
или электродвигателя, отвод исполнительных органов (суппорта, сто-
ла н т. п.),в исходное положение, установка режущего инструмента
па требуемый размер, установка, зажатие и освобождение заготов-
ки. В конструкциях многих станков имеются устройства, .механизи-
рующие некоторые и даже все перечисленные исномогательные дви
жения. Однако в ряде случаев изобретатель и рационализатор, прн-
менив несложное приспособление, может механизировать одно или
несколько вспомогательных движений.
Останов подачи в токарном станке 1А62 и некоторых других мо-
делях осуществляется при помощи падающего червяка (фиг. 375),
который при наезде суппорта на
упор выходит нз зацепления с
червячным колесом, прекращая
подачу суппорта. В револьвер-
ных станках имеются специаль-
ные валики упоров, ограничи-
вающие ход револьверной го-
ловки во всех ее положениях,
ход суппорта и подачу прутка-
Фиг. 377 Гидрокопировальиый
суппорт.
Фиг. 376. Устройство для выключе-
ния электродвигателя.
Фиг. 378. Механизм подачи и зажима прутка.
Приспособление для выключения электродвигателя поперечно-стро-
гального стайка много лет применяется на Уралмашзаводе
(фиг. 376). На станине 1 установлена кнопочная коробка 2, а на
суппорте 5— угольник 4, нажимающий на кнопку «стоп» 3, выклю-
чающую электродвигатель станка
Установка резца на требуемый размер осуществляется в токарных
полуавтоматах при помощи копирных линеек. В последнее время на-
шей промышленностью выпускаются гидрокопировальныс суппорты,
Фаг. 379. Загрузочное приспособление для валов.
3
Фиг* 380. Рычажное поворотное Приспособление.
при помощи которых производится обработка по копиру ступенчатых
валиков и других фасонных поверхностей вращения
На фнг. 377 показан гндрокопнрояальный суппорт к токарному станку
IA62. От насоса' / через фильтр 3 масло поступает а шток поршня 5. закреп-
ленный неподвижно на суппорте, а из штока — в мевьшую полость цилиндра.
Отсюда через отверстие в поршне масло попадает в большую полость цилинд-
ра,'площадь которой вдвое больше первой Эта полость соединена с гидравли-
ческим щупом 7, представляющим^ собой золотник, который пружиной прижи-
мается через наконечник‘Я >с копиру £ При .движений наконечника <8 вниз зо*
лотник 6 черекрывает отверстие, и в обеих полостях цилиндра устанавливается
8 J 7
Фиг 381. Устройство для перегрузки заготовок.
одинаковое давление. Так как нижняя полость больше, 'то цилиндр с резцом
'идет вниз При движении наконечника 8 вверх золстншс 6 открывает отвер-
стие, давление в большей полости, падает, и цилиндр с резцом вдет вверх.
Установка сверл осуществляется при помощи кондукторов.
Установка фрез — по габаритам, встроенным в приспособление.
Установка, зажатие и освобождение заготовки производятся
при помощи зажимных и загрузочных устройств. Для подачи и за-
жима прутков на револьверных станках и токарных автоматах при-
меняются механизмы, один из которых показан на фиг. 378,.
На один конец шпинделя 10, установленного в передней бабке 11, иавзр-
нута втулка /2 с зажимной цангой 13, а на другой конец — втулка 6 с рыча-
гами 7. проходящими через пазы внутрь шпинделя.» прижимающими через
трубу 9 цангу 13 к конусной поверхности’ втулки 12. При этом происходит за-
жим прутка, проходящего через втулки стоек 1 и 4. На прутке крепится пере-
ставное кольцо 5. Прн повороте рукоятки 16 влево ползун 15 и муфта #
передвинутся влево, длинные концы рычагов 7 раздвинутся конусом муфты 8,
а короткие через трубу 9 нажмут на цангу 13 и зажмут .пруток При повороте
рукоятки /сГ вправо муфта 8 отойдет вправо, освободит рычаги 7 и труба 9 с
.цангой 13 отойдут влево н освободят пруток Одновременно ползун 16 потянет
рейку-2 по пазу валика 14 Вправо. Рейка 2 через собачку 3 и стойку*4 нажмет
на кольцо 5, закрепленное на прутке, отчего пруток, подается вперед. Двнхс-
ние рукоятки 16 может быть связано с суппортом или револьверной головкой,
что полностью автоматизирует процесс подачн н зажима прутка.
Для подачи штучных заготовок к зажимному устройству приме-
няются различные загрузочные устройства (ем. книгу А. Н. Малова,
Автоматизация загрузки металлорежущих станков, Ма-шгпз, 1958)
Загрузка и снятие крупных тяжелых деталей трудно поддается
автоматизации, но может быть значительно облегчена и ускорена за
счет применения подъемно-загрузочных устройств, устанавливаемых
па стайках или возле них.
На фиг. 379 показано рычажное устройство, устаяавлявае-мое одоло стелла
жа с заготовками Устройство состоит из рами . консоли 2 и лотка с роли-
ками 3. JIotok для удобства приема заготовок со стеллажа или траьегтортера
может поворачиваться на оси 4, Когда рама 1 и консоль 2 сложены и лоток с
роликами повернут в положение, удобное для загрузки, заготовка со стеллажа
Или транспортера сталкивайся да лоток Затем рамя я консоль расправляются,
в результате чего подаваемая ваготоака устанавливается иа линию центров
станка идо роликам лотка закатывается в патрон или на оправку [3,5].
На фнг. 380 показано рычажно-поворэтное устройство, смонтированное на
станане токарного станка. Око состоит пз свободно вращающегося иа осн
герошитебйа / ео стрелой 2, на которой перемещается серьге £ с рычагом J. к
которому и прикреплен захват 4 Подобные устройства путем смены захватов
могут быть использованы для заготовок-различных размеров.
На фиг. 381 показано устройство для перегрузки заготовок или обработан-
ных деталей после того, кдк оии сняты со станка. Рычаг 1 перегружателя с
гнездом для заготовки (Детали) пряаодится в движение тросом, перекинутым
через шкив 3, от пневматического цилиндра 2. При накатывании детали на
планку 4 последняя через систему рычагов воздействует на кран воздушного
распределителя 5, включающего рабочий ход поршня Прн этом рычаг у, повер-
нувшись вокруг осп 6, перемещает заготовку на стол 7, по которому оиа н
скатывается. Обратный ход поршня происходит во время перекатывания заго-
товки по столу, когда оееэ своим весом, нажимая на рычаг 8, переключает эсз-
ду хораспределн тель.
Основные задачи рационализаторов и изобретателей
В настоящее время па заводах имеется большое количество все-
возможных схем и конструкций приспособлений для зажима, уста-
новки, базирования, крепления, подачи, копирования, передвижения,
снятия деталей'прн обработке па станках. Рационализатор должен
прежде всего ознакомиться с ними по литературным материалам и
изыскать возможность применения их в своем производстве. То же
относится и к инструментам для обработки резанием. Несмотря на
то, что в практике известны сотни их видов, все же имеются непс-
черпаемые возможности для их совершенствования с целью повышения
режимов резапйя. Совершенствование известных и' разработка новых
конструкций приспособлений и инструментов с целью повышения
производительности труда, облегчения труда рабочего и экономии
металла (снижение припусков) — важнейшая задача рационализа-
тора н изобретателя. Другая задача — находить и применять наи-
более выгодные и производительные для данной детали методы обра-
ботки резанием, заменяя, где, возможно, шлифорку чистовой обточ-
кой. расточкой, строгание — фрезерованием, протягиванием и т. д
Необходимо изучать конструкции деталей и рекомендовать бо-
лее технологичные их формы и размеры. Нахадить возможность со-
вершенствования и модернизации станков, особенно действующих стан-
ков старых типов, приспосабливая их для более производительной
скоростной обработки резанием. Разрабатывать конструкции уст-
ройств, мехапизнрующих и автоматизирующих процессы обработки
и контроля,
ЛИТЕРАТУРА
1 М-, М, Абакумов, М Р Гехг, Автоматизации действующего оборудо
пиния, «^Машиностроитель» АЪ 11, 1960
•2, Я. И Адам, Г, 1. Оаумян, Справочник аубоуеза-фреаеровщика
Мипгиз, 1961
3 М, A Ante ров, Быстродействующее приводы токарных приспособле-
ний, ЛДНТП, 1952,
4, М. А Лпссров, Приспособления для металлорежущих етанкоа, Маш»
гнз, i960,
5, в, П Бобров, Лотки для аатоматичсской загрузки станков, Машгиз,
1951,
6. А. Ф. Власов, Средства защиты от стружки при скоростном точении
металлов, Машгиз, 1950,
7, В» М, Горелов, Износ режущего инструмента, Машгиз, 1957,
8 В, М, Горелов, Образование металлической стружки, Машгпз, 1Я57.
9, В, Д, Дрок ин, Мои методы скоростной обработки металлов, Ма'ш-
гиз. 19б2,
10/ Б, П. Захаров и др,, Ках повысить стойкость режущего инстру*
мента, Машгиз, 1957,
11, С- А, Иванов, Проектйрованве групповых наладок токарных датома<
гон, Машгиз, I960.
12. А* И, Игнатюк, Универсальные езружколомяющае резцы, (Маши
i©строитель* № 10, 1960,
13, В. в. К у в ш и н с кн й, Фрезерование, Машгиз, 1955,
14, Ю. И, Кузнецов, Быстродействующие универсально*переналаживае-
мые пписпособлення, «Машиностроитель» № 3, 1960,
15. А. В, Курамжин, Строгание, Машгиз, 1954,
16. В. В, Л о с к у т о в, Шлифовальное дело, Машгиз. 1958
17. Ф. П. Маликов, Сопротивление металлов резанию, Мдшпм, 1Й57,
18. А Н. Малов, Автоматическая загрузка металлорежущих станков,
изд, 2, Машгиз, 1958.
19, С. П. Мятрофано ш, Метод групповой обработки деталей на револь-
верных станках, Машгиз, 1955.
20, С. Невструев, Что вам дала модернизация сгашсов, Профиздат,
1957.
21. Г. С, Нежсвто, Мои опыт скородой обработки Металлов,
Машгиз, 1952,
22. Ю П. Н с з а б Ы то а с к и й, Протягивание, Машгпз, 1955,
23* А* Н. Оглоблин, Справочник токаря, Машгиз, 1954
24. А, Н. Оглоблин, Справочник фрезеровщика, Машгиз, 1960.
25. В. А, По видай л о, Р. И. Силищ Вибрационный питатель* подъем-
ник, «Машиностроители» № 6, I960.
26. В. Т. Пономарев, Высокопроизаодительпыс методы зубофрезеро-
вании, Машгиз, 19 61.
27. А. Н. Рабинович, А. В, Тихонов, Г. М. Ляшук
В. Э. Думпе, Скоростное й саловое резание металлов, Машгиз, 1955.
28. В, М. Р а д ч й и к о, Г. Д. Эмануэль, Станочные приспособления,
Машгаз, 1952.
29. Н. И. Резников, Скоростное резание металлов с большими пода-
чами, Машгиз, 1957.
30. А* В Сергеев, Техническое нормирование в механических цехах,
Машгиз, 1955.
31 -В- В. С аре бр ов ск ий, Качество поверхности деталей машин, Маш
гиз, 1957.
32. Г. М, Харакер, Защитные средства при резании металлов, «Машк
ностроятельъ № 10, I960.
33. А, И, Ша павлина, Приготовление- гидропластмасс и применение их
в станочных приспособленьях, М. ВИНИТИ, 1957.
34. Г. Я- Шаумян, Автоматы, Машгиз, 1954.
35. Модернизация металлорежущих станков, Машгиз, 1960.
36. Автоматическая загрузка и разгрузка изделий при поточной механической
обработке, «Машиностроитель», №3, 1961,
37. В. Г. К о p-о б е й ников и др.3 Автоматизация универсальных метал-
лорежущих станков, Мащгиз, 1960,
38: -Научно-популярная библиотека рабочего-стимочннкп, 32 выпуска,
Машгиз, 1955—1961,
6. ОБРАБОТКА ДЕТАЛЕЙ БЕЗ СНЯТИЯ СТРУЖКИ
К этому виду обработки относится калибрование отверстий, об-
катывание и раскатывание поверхностей вращения, накатывание резьбы,
накатывание рифлений, дробеструйный паклеп.
Калибрование отверстий (дернование) производится
проталкиванием через отверстие шарика или калибрующей цилиндри-
ческой оправки с натягом. Такое калибрование
повышает точность отверстий на 30—35%. От-
верстия, полученные чистовым растачиванием
•или развертыванием но 3 и 2 классу точности,
могут быть доведены калиброванием до 2 и
I классов. Чистота поверхности также значи-
ц'льно повышается в результате сглаживания
неровностей (гребешков). Калибрование в ряде
случаев заменяет шлифование и полирование.
11а поверхности отверстия создается наклеп,
повышающий прочность детали.
Обкатывание и раскатывание по-
п с р х и о с т е й вращения производится при по-
мощи одного или нескольких закаленных роли-
ков, соприкасающихся с деталью под давле-
нием (фиг 382). В результате не только повышается точность и
чистота обработки благодаря сглаживанию неровностей, но упроч-
няется поверхностный слой металла детали, так как создается иаклеп.
Фиг. 383. Накатывание резьбы.
Обкатыванием или раскатыванием можно получить уменьшение до-
пуска ка 10—15% и повышение чистоты поверхности до 7—9 класса
по ГОСТ 2789—59, если деталь была обработана чистовым точением
ио 4—5 классу чистоты.
Накатывание резьбы. Если стержень (болт) прокатывать
между двумя плоскими плашками (фиг., 383, а) или цилиндрически-
ми роликами (фиг. 383, 6), имеющими резьбовой профиль, то па
стержне выделывается резьба такого же профиля. Накатыванием
выполняется резьба на стержнях диаметром до 60 лш из цветных
металлов и из стали с содержанием углерода не более 0,4 % и твер-
достью до /7в =200. Для накатывания резьбы существуют специаль-
ные резьбонакатные станки, <
Накатывание рифлений производится при помощи накат-
ных роликов (фиг. 384), на поверхности которых ианесена прямая,
угловая или ромбическая насечка Накатка может производиться .не
резьбонакатных, токарных, револьверных стайках и автоматах; накаты-
вание плоских поверхностей может выполняться на строгальных
и Долбежных станках. Накатывание рифлений применяется также для
получения мелких шлицевых и зубчатых поверхностей.
Дробеструйный наклеп заключается в обработке поверх-
ности деталей струей дроби с целью получения упрочненного слоя
Обработка дробью галтелей валов или впадин зубьев шестерен уве
личивает их прочность, так как уменьшается влияние концентрации,,
напряжений (надрезов и т д.). Дробеструйный наклеп пружин и
рессор увеличивает их долговечность, а обработка дробью по'верхио-
Фиг. 384. Ролики для прямой (а) и косой (5) накатки;
в —профиль накатки.
сти пориешх О1ЛЯВОК делает их устойчивыми против просачивания
жидкости и т. д. Дробеструйный наклеп производится чугунной или
стальной дробью, выбрасываемой с большой скоростью (до 90 м/елк)
из турбинок, подобных применяемым для дробеочнетки(см. стр. 622).
Толщина наклепанного слоя обычно не превышает 1,0 мм. Твердость
поверхности детали увеличивается, например, для стали марки 20
на 40%, для стали марки 45 на 20%. Поверхность, обработанная
дробью, имеет повышенную шероховатость, степень которой зависит
от диаметра дробинок и скорости обдувки.
Задача рационализаторов и изобретателей— шире внедрять и
производство и усовершенствовать эти прогрессивные процессы об-
работки деталей.
7. ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА
Структура углеродистых сталей ।
Стали, подобно всем другим металлам и сплавам, состоят из
большого количества зерен, образующих в совокупности структуру.
В отожженных (незакаленыых) сталях имеются зерна трех" родов:
1) зерна феррита; 2) зерна цементита; 3) зерна перлита. Фер-
рит—это почти чистое железо. Цементит —это химическое со-
единение железа с углеродом,-имеющее формулу FesC. Содержание
углерода в цементите 6,7%. Цементит — весьма твердое и хрупкое
вещество Перлит— это смесь, состоящая из чередующихся пла-
стинок фероита и цементита. Содержание углеэода в перлите равно
0,8%.
Стали, содержащие меньше 0,8% углерода, называются доэв-
т е к т о и д н ь; м и. Структура отожженных доэвтектоидных сталей
состоит из зерен феррита и зерен перлита. Стали, содержащие 0,8%
углерода, называются эвтектоидными; их структура в отс-
леженном состоянии состоит только из зерен герлита. Стали, содер-
жащие углерода свыше 0,8%, называются в а э в т е к т о и дн ым и.
Структура отожженных заэвтектоидных сталей состоит из зерен пер-
лита и небольших зернышек цементита. Конструкционные стали (марки
Ст 1, Ст. 2, С-т. 3, Ст. 4, Ст. 5, Ст. 6, Ст. 7;. 05; 08; 10; 15; 20; 25
и т. д до 70) содержат углерода не свыше 0,7%. Следовательно,
все конструкционные стали — доэвтектоидные. Инструментальные
углеродистые стали (марки У7, У 8, У9, У10, УДК У12, У13) содер-
жат углерода от 0,7 до 1,5%. Следовательно, эти стали относятся,
в зависимости от содержания углерода, к доэвтектоидным (У7),
эвтектоидным (У8) н заэвтехтоядным (У9, УЮ, У11, У12 и У13).
Изменения в структуре углеродистых сталей
при нагревании
Любая сталь при чагреве выше температуры 723° наменяет свою
структуру; зерна перлита превращаются в зерна аустенита. Аусте-
нит— это твердый раствор углерода в железе. Раствором он назы-
вается петому, что атомы углерода равномерно распределяются меж-
ду атомами железа, как это происходит с частицами (атомами или
молекулами) в любом растворе. Температура 723°, при которой начи-
нается пэевращение зерен перлита в зерна аустенита, называется
нижней критической температурой и обозначается Аег. Для
эвтектоидной стали этим и ограничиваются превращения при нагре-
ве. При нагреве доэвтектоидной н заэвтектоидной сталей выше тем-
пературы (723°) происходят дальнейшие изменения структуры,
зерна феррита в доэвтектоидных сталях и зерна цементита в заэвтек-
тойДНых сталях постепенно растворяются в ранее образовавшихся
зернах аустенита. При какой-то температуре -то растворение закан-
чивается Температура, прн которой заканчивается растворение фер-
рита или цементита в зернах аустенита, называется верхи ей кри-
тической температурой и обозначается Acs. Температура Ае3 имеет
для каждой стали свое значение в зависимости от содержания угле-
рода. Выше температуры Ас, любая углеродистая сталь состоит только
из зерен аустенита. При температурах, не сильно превышающих тем-
пературу Aca (на 20—50°), зерна аустенита остаются мелкими. При
дальнейшем нагреве зерна аустенита растут за счет соседних.
Структура становится крупнозернистой, В этом состоит перегрев стали.
Изменения в структуре углеродистых сталей
при охлаждении
Прн медленном охлаждении (с печью, т. е. при отжиге) измене-
ния в структуре стали' происходят в порядке, обратном тому, в ка
ком Они происходили при нагреве, т. е. почти при тех же критнчс
ских температурах, обозначаемых соответственно АГ1, АГг, Аг<- Струк-
тура медленно охлажденных (отожженных) углеродистых сталей
состоит из тех же зерен, из каких она состояла до нагрева, только
более мелких (если не было перегрева). При более быстром охлаж-
дении (на воздухе, т. е. при нормализации) происходят те же пре-
вращения, что и при медленном, но зерна получаются еще более
мелкими. Составляющие перлит пластинки феррита и цементита полу-
чаются также более мелкими. Такой перлит более тонкого строения,
получающийся при нормализации, называется сорбитом. Нормализо-
ванная сталь получается более прочной и более твердой, чем ото-
жженная. При очень -быстром охлаждении (закалка в воде) указанных
превращений не происходит вовсе. Зерна аустенита превращаются
в мартенсит. Март’енсйт, подобно аустениту, также твердый рас<
твор, но с иной группировкой атомов. Мартенсит очень твердое
и хрупкое вещество.
Структура легированных сталей
Легирующие элементы (никель, хром, марганец и др.) в низко-
легированных конструкционных сталях не образуют особых струк-
турных составляющих. Поэтому структура низколегированных кон-
струкционных сталей подобна структуре углеродистых доэвтсктоидпых
сталей, т. е. состоит в отожженном состоянии из феррита в перлита,
Легирующие элементы (хром, вольфрам, ванадий и др.), входящие
в состав инструментальных легированных сталей, образуют химические
соединения с углеродом—карбиды (подобно цементиту — карбиду
железа). Поэтому Структура инструментальных легированных сталей
состоит в отожженном состоянии из перлита и карбидов. Особенно
много карбидов в высоколегированных инструментальных сталях, таких,
как высокохромистыё стали марок Х12, Х12М, Х12Ф, быстрорежущие
стали и др/
Некоторые высоколегированные конструкционные. стали, обладаю-
щие особыми физико-химическими свойствами (некоторые марки нержа-
веющих, кислотостойких, износостойких сталей), имеют даже в ото-
жженном состоянии структуру, состоящую из зерен аустенита. Такие
стали называются аустенитными. Некоторые высоколегированные кон-
струкционные стали с очень низким содержанием углерода (окалино-
стойкие стали, трансформаторная сталь и др.) имеют структуру,
состоящую аз однйх только'зерен феррита. Такие стала называются
ферритными. Твердость аустенитных и ферритных сталей при закалке
не повышается, а наоборот, несколько понижается. Ферритные стали
подвергаются только отжигу, а аустенитные сталиОтжигу, И в Не-
которых Случаях закалке (для повышения пластичности), б"табл. 234
приведены видьг термической п термоДймйЧёской обработай, применяе-
мые На машиностроительных заводах.
Таблица $38
Виды термической и химикотермической обработки стали
Виды термической обработки Сущность, температура нагрева и условия охлаждения Применение
Отжиг полный для стали с со- держанием угле- рода до 0,8% Нагрев на 30—50° выше критиче- ской точки с выдержкой 0,5— I час. яа I m деталей. Охлаждение до 400—500° очень медленное, что* бы обеспечить перекристаллизацию со скоростью: для углеродистой стали 150—200° в час, шдеколе- тированной 75—100° в час, высоко- легированной 30—50° в час. Тем- пературы нагрева для сгадей не- которых марок приведены в таб- лице 239 С целью снижения твердости, улучше- ния обрабатывае- мости, повышения пластичности и вяз- кости, снятия внут- ренних напряжений, изме л ьч ен ия зерна, устранения или умепь шения структурной неоднородности, под- готовки стали к по- следующей термиче- ской -обработке
Отжиг неполный для стали с содер- жанием углерода более 0,8% Нагрев до температуры выше то«киЛв ,по ниже Охлажде- ние такое же, как и для стали с содержанием углерода ниже 0,8% Для уменьшения внутренних напряже- ний и улучшений об- работки резанием
Отжиг сферой» днзируюЩИЙ Нагрев до температуры на 10—30° выше точки АС1 (730—770°), периодическое изменение темпера- туры около этой точки выше 730— 7 40° и ниже до 680° (цикличе- ский отжиг). Охлаждение медлен- ное со скоростью 25—30° в час до 600° Для инструменталь- ной стали е целью снижения твердости, повышения пластич- ности и обрабатывае- мости резанием
Отжиг мический изотер- ТГагреа до температуры на 30— 50° выше критической точки (полный отжиг) или кыше темпера- туры точки Лс (неполный отжиг), при этом ускоренное охлаждение до температур 650—680°, выдержка при них и последующее также ус- коренное охлаждение Для ускорения от- жига легированной стали при небольших партиях (садках)
Отжиг зионяый пизация) диффу- (Гомоге- Нйгреа до температуры На 150— 300° выше точки (150°) при очень медленном охлаждении (со скоростью S—8° в час) до 800—850° и далее на воздухе Для уменьшения образования фдоке- • нов а крупных oi- ливках и слитках из легированной стали
Отжиг рекрн- итпллмзпцйомйый Нагрев па 150—250° выше тем- пературы рекристаллизации (до 680—700°), медленное или уско- ренное охлаждение Для уменьшения твердости, увеличе- ния плотности и сня- тия напряжений пос- ле холодной обработки Металлов давлением (снятия наклепа)
Таблица 238 (продолжении
Виды^ термической обработки Сущность, температура нагреза и условия охлаждения Применение
Нормализация Нагрев до температуры иа 60—60° выше точки Охлаждение па" спокойном воздухе. Температуры нагрева для сталей некоторых ма- рок приведены в табл 239 Для получения мл козсрнистоЙ струи туры, повышении прочности и вязко сти, улучшения об- рабатываемости ДЛЯ Е(изкоуглеродисто<1 стали, подготонкн для последующей термообработки, спи тия внутренних но- пряжений
. ^Закалка 1зкладит<5л1 в одном Нагрев (табл. 240) на 30—50° выше критической точки -4£з (для стали, с содержанием углерода до 0,8%) или Лс (для стали с содер- жанием' углерода больше 0,8%)» Ох- лаждение быстрое в воде или масле а зависимости от содержания леги- рующих примесей (см. табл 115) Для получении uiii соКой твердости н.ч посоустойчивости II других физико-михь нических свойств, посла закалки тре буется отпуск
Закалка чатая ступеи- Нагрев такой же,как м в предыду- щем случае» Охлаждение в рас- плавленных солях е температурой 250—300°, выдержкой» обеспечи- вающей выравнивание температуры по всему сечению (ho без распада аустенита). Дальнейшее охлажде- ние на воздухе То же. Кроме того, применяется для уменьшения коробя г: ния и внутренних иа- пряжений-, приводя- щих к трещинам
Закалка ми ческая изотер- Нагрев такой же» Охлаждение а расплавленных солях, имеющих бо- лее высокую температуру (250— 400°) с более длительной выдерж- кой до окончания изотермического распада аустенита. Получаемая структура — игольчатый троостит Многие стали полу- чают большую гроч- ность и твердость (40—50Н ) при вы- сокой; ьадости, ко- робление наименьшее
Закалка средах в двух Нагрев такой же. Охлаждение быстрое-в воде, aaiew более мед-*’ ленное в масле. Выдержка в воде, Примерно, 1 сек. на каждые б—G лек толщины детали Для инструмент из углеродистой сти* ли» Обеспечивает уменыленне.-короблс» ния и ' внутренних напряжений
Закалка отпуском с само- Нагрев такой же» Охлаждение в воде или в масле с выдержкой, достаточной для прокаливания по всей толщине детали. затем охлаж- дение на воздухе. Отпуск происхо- дит за счет оставшейся внутренней теплоты Для повышения прочности и твердо- сти в отдельных ме- стах детали иес»чож* ной конфигурации
Отпуск пичкий Нагрев до температуры 160—200° (табл. 241). Охлаждение медлен- ное или ускоренное. Твердость снижается незначительно. Полу- чаемая структура — мартенсит от- пуска Для снижения внут- ренних напряжений и сохранения высокой твердости и нзносо стойкости-(в основ- ном для инструмент:!)
Таблица 238 (продолжение)
Ияды термической обработки Сущность, температура иагрева и условия охлаждения Примеиеше
Огпус< средний Нагрев до температуры 350—450° (табл. 241). Охлаждение медлен- ное или ускоренное. Структура трооститоаая Для получения зна- чительной вязкости н упругости стали (для пружин н рессор)
DrnyCcC высокий Нагрев до температуры кыше 500° (табл 2'41), но ниже критической точки Ас . Охлаждение медленное или ускоренное- Твердость снижает- ся па 10—15 ед* по Струк- тура — сорбитовая Для снижения хруп- кости и получения значительной вязко- сти с сохранением высоких пределов срочности и теку- чести
Цементация а нардом карбюри- 1чторе Для цементации (поверхностного науглероживания) детали закла- дываются в ящики с порошкооб- разной смесью, содержащей угле- род (древесный уголь или полукокс с добавкой для ускорения процесса углекислого бария и других ве- ществ), Нагреваются ящики е пе- чах до температуры 880—920°, Содержание углерода увеличивает- ся до 0,8—1,0% Для повышения твердости и проч- ности поверхностного слоя низкоуглероди- стой нслегиррвакной или легированной’ста- ли. Можно цемен- тировать стали с со- держанием углерода до 0,32%, что уве- личивает прокаливав- мость и сокращает цикл
Продолжительность процесса 1 час на каждые 0,1 мм (до 2 лш) тол- щины детали; места, не подлежа- щие цементации. изолируются смед- недпем или другими способами После цементации производится нормализация для получения мелко- зернистой сердцевины, закалка и отпуск. Существуют специальные режимы, обеспечивающие уменьше- ние коробления и получение нуж- ных свойста стали
Цементация в жидком карбюри- штор® Науглероживание производится в ваннах в расплаве углекислого натрия ТТааСО3 (75—80%), хло- оистого натрия NaCl (10—15%) и карборунда SiC при температуре 8 70—900° на глубину 0,15— —0,20 м.«. которая достигается за 40 мин Звтем нормализация, за- калка и отпуск То же
Цементация га- irniUJl Науглероживание производится в специальных печах, через которые пропускается газ, богатый углеро- дом (природный, нефтяной, пиро- лизный, коксовый к др,) При тем- пературе 900—9’30°. Процесс идет быстрее, чем в твердом карбюри- затора в 1,5—2 раза
Таблица 238 (продолжен in 1
Виды термической обработки Сущность, температура нагрева и условия охлаждения Применение
Цианирование жидкостное Обрвботка стали в ваннах с рас- плавленными цианистыми солями (цианистый натрий, цианиплав) при температурах 780—950°, Поверх- ностный слой Па глубину до 2,0 лш насыщается углеродом и азотом. Продолжительность процесса значи- тельно меньше, чем цементации, например толщина 0,1— 0,3 лш до- стигается за 10—30 мин, Одп'ако цианистые соли являются силь- нейшим ядом, После цианиро- вания требуется закалка с низким отпуском Для значцтелыинр повышения твердо сти, износоустойчи- вости и красностпи кости поверхностно» < слоя
Цианирование газовое Обработка стали в газовой среде (10—30% аммиака и 70—9 0% на- углероживающих газов, применяе- мых для газоаой.цеыентация), Ско- рость цианирования такая же, как и при газовой цементации, но про- цесс ведется при более низкой тем- пературе (850-—870°). что умень- шает рост зерен стали То же
Цианирование низкотемператур- ное быстрорежу- щей и высокохро- мистой стали \ Инструмент, окончательно обрабо- танный термически и механически (после шлифования и заточки), под- вергается жидкостному или гвзово- му цианированию при 540—550° иа глубину 0,016—0,04 мм. В ре- зультате может быть достигнута твердость 1000—1050 ед, по Вик- керсу. Стойкость инструмента уве- личивается в 1,5—2 раза »
Азотирование (нитрирование) Детали нагреваются до 500—700° в печах с атмосферой аммиака. По- верхностный слой обычно 0,2— 0,3 лл насыщается азотом. Про- должительность азотирования при- мерно 10 час на 0,1 мм толщины слоя. Азотированию для значитель- ного повышения твердости под- вергают Стали, содержащие хром, алюминий, молибден (38ХМЮА, 38ХЮА я др.); Другие же стали после азотирования получают не- значительное упрощение, однако азотированный слой обладает анти- коррозионными свойствами. Луже- нием или обмазкой жидким стек- лом можно изолировать поверхно- сти от азотирования. После азоти- рования детали подвергаются за- калке и отпуску Для значительной повышения твердо* сти, износостойкое!к красностойкости н антикоррозийной стоп кости поверхностно го слоя
Таблица 238 (продолжение)
Виды термической обработки Сущносгь, температура нагрева и условия охлаждения Применение
Аллитнровяпис (диффузионная ме- таллизация) Процесс поасрхпостного насыще- ния стали и чугуна алюминием и создания прочной неокисляющейся пленки. Производится различными методами, в порошкообразных сме- сях, в ваннах с расплавленным алюминием, путем металлизации с последующим диффузионным отжи- гом, в ваннах с расплавленными слоями. Глубина аллнтирования от 0,02 до 1 лш, температура для аллитирования в порошкообразных смесях 975—1100°, в расплавлен- ном алюминии 660—820°. Про- должительность в первом случае от 4- до 12 час., во втором от 3 до 80 мин. Для резкого повы- шения окалиноетой кости (головки кла- панов автомобилей, инструмент для литья цветных металлов И др.).
Обработка хо- лодом Закаленные даже после отпуска легированные стали обычно имеют структуру мартенсита, ио о них остается также аустешгт (крупно- зернистого строения), понижающий твердость и износостойкость. Прн обработке холодом остаточный ау- стенит превращается в мартенсит. Детали охлаждаются до темпера- туры минус 65—70° в «сухом* льде (твердой углекислоте) с вы- держкой в течение нескольких ча- сов» Для снятия возникающих больших внутренних Напряжений. Требуется низкий отпуск Дия повышения твердости, износостой- кости, для повыше-, ния режущих свойств инструментальных сталей. Применяет- ся после закалки или после закалки и отпуска. Также применяется для уменьщ ения разме - ров деталей при за- прессовке
Закалка поверх- ностная Имеет следующие преимущества перед цементацией, цианированием ,н азотированием: 1) сердцевина ’имеет заданные качества и не из- меняется при вакалке поверхности, 2) уменьшается коробление, 3) мень- ше внутренние напряжения между закаленным слоем и сердцевиной» Методы нагреве перед поверхност- ной закалкой (см. ниже): 1) то- ками высокой частоты, 2) в элек- тролите, 3) злектрокоБТакткый. 4) газовым пламенем Для изделий из среднеуглероднстой стали, требующих высокой твердости на поверхности и вяз- кой сердцевины
.Закалка с яагре- 1IOM томами высо- кий частоты (о па- реве токами вы- пкой частоты см. пр. 517) * Нагрев производится без сопри- косновения с деталью в специаль- ных •прНСпособлышях-ин дукторах, имеющих проводящие ток провод- ки, окружающие изделие или часть его поверхности. Проходящий через них ток высокой частоты (более 1 0000 гц) нагревает поверхностный слой иа глубину до О мм и меньше. Изделие может нагреваться частями последовательно с затратой меньшей мощности. Охлаждение произво- дится вслед за закалкой здесь же То же. Кроме того; позволяет автома- тизировать процесс термообработку и вы- полнять его в пото- ке с механической обработкой (см. стр. 612)
Таблица 238 (окончание)
Виды термической обработки Сущность, температура нагрева и условия охлаждения Применение
Закалка с нагре- вом в электролите (изобретателя И. 3. Ясногорско- го) Деталь укрепляется его катоде ванны с раствором поваренной соли На аноде — свмниовая пластина. Включаемый ток высокого напряже- ния образует вокруг детали водо- родную рубашку, которая, разо- греваясь до температуры около 2000°, нагревает деталь. При до- стижении на ее поверхности темпе- ратуры, необходима# для закяхкн, ток выключается, охлаждение про- изводится здесь же в электролите пли в отдельном баке или душевым устройством То же для мелких деталей
Закалка при эле- ктронагреве кон- тактным способом (изобретатель Н. В Гевелинг) Основан на использовании тепла электрического тока, подводимого к вращающейся детали, через ро- лик, соприкасающийся с деталью Не иашел широко- го применения в связи с изобретением высо- кочастотной закалки
Закалка с нагре- вом газовым пла- менем Чаще всего используются ацетиле- ново-кислородные горелки имею- щие щелевндиую форму сопла. Охлаждение производится последо- вательно за нагревом душирующим устройством. Горелки и охлаждаю- щее устройство смонтированы на полуавтоматическом станке Крупные детали. литые зубчатые ко- леса, прокатные вал- ки, коленчатые валы и т. д. из среднеугле- родистой стали
Старение Закаленная сталь и чугунные от- ливки постепенно изменяют свою Форму [1 размеры. Для точных ин- струментов это имеет значение, поэтому для ускорения этого про- цесса .производят искусственное старение. Например, калибры из углеродистой стали перед шлифо- ванием подвергают старению в ма- сляной ванне с температурой 12D— 130°, а из легированных сталей — ~}40—155° в течение 3 час. Чу- гунные детали подвергают искусст- венному старению в вибрационных установках и т. Д.
Сульфидирова- ние (введение серы в поверхностный слой металла) Деталь после механической об- работки нагревают до 460°; затем погружают в соляную ванну, со- держащую цианистый натрий (до 95%) н, сульфит натрия Темпера- тура ванны 550—580°, выдержка при неб до 3 час.; охлаждение в сухом песке с последующей про- мывкой и очисткой. Сера, содержа- щаяся в сульфите натрия, насыщает поверхность детали, делая ее зна- чительно Солее износоустойчивой, чем после закалки до наибольшей твердости Для повышения из- носоустойчивости по- верхностного слоя стальных и чугунных деталей, работающих в условиях трения
Таблица 239
Температуры отжига и нормализации углеродистых сталей
Марка Температура в °C
о тлей г нормализация
08 92 0 920
Ст. 1; Ст 2, Ст. 3 900 900
10; 15 900 900
Ст. 4; 20; 25 880 880
Ст. 5; 30; 35 860 860
Ст. 6, 40, 45 840 840
Ст.' 7; 50; 55 820 820
60; 65 800 800
У7; У7А 780 7.80
У8; У8А 760-780 760
У9; У9А 760—780 800
У10; УЮА 760—780 850
' У11, У! IA 760—780 900
У12, У12А 760—780 950
У13; У13А 760—780 юоо
Таблица 240
Температуры закалки углеродистых и некоторых легированных сталей
Марка Температура < закалки, °C Марка Температура закалки, °C
Углеродистые кон- струкционные Ст. 4; 20, 25 880 | Углеродистые инстру- ментальные У7; У7А 780
Ст. 5; 30; 35 Ст, 6; 40;- ^5 860 840 У8; У9; УЮ; У11 У 1.2; У13 '
Ст, 7; 50; 55 60; 65 1 Пружинные легиро- ИПШ1ЫС 65Г 820 800 820—830 У8А; У9А; УЮА У! IA, УЮА, УЮА Легированные инстру- ментальные X; 9Х . - 9ХС; ХВ5 j 760—780 820— 84 0
60С2 840—860 850— 870
ХГ, ХВГ Х12; XI2M; Х12Ф 1 Быстрорежущие PI 8 1 Р9 820— 850 1020—1040 1250—1280 1220—1240
Таблица "II
Температуры отпуска некоторых сидов деталей и инструментсв
Наименование деталей и инструментов Марка стали Темперагура отпуска, °C Твсрдосп,
Режущие инструменты (фоевн, сперла, метчики и др.) .... У10, У12 160—200 63-64
То же Pis, Р9 550—560 62—65
Матрицы и пуансоны для холод- ной высадки У10 220-260 55—59
Матрицы и ауапсоны для хо- лодной листовой штамполки . У10 210—220 55—60
То же Х12, XI2M, 475—525 56—60
Ударные инструменты (забила и др ) ... . Х12Ф У 7 230—300 □ 3—58
Молотоаые штампы У7 350—450 33—44
То же . - 5XI-IB 525—600 33—44
Пружины У7, У8 350—370 43—45
То лее . . 60С2 450—480 43—45
»‘ ... , 65Г 400—420 43—45
Шестерни слабокагруженные . . 45 520—550 23—25
Шестеро и силь ион аг ружа № ые 4 ОХ 180—220 45—50
Оси и аалы 30, 35, 40 600—680
Механизация и автоматизация термической обработки
В термических цехах механизируются и автоматизируются
1) операции загрузки и разгрузки деталей из нагревательных устройси
(печи, ванпы и т. д.), охладительные устройства (закалочпы*
и др. ванны); 2) операции Перемещения деталей во время их обрл
ботки при непрерывном процессе термической обработки; 3) операции
перемещения различных вспомогательных устройств и приспосоОлр
пий к оборудованию, применяемому при термической обработю
например подъем и опускание заслонок оабочих окон печей, возврщ
поддонов или башмаков, на которых обрабатываемые детали трат
портируются и т. и.; 4) операции перемещения технологически«
топлива, различных видов закалочных и других специальных жил
костей п газов; 5) тепловые режимы. На заводах широко прим,
няются агрегаты для термической обработки, где перечисленные one
рации полностью механизированы и автоматизированы. Основнш
условие этого — непрерывность действия агрегата для териическоп
обработки; поэтому, если' рационализатор задумал полностью мехп
пизирсвать процесс термической обработки, то необходимо пренит
всего этот процесс сделать непрерывным. Например, при закалю
партию деталей можно заложить в' камерную печь, нагревать в тл
чение определенного времени, затем вынуть пз печи и перегрузить и
закалочный бак. Такой процесс называется периодическим и еы
механизировать труднее. Можно сделать и по-другому. Детали пл
гревать в конвейерной цепи и охлаждать в конвейерном закалочной
баке. На таком агрегате можно осуществить механическое первые
тише деталей, а также автоматическое регулирование температуры,
I'Kopocni нагрева и охлаждения деталей. Приборы для ккого регу-
лирования и контроля промышленностью выпускаются.
Автоматическое регулирование тепловых режимов заключается в
|‘,1сдуюш,ем. В печи устанавливается термопара.- При нагреве в
ней возникает электрический ток. который воздействует ля регуля-
юр температуры, затеи на соответствующий исполнительный меха-
низм. В электрических печах исполнительным механизмом является
hoiiiaKTop, который выключает и включает ток, нагревающий печь,
и в пламенных печах — прибор, который уменьшает, увеличивает
или закрывает подачу топлива (жидкого или газообразного). Термо-
пара— это две соединенные между собой проволочки различных
металлов; при нагревании в месте их соединения возникает электри-
ческий ток. Часто применяется хромельашомелевая термопара. Поло-
жительный электрод—хромель, представляющий собой сплав никеля
!'!)%, хрома 10% и железа 1%. Отрицательный электрод — алюмель;
|'Ю сплав, содержащий никеля 95%, алюминия 2%, кремния 1% и
марганца 2%. Такая термопара выдерживает температуру 1000°.
Имеются и другие термопары: «платинородий — платима» для темпе-
ратуры до 1300°, хромель — копель, и железо —копель до 600°. Ко-
пель— это сплав, содержащий в основном никеля 43—44% и меди
Mi—57%. Термопара является первичным прибором, воспринимаю-
щим температурные колебания и передающим их измерительно-регу-
лирующим приборам.
Регулятор температуры представляет собой электронный прибор,
например, марки ЭРМ-47, ЭПД-07 (электронный потенцио
метр). Регулятор ЭРА1-47 измеряет температуру в одной точке с
одновременным ее регулированием. Температура записьнается на
шкале прибора. Контакторы (см. главу VI) являются исполнитель-
ными механизмами в электрических печах, разделяющими п соеди-
няющими агрегаты с питающей электрической сетью. Б качестве
исполнительных механизмов в пламенных печах для регулирования
подачи топлива применяются, например,' двухпозициониые моторные
механизмы ДР и ДР-1, а также приборы для пропорционального
рггулирования ПР и ПР-1. Кроме перечисленных приборов для авто-
матизации управления механизмами печей, необходимо применение
мпниптных пускателей, конечных выключателей, соленоидных клапа-
нов и реле (см. главу VI).
В печах, наполняемых газом, например в печах газовой цемента
нпп, а также в печах с нейтральной безокиелнтельиой атмосферой,
ьроме регулирования теплового режима, требуется еще регулировать
состав газа и давление Для этой цели также существуют различные
приборы. Например, для анализа н регулирования состава газа при-
меняются газоанализаторы (химические, электрические, меха-
нические, ручные и автоматические), прн .помощи которых опреде-
ляется количество углекислоты, окиси углерода, кислорода, водоро-
,1.), метана. В зависимости рт показания газоанализатора з процесс
приготовления газа представляется возможность вносить поправки.
Аги может быть сделано автоматически. Конструкции таких автома-
HI4CCKHX устройств см. в литературе .[8, 9, 10).
Операции з'агрузки, разгрузки деталей и перемещения нх внутри
печн, а также движение вспомогательных механизмов, топлива и жад-
Способы изготовления деталей машин
Таблица 242
Средства механизации печей
Тип Средства механизации
загрузки и выгрузки деталей передвижения деталей через рабочее простран- ство печи
Камерные Камерные с выдвиж- ным ПОДОМ Элеваторные Камерные с отъемным подом Шахтные Колокольный'. С передвижной каме рой нагрева Барабанные, роторные Протяжные (верти- кальные и горизон- тальные) С наклонным подом Толкательные С роликовым подом С вибрирующим подом С шагающим подом Карусельные Конвейерные печи и" ванны-печи Ручная, кран балка, та- ли, монорельс Ручная, кран, краи-эал- Ка, тали с монорель- сом (иа тележку). кран электро- и гидропри- вод (закатка в печь) То же & Краны, кран балки, мо- норельсы То же & Ручная и электропривод То же То же (толкатель) То же Ручная Ручная, кран, кран-бал- ка, монорельс, элек- тропривод (толкатель) То же Электропривод То же Толкатель’ с электро-, ‘ .гидро-и пневмоприводом Специальный механизм с ‘электроприводом Вибратор с электро-, гнд- ро-п пневмоприводом Специальный механизм с электроприводом То же 5>
Фиг. 386. Закалка деталей с поворотом иа 180°
костей могут быть механизированы и автоматизированы при помощи
различных конструктивных решений на основе законов механик'и.
автоматики, гидравлики, электричества, пневматики В табл. 242 при-
педены типы печей, а также применяемые средства их механизации.
Ио названию печей можно судить о примененной в них иехаийза-
Л9 Заказ № 76J
пии, например, печь камерная с выдвижным подом, печь с вибрирую-
щим подом, карусельная печь и т. д. •
" На фиг» 38Б приведена схема агрегата для закалки, отпуска мелких дета л u fl
С последующей их мойкой. Пггавматнч^сКш! толкатель J проталкивает обрпГл.
таваемые детали на конвейерную' ленту 2, Которая продвигает детали по раби
чему пространству 8. S конце печи детали разгружаются, сваливаясь с лситн
по наклонному зкелобу .4,-попадая о-бак 5 для закалки. Далее конвейером б Дс»
тали подаются в ванну 7 Для отпуска, откуда по конвейеру 8 поступают В' мосч*
«ую машину 9»
На фиг. 386 приведена схема механизации закалки с поворотом деталей иг!
180е. Выталкиватель 1 вынимает поддон с поковками 8 из разгрузочной час,-и
печи 7 н передает их в опускающийся механизм 2 закалочного бака 3, С гиг
Фиг. 387. Схема механизации Фнг 388, Автомат для закалки токами выси-
закалки, кой частоты деталей с шаровым концом.
мощью устройства 4 поддон г ппкоикями « закалочной жалкости повертывается
иа ISO®, после чего выдается наружу и толкателем 5 и/х>тал.киааегся-в моечву^
машину б»
На схеме, показанной на фнг, 387, металлическая подовая плита 2 под де{|
ствием рычага / встает в наклонное положение (указано пунктиром), к наха
дящнеся на плите детали через щель 3 проваливаются в закалочный бак 4 [10 ,
Оборудование и процессы термической обработки токами высокой
и промышленной частоты могут быть механизированы и автоматн
зированы значительно быстрее, чем другие процессы термической оо
работки
На фиг. 388 в качестве примера изображена схема автоматического устргд)
ства для аакалки шаровых пальцев п подобных деталей. В исходном положа
нии поршень 3 пневматического цилиндра 1 отжат пружиной 2. Рычаг 4, • сц-д
заиный с поршнем, при этом поворачиваемся вокруг оси 5 »,поднимает в лет-
нее положение электромагнитный патрон 6. Рабочий вставляет вручную сырец
поршневой палац в отверстие электромагнитного патрона, в котором он удоч
живается магнитным притяжением. Затем в цилиндр 1 автоматически подавлю
воздух, пружина 2 сжимается, а рычаг 4, поворачиваясь вокруг оси 5, смещай-
ся вниз и подает деталь в нидуктор / .'Вслед за атим включается ток. Пи'иси*
ченин заданного времени нагрева ток в индукторе п в электромагнитном n»j
рове выключается, и деталь падает в охладительный бак 8- Доступ воздуха в ц(1
линдр 1 прекращается, электромагнитный патрон поднимается вверх, и-цмп
повторяется,- Производительность установки 600 -деталей'о час [9].
Основные задачи рационализаторов и изобретателей
Основные задачи рационализаторов н изобретателен —шире при-
менять в условиях своего.производства передовые .методы термаче-
гкий и хкмяко-термяческой, обработки: изотермический отжиг, свет-
лую изотермическую закалку, поверхностную закалку всех видов и
особенно закалку с нагревом т. в. чч обработку холодом и другие.
Особое внимание рационализатор должен обратить на ускорение
процессов термической и химико-термической обработки: разрабаты-
вать скоростные их методы, а также механизирующие п автомати-
шрующие устройства Весьма трудно и сложно сейчас решаются во-
просы предотвращения коробления деталей при термообработке; не-
нбходимо придумывать новые методы борьбы с короблением, что по-
женит уменьшить припуски па обработку деталей
ЛИТЕРАТУРА
I. А. А, Шмыков, Справочник термиста, Машгиз 1956.
2 Справочник металлиста, т III, Машгиз, 1958
3 Ю. М. Лахтин, Основы металловедения» МетАллургпздат. *1 957.
4. К 3. ШспеляковсКНй, Высокочастотная поверхностная закалка
। шли в машиностроении, Трудрезервиздат,. 1955,
5. Е М, Морозова, Современные методы повышения износоустойчивости
11-тал<Ш станков, Вестник технической информации ЦСТИ, Министерство станко-
। ।рвения. №2, 1 957.
6. С. Г. Богданов, Металловедение н термическая обработку стали.,
Чшигиз, 1954
7. В П Захаров, Термист-универсал, Масигиз. 1961.
8. A. iW. Печковскн’й, Механизация и автоматизация 1 ернических пе-
in lit Машгиз» 1951.
9. А П Ерохнй, И. П. Самохин, Механизация термических цеъов,
Мшигиз 1958.
10 С И К л ю ч н и к о в, А М. Мансуров, Механизация в кузнеч-
ных цехах, Машгиз, 1954.
11.13. А. Браславский,- Полуавтоматический агрегат для закалки нв»
< (румвцта к других изделий, ЛДН'ГП, I960.
12. Термичвско.е-упрочненнв «©закаливающейся углеродистой стала, сб..Л,,
< УДПрОМГИЭ > 1 960.
13. К. Н. Соколов, Механизация ь автоматизация термических цехов,
Цц|нгиз, 1962.
8. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СПОСОБЫ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ
При обработке металлов электрическими способами съем металла
инн изменение структуры и качества поверхностного слоя детали яв-
шется следствием термического, химического или комбинированного
.«йствия электрического тока, подводимого непосредственно к дета-
III и инструменту. Преобразование электрической энергии в другие
„иды энергии происходит в зоне обработки. Существует много спосо-
'1Ш электрической обработки металлов, некоторые из них приведены
и табл. 243. Весьма перспективной для широкого внедрения при об-
||,1(,1откг различных' деталей машин, приспособлений и инструмента
шляется электроискровая обработка. На фиг. 389 приведена схема
угпшовки для электроискровой прошивки отверстия. Установка со
мнит из генератора постоянного юка, батареи конденсаторов 1, со-
противления 2, электрода 3, металлической ванны 8 и обрабатываемой
г.)»
Таблица W
Электрические способы обработки металлов
Наименование Сущносиь Применение
Электроиск- Металл разрушается электрическим Прошивание отвер-
ровой искровым разрядом, создаваемым ко- лебаетельным контуром, сосредото- ченным иа очень малом участке по- верхности Длительность разряда 10 ®, 10'—8 сек. Температура кана- ла разряда 600—1 1000°, плотность тока в канале 10®—*106 а/лш®. Сред- непроизводительность 600 мм3/мин. Чистота поверхности обработки до- стигает 4 класса. Процесс идет более активно в жидкой среде (керосни» минеральное масло). Источник.пита- ния — генератор постоянного тока (фиг. 389) стий в металлах лю- бой твердости, изго- товление ш та м п о it сложной конфигурН" цни, шлифование тел вращения и т. д. Для электроискро- вой обработки выпу- скаются специальные станки
Электроим- Металл разрушается электрн- Прошивание отвер»
пульсцый ческим импульсом, создаваемым специальным импульсным генерато- ром. Производительность Свыше 5000 мм3/мик Чистота поверхности обработки соответствует 4 Классу. Удельный расход электроэнергии в 3—4 раза меньше, чем при электро- искровом способе. Источник пита- ния — ламповый или машинный гене- ратор импульсов Хидкая среда та- кая же, как и при электроискровом способе стий, изгото в ле ikkj сложных штампов, шлифование, извлече- ние сломанного инст- румента и т. д.
Электрокои- Способ использует для съема ме- Резка металлов, зп-
такгный талла явления контактного, контакт- но-дугоаого и дугового нагрева, ме- чистка отливок, за- точка инструмента.
ханжеское трение, а также давление между инструментом и обрабатывае- мой деталью. Слабо выраженный по- лярный эффект позволяет применить в качестве источника энергии пере- менный. ток напряжением 90—40 в. Процесс может протекать без жид- кой среды в воздухе. Чистота обра- ботки не высокая. Производитель- ность до 20*—30 кг металла в час обдирка слиткоа, об- работка шаров дли подшипников и др.
Анодио-меха- нический при грубых режимах Обрабатываемый металл погружа- ется в электролит в качестве анода. На его поверхности при пропускании через электролит постоянного тока образуется нерастворимая пленка, толщина которой о г сотых долей микрона до сотен микрон. Удаляя механическим путем эту пленку, разрушают металл в заданном на- правлении. Твердость металла изде- лия н инструмента при этом процес- се не играет существенной роли. Про- изводительность при отрезании до Разрезание металле» любой твердости, за- тачивание режущего инструмента из твер- дого сплава В каче- стве рабочей жидкости применяется глина, взвешенная в води. Сернистый натрий, со- ли фосфорной ИДИ кремниевой кислоты, Применяется такж» водный раствор жид-
3000 леи® площади резаз минуту. кого стекла с уделп-
Таблица 243 (окончание)
Наименование Сущность Применение
Электрохими- ческий Электромеха- нический Чистота обработки достигает 9 клас- са, но при этом снижается произво- дительность (фиг. 390, табл, 247) Способ основан на неравномерном анодном растаорении выступающих участков шероховатой поверхности металлов при электролизе. Состав электролита и плотность тока подби- раются для каждого металла (табл. 248). Схема установки дана,на фиг. 391. Производительность 7 *— 10 мк/мин. Расход электроэнергии 10—30 кет-ц на 1 кг удаляемого ме- талла Источник энергии —генерато- ры постоянного тока 6—18. а. Съем металла производится рез- цом. Для уменьшения усилия резания л<еталл разогревается электрическим переменным током, который подво- дится к резцу и обрабатываемой де- тали. Производительность ие высо- кая, стойкость резца не увеличива- ется ным весом 1.28—1,3 (при резании) и 1,36 (при затачивании) Полирование по- верхностей различных металлов, черных и цветных. Это детали машин ’ и ’ приборов, инструмент, металло- покрытия, пружины и т. д. Токарная обработка. Применяется редко нз- за несовершенства
Таблица 244
режимы электроискровой обработки
Режимы Ток разрядно- го контура, а Емкость ков- денсатрра, мьф Ток в цепи заряда, а
Жесткие Средние М ягкие больше 100 Ю—100 До 10 больше 100 10—100 до 10 больше 6 1—6 до 1.0
детали 4, зажатой в тисочках 5. Электрод 3 укреплен в ползуне 6,
совершающем вертикальные движения (вверх — вниз) в направляющих
7. Конденсатор при зарядке накапливает электричество, а при раз-
рядке отдает через искровой промежуток (между электродом 3 и де-
талью 4} всю накопленную электроэнергию за очень малый промежу-
ток времени, развивая при этом большую мгновенную мощность. Так
как в цепи разрядного контура сопротивление мало, то разрядные то-
ки достигают силы в сотни и тысячи ампер. Установка может рабо-
тать на режимах: жестких (обдирочных); средних (переходных); мяг-
ких (чистовых), отделочных (доводочных). В табл. 244 приведены
режимы электроискровой обработки.
Мягкие режимы менее производительны, но дают большую точ
ность обработки; наоборот, жесткие режимы более производитель-
Таблица 245
Виды электроискровой обработки и их режимы
Вид обработки Режим Параметры режима
напряже- ние, в емкость, мкф ста тока короткого замыкания, а
Прошиака мелких отвер*- СТКЙ , . * 20—50 0.5—I ,5 С,05—0,25
Прошивка отверстий с кри- волинейными осями .... I 10—JZU яу-60 6—8
Заточка резцов, армирован- ных твердыми сплавами • Грубая 120—220 400 20
обдирка Грубая 120—220 100 7—10
заточка Заточка 120—220 20 2-3
Доводка 1 20—220 5—10 0.1—0,25
Удаление обломков пнетру- мвпта из деталей. ... 120—220 100—400 7—30
Изготовление вырубных штампов . . - . . Черневая обработка 220 400—500 30—35
Электрокопировавие , . — 110—25 0,5—6 0 1—0,06
Изготовление чеканных штампов-штемпелей Черновая 110 200—300 0,35—0,4
Изготовление фильер . . обработка Чвриоаая про- 160 100 7
шивкя Получнстовая 100 20—5 1.0
прошивка Чистовая 30 20—6 1,0
прошивка Доводка 70 10—2 1 ,0
Разрззка цанг — 120 100 15
Таблица 246
Расход электроэнергии для электроискровой обработки_______
Металл Расход элек- троэнергии в условных единицах Металл Тясход элек- троэнергии в условных единицах
Свинец . 1,00 Никель. ; 9,50
Висмут 1,13 Алюминий Сталь марки Х12М 9,70
Кадмий . , . . ч . . . 1,36 12,20
Олово , . * 1 .47 Молибден 16,40
Цинк 1,85 Железо 17,40
Латунь 6,55 Графит 1“,02
Медь (,85
ны, но при работе ыа жестких режимах нельзя достигнуть такой
точности обработки, как при мягких режимах Поэтому черновую об-
работку 'ведут быстро на жестких режимах, а затем переходят иа
более 'мягкие режимы для 'окончательной ’-чистовой обработки или
доводки. В табл. 245 даны режимы различных видов эдектроискро
вой обработки металлов.
Различные мегалль, при электроискровом способе обрабатываются
с различной степенью легкости; для сравнительной оценки этого мож
но взять расход электроэнергии. В табл. 246 показан удельный рас
ход энергии на электроискровую обработку различных металлов‘(в ус
ловных единицах). За одну условную единицу принят расход.энер
гни, необходимый для удаления одного грамма свинца, равный
320 дж/г (I кет-час=3 600 000 дж).
Фнг. 380 Схема электроискровой
установки.
Фиг 390. Схема установки для
шюдно механической обоаСотки.
Для электроискровой обработки в качестве источников применяются
генераторы и выпрямители игнитронные. Технические характеристики
машин и выпрямителей приведены в главе. VI. Искровая обработка
металлов и сплавов твердость которых ниже 35—40 Rc в^эконо
Таблица 247
Режимы различных видов ан одно механической обработки ,
Вид обработки Условия ФИмененпя Напря- жение, а' Сил» теки Пло^аесть г$ка, а/см*
Резание Диаметр изделия д® х 00 //лг. , То же свыше 100 мм 20—24 24—30 50-150 1 50—500 900—400 50—200 1
Затачи- вание Обдирка Шлпфоваэие Доводка О? А. со 1 I 1 — ы гтг ю счоо — 1 1 1 ю-^-со — о 1
Шлифова- ние Обдирка Предвар иге л ън ое ш ли<ро на пне . Окончательное шлифование . . Доводка — — го 1111 — — мю < (Dto А. 1Л ООО * ООО — м Illi О 4Д со ю 5 Э—30 8—15 3— 7 0,5-1.5
Долбление Отверстия малого диаметра . . i9— 25 16—18 Ь— 1 5
Составы электролита и режимы полирования
Таблица 248
Обозна- чение электро- лита Составные части Содержа- HKS, % Резким Полируемые металлы
плотность тока, а/дм2 темпера- тура, время в минутах
‘ф Ортофосфорная кислота удельного .веса 1,5—1.6 .... ...... 100 5—20 15—30 3-20 Медь, латунь
ФСГ Ортофосфориэг кислота удельного веса 1,5—1 >6 , . . . . . , , , . Серная кислота удельного веса 1,8'1 .... ......... Глицерин удельного веса 1,25 . . . Вода *50—60 10—15 15—30 5-30 40—60 60-90 3—10 Сталь легированная
ХФ Ортофосфорная кислота удельного веса 1,5—1,6 Хромовый анг.дрнд 60—80 15—25 40-60 70—90 5-15 Сталь углеродистая и леги- рованная, алюминий и его сплавы, никель и его сплавы, бронза
ХФС Ортофосфорная кислота удельного веса 1,5—1,6 . ......... . Серная кислота удельного аеса 1 ,84 ............... Хромовый ангьдрнд , ....... 75—80 10—15 5-10 4 0—60 70—90 5—15
с Серная кислота удельного веса 1.6 ............... . 100 15-20 35—45 0,2—0,3 Никелевые покрытия
CD
с>
Способы изготовления деталей машин
мичня по расходу энергии, стоимости инструмента и интенсивности
съема металла. Обработка металлов н сплавов с твердостью выше
60—65 Rc экономична. При прошивании тончайших отверстий осу
ществляется экономия дорогостоящих сверл и увеличивается произво-
дительность операций. Кроме указанных в табл. 243, широкое при-
менение находит еще один “вид электрической обработки — это так
называемая электростатическая окраска.
Фнг. 391. Схема установки для электрохимического полирования.
а — включение ло схеме регулирования тока; S — то же
напряжения.
При окраске деталей в электростатическом поле достигается зна-
чительная (от 20 до 50%) экономия краски, создается возможность
автоматизации процесса и улучшаются санитарно-гигиенические усло-
вия труда при улучшении качества окраски. Сущность метода та-
кой окраски заключается в том, что капли краски в распыленном
состоянии попадают в зону коронного разряда, где получают элек-
трйческий заряд. Заряженные частицы краски под действием элек-
трических сил отклоняются в сторону окрашиваемой поверхности,
которой придается противоположный заряд, и оседают на ней. Од-
ним электродом является окрашиваемое изделие, вторым — сосуд, из
которого распыляется краска, или ряд тонкой параллельной прово-
локи. Источником для создания электростатического поля служит
однополупериодный выпрямитель па 80—130 кв. Мощность его не
превышает 100 ent. Окрашиваемые детали подаются в окрасочную ка-'
меру подвесным конвейером. Управление вращением чаш, распыли-
телей и подачей краски производится дистанционно с пульта управ-
ления при помощи соленоидов и электропневматических кранов.
С этого же пульта осуществляется управление электродвигателями
конвейера и вытяжной вентиляции В целях безопасности двери
окрасочной камеры заблокированы так, что включение высокого на-
пряжения при открытых дверях невозможно. При пробое изоляции
срабатывают Максимальные реле, настроенные на величину тока не
более 10 ма. Электрическая схема установки приводится на фиг. 392.
Фиг 392. Электрическая схема установки для окраски деталей
в электростатическом поле;
1ЛС, 2ЛС, ЗЛС — сигнальные лампы; R — регулировочное со-
противление напряжения накала; 1К.В, 2КВ. ЗК.В, 4КВ-ко-
ночные включатели блокировки безопасности иа дгчерях « полу;
РМ—реле максимального -тока; ЛГ — автотрансформатор; 1ПР,
2ПР. ЗПР — предохранители; 1ПК, 2ПК, ЗПК- пакетные вы-
ключателя, IC, 2С — соленоиды для дистанционного включения
пневматики; 2П, ЗП— магнитные пускатели; 1РТ, 2РТ —
реле тепловые; 1М— мотор вентилятора; 2М— мотор конвейера;
р рубильник линейный; TH — трансформатор накала, ТВ—трав»
сформатор высоковольтный; Л—высоковольтный KeuoTpofi;
ЧР — чаши-распылители; 7< — конвейер с деталями для окраски.
Основные задачи рационализаторов и изобретателей
. Задача рационализаторов и изобретателей—шире применять элект-
рические способы обработки металлов, а также работать над даль-
нейшим их совершенствованием., особенно с целью повышения про-
изводительности, ,
ЛИТЕРАТУРА
1. ' В. М. Браславский. Электрические способы обработка металлов,
Машгяз, [957.
2. А М. Гаврнлюк, Электростатическая окраска деталей, «Машино-
строитель» К» 7 в 1959.
3- Б Г. Г уткия и др., Электроконтактная обработка металлов. Машгиз.
I960. :
4. Б Зубков, Чудо-искра Электроискровый способ обрабстки металлов,
«Изобретатель и рационализатор» № 8, I960.
5. А. Т. Карпов, Элвктроэрозионный координатный стаюк, «Машино*
строитель» № 7, i960
б. Б Р. Лазаренко, Электроискровая обработка токооосзодяших мате-
риалов, АН СССР, 195S
7. Б. Р. Лазаренко, Вечный инструмент, Электроискрогое изготовло
ние штампов, «Изобретатель и рационализатор» № 3, 1961.
8. Е- И. Левине он. Современное состояние электроискровой обработка
металлов, Леяпздат, 1958.
9 Б. Р. Лазаренко, Проблемы элсктрообработки металлов, АН СССР.
i960.
10. 3 Д. Л е в и п, Анодно-механическое профилирование твердосплавных
резцов, «Машиностроитель» № 3, 1961. ;
11 Е. А. Обручвиков» Шире использовать злектроимпульсные станки
при ремонте, «Машиностроитель» № I, 1961
12 . Л. Я» Поп ило в, Электроискровая и ультразвуковая обработка ме-
таллов, Машгиз. 1960
13 . Справочник машиностроителя, т. 4, Машгиз, 1960
14 . В. Н. Уткин и др. । Окраска изделий в поле высокого напряжения.
«Машиностроитель» № 3, 195 9
15 М. И. Пырлиц, Электроокраска н терморадиационная сушка «Машино-
строитель» № 4, I960.
I 6. И А. Ч ум а к о s Электронмпульсное прошивание пазов, «Машинострои-
тель» №11, I 960
17 С. Е. Шульман, Электроискровые станок для одновременного шли-
фования и доводки, «Машиностроитель* № 3, 1959. “
18 . Электроискровая обработка металлов. Сб статей АН СССР, 1960.
9. ОЧИСТКА ЗАГОТОВОК И ДЕТАЛЕЙ
Очистка-—одна из необходимых подготовительных операции пе-
ред операциями металлопокрытий, окраски, а также механической
обработки и сборки. Особенно серьезное значение следует придавать
очистке деталей от окалины Стальные детали, подвергнутые на-
греву в обычной атмосфере, где присутствует кислород, а также ли-
тые детали имеют слой окалины (окись железа). Толщина этого слоя
зависит от температуры нагрева. При нагреве в пламенных печах при
средней температуре 900° и продолжительности нагрева 60 мин. угар
среднеуглеродистой стали составляет 0,06 г/сжй что соответствует
толщину слоя окалины примерно 0,16 мм. Нагрев в те^ же печах
при средней температуре 1100° и той же продолжительности увели-
чивает угар до 0,19 г/ел:2, и толщина ока’липы составляет уже 0,5 мм.
Существуют механические способы очистки — галтовка, очистка, а так-
же химические и электрохимические— обезжиривание, травление,
мойка
Галтовка — очистка поверхности мелких деталей вращением их
в специальных барабанах иди колоколах. В случае сухой галтовки
изделия загружаются в барабан вместе, с наждаком, песком или с дру-
гими сухими абразивами; при мокрой галтовке к абразивам добавля-
ется раствор кислоты шт щелочи,
Галтовка применяется также для обработки деталей металлопо-
крытием для получения чистых и гладких поверхностей. Например,
сухое полирование в колоколах или барабанах со стальными шарика-
ми, деревянной стружкой, обрезками кожи и т. д. или мокрое поли-
рование, осуществляемое теми же способами, но с добавкой мыль-
ной воды, Барабаны для галтовки изготовляются цилиндрическими или
в виде шести-и восьмигранной призмы. Вращаются они от электро-
двигателя через редуктор со скоростью 10—20 об/мин.
Кр ац о вка — очистка поверхности деталей щетками из волоса
или мягкой проволоки, которая применяется; с водой для удаления
травильного шлака иди сухой для исправления дефектов покрытий,
В некоторых случаях применяется мокрая крацовка с раствором вен-
ской извести, соды и т, п, Для удаления окалины с горячекатаных
листов или со сварных швов перед покраской применяются щетки на
стальной закаленной проволоки. Щетки обычно приводятся во враще-
ние от электрического или пневматического двигателя.
П ес к ос тр у йн а я о ч и с т к а производится струей песка, иа-
правляемой на изделие под давлением через сопло пескоструйного
аппарата. Может быть сухая пескоочистка и мокрая (гидропеско-
очистка). Сухая пескоочистка при высокой производительности
обладает недостатком: образующаяся мельчайшая песчаная пыль
вызывает у работающих заболевание силикозом. Сущность гидро-
пескоочистки заключается в том, что смешанный в специальной!
установке песок с водрй насосом подается к соплу (инжекторному)
и подхватывается воздухом под давлением 4—5 атм. Из отверстия
сопла влажный песок с большой силой вырывается наружу на очи-
щаемую деталь,
Дробеочистка. Дробь, выбрасываемая на поверхность детали,
ударным действием разрушает покрывающую ее окалину, а при нали-
чии острых кромок (на дроби) и направленном под углом движении
снимает окалину. Дроби придается большая скорость движения
(60—75 м/сек) при помощи специальных турбин, роторы которых
вращаются с числом оборотов 2200—3500 в минуту. Дробь подается
в середину ротора и центробежной силой отбрасывается наружу по
лопаткам, укрепленным в корпусе ротора, а отсюда выбрасывается
в пространство на обрабатываемую поверхность детали.
Современные установки для дробеочистки полностью
механизированы. Они имеют несколько камер, в которые помешаются
детали и там подвергаются действию струи дроби в течение необхо-
димого для очистки времени (5—8 мин.). Если требуется производить
очистку детали внутри, снаружи и кругом, то в камерах предусмат-
риваются различные устройства для поворота Детали вокруг своей осн
и передвижения, например конвейеры, иа которых детали обрабаты-
ваются в подвешенном состоянии а также вращающиеся столы, на
которых детали последовательно проходят очистку сначала с одной
стороны, затем, после их переворачивания, с другой. В механизиро-
ванных дробеочистных установках дробь, выбрасываемая турбинами,
собирается в бункерах, откуда шнеками, элеваторами или другими
способами подается снова в турбинки.
Обезжиривание -представляет собой операцию растворения
Таблица 249
Состава растворов и режимы работы ванн для очистки деталей
Цель и назначение Составы растворов в граммах па 1 л воды Режим работы
• темпера- тура, °C 1 1 плотность тока, а/йл’ продолжи- тель- ность. мин.
Обезжиривание хями- Веиэуя или керосин 18—25 5— 10
ческое всех метал- Трихлорэтилен 87 — 5-10
лов
То же стали, меди и ее сплавов Едкая щелочь 20—30, Трннатрнйфосфэт или угле- кислый натрий 26—50, жидкое стекло 3—10 80—90 — Ю—30
Травление стали хн- мическое Серная кислота 50, соляная кислота 150. присадка 5—10 20—60 — 10—30
Серная кислота 100— 15 0 или соляная кислота 100—150, присадка 5—10 20—50 — до 30
То же меди и м Серная кислота 1 00—150 20—60 ю—зо
сплавов
Серная кислота 50. хромпик 100—150 20—60 — 10—30
То же алюминия и Едкая щелочь 50—60 50 1 сек.
его сплавов
Обезжиривание стали, электролитическое Едкая щелочь 10—20, тринатрийфосфат или угле- кислый натрий 25—5 0, жидкое стекло 3—5 7 0—80 3—10 2—3 на Катоде, 1—2 на аноде
То же меди н латуни Тринатрнйфосфат 25—3 0, углекислый натрий 25—30 50—70 3-10 1—2
Декапирование хими- Серная кислота 50—100 15-25 0,5—2
ческое стали, меди и ее сплавоа
Декапирование элек- тролитическое стали Серная кислота 700 -850 15-25 5—10 До 1 на аноде
То же стали перед хромированием Хромовый ангидрид!50—250, серная кислота 1,5—2>5 Л 45—50 5—10 То же
Го же меди и ее сплавов Цианистый калий 30—40, углекислый натрий или калий 20—30 15-25 3-5 »
и удаления с детали жиров как животного, так и минерального про
исхождения. Обезжиривание может производиться трихлорэтиленом
(С2НС13, удельный вес 1,47), бензином, венской' известью, а также
мойкой в щелочных растворах. Обезжиривание трихлоэтиленои при
изводится в специальных аппаратах, причем обычно оно осуществим
ется в несколько переходов, по числу, очистительных камер аппарата
Перед гальванопокрытиями после обработки трихлорэтиленом детали
подвергаются химическому или электрохимическому обезжириванию
в щелочных -растворах.
Обезжиривание в бензине применяется в случае отсутствия три
хлорэтилепа. Обезжиривание венской известью применяется как вено
могатедьная-операция перед электрообезжприваниём особо рельеф
них деталей из стали, а также из металлов, нестойких в гэрячт
щелочных растворах, или как самостоятельная операция очистки ДС'
талей, частично изолированных меднением для защиты от цемента
ции. Венская известь наносится.На поверхность изделия после раз
ведения ее водой до состояния жидкой кашицы. Затем изделие про
тирается волосяными щетками, смоченными известью, и промывается
в проточной воде.
Электрохимическое обезжиривание заключается и
том, что изделие погружается в ванну- с горячим щелочным растпо
ром. Однако этот способ обезжиривания не дает эффекта, если де
тали имеют сильный рельеф.
Мой-ка деталей с целью обезжиривания и удаления грязи
производится посредством горячего слабого (3%) раствора каусТи
ческой соды. Обезжиривающее действие содового раствора соеди
няется с механическим воздействием струи раствора, направляемой
на поверхность деталей под большим давлением (3—5 ат). СталЫНФ
детали затем-промываются еще горячей водйй-. Моечные машины мо
гут быть периодического и непрерывного действия. Когда детали,
подлежащие промывке, имеют небольшие размеры и партии дета иен
различные и небольшие, применяются машины периодического дей
ствия.
В крупносерийном к массовом производстве целесообразпе при
менять машины непрерывного действия
Травление — способ удаления окалины и ржавчины с поверх
ности металла: применяется в гальванических, кузнечных, прессоиш
и заготовительных цехах. После травления детали должны быть тщп-
тельно промыты в холодной воде, а перед сушкой — в юрячей. Дли
полного удаления остатков травильных растворов (особенно каелш)
применяется операция нейтрализации (см. табл. 251). Составы растпо>
ров и режимы работы ванн для очистки деталей даны в табл. 2-1'->
Ультразвуковая очистка и обезжиривание. Де-
тали, загруженные в ванну с жидкостью и мельчайшим пылевидным
очистным материалом, подвергаются механическим колебаниям высокой
частоты (около 25000 гЦХ цри амплитуде ±0,05 мм от специального
генератора звуковых (неслышимых) колебаний. Взвешенные в жидкости
твердые частицы бомбардируют поверхности детали с большой
силой, тщательно очищая ее ог любых загрязнений и окислов (окалпш!
и т. д.)
Вибрационная очистка (удаление заусенцев и полпрэвка),
Детали мелкие и средние загружаются в стальной контейнер- корыто-
образного сечения вместе с древесными обрезками, стружкой и неболь-
шим количеством полировочной смеси. Контейнер устанавливается на
спиральных и плоских пружинах, вибрации создаются под действием
неуравновешенного приводного вала. Эффективность установки выше,
чем галтовочной, исключаются поломки тонких деталей, легко автома-
тизируется £12].
10. МЕТАЛЛОПОКРЫТИЯ
Металлопокрытия применяются как защитное средство л атмосфер
пой коррозии в~ жидкостях и' как защитно-декоративная обработка
с целью придания детали также особо качественного внешнего вида.
Для защиты от атмосферной коррозии применяется цинкование, кадми-
рование (в условиях морского климата)^. фосфатирование оксидирова-
ние, меднение и- латунирование (с последующих! оксидированием). Для
защиты меди и ее сплавов применяется никелирование, меднение, окси-
дирование; для алюминия и его сплавов — оксидирование. Защитно-
декоративная обработка стали, цинковых и алюминиевых
сплавов производится посредством декоративного никелирования и хро
мирэваиия (многослойное покрытие медью, никелем к хромом); обра
ботка меди п ее сплавов осуществляется также декоративным никели-
рованием и хромированием, а также серебрением.
Защита от коррозии
Если деталь работает в водопроводной воде, применяется цинкова
пне, в морской воде — кадмирование, в щелочных растворах — никели-
рование, для защиты тары пищевых продуктов — лужение, для храпе-
ния бензина и керосина—цинкование. Покрытия металлами применяют-
ся также в случаях защиты от коррозии электроконтактоз и с целью
повышения электропроводности их (серебрение), защиты ст науглеро-
живания стали при цементации (меднение), восстановления потерянных
размеров детали (хромирование, железиение или меднение), повыше-
ния сопротивления износостойкости детали (хромирование, никелиро-
вание или железиение), сообщения поверхности детали притирочных
t войств (меднение, лужение, свинцевание, кадмирование, фосфатирова-
Таблица 250
Наименьшая толщина покрытии.после их окончательной обработки
(полпроака и т. д.) по ГОСТ 3002—58
Группа покрытий Наименьшая толщина покрытий, мк
никель без под- слоя медь—никель или никель— медь—никель хром (средне- расчетная) I 1 HHI1Y1 1 я IS . £ к никель ва меди и ее сплавах
суммарная толщина верхний слой ни- келя
л I 0 10 0.5 5 5 3
с 30 30 10 0,5 15 16 6
ж — 45 15 0,5 30 •зс 10
Таблица 251
Состав растворов и режим работы ванн металлопокрытий
Мет алло п окр ыт ие й его назначение Составы растворов в граммах ка 1 я воды Выход по ! току, % Режим, работы
1 темпера- тура, °C плотность 1 тока, я/дм3
Цинкование из кис* лых электролитов для разных деталей Сернокислый цинк 215— 300, сернокислый алюми- ний 30. сернокислый нат- рий 50—150, декстрин 10 98— 100 18—25 3-5
То же для блестящего цинкования Сернокислый цинк 215— 430, сернокислый алюми- ния 30, сернокислый нат- рий S0—100, вафталииди- еульфокислота 2—3 98— -100 18-25 3-8
Цинкование на щелоч- ных электролитов для деталей сложной формы Окись цинка 'Н, циани- стый натрий 59—83, едкий натр 100—80 соответ- ственно содержанию цианида 85—95 2Q—35 до 2
То же очень сложной формы Окись цинка 4—6. едкий натр 60—72, КавЗпОчХ1,5—1 97—99 50 1 ,4- 1,7
Кадмирование из циани- стых электролитов для сложных деталей Окись кадмия 45, циани- стый натрий 120, сернокис- лый натрий 50, серпокислый никель [ —1,5 86—96 20-40 до 4
Кадмирование из кис- лых электролитов для простых деталей Сернокислый кадмий [ 00, борная кислота 20, хлори- стый натрий 30, клей сто- лярный 5 95— 100 20 до 6
Медвение из кислых электролитов для наре- Сернокислая медь 200— 250 100 18—25 до 4
щйвання по медному или никелевому слою Серная кислота 50—75 — 45—50 4-8
Меднение из циани- стых электролитов для стали Цианистая медь 30—45, цианистый натрий 45—65 (в том числе свободного цианида 10—15), углекис- лый натрий 50—70 60—80 18—40 0,3— 1,5
Меднение стали е-пери- одйчвским изменением то- ка. Переключение на аиод через каждые 10 сек. иа 1 сек. Цианистая исдь 60—90, цианистый Натрий 76—110 (в том чнслв свободного цианида 4—5), едкий натр 20—30 70—90 60—75 2-5
Никелирование блестя- щее Сернокислый никель 140— 300, хлористые натрий или калий 3—15, борная кислота 30, фтористые ка- лчй или натрий 5—6, на- фталиндисульфокислота 2—4 90—95 25-45 1,5—5
Хромирование Декора- Хромовый ангидрид 250, 13-15 45—50 10—25
тнвное серная кислота 2,5 13—15 45—Ь0 35—75
То же твердое То же —. 45—50 10—15
Бронзирование Медь в виде цианистой соли 25, олово в виде стан- ната натрия 13,5, цианистый натрий 10—15, едкий натр свободный 7, Б—10 60—75 65—70 2—3
Примечание. Плотность тока дана для условий перемешивания. Вез перемешивания плотность тока иа 50—70% меньше.
пне), повышения жаростойкости (алитирование, хромирование, хромо-
алитирование, хромоеилицироваиие), Металлопокрытия могут наноситься
при помощи электролиза и электрохимического окрашивания контактным
осаждением, металлизацией, диффузионным и горячим методами.
Выбор толщины металлических покрытий приводится в табл. 250.
В зависимости от коррозионных условий работы изделий и срока
их службы устанавливаются следующие группы изделий: группа
Ж—для жестких условий работы, группа С — для средних, группа
Л—для легких условий работы.
Грун п а. Ж — изделия, подвергающиеся эксплуатации в закрытых
помещениях я в наружной атмосфере, сильно загрязненных промыш-
ленными газами и пылью при непосредственном периодическом воз-
действии дождя, снега или брызг морской воды. '
Группа С — изделия, подвергающиеся эксплуатации в закрытых
помещениях и в наружной атмосфере, загрязненных промышленными
газами и пылью, а также содержащих испарения морской воды. Из-
делия не должны подвергаться непосредственному воздействию дож-
дя и снега.
Группа Л—изделия, работающие в закрытых, сухих, отапли-
ваемых и вентилируемых помещениях (подобных жилым) '
Таблица 252
Состав растворов и режимы работы ванн длн покрытия защитными
пленками и осветления металлопокрытий
Наименование способа обра- ботки детали н его назначение Состав растворов в граммах на 1 л воды Режимы работы
темпера- тура, СС ИлюТНОСТЬ тока, а [дм продолжи- тельность, МИВ,
Оксидирование анодное для ста- ли То же алюми- ния Фосфатирова- ние То же под окраску Осветление и пас- сивирование ЦИН- КОВЫХ и кадмие- вых покрытий То же стали после травления Нейтрализация Едкий натрий 300— 4 0<? (напряжение <9— 1 2 в) Едкий натрий 6Б0, азотнокислый натрий 250 Серная кислота 200 (напряжение 12 Хромовый ангидрид 90—95 Порошок мажеф или фосфат ВИМ 30—33 Мажеф или фосфат ВИМ 30—33, окись меди 0,3—0; 5 Хромовый ангидрид 150, серная кислота 3—4 Хромов ый ангидрид 15—250, серная кисло- та 20, азотная кислота 130—175 Углекислый натрий («альцинироваагтя сода) 30—50 80 138—142 15—25 37 96—98 96—98 18—25 18—25 15—25 5—8 на аноде 0,8 — 1 ,5 0,3—0,4 на аноде 30—60 4 0—60 20—30 30—60 40—80 15—20 0, 1—0,2 до 0,05 0,5—2
'Ю Заказ Яг 7S1
Цинкование производится В ваннах, электролит которых мо-
жет быть цианистым, кислым н щелочным. Цианистый элек-
тролит содержит в себе ядовитое вещество цианистый натрий
и применяется реже, чем кислый и щелочной (табл 251).
В качестве анодов используется листовой или полосовой цинк
толщиной от 5 до 12 мм марок ЦО, Ц1, Ц2 (ГОСТ 1180—<11,
3640—47).
Кадмирование, производится чаще всего в вайнах с циа-
нистыми электролитам. В качестве анодов применяется листовой
или полосовой кадмий или специальные пластины кадмия марок
КдО, Кд1, Кд2 (ГОСТ 1467—58. и 1468—53).
Осветление покрытий производится с целью повышения
их коррозионной стойкости и придания поверхности детали 'деко-
ративного вида. Состав раствора приведен в табл. 252.
Лужение производится в щелочных (станнатпых) и кислых
электролитах. Щелочные электролиты применяются для покрытии
оловом рельефных изделий и имеют, в своем составе станнат натрия
(NaSn03H20), едкий натр, уксуснокислый натрий (CN3COONa).
Аноды могут применяться или оловянные марки 01,02 (ГОСТ 860—60),
или из никелированного железа В состав кислых электролитов
входит олово сернокислое, серная кислота, сырая карболовая кисло
та и другие вещества.
Меднение производится в цианистых и сернокислых электро-
литах. Цианистые электролиты применяются для получения медного
покрытия непосредственно па стали, цинковых и алюминиевых
сплавах и, главным образом, для осаждения тонкого слоя меди
(3—5 мк) с тем, чтобы в сернокислых электролитах производить и
дальнейшем наращивание слоя меди до требуемой толщины. Анодм
применяются медные иа листовой меди марок Ml, М2 (ГОС’1
767—41)
Никелирован и е. Состав электролита приведен в табл, 252,
Аноды применяются никелевые, заключенные в полотняные чехлы
для улавливания спадающего с них шлама при растворении;
они изготовляются из никеля марок Н1 и Н2 по ГОСТ 849—56, ма-
рок НПА1.НПА2 и НПАН по ГОСТ 492—52 пластинчатой и овале
ной форм (ГОСТ 2132—58). Для получения блестящей поверхности
при никелировании требуется высококачественная предварительная
подготовка поверхности покрываемого металла полировкой, нанесешь
"Подслоя меди и полировка его.
Хромирование может быть твердое и декоративное. Т в е р
дое применяется для покрытия деталей с целью устранения брака,
полученного при механической обработке, восстановления изношен-
ных деталей, а также для размерного хромирования измерительного
инструмента и для повышения стойкости режущих кромок режущего
инструмента.
Для повышения износостойкости деталей, работающих на тренщ-,
например поршневых колец, применяется пористое хромиро-
вание Поверхность при таком хромировании имеет поры, в коти
рых,удерживается смазка, и хорошо прирабатывается. Для пористого
хромирования требуется "тщательная подготовка к покрытию, состо-
ящая из процессов обезжиривания, промывок, декапирования. Поело
хромирования требуется аи.одн.ре травление и снова промывка, затем
сушка сжатым воздухом или в сушильном шкафу. Заканчивается
хромирование отделкой покрытия: снятие лишнего слоя абразивными
материалами и притирка
Д е к о рати.в н о е хромирование отличается от твердого тем,
что перед хромированием производится покрытие слоем меди или
никеля. Тасто наносится несколько слоев меди или никеля, причем
каждый из этих слоев подвергается полированию. Иногда практи-
куется гальваническое д.окрытие сплавами, т. е. по
крытие деталей двумя металлами, например медь—олово (брон-
зирование), медь — ципк (латунирование), серебро — кадмий,
цинк — кадмий, олово —свинец (припой ПОС 18) и др.
Состав растворов и режим работы ваны металлопокрытий приве-
дены в табл. 251.
Горячие покрытия. Предварительно очищенная и обез-
жиренная деталь погружается в расплавленный металл. Таким обра-
зом можно получить тонкие и прочные покрытия цинком, оловом,
припоем (ГЮС-18, ПОС-30 и ?. д.), свинцом. Недостатки горячих
покрытий —большие потери 'металла иа угар и шлам (до 40%),
неравномерная толщина покрытия и невозможность покрытия слож-
ных деталей.
Диффузионные покрытия. Этот метод заключается в
юм, что 'изделие покрывается порошкообразным металлом н сов-
местно нагревается до температуры плавления порошка. 3 резуль-
тате на ловео.хностя изделия образуется диффузионный (проникаю-
щий в поры) слой, состоящий из сплава железа с покрывающим
металлом Таким образом производится покрытие цинком (шарарди-
.иция), алюминием (алитирование), кремнием (силицирование,
хромирование, хромосклицировакие, борирование и др.).
Металлизация Тонкая струя расплавленного металла рас-
пыляется -сжатым воздухом и наносится на поверхность детали.
Это осуществляется специальным аппаратом — металлизатором, че-
рез который пропускаются Две проволоки из того-металла, которым
нужно покрыть деталь Проволоки, двигаясь в аппарате, встречают
ся, и в месте их встречи возникает электрическая дуга, расплав-
ляющая металл проволоки. В это время сжатым воздухом расплав
ленный металл выдувается, образуя струю. Металл- с деталью мо-
жет сцепляться только при условии, -если деталь хорошо очищена,
обезжирена и имеет шероховатую поверхность. Для этого поверх-
ность детали подвергают пескоструйной, дробеструйной обработке
пли на ней нарезают рваную резьбу. Большим недостатком метал-
лизации являются большие потери металла—25 — 30% и более.
I [рнменяется металлизация для восстановления крупных изношен-
ных деталей, а также заделки раковин, пористости и- других дефек-
тов в литье и готовых деталях. Отечественной промышленностью
выпускаются металлизационпые аппараты—пистолеты моделей
Ж-У, ЛК-6, ЭМ-3 и ГИМ-1 (газовый).
Фосфатирование. Если рчищенную и обезжиренную деталь
жярузить в горячий раствор порошка мажеф (сокращение от слов
марганец, железо, фосфор), то на поверхности детали образуется
темного, почт черного цвета фосфатная пленка, состоящая из фос-
фитов железа и марганца. Пленка весьма пориста и хорошо' погло-
щает влагу, масло и другие жидкости,
Пленка применяется для получения грунта под лакокрасочное
покрытие при защите стальных и чугунных изделий от атмосферной
коррозии, для покрытия поршневых колец двигателей с целью улуч-
шения приработки их и уменьшения износа цилиндра. Для обеспе-
чения прочности и защитных свойств фосфатной пленки ее требуется
промасливать: пленка увеличивает размеры изделия на 5—8 ж
(табл. 252).
Оксидирование. Так называется электрохимический способ
получения на поверхности металлических изделий защитных окисных
пленок. Химический способ получения таких пленок для стальных
изделий называется воронением, синением и т. д. Оксидирование
применяется для защиты от атмосферной коррозии готовых обрабо-
танных стальных изделий, работающих в закрытых помещениях,
и для художественной отделки поверхности металла, деталей,
приборов, станков (табл. 252). Воронение применяется главным
образом для отделки мелких стальных изделий в кустарной, промыш-
ленности. Синение применяется для обработки часовых стрелок,
пружин, винтов и подобных деталей. Оксидирование применяете»
также Для защиты от атмосферной коррозии различных изделий по
алюминия н алюминиевых сплавов, для защитно-декоративной отдел-
ки их поверхности (оксидирование с последующим окрашиванием),
для повышения поверхностной твердости и сопротивления механиче-
скому износу, для сообщения поверхности изделий электроизоляцц
онных свойств.
Расход и экономия материалов
Расход растворимых анодов в граммах на I -и2 покрываемой
поверхности при толщине покрытия в 1 мк приводится в табл. 25-'!
(с учетом потерь 8%, кроме золота и серебра).
Расход материалов для ванн гальванических покрытий опреде-
ляется главным образом величиной потерь на унос, а для циа-
Таблица 253
Расход анодов
для гальванопокрытий
АиоД Расход, г /мг
Цинк 7,67
Мвдь ....... Никель 9,61
9,5
Кадмий 9,33
Олово 7,86
Свинец 12,27
Латунь (40% цин- ка и 60% меди) 8.72
Серебро 10,5
Золото 10.3
нистых электролитов еще и на р а з л о
жение цианидов. Для определе-
ния этих потерь необходимо знать со-
став электролита в г/л, а также удель-
ные расходы раствора на унос, в завися
мости от сложности детали, температу.
ры электролита, наличия сборпиков-уло-
вителей и других факторов. Проще опре-
деляется расход хромового ангидрида пр»
хромировании. Известно, что при толщи-
не слоя хрома 1 мк расход хромового
ангидрида составляет 13,6 г на 1 л*
хромируемой поверхности. Расход ма-
териалов для операций подготовки и от-
делки поверхности и некоторых химиче-
ских процессов нанесения покрытий мож-
но определить по табл. 254 в зависимо-
ста от величины обрабатываемой поверхности детали.
Таблица 254
Расход растворов и материалов Па операции подготовки и отделки
поверхности и химические процессы нанесения покрытий
Операции Расход на 1 л2
растворов, л материалов, г
Химическое обезжиривание в щелочах 0,55—0.7
Электролитическое обезжиривание 0,4—0,5
Химическое травление прокатного черного металла 0,65—0,8
Химическое травление литого черного металла 0.55—0,7 —
То же штампованного черного металла после термической обработки . г .... . 1,0—1 ,2
Электролитическое травление черного металла 50% от —
Травление меди и ее сплавоз предварительное расхода для хими- ческого травления 0,5—1 ,5 *
"1’о же глянцевое .... . ........ 0,5—1 ,5 W—
Травление алюминиевых изделий 0,5—0,8 —
Декапирование черных металлов 0,2 —
Декапирование меди и ее сплавов . ♦ 0.3 —
Нейтрализация. . . . . 0,25 —
Осветление и снятие покрытий 0,25 —
Обезжиривание в трихлорэтилене 15—25
Протирка венской известью 100— 200
Промывка в керосине . 50—100
Промывка в бензине 30—50
Фосфатирование — порошок «ажеф —— 90 *
Фосфатирование под окраску: порошок мажеф . . 40
окись меди -—. 10
Обработка в масла после фосфатирования , . . -— 45—60
Лакировка после фосФатировавия 70—1 00
Пассивирование цветных металлов (хромпик) . 0.3—0,55
Плсснвнроааяне черных металлов (н растворе нитрита натрия) ........ 0,2—0,5 j
Анодирование алюминия в серной кислоте « . . 0,7—0,9 | —
Более точное определение расхода материалов производится по
имеющимся на заводе нормам на каждую деталь и изделие.
Пример. Деталь — трубку диаметром 40 льи, длиной 1200 мм, работающую,
и легких условиях, рационализатор предложил хромировать вместо никелиро-
||ЦН»я. Определить расход никеля до'предлоэкения н хромового ангидрида после
Предложения, если таких трубок завод будет изготовлять 1 0 000 шт.
До предложения. Площадь поверхности трубки
F—-it dl — 3,14-40-1200 = 3,14-0, 04-1,2 = 0,15 м~.
I IP табл. 250 для Л наименьшая толщина покрытия никелем составляет 10 мп
пн 1 л’. Учитывая обработку (полировку), принимаем среднюю толщину на-
Инч'ния покрытия 18 мк. По табл. 253 находим расход никеля на толщину
покрытия в 1 лк, составляющий 9,5 гДи2. Расход никеля на деталь будет'
!jIIIIK = 18-9.5-15 = 26,8 г, а на годовую программу 25,8-10 000 = 268 кг.
После предложения. Площадь поверхности покрытия не меняется:
/' ип 0,15 я*; по той же табл. 250 находим наименьшую толщину покрытия»
хромом, т. е. 0,5 «к. Технологическую толгцнпу покрытая (на полировку) при
яимаем 3 Jlffc Расход хромового ангидрида на 1 мк (см. выше) составляй i
13,6 г/мв> поэтому общий расход' хромово» о ангидрида на деталь .составляв
QXp = 3-13,6-0,!5s=6,l вина годовую программу Qxp ^6,1-10000 = 61 т».
Расход металлов, наносимых перед хромированием и никелированием (пи
пример, подслой медн)Л определяется таким ясе способом
Пути экономии материалов и задачи рационализатороп
Химические и электрохимические процессы требуют больших затри i
материалов. Особенно большой процент составляют потерн рае
творов, а следовательно, и химикатов на унос. Для оценки огни
сителыюй их величины приведем следующий пример. Для нанесении
слоя хрома толщиной 1 мм па 1 лД поверхности при удельном
весе хрома 7,1 г/см3 полезно расходуется хрома 7,1 г; как указано
выше, в пересчете иа хромовый ангидрид 13,6 г. А потери на уши
на 1 .и3 поверхности детали средней сложности составляют обычно
не менее 44,25 г, т. е.
44,25
------'100 = 324%
13,6
полезного расхода хромового ангидрида. Аналогично положение i
потерями на унос и по другим покрытиям. Поэтому важнейшим
способом экономии химикатов является уменьшение потерь'на унт
раствора с деталями, в вентиляцию и при смене растворов Этого
можно достигнуть с помощью установки сборииков-ул’овителей дли
каждого химического и электрохимического процесса, а также усе
вершенствовапня вентиляционной системы, не допуская чрезмерно
высокой вытяжки раствора с поверхности ванн, Смену растворю-
следует производить в случае необходимости.
Для защиты электролита от испарения и уноса рационализаторы
одного завода предложили такой способ. На поверхности раствора
помещаются поплавки, изготовленные из химически стойкой,
материала,, например пенопласта ПХВ-1 и полихлорвипилош>|.\
трубок, закрывающих почти всю поверхность ванны. Диаметр по
плавкое 7—15 мм, длина 40—60 мм.
Около каждой ванны должны быть устроены желоба или крон,
штейпы, куда помещаются детали после выгрузки их" из ваины. По
желобам электролит стекает обратно в ванну. Если такие устрой
ства для крупного поточного производства нецелесообразны, так
как потребуется значительное время для выдерживания деталей, in
следует применять установку сборников-уловителей с непроточной
водой, в которой ополаскиваются выгруженные из ванны детали
Вода из уловителя должна периодически поступать в ванну. Избы,
ток воды должен выпариваться, для чего сборники следует обору,
довать паровыми змеевиками или электроподогревом. Некоторьи'
электролиты будучи разбавленными большим количеством воды,
теряют свои свойства. Для предотвращения этого следует добаи.
лять в непроточную воду компонент, препятствующий гидролизу,
Так-, щелочной электролит для лужения, состоящий цз сгаппатп
«атрия и едкого натрия, не потеряет своих свойств, если в сборни
же-уловигелс иметь 0,3—0,4% раствора едкого натрия. Для кисло
го электролита лужения, состоящего из сернокислого олова, серной-
кислоты и других добавок, в сборнике необходимо иметь 1—1,5%.
раствор серной кислоты. Потери в вентиляционную систему можно,
уменьшить, создав рациональную конструкцию вытяжных
устройств. Большие потери химикатов, анодного металла появля-
ются в результате недооценки оснащения технологического оборудо-
вания экономичными приспособлениями и устройствами для подвеши-
вания деталей Один пз важнейших путей экономии анодиого метал-
ла—уменошеи и е покрываемой площади поверхности?
приспособлений и подвесок для деталей. Это достигается за счет
создания более рациональных конструкций этих приспособлений и за-
счет широкого применения всевозможных изоляционных мастик, лаков
и эмалей, которыми следует подрывать погружаемые в ваилу катод-
ные подвески и приспособления. Широкое распространение получила
изоляция п о д в е с о к хлорвиниловой лентой, которая устойчива-
а отношении почти всех электролитов, весьма удобна для работы и
может быть использована многократно.
Для снижения затрат и экономии материалов большое значение
имеет использование отходов. Часто остатки анодиого ме-
талла в связи с рядом производственных затруднений не используются
к ие переплавляются. Это особенно относится к таким металлам, хак
медь, кадмий, латунь Между тем. имеются несложные методы ис-
пользования отходов анодов. Остатки кадмиевых анодов составляют
[2—16% от первоначального веса. Переплавлять эти отходы и отли-
пать из них новые обычным способом нельзя, так как металлический
кадмий при нагреве до температуры плавления вследствие быстрого
окисления кислородом воздуха начинает гореть с образованием корич-
невого порошка окиси кадмия. На некоторых заводах применяется ори-
гииальный способ переплавки отходов кадмия под слоем
расплавленной каустической соды. ПерепЛавка производится на обыч-
ном кузнечном горне в железном тигле, сваренном из 5—6 лиг желе-
за, в котором предварительно расплавляется каустическая сода,
Когда опа нагреется до температуры 330—350°, в тигель загружают от-
ходы кадмиевых анодов. Расплавленный кадмий отливается в формы,
а отливки затем промываются в воде. Для использования отходои
(обрезков) латуни, меди, латунных, медных и других анодов можно
изготовить специальную анодную корзину из винипласта, которая опу-
скается в электролит с деталями (фиг. 393). В корзину 1 засыпают
отожженные, промытые и протравленные отходы 2 и подвешивают их
к токоведущей штанге, соединение которой с частицами отходов
производится с помощью проволоки, ленты или больших размеров от-
хода из того же металла. Кроме экономии металла и цианистых солей,
такой метод позволяет за счет увеличения анодной площади повышать
производительность металлопокрытия в 2—3 раза.
Весьма важное значение для экономичности электролитических
процессов имеет получение покрытий, равномерно распределенных
по всей поверхности. Антикоррозийная стойкость и, значит, срок
•службы покрытия определяются его минимальной толщиной. По-
этому неравномерное распределение покрытия на поверхности детали
приводит к нанесению излишнего количества металла и, таким
образом, к бесполезным его затратам. Неравномерность распределении
покрытий или рассеивающая способность вызываются различной
удаленностью отдельных участков покрываемой детали от анода и
зависит от условий электролиза, температуры, средней плотности
тока, среднего расстояния между электродами. До ' сих пор еще нет
простых и удобных- для практического использования методоз расчёт»
рассеивающей способности. Однако в производственных условиях име-
ются возможности добиваться наилучшёй равномерности распределе-
ния покрытий регулированием плотности тока для деталей различных
конфигураций и габаритов, подбором экопомичного расстояния между
анодом и катодом, приданием анодам формы покрываемых изделий,
применением дополнительных защитных катодов, экранированием вы-
ступающих участков изделий и т. д.
Механизация и автоматизация при нанесении
металлопокрытий
Современная техника располагает оборудованием и приборами дли
механизации и автоматизации процессов подготовки к металлопокры-
тиям, производства самого металлопокрытия и обработки деталей
после металлопокрытия. Подготовка детали к металлопокрытию и об-
работка после покрытия, например обдирка, очистка, шлифовка,
галтовка, полировка и другие операции механической обработки, если
не могут быть выполнены на каких-либо универсальных станках,
осуществляются на специальных станках и приспособ-
лениях Часто к стандартным шлифовальным и полировальным
станкам мох<но сконструировать и изготовить приспособления, меха-
низирующие эти операции, В массовом производстве нашли широкое
применение специальные шлифовально-полировальные
автоматы и полуавтоматы. Для процесса металлопокрытия
чаще всего применяются ванны различных типов. Но в массовом про-
изводстве металлопокрытие мелких деталей производится в колоколах
и барабанах, а крупных деталей —в специальных полуавтоматах
к автоматах. В автоматических и полуавтоматических установ-
ках для металлопокрытий осуществляется регулирование ре-
жима работы. Регулируется плотность тока при помощи спе-
циальных приборов, так называемых плотномеров ц автоматов плотно-
сти тока (АПТ-1 или АПТ-2). Толщига покрытия регулируется счет-
чиком ампер-часов, а также с помощью реле времени КЭП-3 или
К.ЭП-6, Может быть осуществлено и автоматическое регулирование
периодического изменения направления тока с помощью электронных
реле времени РВЭ-2(. Регулирование температуры ванны может произ-
водиться специальным терморегулятором.
ЛИТЕРАТУРА
1. П. М, Вячеславов, Основы гальванотехники, Лениздат, i960.
2. Я. В- В а й и е р, М. А. Д а е ь я и. А. Я. Г р и н б е р г, А. А г а р fl-
ee ц к о, И И. Хаим, Справочник по защнтно-декоратнвным покрытиям,
/Лащгнз, 1951 ,
3. М. П. Пер невский, Пористое хромирование, Машгиз, 19 48.
4. Г. Т. Бахвалов, Л. Н. Б и р к г а н, В П. Лаб утра, Справочник
гальваностега, Металлургиздат, 1954
5 Н. И, К ярдов, Техминимум полировщика и шлнфовииха по отделке
металлов, Металлург^здат, 1950.
6. Справочник машиностроителя, т. И, Машгиз. 1952.
7. Г- П. Мельников, Применение ультразвука в машивостроеиии (об*
jop), «Машиностроение Казахстана» № 4, 1960. ,
8 Б а р т ф а и Б гл а, Справочник галызаностега, пер. с венгер., Машгиз,
I960.
9. А. М. Гинберг, Прибор для контроля и управления режимами галь-
наническнх процессов. (ПУРП-1). Л.. Судпромгиз. i960.
10. Д. С, Двойрис, Беспыльная дробеструйная установка, в ки.
(Труды института* № 1,- 1960.
][.№,. И. Качепскпх, Полуавтоматическая дробеметная установка
карусельного типа, сПромышленно-эканомический бюллетень Свердловского
совнархоза» № 4, 1961
12 Отделка поверхности вибрационным способом, английский журнал «Ма-
пшнери», т. 98, № 2513, 1961-
1III1IIIMIII1IIM
ГЛАВА XI
ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА АВТОМАТИЗАЦИЙ
ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПРОЦЕССОВ
Автоматизация — высшая форма развития ма-
шинного производства Она преследует в основном дне
задачи: повышение прцизврдительноёти т.руда и освобождение че-
ловека от тяжелой или'вредной для здоровья работы. Область ввел
рения автоматизации в производство практически нс ограничен::
В условиях машиностроительного производства могут быть автома-
тизированы не только отдельные операции, ио и целые технологиче-
ские процессы, участки, цехи и заводы. Степепь автоматизации тоги
или иного процесса, участка или цеха определяется исходя из эко
ионической целесообразности и сроков окупаемости затрат па ав
томатнзацию. Существенное влияние на экономические показатели
результатов автоматизации оказывает выбор технических
средств и схемы автоматизации. Выбранная схемп
автоматизации не должна усложнять исполнение и вызывать боль-
ших затрат Главное условие автоматизированного производст-
ва—• надежность работы приборов -управления ч контроля оборудо
вания и автоматизирующих устройств Это имеет особенно важное
значение, так как частые -неполадки автоматических линий и авто
матизирующих устройств в процессе эксплуатации, остановки ч.х пл
ремонт могут значительно снизить ожидаемые результаты
Основу производственного процесса составляет технологическая
операция. Поэтому всякая автоматизация начинается с автоматн
зацип отдельных операций или даже их элементов. Связывая
автоматизированные операции в единую автоматическую систем),
получают автоматизированные технологические процессы, линии,
участки или цехи. При автоматизации отдельных операций и цепи.)
технологических процессов применяются в основном одни и те яо'
технические средства в различных сочетаниях и комбинациях [In
заводах Советского Союза работают станки-авто-маты, азтоматизпрп
ванные кузнечные агрегаты, нагревательные устройства, устройстип
автоматического управления, контроля и сортировки За послевосп
ные годы созданы и успешно эксплуатируются автоматические линия
в механических, литейных, кузнечных и других цехах машнносгрсн!
дельных заводов. На 1ГПЗ уже несколько лет работает цех-автп
мат, изготовляющий конические подшипники, в котором все npou.'i
водственные операции, включая сборку и упаковку, выполняются
Автоматически. Еще более полно автоматизировано производство на
Ульяновском заводе автомобильных поршней. На этом заводе впер-
вые в мировой практике автоматизированы все заготовитель'иые опе-
рации, связанные с отливкой заготовок Более 10 лет этот завод-ав-
томат устойчиво выдает поршнц нескольких типоразмеров для на-
шей автомобильной промышленности.
1 КЛАССИФИКАЦИЯ СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ
К наиболее распространенны?.! и проверенным техническим
(редствам автоматизации в первую очередь относятся механиче-
ские узлы и дета.ли: кулачки, копиры, рычаги, многозвенные
механизмы и различные механические передачи. Они служат для
автоматизации отдельных станков, машин и агрегатов. Однако та-
кая автоматизация существенно ограничивает или даже исключает
позмежность перестройки станка или машины с одной работы иа
фугую
В последние годы для автоматизации производственных процес-
hiii все шире применяются пневматические и гидравли-
ческие средства автоматизации. Они позволяют получать'необхо-
!Пмые усилия и скорости движения, а также связывать в единую
читоматическую систему большое количество механизмов, располо
жеиных друг от друга на значительном расстоянии. С применением
них средств автоматизации увеличиваются возможности изменения
чикла работы, т. е. возможности перестройки действующих систем
Надежность работы пневматических и гидравлических устройств,
глп они правильно выбраны, не вызывает сомнений.
К основным и наиболее прогрессивным автоматизирующим уст
|||>Грствам относятся технические средства электроавтомати
и и и технической электроники. С их помощью могут
<||.|ть автоматизированы любые, сколь угодно сложные системы 'ма
hili!! и механизмов При этом изменение цикла работы осуществля-
, Гея легко и быстро. Практически ни одна автоматизация сейчасш
находится без самого широкого применения средств электроавтома
HiKii. Развитие электроавтоматики и. особенно технической электро
П1К11 привело к созданию и внедрению в производство различных
справляющих и счетно-решающих устройств. Эти устройства дают
ипможкость автоматизировать сложные технологические процессы
ин заранее заданной .программе с соблюдением оптимальных реяси
ion и' параметров В станкостроении применение счетно - решаю
них устройств привело к созданию станков с пр огра м-
ч и Li м управлением, работающих автоматически по программе,
шиксашюй и а магнитной или перфорированной
ii-iiTc или набираемой на панели управления при помоши
«пеккеров и переключателей
Технические возможности современных средств автоматизаций
ипг'гольк.о велики и многогранны, что уже в самые ближайшие
|чЦ|| следует ожидать появления автоматических систем
(Правления целыми производствами и заводами, которые вме-
II’ с автоматизацией производственных процессов автоматизируют
,'П-1, планирование, работу складских хозяйств,’ транспорта и'Т. д
2. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА АВТОМАТИЗАЦИИ
На базе средств электроавтоматики осуществляется автомат*
зация пневматического, гидравлического и электрического приводи,
«а также преобразование импульсов, посылаемых чувствительными
элементами, в командные сигналы, достаточные по своей величпш!
для воздействия на исполнительные элементы, управляющие про-
цессом по заданной программе. Широкое распространение в промыш-
ленности получили схемы релейно -контакторного управ-
ления В этих схемах чаще всего используются следующие прин-
ципы а) автоматическое управление по пути; б) автоматическое
управление по времени; в) автоматическое управление по скорости
и г) автоматическое управление по нагрузке (силе тока). Выбор
метода управления определяется характером и функциями схемы
По принципу пути строятся многочисленные схемы элек-
троавтоматики, Даже на первый взгляд сложное автом-атическш'
управление решается при помощи простых схем с применением uv
тевой аппаратуры. По достижении перемещающимся органом онрш
деленногб положения и при воздействии на путевой аппарат, напри
мер на конечный выключатель, подаются команды на выполнена
последующих функций. Такая автоматизация осуществляется ин
принципу последовательной передачи команд, причем каждая поело
дующая команда подается после выполнения предыдущей.
Автоматическое управление по принципу времени при
меняется в схемах, которые возможны для протекания процесси и
функции наперед заданной выдержки времени. Выдержки времени
от долей секунды до нескольких часов задаются реле времени (<’»
-главу VI). Иногда используется сразу несколько принципов в du
ной схеме, например принципы пути и времени.
Автоматизация по принципу скорости состоит в под»!1»'
команд на дальнейший ход автоматического управления в записи
мости от изменения скорости. Такое управление требует контрол•
скорости двигателя или приводимого им в движение механиими
с последующим воздействием на исполнительный элемент. Измор*
ние скорости производится аппаратами, непосредственно контргиш
.рующимн скорость вращения, например реле РКС (см. фиг 201,-6
В некоторых случаях скорость измеряется косвенным путем Himi
ряя другие параметры, однозначно связанные со скоростью, uajp,
чают истинную величину последней. Например, в управлении эл*ч
тропрнводами переменного тока в качестве таких параметрон ш
пользуются э. д с. и частота во вторичной цепи двигателей
Автоматическое управление в'зависимости от нагрузки, i. <
от величины силы тока контролируемой цепи, используется в осци-
ном при управлении электроприводами. Однако такое ynpaBJieiii-i
может применяться и в схемах автоматизации технологических И|к
цессов (см. фиг. 204). Например, момент врезания на Ц1лифовал1>11и<
станке может определяться в зависимости от нагрузки двингк '-
привода шлифовального круга. Автоматизация по нагрузке ни
ществляется при помощи реле максимального тока
В схемах электроавтоматики применяются й другие припцтш
например управление в зависимости от температуры, светопрошш-i
мости, цвета, количества, натяжения, момента, мощности ц ш
8 последние годы в схемах релейно-контакторного управления широ-
ко применяется слаботочная аппаратура: телефонные
реле, шаговые искатели и т. д. Применение слаботочной аппаратуры
не снижает надежности работы схем по сравнению со схемами из
аппаратуры обычного исполнения Габариты слаботочной аппарату
ры несравненно меньше, а схемы управления получаются компакт-
ными. Все большее применение находят также схемы бескон-
тактного управления, выполняемые на базе усилителей
« эл ектронно-иоиной аппаратуры
Наиболее общая аппаратура управления, применяемая в схемах
электроавтоматики, рассмотрена в главе VI (контакторы, магнитные
пускатели, некоторые типы реле и др), В настоящей главе приво-
дятся технические характеристики специальных средств автомати-
ки и сведения о их применении.
Конечные (путевые) выключатели
Конечные (путевые) выключатели относятся к основным эле-
ментам при осуществлении автоматического управления в- функции
пути На фиг. 394 приведен широко распространенный конечный
выключатель типа ВК-211 моментного (мгновенного) действия. При
нажатии движущимся упором на ролик этого переключателя проис-
ходит быстрое переключение контактов (за 0,04 сек). При этом ско-
рость движения упора не оказывает влияния на время переключе
пия контактов При нажатии упором на ролик поворачивается
рычаг 7, который посредством ленточных пружин 8 поворачивает
поводок' 9. Стальной шарик 2, перекатываясь по планке /Л сжима-
ет пружину 10. При повороте планки 11 отводится собачка 12,
п производится переключение контактов 6. При освобождении роли-
ка пружина 10 возвращает подвижную систему конечного выклю-
чателя в исходное положение, и контакты вновь переключаются
благодаря наличию ленточных пружин 8, выключатель допускает
поворот рычага 7 на угол больший, чем требуется для срабатывания,,
11ри необходимости срабатывания конечного выключателя от воздей-'
ггвия упора с противоположной стороны пружина 10 переставляет-
ся на другую сторону поводка 9, а рычаг 7 устанавливается под
другим углом наклона Конечные выключатели, снабженные пружи-
ной 10, возвращающей подвижную систему в исходное положение,
называются выключателями с самовозвратом. После
удаления пружины 10 получается конечный выключатель без само-
возврата Такие выключатели снабжаются двумя роликами, на ко-
юрые действуют два упора, перемещающиеся в противоположных
направлениях. Ролики могут устанавливаться с обеих сторон ры-
чага 7, а также посередине, что обеспечивает работу рядом стоя-
щих конечных выключателей от различных упоров.
Нередко приходится применять конечные выключатели одно-
. тор он него действия. Такой выключатель имеет срезанный
ролик, который под действием пружины, сидящей на его оси, удер i
пинается в положении, показанном на фиг. 394. При подходе спра-
Ш1 рычаг 7 поворачивается влево. Упор, движущийся слева, повора-
iiiiuacT только ролик и не производит поворота рычага Рычаг 7
может устанавливаться под любым углом: В зависимости от конст-
Фиг. Конечный вы
ключатель типа ВК-211
I—клеммные колодки г 2—
стальной шарик; 3— рьг-
чаг из пластмассы, 4 —
пружина; 5 — неподвиж-
ные контакты, б — мости-
ковые подвижные контак-
ты! 7 — рычаг поворота
подвижных контактов; 8—
леяточкая пружина; 9 —
поводок; Ю — пружина
самовозврата контактов;
/7 — планка, /2— собач-
ка; 13 —* пружина.
Технические средства автоматизации
рукции и положения рычага и ролика конечные выключатели ВК-211
имеют четыре исполнения и три ступени- Подключение проводов
Производится к клеммным колодкам 1.
Малогабаритные конечные выключатели типаВКМ имеют дру-
гую' конструкцию, но по работе подобны выключателям ВК-211.
Конечные выключатели ВКМ-411, ВКМ-511, ВКМ-’oll, ВКМ-711 —
с нажимным штифтом, а выключатели ВКМ-811, ВКМ-911, ВКМ-1011
и ВКМ-Ш1-—-с роликом. Последние четыре типа по расположению
Фиг 393 Конечный выключатель типа ВК-411.
ролика имеют три исполнения и выполняются со скошенным роли-
ком для работы с проходными упорами. Длительный ток кондак-
пт 5 сц частота включений в час не более 2000.
На фиг. 395 показан конечный выключатель без мои ентно го
i г и с т в и я типа ВК-411, основная часть которого — кнопочный
-«мент с контактами — помещается в кожухе. На основании вы-
ключателя, кроме контактов, имеется шток. Выключатель срабаты-
ппет, переключая свои контакты при воздействии кулачка или упо-
ри па шток. После прекращения иажатия происходит возврат кои-
iiiK’iob в первоначальное положение. Скорость замыкания и размы-
ышпя 'контактов зависит от скорости перемещения нажимного упо-
ри пли кулачка. Во избежание возникновения дуги н.а контактах
ышсчные выключатели ВК-411 при малых скоростях перемещения
in Iока (меньше 0,4 м[мин) не применяются. -
Из широко распространенных выключателей общепромышлепно
го применения следует упомянуть еще микропереключатель МП-1
и переключатель концевой НБТ3.602.004Сп, показанные на фиг. 394
Эти переключатели отличаются .малыми габаритными размерами
и высокой точностью срабатывания. Они имеют контакты с общей
точкой, которые 'срабатывают при воздействии на шток (усилие
Фиг. 395 Переключатели-
а—переключатель концевой НБТЗ 502 004 Сп;
б — микропереключатель МП-1
0,3—0,7 кг). Рабочее перемещение штока 0,3—0,7 мм Выключатели
выполняются в пластмассовом кожухе и применяются при токе .т-
3 а при 380 в. Микропереключатель МП-1 не имеет свободного хон i
штока и требует точной регулировки нажимного кулачка или ри
лика. Этот недостаток устранен у переключателя НБТЗ. 602. 004('ii
имеющего дополнительную пружину, встроенную в шток, котори»
обеспечивает резервный ход штска на 2—3 мм после срабатываши'
Реле управления
Кроме реле, рассмотренных в главе VI, при автоматизации про
изводственных процессов широко применяются различные тнщ,
реле управления. К ним относятся моторные реле времен»
Основные узлы таких реле- электродвигатель с понижающим |»
дуктором, контактная система, электромагнит, возвратная пружпы
и шкалы времени. Принцип действия моторного реле показан на
фиг 397 При з’амыкаиии внешнего контакта /(7 сетевое напряжение
оказывается приложенным к электромагниту ЭМ и синхронному
члектродвигателю Д. Электромагнит срабатывает, выполняя две| опе-
рации’— сцепление вала электродвигателя Д с валом кулачка Э.
и переключение контактов К2 мгновенного действия Электродвига-
тель, будучи сцепленным с кулачком Э. поворачивает его. По исте-'
ченми некоторого времени, зависящего от.'положения упора У, ку-
лачок осуществляет переключение контактов КЗ Дополнительные
контакты позволяют включать реле по схеме без самопитаииЯ' или
г самопитанием и обеспечивают возможность расцепления электро-
Фис. 397. Принцип работы моторного
реле времени.
Фиг 398. Шаговый
искатель.
двигателя Д с кулачком Э вслед за переключением контактов КЗ.
После расцепления пру5кипа П возвращает кулачок Э в исходное
положение — к упору У. Изменение уставки, т. е. выдержки вре-
мени, производится за счет перемещения упора У Моторные реле
нремени имеют шкалы для визуального наблюдения за величиной
установленной выдержки времени
Шаговые искатели обладают большими возможностями
и применяются в схемах электроавтоматики в качестве програм-
мных реле. Шаговый искатель состоит из следующих частей: ста-
юра, состоящего, из набора контактных пластин I, ротора со щет-
iiiiMii 6 и привода (фиг 398) Последний состоит из электромагнита 2,
нкоря 3, собачки 4 и храповика 5. Шаговые искатели отличаются
i|iyr от друга емкостью контактного поля: числом пластин в ряду
и числом рядов, а также типом привода, который может быть пря-
ного или обратного действия. В искателях с приводом прямого дей-
пшя рабочее движение' ротора происходит при притяжении элек-
|ромагнитом 2 якоря 3 а с приводом обратного действия — при опу-
клини якоря под действием возвратных пружин. Таким образом,
при попадании импульса'- на электромшнит 2 щетка ротора 6 пе-
|||‘мещается на один шаг; т. е. на соседнюю пластину. В зависимости
»г числа контактных пластин в ряду искателям ШИ придается тот
или иной помер Например, тип ШИ-11 означает, что искатель имеет
11 Заказ № 761
11 пластин в ряду. Исклю
чение составляет искатель
ШИ-50, у которого в каж
дом ряду расположено 211
пластин; .два ряда имсю1
две.однолучевые щетки ро
тора, образуя 50 пластин,
Технические данные шаги
вых искателей ШИ даны п
табл, 255^
Реле счетно - нм
пульсные серии PC, II
имеют следующие oceobiii.Ii'
узлы; трансформатор, ’ селе
новый выпрямитель, шаги,
вые искатели, переключать
ли с указательными диски
ми, исполнительное рел<-,
Все узлы собраны на кар
касе и помещены в метал
лический корпус, состоящий
из основания и крышки
Для удобства наблюдении
за шкалой указательного
диска в кожухе имеютеч
окна. Концы валиков перо
ключателей выведены ил
ружу через отверстия и
крышке и снабжены пляш
массовыми рукоятками Рг
ле РСИ-1 имеет одну цу
коятку и одно отсчепши
окно, а реле РСИ-2 —JUP
рукоятки и два отечет1Ц|1>
окна. Для присоединении
проводов служит открытии
клеммная колодка. Элси
трнческие схемы реле РСИ'1
и РСИ-2 даны на 'фш
399, а, б. Работа pwio
РСИ-1 заключается в с/п
дующем. При 'замыкании
контактом УК внешней сх<
мы цепи в точках 8 •'
включается катушка иски
теля И, и якорь электро
магнита притягивается, 11р"
размыкании цепи в точки
3—4 якорь электромашин
возвращается в исходно!
положение, а ротор bmitp
со щетками иеремещаии»
Электрические средства автоматизации
Фиг. .399. Электрические схемы:
с—реле PCli-l; б — релеРсИ-2; в—реле E-S31.
на один шаг. Замыкание и размыкание цепи катушки искателя им
аывает перемещение его щеток до -тех пор, пока не произойди
замыкание щетки И1 и переключателя П по цепи 3—И1—П—Р~ II
В результате замыкается катушка реле Р, исполнительные контакты
которого PJ и Р2 подают соответствующие сигналы в управляемы!!
цепи, а другие контакты используются для установки ротора иски
теля в исходное положение и подготовки цепи к повторному циклу
Реле РСИ-2 двухкаскадкое Оно имеет два переключателя—///
и 2П и два искателя — 1И и 2И Возврат реле РСИ в исходной
положение, независимо от числа отсчитанных имлульсов, производи!
ся замыканием зажимов 4—5.
Счетно-импульсное реле Е-531 по конструкции отличается о,
реле РСИ: в нем отсутствуют шаговые искатели. Электрическю!
схема этого реле приведена иа фиг, 399, в. Основные узлы рг/ь
Е-531: электромагнит сцепления ЭС, тяговый электромагнит Pl
и исполнительное реле Р, Тяговый электромагнит, кинематически
сочлененный с храповиком, поворачивает последний на один iiiih
при каждом срабатывании. После отсчета заданного числа импул!,
сов замыкается контакт СИ и включается исполнительное реле /‘
подающее команды во внешнюю схему управления Затем otkjiih
чается электромагнит сцепления, и механизм счета возвращается *
исходное положение.
При выборе реле необходимо учитывать их специфические он>
бенности. Реле времени серии ЭВ имеют небольшие выдержки и|«-
манн (до 9 сек.) и обладают высокой точностью срабатывая и"
Однако их магнитная система не рассчитана на длительное вклинн
ние катушки, поэтому они применяются в схемах, в которых си.М»
реле работают в повторно-кратковременных режимах Реле времг
пи РВП имеют выдержку 0,4—180 сек. Их нельзя отнести к точнич
реле. Существенный недостаток этих реле — отсутствие шкалы, ни
этому выдержка времени устанавливается «вслепую». Применяю'!гн
такие реле в схемах, не требующих частых настроек, где диапа.'1'ы
выдержек и разброс не имеют существенного значения о т (1 р
ные реле достаточно точные и работают надежно в обозначапиш!
диапазоне выдержек времени. К их достоинствам относится налпчи
нескольких контактов, габариты моторных реле больше, чем у др\
гих типов реле. Электронные реле работают надежно, ио .i ।
эксплуатации требуется высокая квалификация обслуживают!’!
персонала. А1 а я т н и к о в,ы е реле времени громоздкие, по имо>>>‘
довольно мощную контактную систему. Применяются в схеыи»
управления электроприводами.
Реле контроля скорости РКС в основном предназнач!Ч|.
для контроля остановки асинхронных двигателей с короткозамкнутии
ротором при торможении по методу противовключения. Оно мож>-
быть также использовало для непосредственного контроля враиь
ния приводов различных механизмов. Принцип работы этого |п- >•
показан на фиг. 400. С валом жестко связан постоянный магнит I
вращающийся внутри металлического цилиндра 2, выполнепши-
в' виде беличьей клетки С цилиндром связан поводок 3, который iijii>
неподвижном состоянии вала устанавливается в нейтральное тми
жение относительно контактных пружин 4, каждая из которю
образует контакты с общей точкой При вращении постоянного мш
пита 1 в цилиндре 2 наводится э д с, и возникает ток, взаимодей-
ствующий с полем постоянного магнита, в результате чего цилиндр
увлекается в сторону вращения постоянного магнита. При достиже-
нии заданной скорости поводок 3 нажимает на одну из контактных
пружин 4, переключая контакты Изменение направления враще-
ния приводит к переключению второй контактной пары. Контакты
S)
контроля скорости РКС:
а — схема; б — общий вид.
реле РКС рассчитаны на длительный ток силой 2 а. Реле допу-
скает 1 000 000 срабатываний и надежно работает при скоростях
1000—3000 об/мин.; вес его 1,7 кг
Основным показателем прн выборе счетно-импульсных репе
служат диапазоны уставок (импульсов), необходимые для рабо-
ты’ схемы' 1—25 для РСИ-1; 1—675 для РСИ-2, 1—75 для Е-531
3. СХЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ
Управление электроприводами составляет существенную, а иног-
да и главную часть схем электроавтоматики В качестве электропри-
иода часто применяются двигатели переменного тока, особенно
и с и н х р о н н ы е. 'Они просты по конструкции, не требуют сложной,
дорогостоящей аппаратуры и имеют достаточно жесткие механиче-
ские характеристики. В настоящее время около 90% промышленных
механизмов и машин приводятся асинхронными двигателями пере-
менного тока (см, главу VI).
Пусковые токи крупных короткозамкнутых двигателей весьма
шачительны и отрицательным обоазом влияют на питающую сеть
Поэтому для пуска асинхронных двигателей- с короткозамкнутым
ротором применяются схемы, в которых пусковые токи ограничи-
ваются Наибольшее распространение нашли схемы реостатного
и автотрансформаторного пуска. Однако в связи
( ростом' мощности питающих сетей сейчас правила устройства
1Лектроустановок (ПУЭ), утвержденные Согозглавэнерго 5/II 61 г.,
рекомендуют включение всех электродвигателей переменного тока
непосредственно на полное напряжение сети (см. «Промышленная
лергетика» № 5 и 6, 1961),
Технические средства автоматизации
Фиг, 401 Схемы управления нереверсивным асинхронным двигателем с фазовым ротором;
а — для Длительного режима работы; б —для повтерно-кратковременпого режима работы
Управление асинхронными двигателями
Автоматическое управление асинхронными двигателями с фа-
говым ротором в основном сводится к переключению сопро-
люлонки в роторных цепях при пуске в ход, торможении н регули-
ровалии скорости двигателей. Схемы автоматизации пуска выпол
ияются в функции времени, скорости или силы тока. Наибольшее
распространение получили схемы автоматизации в функции вре-
мени.
Они просты по выполнению, строятся на базе стандартной
иппаратуры и надежны в работе. При небольшой частоте включений
л качестве реле времени используются маятниковые реле. При по-
игорно-кратковременном режиме лучше использовать электромагнит-
ные реле постоянного тока Схема управления в этом случае питает-
ся от источника постоянного тока. Пуск в функции скорости, не-
смотря на простоту схем, находит ограниченное применение главным
образом из-за трудности настройки реле и Ненадежности их в. рабо-
гс при малых скольжениях. Автоматизация пуска в функции тока
|рсбует сложных схем управления, поэтому применяется редко.
На фиг, 401, а дана схема автоматического управления двигате-
лем с тремя ступенями сопротивлений в роторной цепи. К линейно-
му контактооу «7 и контакторам ускорения 1Ун.2У пристроены маят-
никовые реле времени. Кнопкой П включается линейный конта,к-
<ир Л, который мгновенным контактом Л2 подготовляет цепь кои-
|Пктора ускорения /У. Двигатель включается при полном сопротив-
епии в цепи ротора. Далее е выдержкой времени замыкается
оптант ЛЗ, включающий контактор /У. Выключается первая ступень
'Шротивленяя, и скорость вращения ротора возрастает. Через про-
межуток времени, равный уставке реле, замыкается контактор /У;
’'Ключается контактор 2У, выключается вторая ступень сопротивле-
ния, и разгон двигателя происходит при более жесткой характера-
• инее. Замыканием контактора 2У и включением контактора ЗУ за-
трачивается последняя ступень сопротивления. Двигатель выходит
”« естестзеняую характеристику. Остановка двигателя производи"-
« кнопкой С. Защита от коротких замыканий выполнена с помощью
|'лс максимального тока 1РМ-ЗРМ, настроенных на ток, превышаю-
ui(i пусковой.
При работе двигателя в повтор но-крат современном
окиме для надежности применяется аппаратура постоянного тока,
nt показано на фиг. 401,6. Питание цепей управления происходит от
гочннка постоянного тока. Управление разгоном двигателя в фует-
||ц времени, выполнено с помощью электромагнитных реле IPB—
'1'В. Включением рубильников 1Р и 2Р подается напряжение в схе-
"У управления; катушкч всех трех реле времени оказываются под
спряжением. Они размыкают контакты в цепи контакторов 1У-—ЗУ.
Нижатием на кнопку П включаются три однополюсных линейных
чтактора 1Л-—ЗЛ. Их включенное положение контролируется
ок-контактами в кепи самодитання, После включения контакто-
'II н з блок-коптактом ЗЛ отключается реле времени 1РВ, кото-
|- замыкает свой н. з контакт. Срабатывает контактор /У, выклю-
• жпций первую ступень сопротивления. Затем, по истечении соот-
итвующих'выдержек времени, срабатывают поочередно контакте-
ры 2У и ЗУ. Реле напряжения, включенное в две фазы статора, ни
полняет роль нулевой защиты в цепи переменного тока.
Применение электрического торможения
- Для быстрой остановки короткозамкнутых двигателей ма.'ш|)
мощности применяется торможение с помогцыо одно ф.а з ц ы \
и трехфазных колодочных тормозов. Типовые электрн
магнитные тормоза осуществляют торможение за счет сил треиип,
возникающих в результате прижатия колодок к ,тормозным барн
банам под действием пружин в отключенном состоянии электро,миг
нитов. При включении электромагнитов колодки отходят от барн
бана, и привод растормаживается. Обычно электромагниты подклщ
чаются к статорам двигателей и управляются теми же аппаратами,
что и двигатели. ’•
Нередко для асинхронных двигателей возможно примеиеши
генераторного и динамического торможения, а также торможении пн
методу противовключения. Генераторное торможение с отдачей
энергии в сеть возможно при скорости выше синхронной. По Мерг
достижения синхронной скорости момент двигателя уменьшаете!!,
приближаясь к нулю. При дальнейшем увеличении скорости nu.'i
влиянием внешнего момента двигатель работает генератором |р
сеть. При генераторном торможении двигатель отдает в сеть элои
тричесиую энергию, потребляя при этом реактивную мощность цлн
возбуждения. Режим генераторного торможения применяется дли
двигателей с переключением полюсов, в приводах грузоподъемник
машин и в преобразовательных агрегатах. Недостаток такого сип
соба торможения — невозможность полной остановки привода
Динамическое торможение обычно осуществляется пол,!
чей постоянного тока в обмотку статора вслед за отключением дин
гателя. Постоянный ток в обмотке статора образует поле, основипп
волна которого дает синусоидальное распределение индукции
Во вращающемся роторе образуется свое поле, которое такж'е пени
движно относительно статора В результате взаимодействия магии I
ного потока с током ротора возникает тормозной момент, величшш
которого зависит от намагничивающей силы статора, роторного еп
противления н скорости двигателя. Так как в асинхронном коротко
замкнутом двигателе сопротивление ротора регулировать практику
ски нельзя, то тормозные характеристики при прочих равных пари
метрах остаются неизменными.
Схема автоматического управления при динамическом торможн
иии должна обеспечить при нажатии кнопки «стоп» переключеин!'
статора на источник постоянного тока, а затем, после остановки,
отключение от сети постоянного тока. Па фиг. 402 дана схема упри»
ления асинхронным короткозамкнутым двигателем с динамическим
торможением Для переключения двигателя на постоянный ток и iui
следующего отключения служит магнитный пускатель ПМТ и pwji'
времени РВ. При нажатии кнопки С отключается пускатель ПМ
и статор двигателя отключается от сети переменного тока. Черю
и. з. блок-контакт ПМ и замкнутый контакт РВ включается маггнп
ный пускатель торможения ПМТ. Последний своими главными кон
такг-ами подключает статор на напряжение источника постоянном
тока. Реле РВ с .выдержкой времени, достаточной для торможения
и полной остановки двигателя,'размыкает цепь магнитного пускате-
ля ПМТ, поэтому источник постоянного тока отключается. И. з.
контакт ПМ.Т в цепи 'катушки магнитного пускателя ПМ обеспечивает
блокировку, исключающую возможность повторного пуска двигателя
до конца процесса торможения. Сопротивление R? предназначено
для ограничения силы тока. Кроме того, его величина определяет
эффективность торможения.
Фнг «02. Схема автоматического управления
асинхронным двигателем с короткозамкнутым
роторам при' динамическом торможении.
У короткозамкнутых двигателей сравнительно небольшой мощ-
ности динамическое торможение выполняется от сети переменного
кжа через селеновые или купроксные выпрямители. Целесообраз-
ность таких схем оправдывается там, где нет постороннего источни-
ки постоянного тока.
Схема управления реверсивным двигателем с торможением
противовключепоаем.-рассмотрена в главе VI..На фиг. 403 дана схема
управления двигателем, работающим в повторно-кратковременном
режиме с динамичес.ки.м торможением при остановке. В ка-
честве линейных контакторов применены три однополюсных контак-
uipa, а для динамического торможения и. ускорения — двухполюс-
ные. Управление производится комаядоконтроллером Пуск двига-
1гл» в три ступени и торможение в'одну ступень при закороченном
риторе осуществляется в функции времени.
В исходном положении рубильники IP, 2Р, ЗР отключен! i
а командоконтроллер находился в нулевой положении. Включекне'-i
всех рубильников схема подготовляется к пуску, При этом включи
ются'реле напряжения РН и реле времени 1РВ, 2РВ и ЗРВ, раэмы
кающие свои контакты в цепи контакторов ускорения. Цепь koiitiiii
тора торможения КТ разомкнута контактом 4РВ. При установке ру
коятки командоконтроллера "в положение 1 размыкается kohtiiiii
KKI и замыкается КК2, включающий линейные контакторы 1Л—ЗЛ
Н з. блок-контактом 1Л разрывается цепь питания контактора А/
Фгг 4 04 Схема управления асинхронными нереверсивными двигателями с фя
зовым ротором при динамическом торможении.
и реле времени 1РВ, а н, о, — включается реле времени 4РВ. Рели
1РВ и 4РВ, несмотря на замыкание своих контактов, никаких измо>
нений в схеме не производят.
Двигатель работает на первой характеристике с полностью от1
денным в нет» ротора сопротивлением. Переводом рукоятки кома»
доконтроллера в положение 2 замыкается контакт К КЗ, а контакг
КК2 остается включенным до конца пуска. Если к моменту устп
новки рукоятки командокоитроллера в положение 2 контакт /?/)
замкнулся, то включится контактор ускорения 1У, отключающий
первую ступень сопротивления реле времени 2РВ. Двигатель ря>
гсняется на более жесткой характеристике до тех пор, пока нс бу
дет переведена рукоятка комавдоконтроллера в положение 3, В эточ
положении включается контактор ускорения 2У, отключающий вто-
рую ступень сопротивления и реле времени ЗРВ, Затем, в положе-
нии 4 рукоятки командоконтроллера, двигатель разгоняется до ес-
тественной характеристики, и операция пуска заканчивается.
При быстром переводе рукоятки командоконтроллера из нуле-
вого положения в положение 4 происходит автоматический пуск
И наоборот, установка рукоятки в любом из промежуточных поло-
жений дает возможность работать на одной из пусковых характе-
ристик. Отключение двигателя ог сети и его торможение осуществ-
ляются переводом рукоятки в нулевое положение. При этом обес-
точиваются линейные контакторы и контакторы ускорения. Через
Фиг, 404. Схемы включения электронных ламп:
а —триода; О — тетрода; в —пентода; г — характеристики триода,
тетрода ц пентода.
п з. блок-контакт 1Л включается тормозной контактор КТ, а н. о.
контактом 1Л отключается реле времени 4РВ. В статор подается
постоянный ток, и двигатель затормаживается. С выдержкой вре-
мени, необходимой для торможения н остановки, отключается кон-
тактор КТ, я схема подготовляется к повторному пуску.
Принцип управления, пуска, регулирования скорости и тормо-
жения реверсивных двигателей сохраняется и в случае нереверсив-
ных двигателей. Схемы реверсивного управления отличаются от
схем нереверсивного управления лишь наличием реверсивных кон-
такторов для изменения порядка чередования фаз статора. Кнопоч-
ное управление двигателями с фазовым ротором осуществляется
очень просто и не отличается от управления реверсивными коротко-
замкнутыми двигателями (см. главу VI).
Элементы бесконтактного управления
К.элементам бесконтактного управления относятся электрон-
но-ионные и полупроводниковые приборы, а также усилители' раз-
личных систем, как например магнитные усилители. Электронные
лампы в электроавтоматике применяются главным образом в выпря-
мительных и усилительных схемах (см. главу VI).
Простейшие схемы включения электронных ламп приводятся ни
фиг, 404.
4. СРЕДСТВА АВТОМАТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ
Автоматизация контроля размеров в машиностроении имеет боль-
шое значение для улучшения качества продукции и повышения при-
нзводительности труда, Основные направления автоматизации конт-
рольно-измерительных процессов' а) активный контроль, б) при
емочный (пассивный) контроль и в) сортировка деталей на размер
пь,е группы Активный контроль—наиболее прогрессивная форма
контроля. Его задача — не только сортировка годных и бракованных
деталей, нои воздействие на ход технологического процесса с целью
подналадки станков и предотвращения брака В настоящее время
наибольшее распространение получили электроконтактные, индуктии
ные, емкостные и пневматические системы измерительных средсти
Каждая из этих систем обладает своими особенностями и исполь
зуется при определенных видах контроля
Измерительная система обычно содержит следующие элементы:
а) датчик — чувствительный элемент, преобразующий линейную иг
личину в ту или иную нелинейную величину, б) преобразующег
устройство, усиливающее сигнал датчика для приведения в действие
командного (сигнального, отсчетного) устройства, и в) командное,
или сигнальное, устройство.
В электро контактной системе контакт,.. связанный
с измерительным .наконечником в момент соприкосновения с другим
контактом, изменяет сопротивление цели от бесконечности до весы,,,
малой конечной величины. В ,-н н д у к т и„в н ы х системах изменение
положения одного участка магннтопровода, связанного с измеритель-
ным наконечником (контактирующим с проверяемым изделием),
меняет воздушные зазоры, а значит, и индуктивность катушки
В емкостных системах перемещение пластины конденсатор,,,
связанной с измерительным наконечником, изменяет емкость кондсн
сатора. В пневматической системе расстояние сопла от ни
верхности проверяемой детали (бесконтактный метод) или sa.'Kip
между соплом и измерительным стержнем (контактный метод!
определяют условия истечения воздуха; давление во всех точки,
системы и расход воздуха через систему,
Показатели точности во всех системах удовлетворяют требопа
ниям производственного контроля. Наибольшей простотой и „ан
меньшими габаритами отличается электроконтактаая система. Боло-
сложны индуктивная и емкостная системы Габариты и сложноет:,
пневматической системы различны в равных типах приборов
В электроконтактной системе в качестве преобразующего у,
тройства используется поляризованное или электронное реле. В пп
дуктивных системах обычно используется мостовая схема, причем
более универсальна схема самобалансирующегося моста с сервомо-
тором (компенсационная схема) В емкостных системах использует-
ся либо мостовая схема, либо схема измерения частоты генератора,
в контур которого включен конденсатор датчика. В Советском Союзе
емкостные системы не нашли широкого применения, известны лишь
отдельные экспериментальные конструкции. Пневматические прибо-
ры основаны на измерении расхода воздуха, а чаще всего на иаяе
рении давления в пространстве между постоянным входным и пе-
ременным выходным соплами. Давление подводимого воздуха долж-
но поддерживаться строго постоянным. В индуктивных и емкост-
ных системах почти всегда, а в пневматических- все чаще употреб-
ляется дифференциальная схема измерения, при которой внешние
влияния сводится к минимуму, а настройка на нуль упрощается. Все
шире применяются также компенсационные системы с сер-
воприводом; их достоинство — равномерная точность показаний на
всей шкале и простота подачи команд на сортировку.
В настоящее время развиваются’ все рассмотренные измеритель-
ные системы.' Одиако практика показывает, что пневматические
и особенно 'электроконтакгные системы постепенно уступают пер-
венство индуктивным и емкостным системам.
Электроконтактные системы измерения
В основу электроконтактного способа измерения положен метод
сравнения размера деталей с размерами образцовой детали
(настроечный калибр) или с образцовой мерой. Схема такого мето-
Фиг. 4 05 Принципиальная схема элемроконтактрого измерения.
а — ъ безрычажным датчиком, б — е рычажным датчиком.
да измерения представлена иа фиг. 405. Измеряемую деталь 1 уста-
навливают иа плоскость С, которая служит базой для измерения.
11од действием пружины 4 шпиндель 2 опускается и касается дета-
ли наконечником 3 Державка 5, закрепленная на шпинделе, пере-
мещается вдоль оси шпинделя иа величину, равную отклонению раз-
мера детали 1 от номинального. При этом, если размер детали пае-
пышает заданный, шпиндель перемещается вверх, и контакт /(/.')
замыкается. Если размер детали меньше заданного, замыкается кон-
такт КН; если размер детали находится в пределах допуска, оба
контакта остаются разомкнутыми. Для увеличения точности настрой-
ки в датчики вводится рычаг 6. Благодаря введению передаточного
б
числа увеличивается чувствительность и уменьшается погреш-
ность настройки датчика.
Схемы простейших электроконтактных датчиков фиксируют три
Положения, которые дают возможность судить о размерах детали;
определять их годность, браковать по верхнему пределу (+) и по
нижнему пределу (—). ДвухИонтактньй датчик не может удовлет-
ворять условиям, когда для селекционной сборки необходимо в пре-
делах допуска рассортировать детали на две-три группы и более.
Чтобы датчик мог ощущать возникающие новые границы между зо-
нами групп, на которые разбит допуск, он должен иметь соответст-
вующее количество дополнительных контактов. Если обозначить
число групп буквой А, а число контактов — буквой п, то можно на-
писать следующую зависимость: Д=п-{-1. Эта формула действи-
тельна для сортировки на А групп как одним многоконтактным
датчиком, так и двумя или более последовательно действующими
датчиками с меньшим числом контактов. Если обозначить число кон-
тактов каждого последовательно действующего датчика через п ,,
то приведенное выше равенство примет следующий более общий
вид: Л = 2п/ 4- 1
По ГОСТ 3899—58 на электроконтактные датчики для контроля
линейных размеров устанавливается'специальная терминология. Дат.
чики разделяются по назначению на предельные, предназначен-
ные для определения попадания размера контролируемой детали
в поле допуска, и амплитудные, предназначенные для контроля
отклонения формы и правильности взаимного расположения поверх-
ностей. Электроконтакты датчика, остающиеся в процессе измере
ння и настройки неподвижными, называются неподвижными
контактами. Те контакты, которые в процессе настройки датчика ме-
няют свое положение, называются настроечными, Элемент дат
чика, воспринимающий изменение размера и воздействующий пп
контакты, называется измерительным стержнем Настрой-
ка датчика на размер осуществляется с помощью настроечных вин-
тов, имеющих барабан с лимбом. Шкала лимба, как правило, слу-
жит для ориентировочной настройки датчика на размер. Перемеще-
ние измерительного стержня разделяется на рабочий и свободный ход
Сила, с которой измерительный наконечник действует иа проверш-
чую деталь при незамкнутых контактах датчика, называется измт
рительным усилием. Утроенное среднеквадратичное отклоне-
ние в показаниях при многократном измерении датчиком одной де-
тали называется предельной погрешностью (Зо), Йзме
нише настройки датчика при его эксплуатации называется смеще-
нием настройки.
Порядок проверки датчиков изложен в инструкциях Комитета
стандартов,- мер и измерительных приборов Основные технически!'
данные электроконтактных предельных датчиков приведет!
Электрокоятактный двухне- дельный, БВ-779У Электроколтактный двухне- дельный. ТФ16-15 Электроконтактиый трехпре- дельный,. ТФ15-14 Элект р оконтактн ы й трехи р* - ’ дельный для подналадчика. БВ-fOOO Трехкоптактный герметичный шкальный» БВ-НЮ15 Электроконтактиый двухпре- дельный, И-7 Грехконтактный, И- 25 Пятиконтактиый, 2ИМ& Наименование датчика
0—1 0—1 0—1 0—1 0—1 0—0,25 0—0,3 0—0,5 Предел измере- ния, ли«
О] СП СЛ Qi to Сх. л. Свободный ход, ДМ
5:1 5:1 5:1 6:1 8:1 4:1 10:1 1 0:1 10:1 Передаточное число рычагов
0,002 0,002 0,002 0.002 0.002 0.0035 0,0035 0.0035 Цена деления лимба, мм
I 1 -1 2.0 5 ±0.5 zr о, 5 I Предельные по- грешности, мк.
S ’ 1 ! 1 1 Смещение на- стройки после 25 000 условных измерений, лк
А, нм to ND ~ fO Сл Сл Сл си о О Cn О О О to о о о о ills 1111 СП СО to ° «к ся to W СП СП СЛ О *0 СП сл о с- о о о о о Измерительное усилие, е
450 -400 -450 476 900 260 400 400 । « Вес, г
200 200 200 200 200 200 200 200 сила тока. мка Пода на кон пе б
0S OS OS OS 09 OS OS OS 31 S в Д CJ =Г хз о я g д п> Г* ф
TSVOdj.nO'i! 0?OHOahnJ.VWOJ-8V vaj.omc!j
Основные технические данные предельных електроконтактных датчиков
SS9 "
в табл. 256, электроконтактпых амплитудных — в табл. 257. Габарп ты
этих датчиков не превышают 72X194X20 мм.
Таблица 257
Основные технические данные амплитудных датчиков
Наименование датчика Предел измерения, мм Свободный ход изме- рительного стержня, ли* Передаточное отношение рычагов Цепа деления лимба, ли* Предельная погреш- ность, мк Смещение настройки после 25000 измерений, Измерительное усилие г 1 Вес. г |
Амплитудный, БВ 634У 0—0,2 4 5:1 0,002 ±0,5 ±0,1 2504-300 100
Амплитудный, ТФ 15-16 0-0,2 4 5:1 0,002 0.7 0,7 Ю0-—250 —
Амплитудный, БВ-1076 ‘0—0,2 3 2:1 0,002 ±0.5 ±0,1 200+50 342
Амплитудный, БВ-Ю45 Амплитудный, И-21 0—0,2 2 5.1 0,002 ±0,5 ±0,1 200±50 150
0—0,25 5 10.3 0,0036 а;0.5 — 2Б0-=-300 260
Амплитудный. И-33 0—0,2 4 Ю;1 0,003 ±0.3 0,1 2504-300 280
Преобразование измерительных импульсов в командные сигналы
чаще всего осуществляется по схеме с сеточным контактом,
сущность которой показана на фиг. 405. Если подвижной конташ
датчика находится между контактами КВ и КН и не соприкасаог
ся с ними, то лампы 1Л н 2Л заперты, а реле 1Р и 2Р обесточены,
При замыкании контакта 5 с контактом КВ отпирается лампа,
вследствие замыкания управляющей сетки на катод,' и включается
реле 1Р. Замыкание-контакта 5 с контактом КН обусловливает от-
пирание лампы 2Л и срабатывание реле 2Р. Таким образом, при вы-
ходе размера контролируемой детали из поля допуска по верхнему
или до нижнему пределу срабатывают реле IP или 2Р Контакты
этих реле могут быть в- сигнальных и в силовых цепях. В рассмат-
риваемой схеме электронная лампа используется как .реле с малой
входной мощностью, управляющей более высокой (в десятки раз)
мощностью на выходе. Подача энергии на -управляющую сетку лам
пы осуществляется через контакты датчика, по которым протекает
ток лишь порядка'80—100 мса. Благодаря этому- исключается пол
горавде контактов'датчика и он надолго сохраняет свою настройку,
В настоящее время разработаны и серийно изготовляются ком-
плексные электронные реле и электрические блоки. На фиг. 406, а
дана схема электронного реле БВ-Н220. Реле представляет собой
два' однокаскадных усилителя. Отрицательное смещение в 50 а за
пирает лампы Замыкание датчика ЭКД обеспечивает уравнение по-
тенциалов сетки и катода, лампа отпирается, и электромагнитною
Заказ № 761
ТР ' а)
б)
Фиг. 406. Схемы электронных реле:
а — тапа БВ-Н220, б — типа БВ-Н906;
в — схема электронного блока ТФ15-1Е
Средства автоматического контроля
иг
Таблица ЗЦН
Технические характеристики электронных реле и электрического блока
Основные параметры Типы приборов
БВ-Н220 БВ Н9 Об ТФ15-1 I
Число команд . Напряжение на контактах датчика, в . Ток через контакты датчи- ка, Лиз Напряжение питающей се- ти, в Допускаемый ток на вы* коДных контактах при на пряжёйин 360 в, а. . . . Габариты, лея . 2 50 0,2 127/220 2 235ХИ0Х180 2 6 0,01 127/220 2 215X98X150 4 1 0,2 327/220 5 и 10 185XH5XGU
реле 1Р Или 2Р срабатывают. Электронное рале БВ-Н906 на дм
команды представляет собой сдвоенный двухкаскадный усилится1,
(фиг. 406, б). Электроконтактный датчик включается в сеточные цепи
двойного триода 6Н9С Последний управляет сеточными цепями
двух электронных ламп 6ПЗС, в анодные цепи которых также вклкг
чены электромагнитные реле. На фиг. 406, в представлена еле,мп
электрического блока ТФ 15-11, собранного па полупроводника?.
Так же, как н в электронных реле, на выходе блока имеются 2 элы,
тромагн-итных реле. Технические данные электронных реле БВ-И22П,
БВ-Н906 и электрического блика ТФ 15-lil приведены в табл 25’'
Пневматические системы измерения
В пневматических системах для измерения размеров исполь
зуется зависимость между размерами'зазора, через который идеи
истечение воздуха, и расходом сжатого воздуха, По способу оп.ре
Фиг 407 Припцишильная схема пневматической системы измерения.
деления расхода воздуха все пневматические системы делятся пн
манометрические и ротаметрнческие. Пневматические приборы, полу
чившне широкое распространение при контроле в машиностроении,
в основном относятся к манометрическим приборам высоки!и
давления (0,3—4 кг/сж2). На фиг. 407 представлена схема пневма-
тической системы'измерения. Воздух иа сети проходит через стаби-
лизатор /, фильтр 2 и второй стабилизатор 3. Очищенный воздух
под постоянным давлением подводится к распределителю датчика 4,
откуда поступает к пневматической измерительной оснастке —
пробке 5 и скобе 6 В пневматических системах в настоящее время
применяется блок фильтра и стабилизатора давления ТФ 17-13
конструкции и изготовления завода «Калибр». Блок выпускается
в общей компоновке и раздельно — стабилизатор давления ТФ 17-12
и фильтр ТФ 17-11,
Техническая характеристика стабилизатора давления ТФ 17-12:
давление в питающей сётй 3—6 кг/см2; диапазон регулировки рабоче-
Фнг. 408. Принципиальные схемы мембранного (а) и дифференциального
(б) датчиков:
I—резиновая мембрана; 2 — корпус; 3 - контакт: 4 — сопла; 5—винт-
контакт: б —узел противодавления; 7 — отсчетное устройство; И —
пружинный подвес; 9 — ограничитель; 10 — сильфоны с рамкой. 11 —
распределитель; 12 — контакт плавающий.
го давления 0,5—2 кг[смг-, максимальный расход воздуха 120 Лиги;
погрешность стабилизатора от максимального колебания сетевого
давления. 0,02 кг/см2; погрешность от максимального изменения рас-
хода воздуха (0—120 л)мин) не более 100 кг!см2. Габаритные раз-
меры: диаметр 90 жлг, высота 170 мм, вес 1,540 кг.
Техническая характеристика фильтра ТФ 17-11: давление в пи-
тающей сети 3—6 ке/сМ2; пропускная способность при давлений
:1 кг/см? ~ не менее 8 M3[‘iac-, размер твердых частиц, проходящих
через фильтр, не более 0,0002 мм-, эффективность фильтрации 99,93%.
I абармтные размеры, диаметр 98 мм, высота 150 мм, вес 0,93 кг.
Пневмоэлектроконтактный метод контроля дает возможность
промера с' большой точностью благодаря созданию больших пере-
даточных чисел. Основные области применения этого метода:
1) бесконтактное измерение; 2) измерение в труднодоступных
местах (промер отверстий малых диаметров от 1,5 им и выше, про-
мер щелей и др,); 3) измерение суммы или разности размеров
(определение среднего диаметра овальных деталей, дифференциаль-
12”
ное измерение овальности и конусности); 4) измерение, при котором
аппаратура преобразования импульса промера удалена от непо-
средственного места контроля.
Применяемые в настоящее время датчики пневматических сис-
тем в зависимости от конструкции чувствительного элемента раз-
деляются на мембранные и сильфонные. Мембранный датчик
(фиг 408; а) ‘применяется при автоматическом контроле параметров,
ограниченных одним пределом, и при особенно высоких требова-
ниях к- точности. Дифференциальный сильфонный дат-
чик (фиг. 408,' б) применяется при контроле ваиболыпей разности
отклонений гразмеров, при проверке незакономерных отклонений из-
делий .от .'.правильной геометрической формы, и при сортировке дета-
лей иа размерные группы Основные технические данные пневмо-
электрокоитактных датчиков приведены в табл..259.
- Тиблица 25!)
Основные технические данные пневмоэлектроконтактных датчиков
Тип Число контактов Рабо- чее давле- ние, KS/CM* Погреш- ность, ЛМ1 ВОД. ст., не более Габариты, «.и Вес, к<|
Мембранный, < БВуН8:08 Сильфонный, БВ-НР009 Дифференииаль-' ный, ББ-НЮ09А Сильфонный БВ-974 Дифференциаль- ный, ТФ 1 Предельных 2 Плавающий 1 Предельных 8 Предельных 8 CM C-J С4 C*l СМ 0,111 tr — — — Б 2 10 ±10 ±10 ±10 140X60X84 I 28X1 00X88 128ХЮ0Х88 1 90X85X100 190X85X100 1 . 1 i ,55 I , 55 3,5
Индуктивные системы измерения
Контроль размеров методом индуктивности оонов’ан на том, что
с изменением размера контролируемого объекта изменяется индук-
тивность датчика. Индуктивный метод контроля может быть кон-
тактный и бесконтактный. При бесконтактном методе воз-
можен контроль только ферромагнитных изделий, которые
Помещаются в непосредственной близости от катушки индуктивно
сти датчика и сами образуют участок магиитопровода, влияя тем
самым на индуктивность всей системы. Этот метод малоприменим.
В основном применяется контактный метод измерения, при
котором положение измерительного стержня датчика определят'!
взаимное расположение якоря датчика и катушек, т. е индуктив-
ность всей системы.
Наибольшее применение получили дифференциальные
датчики, имеющие две катушки, между которыми помещен якорь
датчика. При смещении якоря из нейтрального положения индук-
тивность одной катушки возрастает, а другой — иа ту же величину
убывает. .Такая конструкция датчика увеличивает его чувствитель
щую электросхему, чаще всего представляющую
иость вдвое во сравнению с однокатушечным, применяемым для
мсиее точных работ. Кагушкм датчика включаются в рреобразую-
..I..— -- собой уравнове-
шейный или неуравновешенный мост. Пи-
тание индуктивного датчика осуществляет-
ся переменным током с частотой от 50 До
десятков тысяч герц Индуктивный метод
измерения имеет свои достоинства: датчи-
ки просты по устройству и надежны в ра-
боте, по точности индуктивный метод мо-
жет конкурировать с оптическими измере-
ниями. Индуктивные приборы обеспечивают
дистанционное измерение. Метод допускает
измерение непрерывно меняющегося разме-
ра. К 'недостаткам метода следует отнести
сравнительную сложность электрических
схем, а также невозможность подсоедине-
ния любого индуктивного датчика к лю-
бому электроблоку, обслуживающему ин-
дуктивные датчики.
В датчиках новых конструкций якорь
выполняется в двух вариантах: в виде од-
ного диска, расположенного между катуш-
ками, и в виде двух дисков, разнесенных
по торцам катушек. Точность контроля и
чувствительность датчиков повышается
только путем совершенствования электри-
ческой схемы. На фнг. 409 представлена
конструкция индуктивного датчика ДИ 1-М.
Магнитопроводами датчика служат обоймы
1 и 3. Измерительное усилие в пределах
рабочего хода создается пружиной 4. Сво-
бодный ход измерительного стержня 5 при-
дается пружиной 7 ' Перемещение этого
стержня вызывает изменение положения
якоря 2 между магнитопроводамн датчи-
М12*0,5
Фиг.
409. Индуктивный
датчик ДИ1-М.
ка, следовательно, изменение
сопротивлений его катушек 6
тнвных датчиков приведены в
индуктивных
Основные технические данные иядук-
табл 260.
Приборы и устройства активного контроля размеров
В машиностроении применяются приборы для контроля при
круглом, плоском, бесцентровом и внутреннем шлифовании и'поли-
ровании, а иногда при точении, растачивании, зубообработке, свер-
лении и протягивании Эти приборы используются ч'аще для
контроля одного размерного параметра детали и реже — для конт-
роля нескольких параметров Приборы для активного• контроля
основаны на прямом и на косвенном методе измерения. В зависи-
мости ' от условий контроля применяются' приборы с поверхностным
контактом с контролируемым изделием, с контактом в одной, двух
Таблица 2Ь0
Основные технические данные индуктивных датчиков
Наименование датчика Рабочий ход азмери- гельного стержня, лл . Свободный ход изме- рительного стержня, 1 ЛМ1 Погрешность измере- । ния, не белее | Измерительное уси | дне, г Габариты, мм 1 । Прнсоеднпптслььые * размеры ВСС, 2 Применение
Индуктивный/ ДИ1-М 0,6—0,8 4 2 500 0S2X Х137 М12Х хо,5 0,5 В комплекта с пультом ПИ8-М в при- борах активно- го и пассивно- го контроля для деталей 1, 2, 3, 4 класса точно- сти. Отдельна от пульта и приборах н ав- томатах для контроля и сортировки
Герметиче- ский индук- тивный, ДИ-15М 0,6 2 ±1 ,5 700 034Х XS8 03ОС, Для контроля литейных раз- меров и среде, насьмц^ннлИ пылью и пара- ми, для конт- роля глубоких отверстий в процессе их обработки
Индукционный» БВ-844 0—0,4 2 А.0»5 200 02 8Х ХЧ7 028Caft 350 Для универ, сальных изме- рений с ЕВ-662
Индуктивный, БВ-908 0-0.4 4 ±0,5 200 015Х Х134 0I5CS 150 То же
и трех точках, а также приборы для бесконтактного измерения.
В приборах активного контроля прйменяются различные методы
преобразования измерительного импульса: механический, электро’
контактный, пневматический, индуктивный, фотоэлектрический
И гидравлический.
Классификация измерительных устройств активного контроля,
применяемых на шлифовальных станках, приводится на фиг. 410 и
4111, а иа металлорежущих станках — иа фиг. 412.
Из группы о д н о к о н т а -к т и ы х измерительных устройств дли
валов особое распространение получили устройство БВ-220 конст-
рукции Бюро взаимозаменяемости и устройство П-55; для контроля
отверстий:' устройство БВ-221, одноконтактное устройство П-68М
конструкции С. А. Мазина и Г. В, Часовникова^ а также устройство
П-55М конструкции 1ГПЗ, Это устройство распространено в не-
скольких конструктивных вариантах. Кроме того, находит примене-
ние прибор ПШВ-4, у которого .измерительные наконечники распо-
лагаются под обрабатываемой деталью
На фиг. 413 показана конструктивная схема прибора БВ-220.
Прибор предназначен для контроля дорожек качения внутренних
колец шарикоподшипников. Погрешность прибора ± 5 лш. Прибор
подает две команды: на изменение подачи с черновой на чистовую
Фиг 410 Схемы контрольно-измерительных устройств
ио методу измерения:
1—индикатор; 2 —датчик; а—для прямого, измерения с кон-
тактом в одной точке; б — для прямого измерения с контак-
том в двух точках; в — для прямого измерения с контактом в
трех точках; г — о жесткими калибрами; д—для косвенного
намерения по перемещению механизмов станка; е—для косвен-
ного измерения по положению режущей поверхности инстру-
мента.
и на окончание шлифования. По конструкции и электрической схеме
устройство БВ-221 принципиально ие отличается от прибора БВ-220.
Б последние годы широкое применение в СССР и за границей
получили двухконтактиыё устройства. Основное их достоин-
ство — более высокая точность измерений по сравнению с одно-
конгактными устройствами. Для валов распространено двухконтакт-
ное устройство БВ-962 конструкции Бюро взаимозаменяемости
(фиг. 414). Прибор предназначен для контроля гладких валой диа-
метром от 20 до 60 лм«. Точность контроля +3 мк Для контроля
отверстий применяются устройства П 53И конструкции С. А. Мази-
на и П-57М конструкции 1ГПЗ, а также индуктивные приборы
БВ-1017 и пневматические БВ-1004 Прибор БВ-1017 дает возмож-
ность изготовлять детали на круглошлифовальных станках по
2 классу точности Погрешность прибора i 1,5 мк Пределы измсрс.
пня 30—100 мл. В измерительной ок обе прибора установлен индук-
тивный датчик БВ-Н1007А, работающий с нормализованным отсчет-
Фиг. -111. Схемы контрольно-измерп-
тельных устройств по степени их автома-
тизации;
а — для визуального контроля с ручниП
установкой скобы; б — светосигнальный
с ручной установкой скобы; в— свето-
сигнальные с командой на остановку
станка и с ручной установкой скобы; в-
автоматические контрольные устройство;
1—индикатор; 2 —датчик;- 3 —свето-
сигнальное устройство, 4— электромаг-
нит; 5 — золотник; 6 — гндроцилиндр,
7—преобразователь импульсов.
Фиг 4 12. Схемы ковтрольно-измо.
ригельных устройств по методу воз-
действия нх на технологический
процесс;
я — защитио-блокврующие; б—для
автоматического контроля в процес-
се обработки; в—подналадчики; 1—
датчик; ?—деталь; 2 — изолятор
брака (+); 4— изолятор брака (—);
.7—станок; б—показывающий прибор;
7 — скоба; 8 — усилитель импульса.
цым устройством БВ-Н96О1 и электронным блоком БВ-Н9602. При-
бор БВ-Н1004 предназначен для-контроля в процессе обработки де-
талей 1 и 2 класса точности на круглошлифовальных станках; по-
грешность его ±1,5 мк В этом приборе использовав пневмоэлектро-
7^5
Фвг 413. Схема, электро
контактного’, прибора
БВ 220:
1 — контакт, 2 — шток,
3—кольца лабиринтовые;
/—Корпус; 5—рукоятка;
С — кулачок; контакты; л —рычаг: 9 — винт настроечный,
10—лампа’сигнальная; 'll—индикатор; 12—шпонка
Фиг. 414. Схема измерительного устройства прибора БВ-962
1 — верхняя губка; 2— нижняя губка; 3—якорь ин-
дуктивного датчика; 4 — пружинная подвеска; 5 —
корпус
Фиг. 41 Б. Схема трехконтахтной
скобы!
датчик; 2, 3,5 — шарнирные
рычаги; 4~ пружина; ff—шток;
7 — индикатор; 8 — пружина; 9,
ii, 12 — наконечники скобы,
10 — корпус.
контактный метод измерения. Прибор нечувствителен к вибрациям,
отличается простотой, небольшими размерами измерительной скобы,
что позволяет применить набор скоб для контроля ступенчатых ва-
ликов.
Самое распространенное устройство для контроля вадов в про-
цессе шлифования па отечественных и зарубежных заводах —
трехконтактная скоба (фиг. 415). Два наконечника скобы —
боковой 12 п нижний 11— упорные. Третьим наконечником 9 слу-
жит нижний конец измерительного штока 6, который подпружинен
в сторону контролируемой детали. При снятии припуска с обраба-
тываемой детали 10 диаметр ее
уменьшается, и шток, перемещаясь
вниз, нажимает своим скосом иа
шток индикатора в корпусе скобы.
Изменение размера фиксирует инди-
катор 7, а при автоматическом цик-
ле— датчик 1, установленный в верх-
ней части скобы. Скоба крепится на
станке с помощью шарнирной под-
вески с амортизатором При много-
ступенчатой обработке применяется
револьверное устройство с набором
скоб. Конструкция трехконтактной
скобы разработана во многих ва
риантах; в ней применяются электро-
контактные, индуктивные и пневма-
тические датчики.
На плоско- И шлицешлифоваль-
ных станках используют близкие по
конструкции устройства (в основном
одноконтактные). Прибор БВ-912
предназначен для контроля процес-
сов плоского шлифования. Ои рас-
считан Для оснащения станков мо-
делей 3722, 3671 и 3724 Диапазон
измерения 0—250 и О'—400 мм. По-
грешность измерения '+(3-у5) мк при
автоматическом контроле, ±(5—
-=-10) мк. — при визуальном конт-
роле.
Один из главных недостатков контактных устройств — быст-
рый износ измерительных наконечников. Погрешности измерения,
происходящие из-за износа наконечников, могут достигать зна-
чительной величины, иногда превышающей допуск на обработку
Поэтому для получения точных замеров необходимо довольно часто
подналаживать контрольное устройство.
В настоящее время расширяются работы по созданию контроль-
ных бесконтактных устройств.
По бесконтактному методу работают оптические, телевизионные,
фотоэлектрические, ультразвуковые, радиоизотопные и рентгеновские
устройства. Однако их -нельзя применять на операциях, которые
выполняются с использованием охлаждающей жидкости.
5. ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА АВТОМАТИЗАЦИИ
Гидравлические средства автоматизации выполняют сложный
цикл работы и связывают в единую автоматическую систему многие
механизмы, станки или машины Гидравлический привод и различ-
ные гидравлические устройства допускают регулирование в широком
диапазоне скоростей и усилий, при этом заданные величины пара-
метров выдерживаются с большой точностью Габариты и инер-
ционность гидравлического привода невелика. Он служит для осу-
Таблица 261
Насосы, применяемый в автоматических устройствах
Тип насоса Производи- тельность, л/мин Рабочее давление. кз/см? Характеристика конструкций
Шестеренные насосы;
Г11-1 12—125 До 13 Нерегулируемая произво-
ГН-2 12—140 » 25 дительность а постоянное
Г11-11 3-8 * 5 направление потока масла
Лопастные насосы:
Г12-1 5—2 00 до 65 То же
Г,12-2 5-100 ч> 65
Г12-4 5—12 » 50
Радиально-поршневые, 50—4 00 до 200 Регулируемая производи-
нп тельность и пвремейное на-
правлйше потока масла
] Горшневыв, сдвоенные 3—8 до 10 0 Нерегулируемая произво-
с лопастными, Т14-1 2,5—100 * 25 дительность и постоянное
направление потока масла
Поршневые вксцеггтри 5—35 до 300 То же
новые, Г17-2 н Г17-3
Примечание. Условные обозначения см. табл. 35. глава V.
Таблица 262
Техническая характеристика аксиально-поршневых двигателей
Типоразмеры гидродвпгателой
Технические данные LQ С'Э иЭ 153а 154а «й Ю
г , t . и с.
S
Расход при п= 1000 об/мин., Л/М1СН ........... Рабочее давление, ке/см* ..... 8 50 18 50 35 50 70 50 |40 50
Наибольшее число оборотов в ми- йуту . . , 2400 2100 1800 1500 1300
Крутящий момент при давлении 1.25 го
50 кг/см2, кем . ♦ . . . . . . Отдаваемая мощность прн п t= 0,6 2,5 5
=1000 об/мин. и давлении 50 «а/сл:», 0,6 1,25 2,5 5 10
Общий к. п. Д. при наибольшей
Нагрузке и при пт= 1000 об/мин. * . 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8
Таблица W
Контрольно-регулирующая тндраалическая аппаратура, применяемая
в автоматизирующих устройствах
Тип ( Расход. л/мин рабочее давление, кг/см3 Назначение
Обратный клапан типа ПИ-2 до 560 200 Пропускает жидкое и. только л одном направлен»»
Клапан предохрани- тельный с .переливным золотником типа Г52-1 до 560 до 80 Предохраняет гидросисп?. му от перегрузок и поддер- живает в ней постоянное давление
Напорный золотник ти- па Г54-1.' до 140 50 Предохраняет гядроснсю му От перегрузок и поддир* живает в ней. постояшип» давление. Выполняет роль блокировочного устройства
Напорный золотник с обратным клапаном типа Г66-2 до 1 40 50 Пропускает жидкость и одном направлении с задан ным давлением, в обратном направлении— свободно
Клапан редукциовЕпяй с регулятором типа Г57-1 140 64 Понижает давление bj и дросистеме до заданного и поддерживает его постоап НЫМ 7
Панель разделительная типа Г53-1 до 140 64 Предохраняет систему, пи- таемую двумя насосами; oil перегрузок При повышении давления переключает смете- му на'Питание отнасосацы- сокого давления, а на сое низкого.' давления переклю чает на слив •
Дроссель типа Г77 1 ДО 70 50 Регулирует расход прохо- дящей через него жидкости, регулируя тем самым ско- рость движения рабочих ор- ганов
Дроссель с регулято- ром типа’Г55-2 до 70 50 Регулирует расход прохн* дящей -через него жидкости, поддерживая его постоян- ным независимо от нагрузки на рабочих органах
Дроссель с регулято ром й предохранитель- ным клапаном типа Г55И до 140 50 Регулирует расход прохо дящей через него жидкости’, поддерживая его постони* ним независимо от нвгружл на рабочих органах. Kpumi* того, .дроссель автоматики*' скц регулирует давленно и зависимости от пэмеыслтл нагрузки
Примечание. Условные о( Зозначеиия м табл. 38 глааэ V
Таблица 264
Аппаратура ручного, путевого и дистанционного управления, применяемая в гидравлических системах
Тип Расход, л/мин Рабо- чее давле- ние, кг}см* Назначение Условное обозначение
Реверсивный золотник с гидравлическим управлением типа Г72-Г и Г72-2 8—560 3-50 Реверсирование движения рабо- чих органов машины путем измене- ния направления потока ц,\ У2
— —.
А
77
Реверсивные золотники с электрическим управлением типа Г73-1 8—70 3-50 Реверсирование движения рабо- чих органов машины путем измеае- ки$г направления потока жидкости. Трехпозициошюе исполнение этого золотинка в среднем положении обеспечивает останов рабочих ор- ганов 1 1 ^3
J 1 с
т_ — _Lr
1
Реверсивные золотники с электрическим управлением типа Г73-5 8 до 125 То же 1 1
J I LJ
Гидравлические средства автоматизации
Tun Расход, л/мин рабо- чее давле- ние, кг/см*
Рееерсиолые золотники с э лектрогяд раплически м управлением типа Г73-3 70 — 280 3-50
Реверсивные золотники с электрогндравзичаски м 70 125
управлением типа 1 75-4
Назначение
Условное обозначение
i
реверсирование движения рабо-
чих органов машины и останова
рабочих органов при средне» по-
доясеяян золотнаяа
То ясе
Технические средства автоматизации
Тип Расход, AlMUft Рабо- чее давле- ние, хг/сл® Назначение Условное обозначение
Реверсивные золотники с ручным управлением типа Г74-1 18 140 3—00 Реверсирование движения рабо- чих органов мащины вручную. Трехпозициониое исполнение по- зволяет производить останов рабо- чих органов при среднем положе- нии золотинка ’Ч U'\
НЕ _н к рад
Четырехходовой золотник с управлением от кулачЕса *в- па Г74-2 8 во Пе ре к л го ч ен не гид ра в л к чес ки управляемых узлов в гидросисте- мах от кулачЕса» установленного иа пути движения рабочего органа lL Ьз г-ь
п _
1 1
л4
Четыре.х- и трехходовые золотинки с управлением от электромагнита типа Г73-2 8—18 50 Реверсирование направления по- токов масла, подаваемого к гид- равлически управляемым узлам а гидравлических системах п— Л Ц,
_1±
У - ~U-j
Гидравлические средства автоматизации
о>
to
Таблица 264 (окончание»
Тип Расход, л/миа Рабо- чее да вле - вие, < кг/см2 Назначение Условное обозначение
Краны •управления типа а до 80 Ручное реверсирование напранле-
Г71-2 -- кия потоков масла, подаваемого к гидравлически управляемым t JUz
узлам в гидравлических системах gX
/1 I \п
ДвуХХОДОЕ5Ые ЗОЛОТНИКИ с обратным клапаном типа Г74-3 35—70 до Е0 Пропуск жидкости в прямом и обратном направлении. При пря- мом потоке жидкости, при нажа- тии ьу.лачкя на.шток золотника, .проход жидкости может быть при- остановлен 9
Примечание Золотинки типа Г7-2-1 и Г72-2 могут иметь 5 схем исполнения, золотили типа Г73-1—8
схем золотим типа Г73-4—6 схем и золотники типа 1'74—9 схем исполнения (см каталоги ЭНИМС).
шествления главных рабочих и вспомогательных движений.
В станкостроении.гидравлические устройства применяются также для
копировальных работ (гидросуппорты).
Гидравлическое оборудование изготовляется с высокой сте-
пенью-точности; только в атом случае обеспечивается надежность
его работы. Поэтому рекомендуется пользоваться оборудованием,
которое выпускается специализированными заводами. Это. оборудо-
вание предназначено 'для работы на чистом минеральном масле
марок индустриальное или турбинное Л. Температура масла должна
находиться в пределах от 4-10 до 4-50", Для питания гидравлических
автоматических устройств рабочей жидкостью применяются различ-
ные по производительности насосы (см. главу V и табл. 261). Шесте-
ренные насосы используются в устройствах с невысоким давлением
при большом расходе жидкости. Лопастные насосы обеспечивают
большее давление при меньшем расходе жидкости В механизмах
с высоким давлением и большим расходом применяются радиально-
поршневые насосы. Высокое давление дают также поршневые
и поршневые эксцентриковые насосы,
В качестве гидропривода для прямолинейного движения приме-
няются гидроцилиидры различных конструкций и размеров; для вра-
щательного движения — гидродвигатели. В табл 262 приведены
технические характеристики аксиально-поршневых гидродвигателей
с торцовым распределением масла. Эти гидродвигатели служат для
бесступенчатого регулирования скорости и применяются в следящих
приводах, в системах, где требуется реверсиров-ание, частые вклю-
чения, автоматическое или дистанционное управление В табл. 263
приведены общие характеристики и даны рекомендации для выбора
контрольно-регулируюшей гидравлической аппаратуры, широко при-
меняемой в гидросистемах Для управления гидроприводами выпу-
скается различная аппаратура ручного, путевого и дистанционного
управления (табл. 264).
При выборе гидравлической аппаратуры- следует иметь в виду,
что расход жидкости через аппараты можно увеличить не более чем
на 40% против указанного (см. табл. 263 и 264). При этом увеличи-
ваются скорость течения жидкости и потери давления, поэтому диа-
метры трубопроводов надо также соответственно увеличить.
При монтаже гидросистем аппаратура может быть установлена
в горизонтальном, вертикальном, а также в. наклонном положении.
Если расход масла не превышает 140 л]мин, возможны резьбовые
или стыковые соединения, при большем же расходе соединения
должны быть фланцевыми. В случае оезьбовых соединений аппараты
собираются непосредственно иа трубопроводах с помощью штуце-
ров, угольников или тройников. При фланцевых соединениях приме-
няется сварка. Аппараты стьековых соединений крепятся винтами на
панельной плоскости либо через промежуточные плиты.
Кроме описанной аппаратуры, для управления движениями ра-
бочих органов металлорежущих станков, прессов и других машин
выпускаются различные панели управления. Гидравлические панели
объединяют в себе реверсивный механизм, механизмы пуска и оста-
нова, механизмы изменения скорости движения рабочих органов
и вспомогательные узлы. Панели применяются для управления цик-
лами работы шлифовальных, хонинговальных, притирочных, долбеж-
43 заказ № 7Ы
ных и строгальных ставков, для управления работой силовых голо-
вок в агрегатных и специальных станках, а также для управления
зажимными органами и транспортными устройствами в автомати-
ческих- линиях Большое распространение находят гидравлические
копировальные устройства типов КСТ-1, ГС-1 и МГ-934 С помощью
этих устройств можно вести токарную обработку многих деталей
методом копирования (ступенчатые валики, детали с фасонными
Фиг. 416. Гидросхема автоматического прошивного ставка.
и коническими поверхностями, различные втулки,.шестерни и т. д.).
Гидрокопировальные суппорты выпускаются станкостроительными
заводами.
В качестве примера автоматизации с помощью средств гндрап-
лики рассмотрим схему автоматического прошивного станка
(фиг. 416). Система имеет два лопастных насоса, 20 и 21. Насос 21
низкого давления имеет большую производительность и обеспечивает
быстрые перемещения рабочих органов при небольших .усилиях.
Насос 20 высокого давления служит для получения нужного усилия
при протягивании во время рабочего хода цилиндра 10 Скорость
рабочего хода невелика -и регулируется дросселем 9. С увеличением
нагрузки иа шток цилиндра 10 давление в системе повышается, об-
ратный клапан 17 закрывается, и масло в трубопровод поступает
только от насоса высокого давления 20 через клапан 18.
Цилиндр 10 управляется реверсивным золотником 13 типа
Г72-13 с гидравлическим управлением. Переключение золотника 13,
в свою очередь, осуществляется четырехходовым электромагнитным
золотником 15 типа Г73-2. Для управления цилиндрами 8 н 3, работа
которых требует небольшого расхода масла, также применяются
золотники типа Г72-13. Скорость движения поршней цилиндров 8 и 3
в одном направлении регулируется дросселями 7 и 1. В рабочие по-
лости цилиндров (10, 8 и 3) включены реле давления 11, 12,
14, 4 и 2. В конце хода поршня каждого из цилиндров давление
масла, возрастает, и реле давления выдает электрический сигнал об
окончании движения После этого вступает в работу следующий
механизм. Для поддержания в системе заданного давления и защи-
ты от перегрузок имеются предохранительные клапаны 19 и 16 типа
Г52-1 с перели-впым'И золотниками. Клапан 19 служит также для
дистанционного управления схемой посредством крана 22 Для
очистки масла установлены два фильтра грубой очистки и фильтр
тонкой очистки 23.
Схема работает следующим образом Рабочий ход цилиндра 10,
если усилие на штоке достаточно велико, осуществляется от насоса
высокого давления, В конце хода реле 11 дает сщнал на золотник 5.
Золотник переключается, и шток цилиндра 3 идет вниз. Протяжка
выводится из рабочей зоны. После срабатывания реле 4 золотник 6
переключает цилиндр 8, и происходит поворот стола Затем пор-
шень цилиндра 8 возвращается в исходное положение. Одновре-
менно реле 14 через золотник 5 заставляет идти поршень цилиндра 3
вверх В коице хода протяжка передается цилиндру 10 Реле 2 через
золотник 15 переключает золотник 13, и цилиндр 10 идет вверх
Срабатывает реле 12, переключая золотник б; поршень цилиндра 8
поворачивает стой станка, загружая в рабочую зону следующую
деталь. Цикл повторяется Поворотом крана 22 работа гидравличе-
ского устройства останавливается.
6. ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА АВТОМАТИЗАЦИИ
Пневматические средства хорошо зарекомендовали себя при ав-
томатизации станков, кузнечных агрегатов, транспортных устройств
и другого оборудования машиностроительных заводов. Пневматиче-
ский привод может развивать большие усилия, позволяет регулиро-
вать в известных пределах скорости перемещения, ие боится пере-
грузок и весьма компактен. Для прямолинейного движения приме-
няются пневматические цилиндры различной конструкции и типораз-
меров При необходимости иметь врашательное движение приме-
няют пневматические турбинки-и реже — поршневые пневмоприводы
с кривошипно-шатунным механизмом. Для управления пневматиче-
ским приводом применяется разнообразная воздухораспределитель-
ная и коттрольно-регулирующая аппаратура Пневмопривод и его
аппаратура может устойчиво работать при температуре окружаю-
щей среды от +5 до +50°. Сжатый воздух не должен содержать
влаги, кислот и механических примесей. При расчете и выборе эле-
ментов пневматической схемы и установлении наибольших расходов
скорость воздуха в трубопроводах следует принимать не' более
17 MjceK,
Клапан двухходовой типа B76-1I предназначен для переключе-
ния пневматически управляемых узлов в пиевмосистем.п
(фиг. 417, я),, Он рассчитан на работу при давлении.сжатого возду-
ха до 6 ке/сж®. Вес клапана 0,6 кг. Усилие иа ролик, необходимое
для открытия клапана при давлении сжатого воздуха 6 кг/с.м'-,
составляет ие более 3 кг. Клапан может устанавливаться в любом
положении, в вертикальном, горизонтальном или наклонном. При
Фнг. 417. Двухходовой клапан B76-II (а)
и трехходовой клапан В76-21 (б).
соединение клапана к пневмосистеме осуществляется с помощью
резьбовых отверстий К'/ДПри монтаже клапан устанавливается
плоскость и закрепляется двумя винтами через отверстия в корпусе.
Клапан В76-П состоит из корпуса /, клапана 8, втулки 7, резиновое;,
вкладыша 9, пружины .10, пробки 12, уплотняющего кольца И, рг
зинового кольца 6, . крышки 2, рычага 5, толкателя 3 и ролика ч,
Под действием пружины и давления сжатого воздуха клапан 8
с резиновым вкладышем 9 прижимается к седлу втулки 7, В этом
положении клапан закрыт. Если нажать на ролик 4 рычага 5, т>
толкатель 3 откроет клапан 8 я тем самым сделает возможным
проход воздуха из канала IT в канал О. Клапан B76-II применяется
ncQH?BM°T?colax Лля Убавления воздухораспределителями типа
ВЬЗ-1 и В63-2, переключение которых происходит при сбросе или
возрастании, давления. Клапан БВ76-11 отличается от клапана
B76-II фланцевым креплением и отсутствием рычага и ролика.
Клапан трехходовой В76-21 (фнг. 417, б) по своим функциям
подобен электрическим путевым выключателям. Основное его на-
значение 'контролировать приход рабочих органов машины в, за-
данное положение Клапан рассчитан на работу при давлении
Фиг. 418, Воздухораспределитель В63-13
воздуха от 1 до 6 кг/с.я2. Вес. клапана 0}'6 кг. Усилие на ролик, необ-
ходимое для открытия..клапана при- давлении воздуха 6 кг!ы\
не более 3,5 кг Клапан-'может устанавливаться, в любом положении:
вертикальном, горизонтальном • или наклонном.-. Присоединение кла-
пана к пневмосистеме осуществляется с помощью резьбовых отвер-
стий КУэ".
При монтаже клапан устанавливается на плоскость и закреп-
ляется двумя винтами через отверстия в корпусе. Клапан В76-2]
состоит из корпуса 1, толкателя 7, втулки 2, пружины 8, резинового
вкладыша 9, клапана 10, пружины 12, пробки 13, медного коль-
ца 11, резинового кольца 3, крышки 4, рычага 6 и ролика 5. В ис-
ходном положении клапан 10 с резиновым вкладышем 9 под дейст-
вием пружины 12 и давления сжатого воздуха прижимается к седлу
корпуса 1. При этом полость О сообщается с атмосферой через от-
верстия Г и А При нажатии на ролик 5 толкатель 7 идет вправо
и, упираясь вначале своим торцом в резиновый вкладыш 9, изоли-
рует Полость О от атмосферы. При дальнейшем движении толкате-
ля 7 клапан 10 отойдет от седла и откроет проход сжатому воздуху
из отверстия П в отверстие О. Под действием пружины 12 толкатель
возвращается в исходное положение. 'Клапан БВ76-21 отличается от
клапана В76-21 фланцевым креплением и отсутствием рычага и ро-
лика.
Воздухораспределитель В63-13 предназначен для изменения на-
правления движения рабочих органов машины, приводимых от
пневмоцилиндров (фиг. 418) Воздухораспределитель может рабо-
тать при давлении воздуха от 2 яр 6 кг/см1. Наибольший расход
воздуха 80 л!мин Время срабатывания золотника около 0,1 сек.
Наибольшее число двойных ходов золотника около 300 в минуту.
Вес воздухораспределителя 2,5 кг. При монтаже воздухораспреде-
литель устанавливается на
плоскость в горизонтальном
положении и крепится че-
тырьмя винтами
В оздухор асп редели гель
состоит из следующих ое-
иозных деталей: основа-
ния 1, корпуса 6, золотни-
ка 2, поршня 7, крышки 3
и пружины 5. Перемеще-
ний поршня 7 вместе с пло-
ским золотником 2 из од-
но'о ирай-иего положения
в Другое осуществляется
давлением сжатого возду-
ха, ' который подводится
иод торцы порщня 7 с по-
мощью тех или иных орга-
нов управления (ручного
крана, трехходового кла-
пана В75-0Г и др.). Сжа-
тый воздух ПОДВОДИТСЯ к
внутренней полости 4
через отверстие Я. Через
отверстия Я: и Цг воздух
поступает в полости ци-
линдра. Отверстие А сооб-
щается с атмосферой. Пло-
ский' золотник 2 прижи-
мается к плоскости осно-
Фиг. 421. Схема пневмопривода автомати-
ческой перегрузки изделий с транспортера иа
транспортер.
вания пружиной и давлением сжатого воздуха
На фиг. 419 показан воздухораспределитель БВ63-13, отличаю-
щийся от воздухораспределителя В63-13 тем, что в его поршне про-
сверлены калиброванные отверстия 2 малого диаметра и введены
резиновые прокладки 6. Если правое отзерстие У перекрыть, а левое
соединить с атмосферой, то поршень 4 вместе с золотником 1 пере-
местится влево. Это произойдет потому, что давление в полости 5
упадет, а на правый горец поршня будет действовать давление сжа-
того воздуха, поступающего из полости 3 через отверстие 2, В конце
хода кольцевой выступ поршня 4 упрется в резиновую прокладку 6
и закроет выход сжатому воздуху из полости 3 в атмосферу. Если
перекрыть левое отверстие У, а правое сообщить с атмосферой,
золотник переместится в крайнее правое положение.
Воздухораспределитель В63-23 предназначен ,для тех же целей,
что и воздухораспределители В63-13и БВ63-13 (фиг. 420). Он может
Таблица 26!>
Пневмоаппаратура, применяемая в автоматизирующих устройствах
Тип Расход, л!мш Рабо- чее давле- ние, fC3/CMz Назначение Условное обозначение
Двухходовой. клапан В76-1- — !- 6 Переключение пневматически управляемых узлов в пнев- мосистемах 0- 1 1 -р --
Л.
. 1
Трехходовой .клапан В76-2 — 1-6 То же
J ' 1а 1. t*'4
1
Пусковой кла- пан ДВ76-2] — 1—6 Ручное управ- ление пневма- тическими ре- версивными устройствами путем измене* ния направле- ния воздушно- го потока о
Воздухорас- пределитель В63-1•е пнев- матическим- управлепнём 80 2—6 Изменение на- правления по- тока сжатого воздуха, т. е. изменение на- правления дви- жения рабочих органов 1"
II ц,д Л2
Воздухорас- пределитель БВ63-1 с пне- вматическим управлением 80 2—6 Т же п
ц: ' it .1
I ?
пгг и, a Uг
Таблица 265 (продолжение)
Тип Расход, л/шы. Рабо- чее давле- н не, кг/см* Назначение Условное обозначение
Воздухорас- пределитель В63-2 с пнев- матическим управлением 80 2—6 Изменение на- правления по тока сжатого воздуха» т. е. изменение на- правления дви- жения рабочих органов -— -Gif 1U2 1 1 1 П-Ц-т
Г—1 1л
Воздухорас Пределнтель Вб4-1 с элек- тролиевмати- ческим управ- лением so 2-6 То же в Й-J л э
г
ш и, И Цг
Воздухорас-
пределитель
В64-2 с Элек-
тропневмати-
ческим управ-
л ензем
80
2—6
Изменение на-
правления по-
тока сжатого
воздуха, т, е
изменение на-
правления дви-
жения рабочих
органов
Кра'й управ-
ления В7 Г-2
SO—180
1—6
ручное изме-
нение направ-
ления воздуш-
ного потока,
т е. изменение
направления
движения ра-
бочих органов
Таблица 265 (окончашн1)
Тип Расход, л/лин Рабо- чее да в ле ние, иё/ап2 Назначение Условное обозначение
Тормозной клапан В77-3 50-800 2—6 Торможспно движения рабо- чих органов пневмоприв ода на требуемом участке пути дросселирова- нием сжатого воздуха — 3s » « ! *
Влагоотдели- тель В41-1 50-180 2-6 Очистка сжа- того воздуха от влаги и меха- нических при- месей —f—
Регулятор да- вления В57-1 50—180 6 Регулирова- ние и поддер- жание постоян- ного давления в пневмосясте- мах 1—,
Маслораспы- литель В44-2 50-180 6 Подача в пяе- вмоснстему ма- сла, распылен- ного в воздуш- ном потоке, для смазки трущихся частей
Дроссель с обратным кла- паном В77Ч 50-180 6 Регулирование расхода возду- ха в одиом на- правлении и свободный про- ход в обратном 1
Обратный клапан B5‘l -I 50—320 6 Пропуск сжа- того воздуха только в одном направлении — -j
работать при давлении сжатого воздуха от 2 до 6 кг/см2. Наиболь-
ший расход воздуха составляет 80 л/мин. Время срабатывания
золотника при давлении сжатого воздуха 2 кг/см2 составляет 0,1 сек.
Вес воздухораспределителя 2,9 кг. При монтаже воздухораспреде-
литель устанавливается на плоскость в горизонтальном положении
и крепится четырьмя винтами, Воздухораспределитель представляет
собой двухпозиционный аппарат с односторонним пневматическим
управлением . В отличие от воздухораспределителей В63-13
и SB63-13, воздухораспределитель В63-23 имеет только одно управ-
ляющее отверстие У, Когда к отверстию У подведен сжатый воздух,
поршень 1 занимает левое положение. При сообщении отверстия У
с атмосферой поршень вместе с золотником 2 под действием сжа-
того воздуха в полости 3 перемещается в правое крайнее поло-
жение
В табл. 265 приведены общие характеристики пневмоаппарату-
ры, выпускаемой нашей промышленностью, указано ее назначение,
а также дано условное графическое обозначение на схемах.
На фиг. 421 в качестве примера приведена схема пчевйопривода
для перегрузки изделий с одного транспортера на другой. Пневмо-
цилиндр 6 переталкивает изделия с транспортера 2 на транспортер
3 Управление пневмоцилиндром осуществляется воздухораспредели-
телем 8 типа БВ63-13. Изделие /, двигаясь по транспортеру 2, на-
жимает на двухходовой клапан 4 типа B76-II. При этом поршень
с золотником 10 воздухораспределителя 8 давлением сжатого возду-
ха перемещается в положение, изображенное на фиг. 421. Шток
цилиндра идет вперед и переталкивает изделие с транспортера 2
на транспортер 3. В конце хода выступ штока нажимает на клапан
5, соединяя, трубопровод 7 с атмосферой, Поршень воздухораспреде-
лителя 8 вместе с 'золотником 10 перемещается в другое крайнее
положение, и шток цилиндра 6 возвращается в исходное положение.
Ручной кран 11 служит для отключения всей схемы. Во многих слу-
чаях может быть автоматизирован и б'олее сложный цикл, в осуще-
ствлении которого принимает участие не один, а несколько пневмо-
цилиндров.
7. СРЕДСТВА АВТОМАТИЗАЦИИ ЗАГРУЗКИ ШТУЧНЫХ
ИЗДЕЛИИ
Автоматизация загрузки деталей в процессе их обработки имеет
очень важное значение Автоматическая загрузка позволяет увели-
чить производительность оборудования, применить многостаночное
обслуживание, исключить однообразную и утомительную работу.
Существует' множество различных загрузочных устройств для за-
1рузки пруткового, листового и рулонного материала, проволоки из
бухт и т. п., ? также для загрузки штучных изделий. Наибольшее
распространение имеют загрузочные устройства для штучных из-
делий.
Лотки
Простейшим автоматическим загрузочным устройством является
лоток — устройство, направляющее изделия в зону обработки. Изде-
лия. по лотку перемещаются под действием собственного веса,
в лоток укладываются в ориентированном положении. Сечение лот-
ков зависит от формы изделия, способа ориентации и спбсоб.а пере-
мещения. Перемещение изделий по лотку должно происходить без
перекоса и заклинивания Наибольшее распространение получили
Флг. 422. Лотки.
а —коробчатые закрытые, б—коробчатые открытые; а —пазовые закрытие
г—пазовые открытые; д —угловые; & — трубчатые; ус— стержневые
лотки коробчатые, пазовые, угловые, трубчатые и стержневые
(фиг. 422). Для изменения направления или положения (переориен
тации) изделия в процессе транспортирования по лотку применяют-
ся винтовые лотки. Лотки изготовляются из листовой или полосоппЛ
стали, Рабочие поверхности их должны быть гладкими. Для надеж
ной работы лотка, угол наклона его к горизонту при скольжении
изделий должен быть не менее 25°, а при качении — не менее 1!>”
Несмотря на простоту конструкции, загрузка изделий с помощью
лотков применяется лишь для таких процессов, когда детали долж-
ны подаваться непрерывным потоком, например загрузка бесцентро-
вошлифовального станка, ножниц для резки прутков или нагревате-
ля токами высокой частоты.
Магазины
Магазины являются более совершенным загрузочным устрой-
ством, чем лотки. Они имеют механизм поштучной выдачи изделий,
Фиг 423 Механизмы поштучной выдачи:
а — простого действия; 6 — двойного действия
или отсекатель, который, как правило, работает синхронно с основ-
ным рабочим органом машины, и питатель — механизм подачи изде-
лий непосредственно к рабочему органу машины.
В магазине лоток выполняет роль не только транспортного
устройства, но и накопителя. Загрузка магазина производится также
вручную изделиями в ориентированном положении. Для увеличения
емкости магазина лотки делаются спиральными, многоярусными или
зигзагообразными. Для удобства загрузки лотки в магазинных уст-
ройствах иногда делаются съемными, в этом случае они- называются
кассетами. Кассета загружается изделиями вне машины или станка..
После израсходования изделий из одной кассеты она заменяется
другой.
Механизмы поштучной выдачи, или отсекатели, существуют
различных конструкций. Наиболее распространенные пз них показа-
ны на фиг. 423. По принципу работы различают два типа отсекате-
лей — простого действия и двойного действия. Работа отсекателя
простого действия понятна из схемы. Отсекатели двойного действия
работают следующим образом: рычаг с двумя штифтами совершает
качательпое или возвратно поступательное движение. Штифы попе-
ременно перекрывают рабочее пространство лотка: при движении
рычага в одно крайнее положение один штифт удерживает весь
поток изделий; при движении рычага в другое крайнее положение
другой штифт отсекает от потока одно изделие, а первый штифг
пропускает его в питатель, Расстояние между штифтами устанавли-
вается немного большим диаметра или ширины изделия. Работа
отсекателя должна выполняться одновременно с работой основного
органа машины
Питатели
Питатели служат для подачи изделия в зажимное устройство
машины или в зону обработки в определенное время. В зависимости
от типа привода питатели могут быть механического, пневматиче-
ского, гидравлического и электромеханического действия. Питатели
снабжаются захватом в виде выемки, отверстия, пружинного зажи-
ма, патрона и др. В некоторых конструкциях питатель выполняет
роль отсекателя. По характеру движения подающего органа пита-
тели делятся на четыре типа: с возвра/гио-поступательным движе
кием, колебательным или маятниковым', с вращательным и со слож-
ным движением (фиг 424). Питатели с возвратно-поступательным
движением просты по конструкции и надежны в работе, широки
применяются для загрузки металлорежущих станков и нагреватель-
ных устройств. Их недостаток — ограниченная скорость перемете
ния питателя При числе двойных ходов питателя 100 в минуту и бо
лее работа его становится ненадежной, так как заготовки ие успе-
вают западать в г-нездо или вылетают из гнезда при перемещении,
а подвижные части быстро изнашиваются. Питатели с колебатель-
ный или маятниковым движением применяются также широко
Производительность их выше, чем питателей с возвратно-поступи
тельным движением. Питатели с вращательным движением захват-
ного органа выполняются в виде диска с отверстиями. В отверстие
западают изделия.из лотка, а затем вращением диска они переносит
ся к месту загрузки в'машину. Вследствие того, что в диске делаете»
несколько отверстий, питатели с вращательным движением обеспе-
чивают большую производительность при сравнительно небольишН
скорости вращения. Сложное движение подающего органа питатели
получается в результате сложения двух или нескольких простых
движений, например возвратно-поступательного движения и пово-
рота
Для более надежной работы магазинных загрузочных устройств
они снабжаются также досылателями — механизмами, передающи-
ми изделие из питателя в зажимное устройство машнньь Магазии-
Фиг. 424 Питатели;
а —с возвоатио-поступательным движением
б, в—с вращательным движением.
ные загрузочные устройства рационально применять .при произво-
дительности машины не более 50—60 шт/мин. Основной их недоста-
ток заключается в том; что изделия должны загружаться в ориен-
тированном положении. Если же этого сделать нельзя, то после
магазинного устройства необходимо встраивать специальные уст-
ройства для ориентации, т, е. для поворота или направления заго-
товок.
Бункерные загрузочные устройства
Современные бункерные загрузочные устройства состоят из бун-
кера, лотка, механизма поштучной выдачи, или отсекателя, досыла-
геля и питателя. В бункерных загрузочных устройствах лоток, отсе-
катель, досылатель и питатель те же, чго и в магазинных загрузоч-
ных устройствах.
В бункер заготовки загружаются навалом в неориентированном
положении, Бункер производит заданную ориентацию'изделий и 'вы-
дает их в лоток. Из многочисленных бункерных загрузочных
устройств наибольшее распространение получили дисковые, карман-
чиковые, трубчатые, щелевые, секторные, и шиберные. В последнее
время широкое применение получают вибрационные бункерные за-
грузочные устройства При выборе ориентирующего устройства надо
учитывать, какое положение чаще всего стремится занимать изделие,
т. е. какое положение для него устойчиво. Изделие не должно закли-
ниваться в ориентирующем устройстве, должно свободно проходить
его и удаляться из него
Карманчиковое бункерное загрузочное устройство пред-
ставляет собой вращающийся диск с пазами, или карманами, выпол-
ненными по форме изделия Расположение пазов, или
может быть по хорде, по радиусу и перпендикулярно
диска Изделия с отношением длины к диаметру — >2,5
I
карманов,
плоскости
рекомен-
дуется
располагать по хорде, при —=
а.
1,5н-2,5 и при
I
- <1 — пер-
I
пемдикулярно плоскости диска, прн — >2— по радиусу. Диск уста-
навливается в бункере вертикально или наклонно. Лучше работав;
загрузочное устройство с наклонным расположением диска (45—
50°), так как при этом на диске находится значительная часть изде-
лий, которые постоянно перемешиваются вращающимся диском, что
увеличивает вероятность западания изделий в карманы Запавшие
в карманы изделия поднимаются диском и при прохождении мимо
приемного окна выпадают в пего. Выдачу коротких изделий ( ^"<1)
в лоток необходимо производить перпендикулярно их оси, а длин
I <
ных ( т>1) вдоль их оси. Неправильно запавшие изделия при
а
подъеме их диском выпадают из карманов снова в бункер. Прои.1
водительность карманчикового бункерного загрузочного' устройства
зависит от скорости вращения диска и количества карманов на нем
Скорость вращения диска принимается такой, чтобы изделия при
прохождении мимо окна успели выпасть в него из кармана. Шиг
между карманами делается минимальным. Производительность кар
макчикового бункерного загрузочного устройства достигает 100
150 шт/мм.
Трубчатые бункерные загрузочные устройства (фиг. 42b)
бывают трех типов с возвратно-поступательным движением трубки,
с возвратно-поступательным движением двух полувтулок и с вращп
тельным движением трубки. Бункерное загрузочное устройство
с возвратно-поступательной трубкой применяется для шарикоп,
а также для стержней, у которых—-~1. Работает устройство да
дующим образом. Трубка совершает возвратно-поступательное дви-
жение; когда она находится в нижнем, положении, изделия синти
ваюися по наклонному дну бункера и западают в трубку Кропп
того, при движении трубки сквозь буккер с изделиями она встречии
ка своем пути правильно ориентированные изделия и захватывв’ч
Средства автоматизации загрузки штучных изделий 689
их. Запавшие в трубку изделия отводятся в лоток или питатель.
Число двойных ходов трубки 15—30 в минуту.. Производительность
80—100 шт/мин. Бункерные, загрузочные устройства с двумя воз-
вратно-поступательно движущимися полувтулками применяются для
изделий с~=1—3 и особенно пригодны для загрузки изделий
I I
с— «1 Диаметр приемной части полувтулок при ~ >1,7 рекомен-
I
дуется делать d( = 3d-j-0,2, при — < 1,7 d, =d+ 2й+0,1, где b —
d
толщина-стенок приемной трубки. Ход полувтулок й = (0,54-0,9)I.
Фиг, 425. Трубчатые бункерные загрузочные устройства:
а — с возвратно-поступательным движением двух полувтулох;
б — с возвратно-поступательным движением трубки;
в — с вращающейся трубкой.
Наибольшее применение из трубчатых бункерных загрузочных
устройств для изделий с— =1,54-4 имеют бункерные загрузочные
устройства с вращающейся трубкой. На вращающейся трубке уста-
навливается ворошитель в виде штифта Изделия постоянно интен-
сивно перемешиваются штифтом, при этом они занимают такое по-
ложение, при котором западают в приемную часть трубки.-. Произ-
водительность 120—150 шт/мин. Скорость вращения трубки 30—
60 об/мия.
Щеле-вые бункерные загрузочные устройстве (фиг. 426) осо-
бенно пригодны для изделий типа винтов или болтов. Они состоят из
вращающегося диска с собачками и неподвижного бункера. В щель
между диском и корпусом бункера западают изделия, и при враще-
нии диска они собачками перемещаются по щели в лоток. Для луч-
шего удаления изделий приемная часть лотка располагается по каса-
тельной к щели. При переполнении лотка собачки проскальзы-
вают, утопая в пазах, и подача изделий прекращается. Для лучшего
ворошения изделий -на диске делаются ребра, штыри или радиальные
пазы. Диск устанавливается под углом 30° к горизонтальной плос-
кости, Ширина щели должна быть такой, чтобы изделия, лежащие
па диске по хорде, имели возможность свободно западать в нее.
Производительность щелевого бункерного разгрузочного устройства
зависит от скорости вращения диска и размеров щели по шири-пе
и диаметру и достигает 200—250 шт/мин. При диаметре диска
450—600 лш скорость его вращения 5—16 об/мин.
Секторные бункерные загрузочные устройства применяются
для изделий типа болтов, винтов, заклепок и других деталей, кото-
рые имеют утолщение с одного конца (фиг. 427). Возможно прнме-
нение'их для плоских изделий, а также для дисков, валиков и шарп-
Фиг. 426, Щелевое бункерное загрузочное устройство.
Ков,
Секторное бункерное загрузочное устройство состоит из каЧЯ)1>
щегоея сектора и бункера. Бункер может быть симметричным и не-
симметричным. Лучше несимметричный' бункер. Для увеличении
емкости бункера без увеличения давления изделий на сектор делает-
ся предбункер, отделенный от бункера регулирующей заслони ft
Дно бункера наклонено под углом 20—30® в сторону щели, черт
которую проходит сектор.
Благодаря уклону изделия, засыпанные в бункер навалом, спол
зают под действием собственного веса к щели и, когда сектор нахо-
дится в крайнем ьижпем положении, западают в захватную часть
сектора. Захват в секторе обычно выполняется в виде паза или
щели через всю длину сектора. Ширина щели в секторе иринимаегеи
равной 1,1 диаметра изделия,
Когда сектор займет верхнее крайнее положение, изделия, зп
павшие в щель сектора, соскальзывают в приемный лоток. На сен
торе могут быть и неправильно ориентированные изделия, Такие
изделия не могут пройти в приемное окно и застревают в нем, за-
крывая выход другим изделиям. Для удаления неправильно ориен-
тированных изделий служит сбрасыватель. Конструктивно сбрасы-
ватели могут быть с вращающимися дисками или звездочками, с пе-
рекрывающими выходное окпо щечками, закрепленными на секто-
ре, с выталкивающей планкой и др. Производительность секторных
бункерных загрузочных устройств зависит от числа двойных хо-
дов (качаний) сектора, длины захватной части сектора и размеров
изделий, При прочих равных условиях для более мелких изделий
производительность выше/чем для крупных. Число качаний сектора
ограничивается временем, необходимым для соскальзывания изде-
фиг, 427, Секторное бункерное загрузочное устройство.
лий в лоток, а также скоростью сектора. При большой скорости
сектора изделия могут выбрасываться из щелц. Длина сектора огра-
ничивается габаритами бункера Производительность секторных за
грузочных устройств 120—130 шт/мии., число двойных ходов секто-
ра 30—40 в минуту, длина захватной части 300—430 мм.
Шиберное бункерное загрузочное устройство по принципу
устройства мало отличается от секторного. Роль захватного органа
в шиберном бункерном'загрузочном устройстве выполняет движу-
щийся возвратно-поступательно в вертикальной плоскости шибер
пли ползун (доска). Изделия, захваченные из бункера шибером,
поднимаются до уровня направляющих планок лотка и, благодаря
скосу на шибере, перекатываются с шибера на планки лотка, План-
ки лютка устанавливают под углом 30—35°, Для удаления неправиль-
но ориентированных изделий применяется сбрасыватель в виде вра-
щающейся звездочки иди диска. Окружная скорость сбрасывателя
должна быть 20—30 м(мин.
Привод бункерных загрузочных устройств может быть от кине-
матической цепи машины и от отдельного электродвигателя. В по-
следнем случае необходим редуктор. Для секторных и шиберных
бункерных загрузочных устройств качательное движение лучше осу-
ществлять от кулисного механизма, который дает скорость при опус-
44*
капни сектора или шибера большую, чем при подъеме, что способ-
ствует лучшему западанию изделий в захватный орган.
Вибрационные бункерные загрузочные устройства отли-
чаются простотой конструкции и надежностью в работе, позволяют
легко производить ориентацию изделий с помощью простых уст-
ройств. Производительность бункерных загрузочных устройств регу-
лируется в широких пределах и достигает значительной величины.
Вибрационные бункерные устройства могут быть с прямолиней-
ным и спиральным лотком-. Последние имеют наибольшее примене-
ние Рассмотрим работу прямолинейного вибрационного лотка, рас-
положенного горизонтально (фиг. 428). Пружина жестко прикреп-
лена к основанию в точке,Я
и к лотку в точке Б. В точке
В пружина крепится к якорю
электромагнита. Корпус элект-
ромагнита закреплен непо-
движно на одной оси с яко-
рем, образуя некоторый зазор
с последним. Питание электро-
магнита осуществляется вы-
прямленным переменным то-
ком При пропускании тока
через электромагнит в первую
половину полулериода якорь
Фиг 428. Схемы работы прямолинейно- притянется, а через ®/л верно-
го вибрационного лотка. да возвратится пружиной
в исходное положение. Так как переменный ток 50 раз в секунду
меняет свое направление, то 50 раз якорь притянется и столько же
раз вернется в свое исходное положение. Скорость перемещении
пружины, а следовательно, и точки Б лотка во время притяжешш
будет значительно больше, чем во время возврата в исходное поло
жевие.
При притяжении якоря лоток из положения I—I переместптсн
в положение II—II, а .точка лотка Б займет положение Б\. Так как
это перемещение совершается-’со значительной скоростью, то изде-
лие, находящееся на лотке в точке Г, не успевает следовать за лот-
ком, а свободно падает на лоток, находящийся в положении II-—!!,
в точку Г1 При возвращении лотка в исходное положение I—I из-
делие переместится лотком в положение Гj. или на величину !,\,
Вследствие того, что между лотком и изделием действует сила тре-
пня, величин-а Li всегда меньше L. Величина перемещения изделия
за один цикл очень незначительна, но так как таких перемещении
совершается 50 в секунду, то скорость перемещения может быть
большой. Подобным образом происходит работа и спирального лот-
ка, который вместо прямолинейных колебаний совершает випто
вые колебания.
Ви-брациоииое бункерное загрузочное устройство с одним ви
братором, разработанное ЭНИМС, имеет следующую конструкцию
(фиг. 429). На массивном чугунном основании 1 на трех плоских
пружинах 2 закреплена чаша 3 со спиральным лотком 4 внутри,
в центре основа-ния неподвижно закреплен электромагнит 5, а снизу
чаши якорь электромагнита. Для уменьшения шума дно чаши и
рабочие поверхности лотка рекомендуется оклеивать тонкой ре-
зиной.
Для1 крупных заготовок применяют бункерные устройства с тре-
мя электромагнитными вибраторами, устанавливаемыми тангенци-
ально. Размеры бункера зависят от размеров и сложности загру-
жаемых изделий. Для
изделий простой формы
диаметр чаши принимает-
ся равным 5(, где /—дли-
на изделия, а для слож-
ных изделий (8—10) I.
Ширина лотка для круг-
лых изделий берется на
5 ям больше их диаметра,
а для плоских изделий
сложной формы шири-
на должна быть на
3—5 /ли больше наи-
большего их размера-
Шаг подъема спирали
принимается не менее
—- h-т-Ъ, где 1г —
О
наибольшая высота за-
груженного изделия; 8 —
толщина лотка. Угол
конуса дна чаши 5—6°.
Для выбора угла подъ-
ема лотка, угла наклона
пружин и скорости дви-
жения изделий можно
использовать данные
ЭНИМС (табл. 266).
Чаша бункерного уст-
ройства делается свар-
ной или литой. Лотки
для изделий весом до
30—50 г делаются тол-
щиной 1—2 мм, для из-
делий весом до 0,5 кг —
Фиг, 429. Вибрационный бункер ВБ-25.
Таблица 266
Данные для выбора основных параметров лотка
Угол наклова пружин р, град. Угол подъема лотка а по средней линии, град Скорость пере- мещеиня дета» лей по лотку, м/мия Амплитуда, Зазор между полюсами, aim
10 до 2°30' до 18 1,5—2 2
20 До 3 до 10 До 1,2 1 ,5
30 ло 4 ДО 3 до 0,8 I . 2
Таблица 267
Техническая характеристика вибрационных' бункерных загрузочных устройств конструкции ВНИТИприбор
Основные параметры Тип вибрационного бункерного устройства
одьовнбра горные трехвибраюрные
ПР-1 м ПР-2М пр-зм ПР-4М ПР 5М ПР-6М ПР-7М
Мощность привода, ewi . 15 25 4 Г ВО 60 80 150
Максимальный вес загружаемых изде- лий / ка ♦ . . . » ] 2 5 10 5 12 25
Напряженке питания, в "| 27—220 127—220 127—220 127—220 127—220 127—220 127—220
Максимальный диаметр чашп, мм « , . 00 135 200 280 200 350 450
Максимальная длина загружаемых изде- лий, льм . . . . 10 15 20 30 20 30 45
Скорость перемещения изделий по лот- ку, м/мин 2 3 4 4 6 6 8
Габариты привода с бункером, шн:
высота 120 16S 220 295 ’ 210 305 400
диаметр 90 ' 135 200 300 200 300 450
_ _ 2,9 7,3 10,2 38 17,5 63 112
Технические средства автоматизации
толщиной 4—6 мм, для изделий весом до 1 кг — толщиной 6—10 мм.
Чаши больших диаметров с лотками, шириной 80—120 мм и более
для изделий весом свыше 100 г отливаются из алюминия за одно
целое с лотками, Лотки в чашах малых размеров вытачиваются не-
посредственно ' в корпусе. Нижнее основание делается литым из чу-
гуна, вес основания должен быть в 3—6 раз больше веса чаши. В ка-
честве вибратора применяется электромагнит типа ТПБ-50 и ТПБ-100
со специальной обмоткой.
Вибрационные бункерные загрузочные устройства конструкции
ВНИТИприбор имеют вместо плоских пружин круглые стержни.
ВНИТИприбором разработано четыре бункерных устройства с од-
ним вибратором и три —с тремя вибраторами (табл. 267).
О рекомендуемой литературе
по механизации и автоматизации
В справочнике не представляется возможным привести необхо-
димый изобретателю и рационализатору перечень литературы по
механизации и автоматизации, так как за последние годы этим во-
просам посвящено большое количество журнальных статей, брошюр
и книг. Некоторые из них указаны в соответствующих разделах
справочника. Но этого недостаточно. Для отыскания необходимой
книги лучше всего обращаться к библиографическим справочникам,
в которых перечислена отечественная и зарубежная литература по
общим и частным вопросам механизации и автоматизации. К та-
ким изданиям относится книга Я.- И Дамаскиной «Автоматизация
в машиностроении» — библиографический справочник, содержащий
10 300 названий литературных, источников (Машгиз, 1961 г.).
Изобретателю и рационализатору полезно пользоваться также
журналами: «Механизация и автоматизация», «Автоматика и теле-
механика», «Машиностроитель», «Изобретатель и рационализатор»,
«Литейное производство», «Кузнечно-штамповочное производство»,
«Сварочное производство», «Станки и инструмент», «Металловедение
к термическая обработка металлов», в которых систематически пу-
бликуются материалы о механизирующих и автоматизирующих уст-
ройствах, о различных усовершенствованиях средств автоматики.
При создании и усовершенствовании электрических, гидравлических
и пневматических схем автоматических устройств большую помощь
окажут журналы: «Приборостроение», «Промышленная энергетика»,
«Радио», «Радиотехника и электроника», «Теплоэнергетика», «Энер-
гетик», «Электричество». 1
ЛИТЕРАТУРА
Полезные сведения л о общим и частным вопросам автоматизации имеются
и следующей литерьтуре
I . Б. А Анненский, Комплексная механизация на машиностроительных
цнюдах, Матгнз, 1959.
2 Б С. БаЙбуров, Автоматизация и механизация производственных
процессов в трашорном и сельскохозяйственном машиностроении, Машгиз. I960.
ЗИ. В Маевский и др.. Механизация и автоматизация — основа
liiicra производительности труда, Госпланиздат, I960
'1.0. В К о з л о в а. К. И Мурзоп, Что дает автомашзация социали-
। шпссКому обществу, Госпланиздат, i960.
Б, Л, М Омаров, Автоматизация — выигрыш сил. средств и времени,
Изд-во «Знание», I960. ,
6, А, А Кохтсв, Автоматизация производства и задачи нзобрета гелей
и рационализаторов, «Изобретательство в СССР» № 6, 1957.
7, Г. А. Ш а у м я и.'Автоматизация производственных процессов в маши*
ностроепии, Трудрезьрвиздат, 1958, •
8. Механизация и автоматизация машиностроительного производства, Сб
статей под ред, Е. В. Пальмова, Машгиз, 1959.
9. А. Б. Я х и н, Автоматизация станочных операций Трудрезервиздат, 1957,
10 А. Л Горелик, Промышленная электроника, Госэнергоиздат, 1958,
11, А ГЛ В л а д з и е в с,к и й, Автоматизация технологических процессов
в машиностроении Машгнз, 1956
12, А Б, Р ы 5и н, Роторные линии — будущее автоматики, «Техники
молодежи» № 2, 1950,
13. И. П Ияо чкий, Больше автоматов хороших и разных. «Изобро*
татель и рационализатор» К» 8, 1959.
14. Комплексная автоматизация и механизация в машиностроении.
Машгиз. 1959.
15, А Н, Малов, Механизация и автоматизация универсальных и мо
таллорежущих станков, Машгиз, 1961
16. И. П Жеребцов, Основы электроники, Госэиергонздат. 1960
17. И. М Берклай'д и др., Датчики и измерительные головки, Машпи,
I960.
18. Л, И Петров, Схемы контактного управления электроприводами,
Госэиергонздат 1953
19. А В Высоцкий и др.. Приборы и .устройства для активного kohi
роля размеров в машиностроении. Машгиз, 1961,
20, В В Кондашевский. Наладка автоматических приборов коиг
роля размеров деталей при механической обработке, Машгиз, 1961.
21. И. М Берк лайд и Др, Контрольные автоматы, Машгиз, 1961.
23' , И. В. X а р и з о м е и о в, Этектрическое оборудование мсталлорежу
щих станков, Машгиз. 1958
23, В. М Хаймович Гидроприводы и гидроавтоматнка станков. Multi
гиз, 1959.
24, В. П Бобров. Лотки для автоматической загрузки станков. М1ИИ
гиз, 1951,
25. К. И Бес па Лов, В, А. Повидайло. Расчет и конструировании
бункерных загрузочных устройств, Машгиз. 1953.
26, Н И. Камышйый, Механизмы питания автоматических станкин,
Машгиз, 1951
27, А. Н Мало в, Автоматизация загрузки металлорежущих станнин
МашгйЗл 1955,
llllfllllllllinilllllWIIIIIIIIIIIIIIIIIIIliM
ГЛАВА XII
ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ИЗОБРЕТАТЕЛЬСТВА
И РАЦИОНАЛИЗАЦИИ
Машины, станки, приборы, разнообразные механизмы и устрой-
ства облегчают труд и повышают его производительность. Совершен-
ствование, рационализация всей этой техники основаны на расшире-
нии знаний человека об окружающем его мире, на развйтии науки.
Техника непрерывно развивается и совершенствуется. Старая тех-
ника'заменяется новой, а новая новейшей. Техника при капитализ-
ме развивается неравномерно, подчиняясь закону извлечения мак-
симальных прибылей н конкуренции между отдельными капитали-
стическими предприятиями и монополиями. В противоположность
этому в социалистическом обществе имеются неограниченные воз-
можности для непрерывного развития техники в интересах членов
этого общества.
Технический прогресс на этапе перехода СССР от
социализма к коммунизму — главное условие развития производи-
тельных сил страны, роста общественной производительности труда,
повышения материального благосостояния и культурного уровня
советского народа. В создании материально-технической базы комму-
низма ускорение технического прогресса имеет первостепенное зна-
чение.
Рационализация производства направлена на со-
вершенствование техпики и улучшение организации производства,
иа достижение более рационального использования сырья, ма-
териалов, оборудования, энергии, рабочей силы прн постоянном
повышении качества продукции. Рационализация производства пред-
ставляет собой .одно из главных направлении совершенствования
техники,
1, РАЦИОНАЛИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА
Социалистическая и капиталистическая рационализация
Капиталистическая рационализация производства неизбежно об-
ращается против рабочих, так как приводит к бешеной интенсифи-
кации труда, росту эксплуатации, потере квалификации значитель-
ной частью рабочих вследствие разделения труда до крайних пре-
делов, к росту безработицы и ухудшению материального положения
рабочего класса. В силу этого в капиталистическом обще-
ст в е не может проявиться массовая творческая инициатива, в ча-
стности инициатива рабочего класса по совершенствованию тех-
ники и методов производства; повышающих производительность
труда.
Капиталистическая рационализация производства проводится по
инициативе самих капиталистов, для чего ими создаются многочис-
ленные институты, лаборатория, конструкторские бюро. Все создан-
ное там в целях совершенствования техники и организации произ-
водства является собственностью частных фирм. Изобретатели же
превращены в наемных работников, лишенных всех юридических
прав на созданные ими изобретения. Право использования техниче-
ских новинок, оформленное'патентом, принадлежит фирме и являет-
ся предметом купли-продажи.
Возможности капиталистической рационализации производства
ограничены рамками частной собственности. Частная собственность
на средства производства исключает возможность рациональной ор-
ганизации всего общественного производства, она обеспечивает лишь
сверхприбыли капйталистическим монополиям,
В социалистическом обществе, где сами трудящиеся
являются хозяевами фабрик и заводов, где нет эксплуатации и без-
работицы, где весь национальный доход принадлежит "народу и рас-
ходуется иа удовлетворение личных и общественных нужд всех чле-
нов социалистического общества, сами трудящиеся кровно заинтере-
сованы в развитии социалистического производства и, следовательно,
в совершенствовании техпики и организации производства. В этих
условиях рационализация производства принимает действительна
массовый характер, становится важным средством использования
внутренних резервов и совершенствования техники производства.
Коммунистическая партия и Советское государство с первых
дней провозглашения Советской власти придавали и придают важ-
ное значение развитию творческой инициативы трудящихся масг,
массовой рационализации и изобретательству. В конце первой пяти-
летки количество внедренных в производство изобретений, техии
ческнх усовершенствований и рационализаторских предложений
превысило 200 тысяч. Экономия от их реализации составила свыше
23,7 млн. руб, в год,
В годы Великой Отечественной войны в сложных условиях п(>
рестройки промышленное!!! на выпуск военной продукции советский
народ, организуемый и направляемый Коммунистической партией и
Советским правительством, в невиданно короткий срок перестроил
экономику для нужд войны.
Несмотря на серьезные трудности в связи с уходом в армию
значительного количества квалифицированных рабочих; героический
рабочий класс своими рационализаторскими предложениями позволил
сэкономить для- народного хозяйства много денежных и материаль-
ных ресурсов.
В послевоенные годы рационализаторская и изобретательским
деятельность трудящихся получила огромный размах. За годы чсi
ве.ртой пятилетки в промышленности, строительстве и на траноп0|г1*
было внедрено свыше 2 млн. предложений, а .в пятой пятилетке -
свыше 4 млн. предложений. Чем выше сознательность членов общо
ства, тем полнее и шире развертывается их творческая активное и
в создании материально-технической базы коммунизма. В целом
по Советскому Союзу из каждой тысячи работатощих рационализа-
торами и изобретателями являлись; в 1957 г. 27 человек, в 1958 г,
32 человека, а в 1959 г. 37 человек. За период с 1957 по 1959 г, вне-
дрено более 5,5 млн изобретений с общей экономией, около 3 млрд,
руб- В I960 г. в производство внедрено 2536 тысяч изобретений и ра-
ционализаторских предложений с экономней 1457 млн. руб Число
изобретателей и рационализаторов,, подавших предложения в те-
чение 1960 г,', составило 2431-тыс. чел.
В 1961 г. свыше 2500 тыс. рационализаторов и изобретателей
подали более 4000 тыс. предложений. 2800 тыс. предложений, внед-
ренных в производство, дали экономию свыше 1700 тыс руб.
Творческая производственно-техническая активность трудящихся
непрерывно растет. Новый важнейший период развития нашей стра-
ны—период развернутого строительства коммунизма — открывает
небывалый простор для наиболее полного и'всестороннего раскрытия
и выявления всех творческих возможностей и дарований чело-
века,
Вклад советских изобретателей и рационализаторов
в развитие науки и техники
Советский народ со свойственной ему природной талантливостью
своим-творческим трудом вносит неоценимый вклад в развитие тех-
ники.
Сотйи изобретателей и рационализаторов создают новые и мо-
дернизируют действующие машины, совершенствуют технологические
процессы.
В СССР заново организовано производство многих видов машин
и оборудования. За период после XX съезда КПСС создано и нала-
жено производство более 4500 новых типов машин, механизмов и
аппаратов, свыше 800 типов приборов. Только в 1961 г. машинострои-
тели создали сотни образцов новых машин, приборов в средств
автоматизации, ввели в действие свыше 700 автоматических и более
1700 механизированных поточных линий, комплексно механизиро-
вали процессы производства на 120 заводах.
В развитие техники вносят свой вклад не только высококвали-
фицированные специалисты, по и рабочие-новаторы. Токарь
Куйбышевского станкостроительного завода В. Колесов создал новый
резец, позволивший веста обработку деталей на больших подачах.
Новатор Кировского завода в Ленинграде, Герой социалистиче-
ского труда, токарь-наладчик В Я. Карасев предложил новые конст-
рукции концевых и других фрез. Фрезы новой конструкции пред-
ставляют собой значительное достижение в области совершенствова-
ния режущих инструментов и дают возможность повысить
производительность обработки более чем в 2 раза. Токарь завода
«Красный экскаватор» В. Семинский при работе иа обычных токар-
ных станках; сконструировал для небольших партий обрабатываемых
деталей оригинальные приспособления. Эти приспособления позволили
ему значительно сократить вспомогательное время, что в сочетании
со скоростной обработкой дает большую экономию рабочего вре-
мени,
Советских рационализаторов, новаторов производства отличает
многое. Чтобы достигнуть серьезного успеха в труде, они, как вы-
разился знатный новатор токарь Московского завода шлифоваль-
ных станков П Быков в своей книге «Путь к счастью», целиком,
всей душой отдаются работе, неустанно повышают свои знания, со-
вершенствуют мастерство, работают напряженно, энергично, стра-
стно. Непрерывная учеба помогает им совершенствовать свое мастер
ство и Внедрять новую технику в производство,
2. ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ РАЦИОНАЛИЗАЦИИ
ПРОИЗВОДСТВА
. <0
Совершенствование конструкций машин
Каждая вновь создаваемая машина должна удовлетворять опре-
деленную потребность той или иной отрасли народного хозяйства
или культуры страны; иметь высокое качество, т. е. обеспечивать вы-
сокую эксплуатационную надежность и,достаточную долговечность;
всемерно облегчать труд и обеспечивать безопасность работы об-
служивающего персонала; быть дешевой и нетрудоеыкой при изго-
товлеиии; обеспечивать высокую производительность труда при на-
именьших затратах материалов, топлива, электроэнергии на едини-
цу производимой с ее помощью продукции.
Возможность изготовления машины с наименьшими затратами
труда и материалов характеризует повышение технологичности коп-
струкцпи. Высокая технологичность конструкции может быть доспи
нута уже при ее проектировании. Однако повышение техн о ли
гичности конструкций продолжается и в процессе изго-
товления машины, тем более что наука и техника развиваются при1
грессивно и создают новые, более совершенные материалы, методы
конструкторских расчетов и т. д. [3].
Переход к комплексной механизации и автоматически упран
ляемому производству с применением средств электронной техники
составляет наиболее характерную черту современного технического
прогресса, что должно быть основным направлением в создании кон-
струкции новых машин.
Применение высокопроизводительной технологии
Применение высокопроизводительной технологии — не мены
важное направление рационализации производства.
Одним из важнейших направлений совершенствования техпол"
гни машиностроения является разработка таких технологически i
процессов, которые позволяют уже в заготовке (отливке, покоим1!
получить окончательные или близкие к окончательным размеры ь
формы деталей. Это дает возможность или совсем устранить посЛ'
дующую обработку деталей, или значительно сократить ее. Виген
с тем это сокращает расход металла. Такими технологическими dpi1
цессами являются в литейном производстве — точная машинная фчр
мовка, кокильное литье, литье под давлением, центробежное литье,
литье по выплавляемым моделям, литье в оболочковые формы; в куз-
нечных цехах — калибровка, выдавливание, штамповка, чеканка, вы-
садка, раскатка; в металлообрабатывающих цехах—скоростное и
силовое резание ме1аллов
Другими методами совершенствования технологии также явля-
ются. ра-зделеии е технологического процесса или, наоборот, со-
единение отдельных операций, изменение последовательности
обработки; многоииструментальдая обработка, широкое внедрение
всех видов электронагрева — контактный, индукционный, скоростные
методы нагрева заготовок.
Для сокращения вспомогательного времени целесообразно при-
менять различные быстродействующие приспособления и механизи-
рующие устройства
Непрерывно-поточное производство является
наиболее высокоорганизованным типом производства. Оно характе-
ризуется высокой специализацией оборудования и рабочих мест, бла-
годаря чему представляется возможным комплексное внедрение про
грессивной технологии и передовой организации производства
и, следовательно, сокращение времени технологических операций,
всякого рода потерь и производственного цикла. Переход на поток
способствует равномерному ходу производства в точном соответст-
вии с графиком выпуска продукции и обеспечивает быстрый рост
объема производства, резкое повышение производительности труда
и снижение себестоимости продукции при улучшении ее каче-
ства.
Поточный метод производства получает свое даль-
нейшее развитие во всех’цехах машинострои!ельного завода: ли-
тейных, кузпечно-прессозых, механических, сборочных и др. Переход
к непрерывно-поточному производству способствует повышению
уровня механизации и переходу к автоматическим поточным линиям,
цехам и заводам.
Механизация и автоматизация производства
Наибольший эффект от механизации производственных процес-
сов достигается в том случае, когда осуществляется комплекс-
ная механизация производства, т. е. когда механизируются
все операции производственного процесса в том числе и вспомога-
1ельные работы.
Автоматизация производства на основе широкого
применения наиболее совершенных машин — автоматов и систем ав-
томатов — является высшей ступенью механизации и организации
производства. Комплексная автоматизация производ-
ства характеризуется непрерывностью изготовления изделия от пер-
вой до последней стадии, обработки с помощью автоматически
управляемой системы машин. Человек при автоматическом произ-
водстве осуществляет лишь контроль за ходом производственного
процесса и наладку машин, что требует от обслуживающего персо-
нала высокой квалификации.
Программа партии,, принятая XXII съездом КПСС, предусмат-
ривает увеличение выпуска автоматических и полуавтоматических
линий в течение двух десятилетий более чем в 60 раз. Комплексная
автоматизация производства будет осуществляться в действительно
массовом масштабе со все большим переходом .к цехам и предприя-
тиям-автоматам. Автоматизация и комплексная механизация слу-
жат материальной основой для постепенного перерастания социали-
стического труда в труд коммунистический, Развитие новой техники
имеет целью коренным образом улучшить и облегчить условия груди
советского человека, сократить рабочий день, благоустроить быт,
ликвидировать тяжелый физический труд, а затем и всякий неква-
лифицированный труд.
На предприятиях нередко, встречается устаревшее по своей тех-
нической характеристике оборудование, которое приходится исполь-
зовать в производстве. Для наиболее эффективного использования
этого оборудования необходима его модернизация (переделки
с целью улучшения). Поэтому в рационализации производства важ
иое значение имеет модернизация оборудования. Модернизация
действующего оборудования путем увеличения его мощности, бы-
строходности, использования холостых ходов, оснащения быстро*
сменными и высокопроизводительными приспособлениями и прочей
оснасткой, механизации и автоматизации отдельных элементен)
и всего агрегата в целом позволяет приблизить его к современным
высокопроизводительным машинам при сравнительно небольших
затратах.
Совершенствование организации труда и производства
Совершенствование организации труда и производства — один
из важных источников роста производительности труда и снижении
себестоимости продукции. Сюда входят: совершенствование органи-
зации рабочих мест, способствующее применению передовых, боли»
рациональных приемов труда и устранению непроизводительных
потерь рабочего времени; увеличение серийности производства путем
осуществления широкой специализации и кооперирования как внутри
предприятия, так и между отдельными предприятиями; рационалыши
расстановка кадров, совершенствование их подготовки и повышено
квалификации; улучшение техники безопасности; совершенствование
технического нормирования и систем оплаты труда; совершенствови-
иие систем и форм учета и планирования производства; совершен,
ствование управления производством и сокращение администратнн
но-управленческого персонала [6, 8].
3. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ
РАЦИОНАЛИЗАЦИИ ПРОИЗВОДСТВА
Увеличение выпуска продукции
Конечным результатом внедрения повой техники и рационалнпп
ции производства, является непрерывный рост выпуска продукции
Показателями выпуска продукции являются товарная и валоппп
продукция, измеряемые обычно в денежном выражении. К товар
ной продукции относятся все готовые изделия, запасныв
чести, полуфабрикаты (поковки, отливки и т. п.), электроэнергия,
пар, вода и т п., отпускаемые на сторону. Валовая продук-
ция— это полный объем работ, проведенных предприятием; в нее
включают всю’ товарную Продукцию и разницу в остатках незавер-
шенного .производства, сравниваемых на конец и начало планируе-
мого периода [6, 12]. 1
Коммунистическая партия придает первостепенное значение раз-
витию промышленности и особенно тяжелой индустрии, являющей-
ся основой основ социалистической экономики и могущества’ страны.
Объем промышленной продукции в течение ближайших 10 лет на-
мечается увеличить примерно в 2,5 ра’за, а в течение 20 лет —более
чем в б раз.
Улучшение качества продукции
О требованиях, предъявляемых к качеству выпускаемых машин,
см. раздел: «Совершенствование конструкций выпускаемых ма-
шин», ,
Любые изделия с отступлениями от стандартов и технических
условий,'которые могут быть устранены путем дополнительной об-
работки или исправления, относятся к дефектам, а- изделия с не-
исправимыми отступлениями от технических условий — к забрако-
ванным Как дефектные изделия, так и забракованные (брак),
получаемые в производстве, как npaniwio, в результате нарушения
технологии или ее несовершенства, в конечном итоге повышают се-
бестоимость продукции.
Потерн от производственного брака в нашей промышленно-
сти непрерывно снижаются, однако они еще весьма велики. Поэтому
рационализаторы и изобретатели должны работать над предупреж-
дением и сокращением брака, что будет повышать качество и сни-
жать себестоимость продукции.
Рост производительности труда и его облегчение
Повышение производительности труда является прежде всего
источником роста объема производства. В пятой пятилетке, напри-
мер, 75% прироста промышленной продукции получено за счет по-
вышения производительности труда. Такое же соотношение остается
и в плане развития народного хозяйства СССР на 1959—1965 гг.
Производительность труда имеет решающее значение для до-
стижения коммунистического уровня производства. Повышение про-
изводительности общественного труда служит мерилом нашего про-
гресса и важнейшим источником роста уровня жизни людей. Гигант-
ская задача увеличения производства и создания изобилия продук-
тов может быть решена в основном за счет повышения производи-
тельности труда, Рост численности работников не может быть бес-
предельным, Программой партии предусмотрен рост численности
работающих за 20 лет примерно на 40%. Поэтому для достижения
намеченного уровня объема промышленного производства Произво-
дительность труда должна быть поднята в течение ближайших
10 лет болеё чем в 2 раза, а за 20 лет в 4-4,5 раза. В связи с со*
крашением рабочего дня часовая выработка должна возрасти в еще
большем размере. Таким образом, более девяти десятых всего при-
роста национального дохода в 1961—1980 гг. должно быть обеспе-
чено за счет повышения производительности труда.
Облегчение и улу ч ш ение условий? руда явля-
ется отличительной чертой рационализации1 социалистического про-
изводства, в этом проявляется забота о жизни, и здоровье трудя-
щихся. Вместе.с тем облегчение и улучшение условий труда умень-
шает утомляемость рабочего, а это повышает его производитель-
ность. Облегчение труда может быть выражено уменьшением
наибольшего физического усилия рабочего при' выполнении опреде-
ленного круга работ; уменьшением доли ручного труда в суммарной
трудоемкости процесса производства; наконец, в некоторых, случаях
уменьшением количества производимой работы в единицу времени
(например, в смеиу).
Экономия материалов, топлива, электроэнергии
Материальные затраты составляют большую часть
себестоимости! продукции машиностроения (свыше 60%), Развитии
техники и постоянный рост производительности .труда еще больше
повышают долю материальных затрат в себестоимости. Поэтому эко-
номное расходование материалов, устранение материальных потерь
в производстве является важнейшей -народнохозяйственной задачей.
Борьба за экономию материальных ресурсов приоб-
рела большой размах в рационализаторской деятельности трудя
щихся,
Снижение себестоимости продукции
Себестоимость продукции промышленного , предприя-
тия представляет собой денежное выражение затрат тру
да и материальных средств,, расходуемых при изготовлении дапиоИ
продукции (материалы, топливо, энергия) или изнашиваемых в про-
цессе производства (оборудование). Себестоимость продукции
один из основных технико-экономических показателей, характеризую
щях качество производственной и хозяйственной деятельности цехи
п предприятия. Основными элементами ' себестоимости
продукции являются: заработная плата, стоимость сырья, ’материи-
лов, топлива и электроэнергии, амортизационные отчисления и ад-
министративно-управленческие расходы.
Непрерывное снижение себестоимости .выпускаемой предпрни
тиями продукции увеличивает накопления н приводит к росту
доходов государственного б ю д ж е т-а, что является одним из <К’
новных условий расширения социалистического производства, сни>1«'
ния цен и повышения уровня материального благосостояния трули
щихся.
При возрастающих масштабах социалистического пронзводстии
снижение себестоимости продукции приобретает все большее и болыим
народнохозяйственное значение. Достаточно сказать, что один h|ii,i
цент снижения себестоимости продукций промышленности состапЛИП
в 1959 г. около 12 млрд рублей ['1].
Семилетиям планом на 1959—1965 гг. предусмотрено синпнп.
себестоимость всей промышленной продукции на 11,5%, в том числе
в машиностроении на 18,5%. Таким образом,, экономия от снижения
себестоимости продукции в семилетке составит 66 млрд руб. При-
мерно 30% запланированного на семилетие снижения себестоимости
промышленной продукции будет достигнуто в результате реализации
предложений изобретателей и рационализаторов Первый съезд Все-
союзного общества изобретателей и рационализаторов принял обя-
зательство — путем внедрения в производство изобретений и ра-
ционализаторских предложений дать за семилетку не менее 10 млрд
руб. экономии.
Сокращение производственного цикла
Производственный цикл характеризуется временем,
протекающим с момента запуска в производство изделия до момен-
та окончания его изготовления. Измеряется .производственный цикл
в календарных единицах времени-—днях, неделях, месяцах. Сокра-
щение производственного цикла уменьшает время пребывания ма-
териальных ценностей в незавершенном производстве, что имеет
большое экономическое значение, так как способствует лучшему ис-
пользованию оборотных средств. Вместе с тем сокращение произ-
водственного цикла ускоряет насыщение народного хозяйства совре-
менной машинной техникой.
4. СОДЕРЖАНИЕ ИЗОБРЕТАТЕЛЬСКОЙ
И РАЦИОНАЛИЗАТОРСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
Постановлением Совета Министров СССР № 435 от 24 апреля
1959 г. утверждено «Положение об открытиях, изобретениях и ра-
ционализаторских предложениях». В нем даны основные определе-
ния содержания изобретательской и рационализаторской деятельно-
сти.
Открытия
Открытием признается установление неизвестных ранее
объективно существующих закономерностей, свойств и явлений мате-
риального мира [11] Авторство на открытия в СССР охраняется
законом и удостоверяется выдаваемыми в установленном порядке
дипломами. Форма диплома является единой для всего Совет-
ского Союза и утверждается Комитетом по делам изобретений и
открытий при Совете Министров СССР. На географические, архео-
логические и палеонтологические открытия, открытия месторождения
полезных ископаемых и открытия в области общественных' наук
дипломы не выдаются.
Изобретения
Изобретение—- это решение технической задачи в любой
отрасли народного хозяйства, культуры, здравоохранения или обо-
роны страны, отличающееся существенной новизной и дающее поло-
жительный эффект Изобретение должно обладать существенной
новизной, т. е. до дня заявки оно не должно применяться ни в за-*
рубежной, ни в отечественной технике (производстве); ие должно
оно также повторять по своей сущности тех изобретений, ча кото-
рые ранее выданы авторские свидетельства, советские, досоветские
в иностранные патенты, или .ранее, поданных заявок; оно не доляпю
быть опубликовано в отечественной и зарубежной литературе, в от-
четах научно-исследовательских и проектно-конструкторских учреж-
дений, в диссертациях и работах, принятых на конкурс. Вместе с
тем изобретение должно быть полезным, т, е целесообразным для
использования в народном хозяйстве. При этом полезность изобре-
тения определяется не только с' точки зрения его немедленною
использования, но и возможности его использования в’ будущем,
после создания необходимых для этого условий
Авторство на изобретения в СССР охраняется зако-
ном и удостоверяется выдаваемыми в установленном порядке
авторскими свидетельствам и. Форма авторского сви-
детельства, утверждаемая Комитетом по делам изобретений и откры-
тки, является единой для всего Советского Союза. Изобретениями
могут быть признаны целиком новые конструкции — машины, меха-
низмы, аппараты, приборы или способы производства (технологиче-
ские процессы), а также частично измененные конструкции и усовер-
шенствования технологии, придающие новые свойства известным
конструкциям или технологическим процессам Если изобретение яв-
ляется усовершенствованием другого, основного и уже зарегистри-
рованного изобретения, без применения которого вновь предлагае-
мое изобретение не может, быть использовано, оно считается допол-
нительным. В случае, если со-дня выдачи основного авторского сви-
детельства или патента прошло более 15 лет, такое изобретение счц
тается самостоятельным.
Изобретение — это результат практического применении
человеком познанных им законов природы к нуждам техническою
развития и совершенствования материального производства. Поэто-
му всякая попытка создать конструкции, противоречащие закопав
природы, обречена на неудачу. Так нельзя создать так называемый
«вечный двигатель», поскольку это противоречит закону со-
хранения энергии.
Рационализаторские предложения
Рационализаторское предложение — это предли
жеиие по усовершенствованию применяемой техники (машин, стаи
ков, агрегатов, аппаратов, приборов, приспособлений, инструмента п
т. д.), выпускаемой продукции и технологии производства; способен
контроля, наблюдения и исследования. Рационализаторскими призпя
ются предложения, позволяющие повысить производительность T|)V
да, более эффективно использовать энергию, оборудование и маш
риалы.
К рационализаторским предложениям отнесены также и прел
ложепия по- технике безопасности и охране труда [9]. Каждое ри-
ционализаторское предложение — это результат технического типр
чества трудящегося, хотя н не. обладающий существенной новизии!)
Поэтому предложения по простому перенесению опыта, без техпи'1'i
ских изменений и усовершенствований, не считаются рационализа-
торскими.
Другим видом рационализаторских предложений являются
предложения по улучшению организации рабо-
ты и управления хозяйством (упорядочение штатов и струк-
туры управления, упрощение или улучшение учета и отчетности, до-
кументации, снабжения, сбыта и т. д.). Однако на эти предложения
действие положения об открытиях, изобретениях и рационализатор-
ских предложениях не распространяется. Не распространяется дей-
ствие положения также и на рационализаторские предложения
инженерно-технических работников научно-исследовательских, про-
ектных, п конструкторских организаций, относящиеся к разраба-
тываемым проектам, конструкциям и технологическим процессам,
выполняемым в порядке служебного задания.
Авторство на рационализаторские предложе-
в и я в СССР охраняется законом и удостоверяется выдаваемыми
в установленном порядке удостоверениями, форма которых
утверждена Комитетом по делам изобретений н открытий единой
для всего Советского Союза,
5. ОРГАНИЗАЦИЯ ИЗОБРЕТАТЕЛЬСТВА
И РАЦИОНАЛИЗАТОРСКОЙ РАБОТЫ
Комитет по делам изобретений и открытий
при Совете Министров СССР
Общее руководство изобретательством и рационализацией в
СССР осуществляет Комитет по делам изобретений
и открытий п р и Совете -Министров СССР. Всю рабо-
ту по развитию массового изобретательства и рационализации Ко-
митет проводит при участии Всесо'юзного общества изо-
бретателей и рационализаторов [9].
Главнейшие задачи комитета: а) руководство делом раз-
вития изобретательства и внедрения в народное хозяйство изобрете-
ний и открытий; б) контроль за деятельностью министерств, ве-
домств, совнархозов в области внедрения в народное хозяйство изо-
бретений и открытий; в) охрана государственных интересов в обла-
сти изобретений В открытий, принадлежащих СССР; г) содействие
изобретателям и защита их авторских прав; д) организация экспер-
тизы материалов по изобретениям; е) выдача авторских свидетельств
п патентов.
Комитету предоставлено право: а) рекомендовать министер-
ствам, ведомствам и совнархозам изобретения и открытия, признан-
ные полезными, для разработки и внедрения в производство; б) ин-
спектировать деятельность министерств, ведомств а совнархозов в
области изобретательства, а также проверять состояние дела изобре-
тательства на предприятиях и в организациях, в) поручать мини-
стерствам, ведомствам и совнархозам проведение экспертизы изобре-
тений на их полезность с представлением заключений по ним, а так-
же направлять министерствам, ведомства>м, совнархозам получаемые
Комитетом заявочные материалы о рационализаторских предложе-
ниях для рассмотрения и внедрения их в производство; г) привле-
кать из министерств, ведомств и совнархозов, по согласованию с
ними, специалистов .для проведения экспертизы изобретений н от-
крытий на их полезность и новизну, а в отдельных случаях —
экспертизы в связи с жалобами изобретателей; д) назначать в необ-
ходимых случаях экспертов из числа ведущих специалистов для
экспертизы изобретений и открытий, .имеющих особо важное народ-
нохозяйственное значение; е) издавать «Бюллетень изобре-
те и и й», брошюры с описанием изобретений, ииформ-ацнонпо-биб-
лиографические сборники иностранных патентов, указатели отечест-
венных изобретении и другую литературу по вопросам изобретатель-
ства; ж) участвовать в установленном порядке в международных
организациях, совещаниях, конференциях но вопросам изобрета-
тельства
Постановлением Совета Министров СССР от 24 апреля 1959 г.
Хи 435 Комитету предоставлено право издавать для министерств,
ведомств, совнархозов, исполкомов Советов депутатов трудящихся,
предприятий, организаций обязательные указания и разъяснения по
применению Положения об открытиях, изобретениях и рационалнза-
торских предложениях и Инструкция о вознаграждении за огкры*
тия, • изобретения и рационализаторские предложения. Комитету
предоставлено также право привлекать в случае необходимости для
временной работы в Комитете на срок, установленный действующим
законодательством, изобретателей, работников науки и техники с со
хранением за ними заработной платы по месту постоянной работы
в целях обеспечения своевременного и наиболее полного внедрения
изобретений в народное хозяйство.
Издаваемый Комитетом «Бюллетень изобретений» не
чатает сообщения о выданных авторских свидетельствах и патентах
на изобретения, публикует решения Комитета по принципиальным
вопросам дальнейшего улучшения изобретательской работы, реше-
ния экспертного совета по вопросам методики изобретательского
дела, а также решения по жалобам изобретателей В «Бюллетене»
освещаются вопросы изобретательского права, и даются правовые
консультации для изобретателей; публикуются статьи по вопросам
развития изобретательства в нашей стране; освещается опыт изобре-
тательской работы в совнархозах, научно-исследовательских инсти-
тутах, на предприятиях.
Отдел по изобретательству и рационализации
совнархоза
Отдел по изобретательству и рационализации
совнархоза образован в техническом управлении для opr;iiin
зации и выполнения работ в области изобретательства и рацион!»
лизании на предприятиях и в учреждениях, подведомственных сон
нархоэу. Отдел пс. изобретательству и рационализации совнарком
осуществляет руководство работой по изобретательству и рациоип
Ливадии; контроль за работой отраслевых управлений, трестов, iijieii*
приятнЙ, организаций н учреждений; направляет деятельность »гш
‘бретателей и рационализаторов путем обеспечения разработки и
издания темников, в том числе темников по общеотраслевым вопросам;
организует и проводит общественные смотры, конкурсы и другие меро-
приятия по развитию массового изобретательского творчества тру-
дящихся; оказывает изобретателям содействие в разработке и вне-
дрении их предложений, организует экспертизы на полезность изо-
бретений и открытий, направляемых в совнархоз Комитетом
Отдел по изобретательству совнархоза определяет совместно
с отраслевыми управлениями практическую ценность предложений,
поступающих непосредственно в совнархоз, и обеспечивает своевре
меинбе и правильное установление и выплату авторского вознаграж
деиия в соответствии с инструкцией При использовании предложе-
ния несколькими совнархозами собирает данные об использовании
предложения, обеспечивает выплату авторского вознаграждения,
рассматривает жалобы изобретателей и рационализаторов по вопро-
сам внедрения их предложений, выплаты авторского вознагражде-
ния. предоставления льгот и жалобы на недостатки в изобретатель-
ской -работе. Организует и проводит технические и правовые кон-
сультации для изобретателей и рационализаторов 'Рассматривает
опыт передовых предприятий и организует консультации работников
предприятий по этим вопросам. Представляет руководству техниче-
ского управления совнархоза предложения о целесообразности
использования изобретений и рационализаторских предложений на
предприятиях экономического района. Подготовляет предложения о
порядке использования наиболее ценных (требующих для их вне-
дрения больших капиталовложений) изобретений и рационализатор-
ских предложений на рассмотрение технико-экономического совета
совнархоза.
Бюро (отделы) по изобретательству и рационализации
На предприятиях руководство массовым изобретательством и
рационализацией осуществляется обычно главным инженером через
бюро (отдел) по изобретательству и рационализации (БРИЗ) От-
делы по изобретательству и рационализации создаются только на
крупных предприятиях
На небольших предприятиях вся работа по массовой рациона-
лизации п изобретательству выполняется отдельными инженерно-
техническими работниками, освобожденными или не освобожденными
от выполнения других обязанностей. БРИЗ (отдел) возглавляется
начальником, который по своим правам приравнивается к начальни-
кам основных цехов и отделов завода. Численность персонала БРИЗ
(отделов) устанавливается в пределах штата, утвержденного для
предприятия. Например,- совнархоз' Свердловского экономического
района рекомендует следующий штат освобожденных работников по
изобретательству и рационализации иа промышленных предприятиях
(см. таблицу).
На БРИЗ (отдел) возложены следующие обязанности;
а) разработка совместно с профсоюзными органами перспективных
и текущих тематических планов по изобретательству и рациойали-
щции в целях направления творческой инициативы трудящихся на
Цисло работающих на предприятии Штат работников по изобретательству
До 500 человек Свыше 500 до 1500 человек Свыше 1500 до 3000 человек Свыше 3000 человек Один инженер по совместительству с освобождением от основной работы на 4 часа ежедневно Один освобожденный инжевер Одни освобожденный инженер и одни тех- нический работник БР143 в составе от 3 до 8 человек инже- нерно-технических работников
успешное решение задач технического прогресса; б) всемерное рас-
ширение рядов изобретателей и рационализаторов, разъяснение зна-
чения изобретательства и рационализации для дальнейшего роста
производительности труда, в) организация сбора, рассмотрения, раз-
работки, испытания и экспертизы предложений; г) контроль :ы
внедрением в производство принятых предложений; д) помощь
изобретателям и рационализаторам в разработке и оформлении
предложений, организация технических консультаций, оформлении
заявок па изобретения и т, ,п.; е) помощь плановому отделу заводь
в определении эффективности внедряемых предложений, ж) публи-
кация сведений о внедренных предложениях с указанием их эффгк
тивности, з) издание информационных материалов по изобретатель1
ству и рационализации; и) пропаганда достижении лучших изобрс
тателей и рационализаторов и методов их работы через печать, ра-
дио, кино, телевидение н т, д; к) организация работы по повышь
нию квалификации работников по изобретательству и рационали-
зации; л) учет и отчетность по изобретательству и рационализации
и анализ рационализаторской деятельности трудящихся на прел
приятии
Организация массовой рационализации и изобретательства, осу
ществляемая БРИЗ, основана на вовлечении трудящихся в активную
рационализаторскую и изобретательскую деятельность, накравши
Ную на повышение организационно-технического уройня производи i
иа, на широкое обобщение и распространение передового опт и
Это достигается путем организации комплексных бригад, обшесткгн
них бюро технического творчества (ОКБ, ОТЕ и других форм) и
направлением их деятельности на решение насущных производстись
ных задач. Работа БРИЗ должна способствовать успешному выши
пению и перевыполнению государственных" планов.
Цеховые уполномоченные БРИЗ
Работа по организации массовой рационализации в цехах и (и
делах предприятий осуществляется цеховыми уполномочен
иымн по изобретательству, назначаемыми из числа ин-
женерно-технических работников приказом по предприятию.
В крупных цехах имеются инженеры по изобретательству, освобожден-
ные ! от других обязанностей. Административно цеховые уполномо-
чепйые подчинены начальникам цехов и отделов, а все организаци-
онно-методические указания получают от БРИЗ Независимо от
того, являются цеховые уполномоченные освобожденными или не-
освобожденными работниками, они служат представителями цехо-
вой>адмнннстрации по организации рационализаторской и изобрета-
тельской деятельности 'трудящихся цехов и отделов, и, следователь-
!Ю, их деятельность носит характер служебной, а нс общественной
работы.
На многих предприятиях администрация ежедневно освобождает
уполномоченных на 2—4 часа от основной работы для выполнения.'
заданий по изобретательству.
Назначение цеховых уполномоченных не снимает с начальников
цехов, отделов, участков и с мастеров отвезственпости за состоя-
ние рационализаторской работы в руководимых ими коллективах.
Сметы затрат на изобретательства
и рационализацию
Расходы министерств, ведомств, совнархозов, государственных1,
кооперативных и общественных предприятий и организаций по изо-
бретательству’ и рационализации производятся по специально состав-
ленным для этого сметам, которые включаются в финансовые планы
предприятий ц организаций.
В сметах затрат на изобретательство и рацио-
нализацию предусматриваются.
а) расходы на выплату вознаграждения авторам изобретений н
рационализаторских предложений;
б) расходы на Изготовление моделей и образцов по изобретем
паям и рационализаторским предложениям, иа испытание их; на-’
создание и содержание экспериментальных баз,
. в) затраты, связанные с участием авторов, консультантов, кон-
структоров, проектировщиков и технологов в разработке техни.че--
ской документации, испытании моделей и образцов по предложе-
ниям;
г) затраты на оплату работ по экспертизе, организации консуль-
таций, выставок, смотров и крнкурсов по изобретательству;
д) расходы на издание сборников по обмену опытом;
е) расходы на выплату премий по конкурсам и смотрам;
ж) расходы ria премирование за содействие реализации изобре-
тши и рационализаторских предложений в размере 35% от сум-
мы вознаграждения, выплаченного предприятием (организацией)
авторам по результатам внедрения изобретений и рационализатор-
ских предложений;
з) расходы на проведение организационных и массовых меро-
приятий по изобретательской работе,
Расходы министерств, ведомств и совнархозов по изобрете-
ниям и рационализаторским предложениям, имеющим народнохозяй—
1Г>"-
ственное и отраслевое значение, производятся за счет бюджетных
ассигнований по особой смете этих организаций. На предприятиях
и в организациях, подведомственных местным Советам депутатов
трудящихся и состоящих иа местном бюджете, расходы по изобре-
тениям и рационализаторским предложениям производятся за счет
ассигнований из местного бюджета Расходы по изобретениям и ра-
ционализаторским предложениям кооперативных п общественных
организаций производятся по сметам этих организаций Расходы
предприятий и организаций, .состоящих на хозяйственном расчете, по
изобретениям и рационализаторским предложениям, имеющим про-
изводственное значение для данного предприятия или организации,
предусматриваются в сметах производства, а хозяйственными орга-
низациями •— в обших сметах. В организациях и учреждениях, фи-
нансируемых из средств госбюджета, расходы по изобретениям и
рационализаторским предложениям, имеющим значение для данно-
го учреждения пли организации, производятся за счет специальных
ассигнований по сметах! этих организаций и учреждений
Финансирование внедрения рационализаторских предложений и
изобретений может осуществляться не только за счет сметы ii-i
изобретательство и рационализацию, но и за счет других источни-
ков' а) сметы капитального строительства,—по предложениям, на
сающймся капитального строительства, или .по предложениям, вызы
вающим капитальное строительство, б) сметы капитальных ремою
тов, •—предложения по модернизации действующего оборудовашг!
капитального порядка, за счет амортизационного фонда на капп
тальные ремонты, в) сметы текущих ремонтов,— по предложениям
по модернизации действующего оборудования не капитального порЯЛ
ка, проводимой за счет оборотных средств предприятия, г) кредиты
государственного банка на внедрение новой техники (краткосрочны"
кредиты). д) государственный бюджет,— по предложениям, имею
щим народнохозяйственное значение
Всесоюзное общество изобретателей и рационализаторов
Всесоюзное общество изобре!ателеи и рации
нализаторов (ВОИР) — массовая организация, основашкш
па началах добровольного индивидуального членства трудящихе,!
принимающих участие в изобретательстве или рационализации пли
содействующих внедрению изобретений и рационализаторских upci
ложвВИЙ.,
Задачи общества 1) широкая популяризация и неуклпп
нос проведение в жизнь директив Коммунистической n.i|i
тип. Советского Союза, Советского правительства и постанов-и‘пп11
ВЦСПС по вопросам изобретательства и рационализации; 2) пк
верное развитие массового движения изобретателей и рационалпи
торов, содействие дальнейшему мощному подъему всех отрае;ь и
народного хозяйства, совершенствованию Техники, технологии в
организации производства, максимальному использованию рс-ич'
вов роста производительном й труда и снижения себестоимю > <
выпускаемой продукции; 3) обеспечение общественного xoiiipni
за разработкой, внедрением, распространением изобретений'и рани"
нализаторскйх предложений; 4) оказание помощи язобретатм •
н рационализаторам членам общества—в рассмотрении п вне-
дрении предложений путем организации консультаций, в пр-ивлече-
н'кн хозяйственных и других организаций к разработке чертежей и
проведении опытных я исследовательских работ .по принятым пред-
ложениям; 5) осуществление общественного контроля за правиль-
ностью определения экономического эффекта и начисления возна-
граждения авторам за принятые и внедренные предложения-
Высшим органом общества является Всесоюзный съезд
общества В период между съездами деятельностью общества руко-
водит Центральный совет ВОИР, а повседневной деятельностью об
щества — Президиум Центрального совета. Центральный совет ра-
ботает под руководством ВЦСПС. В республиках, краях и областях
создаются республиканские, краевые и областные советы общества,
которые для руководства повседневной работой избирают президиумы;
Первичные организации создаются из членов обще-
ства, работающих па предприятиях промышленности, транспорта,
строительства, в совхозах, лесхозах, Ml С, РТС,, иа специализиро-
ванных сельскохозяйственных станциях, в научшънсследовательских
и проектных институтах, учебных заведениях ч школах трудовых
резервов.
Высшим органом первичной организации является общее србр_а;
ние илн конференция членов, общества, которые для ведения теку-
щей работы избирают Цове'т общества
На крупных предприятиях по согласованию с профсоюзным ко-
митетом могут создаваться цеховые организации общества. Советы
первичных организаций ВОИР работают под руководством проф-
союзной организации
Задачи первичной организации общества- 1) мобилизация
творческой активности и инициативы членов общества на борьбу за
дальнейший технический прогресс, повышение производительности
груда и выполнение производственных планов -предприят.ий; 2) про-’
ведение совместно с администрацией и техническими совегами-пред
приятий смотров й конкурсов изобретательской н рационализатор-
ской работы, 3) оказание помощи изобретателям, рационализато-
рам, новаторам в разработке поданных предложений, составление
перспективной тематики, контроль за внедрением принятых изобре-
тений и рационализаторских предложений; 4) широкая популяриза-
ция изобретений и рационализаторских предложений членов об-
щества, дающих экономический эффект и совершенствующих техии;
ку производства; 5) содействие членам общества в повышении их
идейно-политического и технического уровня, а также производст-
венной квалификации, 6) защита правовых интересов членов обще-
ства; 7) вовлечение в общество новых членов из числа изобрета-
телей, рационализаторов и новаторов производства.
Средства первичной организации общества
составляются из вступительных и членских взносов членов общества
и отчислений от государственных н кооперативных предприятий, об-
щественных и хозяйственных организаций.
Член общества имеет право: участвовать с правой
решающего голоса в собраниях и конференциях общества; избирать
и быть избранным во -все руководящие органы па конференции и
съезды общества; получать техническую и правовую помощь по во-
тавосам изобретательства и рационализации; пользоваться домами
изобретателя и рационализатора, библиотеками и другими научно-
техническими учреждениями общества, публиковать в изданиях об-
щества своп работы н предложения, лично участвовать в обсужде-
нии его деятельности на советах и собраниях общества
Член общества обязан: принимать активное участие и
работе общества и всемерно содействовать поднятию его роли в осу-
ществлении задач, стоящих перед обществом; повышать свой куль-
турно-технический уровень и производственную квалификацию,
овладевать техникой своего дела и передовыми методами труда и
активно участвовать в социалистическом соревновании, своевременно
вносить членские взносы. Общество издает журнал «Изобретатель и
рационализатор»—орган Центрального совета ВОИР.
Огромные массы трудящихся проявили живой интерес к общее г
,ву изобретателей и рационализаторов. За короткий срок было с<и
.дано свы1ве 35 тысяч первичных организаций, и в члены общестки
вступило более 1 миллиона 300 тысяч трудящихся.
Изобретатели и рационализаторы, включившись в соревноваине
за создание фонда имени семилетки, обязались внести в него изо
сбретений и рационализаторских предложений на сумму не мсиго
,10 млрд. руб.
Комиссия по массовому рабочему изобретательству
и рационализации
Для широкого привлечения рабочих, инженерно-технических ри
ботников и служащих к участию в изобретательстве и рационали:|ц
ции, в целях создания необходимых условий работы рациопалп;! >
торов, а также для обеспечения своевременного внедрения изобрен1
1НИЙ, технических усовершенствований и рационализаторских предли
женин решением Президиума ВЦСПС предлагается при фабричпи
заводских и цеховых комитетах с числом работающих более 500 мс
ловек организовать комиссии по массовому рабочем;
изобретательству и рационализации в количестве от 3 ди ,<
человек в зависимости от числа работающих. Комиссии избираюи'и
открытым голосованием на производственной конференции [101
ВЦСПС указал центральным, областным, фабричпо-заволскнм
комитетам и советам профсоюзов на необходимость всемерно пил
держивать творческую инициативу изобретателей и рационалиашп
ров, оказывать им помощь в разработке и внедрении предложений
регулярно созывать конференции и собрания по рационализации и
изобретательству, проводить лекции и доклады о новейших дотщ
жениях науки и техники, организовывать обмен опытом по нзоброin
тельству и рационализации. Профсоюзные комитеты обязаны <и >
ществлять постоянный контроль за проведением в жизнь npiliniin-
на предприятиях рационализаторских предложений и изобретении
вести решительную борьбу против бюрократизма- и волокиты при
рассмотрении и внедрении предложений,
Увязка планов работ БРИЗ с мероприятиями, намечаемыми 1и>
миссией , в значительной степени способствует улучшению постиiii>ii>h>
и организации всей массовой работы по рационализации .на npi'i
приятии и в его цехах.
Научно-техническое общество машиностроителей
На машиностроительных предприятиях созданы отделения Н а-
у ч н о-т е х н и че с к о го общества машиностроитель-
згоД промышленности (НТОмашпром), объединяющего
инженерно-технических работников и новаторов производства. Отде-
ления НТОмашпро*! обязаны развивать и поддерживать инициати-
ву рабочих и инженерно-технических работников в разработке и
внедрении в производство предложений, направленных на дальней-
ший подъем производства и развитие техники, Отделения НТОмаш-
пром обязаны организовать массовую пропаганду отечественного и
зарубежного научного и процзводственно-техн.нческого опыта, изу-
чать и обобщать лучшие приемы работы передового производства,
оказывать рабочим, инженерам, техникам максимальное содействие
в повышении их научно-технических знаний.
Производственно-технический совет завода и цеха
На машиностроительных предприятиях и в крупных цехах соз-
даются производственно-технические советы На них рассматривают-
ся перспективные вопросы развития завода, проекты новых конструк-
ций изделий, вопросы внедрения крупных изобретений и технических
усовершенствований. На производственно-технических советах цехов
рассматриваются, предложения по внедрению прогрессивной техноло-
гии и новой техники, а также вопросы, связанные с распростране-
нием передового производственного оп^та.
Заводская комиссия по разработке плана
организационно-технических мероприятий
Рационализаторские предложения и изобретения являются одним
из важных источников формирования плана организационно-техниче-
ских мероприятий (оргтехплана). Оргтехплаи по своему сущест-
ву является планом использования внутренних резервов производ-
ства. Его основной задачей является обеспечение дальнейшего техни-
ческого прогресса и совершенствования производства в целях выпол-
нения заданий государственного плана [4].
Комплексные бригады по разработке и внедрению
рационализаторских предложений
Практика последних лет показывает, что при разработке слож
ных задач производства на предприятиях целесообразно создавать
комплексные бригады из рабочих и инженерно-технических работни-
ков различных специальностей, Состав комплексных бригад обуслов-
ливается характером задач, требующих своего разрешения. Каждый
член бригады разрабатывает отдельный, частный вопрос общей зада-
ча. Бригада после решения поставленной перед ней задачи занимает-
ся и внедрением предложенных мероприятий в производство
Преимуществом коллективной работы в сравнении с индивиду-
альной разработкой задачи отдельными авторами является то, что
авторский коллектив справляется с поставленной задачей в более
короткие сроки, а результат разработки имеет несравнимо более вы-
сокую эффективность.
Общественные конструкторские и технологические бюро
»
Забота о скорейшем построении материально-технической базы
коммунизма проявилась в новом общественном почине строи-
телей коммунизма На заводах Урала возникли л получили широкое
распространение по всей стране общественные конструкторские и
технологические бюро, а также общественные бюро экономического
анализа. Общественное бюро —это самодеятельная группа инжене-
ров, техников, рабочих, оказывающая в свободное от работы время
помощь производству своим творческим трудом, помощь рационали-
заторам и изобретателям в конструкторской и’ технологической раз-
работке их предложений Общественные бюро проводят исследови-
иия по предложениям, требующим экспериментальных работ, ока-
зывают помощь сельским механизаторам в разработке проектом
для нужд сельского хозяйства в подшефных районах.
Общественные бюро работают по квартальным планам. Прн со
ставлепии плана работы руководители общественных бюро вклю
чают в чего наиболее интересные и перспективные предложения из
плана-графика заводского отдела изобретательства. Общественные
конструкторы сами решают, кто из них будет разрабатывать то или
иное предложение и в какие сроки. Для разработки предложении
общественные конструкторы и технологи остаются после работы пли
приходят на завод до начала работы Администрация предприятии
уделяет большое внимание работе общественных бюро, предостап
ляет помещение для работы, обеспечивает консультациями со сто
роны главных специалистов, снабжает чертежными принадлежи"
стями и чертежной бумагой. Заводский совет ВОИР подбирает нс
обходимую техническую литературу. У каждого общественного бюро
есть свой лицевой счет, в который отдел изобретательства заводи
вносит результаты, полученные п-р.и внедрении в производство прел
ложеиия, разработа-нного членами общественного бюро.
На крупных предприятиях для руководства работой обществен
ных бюро создается заводский совет общественных бюро, иэбирлг
мый ла общем собрании актива общественных бюро сроком па один
год и утверждаемый заводским комитетом профсоюза.
Направляет работу общественных бюро заводский совет Всоси
юзного общества изобретателей и рационализаторов. Планы работы
совета общественных бюро рассматриваются на заседании презяди
ума заводского совета ВОИР, тде руководитель совета обществен
ных бюро отчитывается о проделанной работе ежеквартально. Об-
щественные конструкторские и технологические бюро показали, чп«
творческая смекалка рабочего в сочетании с техническими знании
ми инженера и техника может творить чудеса. Уже сейчас в Сверл
ловской области создано свыше 1000 общественных бюро, которые
активно содействуют созданию материально-технической базы ком
мунизма.
Экспериментальная мастерская рационализатора
и изобретателя
Программа КПСС требует решительного подъема эксперимен-
тальных работ, в том числе непосредственно на производстве
Разработка образцов и моделей в экспериментальных мастерских
и бригадах во многом способствует нахождению более быстрого
н правильного решения при создании новых машин, механизмов,
приборов, позволяет своевременно подметить их недостатки, а также
ускорить реализацию предложений
Следует, однако, сказать,-Что изготовление образцов ие всегда
посильно экспериментальным" мастерским и бригадам, поэтому слож-
ные образцы изготовляются обычно производственными цехами
предприятия и включаются в их производственные планы.
• Обмен опытом и техническая информация
Большую роль в распространении научно-технических достиже-
ний и опыта новаторов производства играет Институт научной
И технической информации Академии наук СССР, который ’издает
брошюры ’по обмену опытом. Некоторые областные Дома техники,
например Ленинградский, а также различные издательства, ЦБТИ
СНХ выпускают листовки и брошюры по обмену опытом.
Методы пропаганды передового опыта, изобретений и техниче-
ских достижений новаторов производства чрезвычайно разно-
образны.
Производственные совещания, технические конференции, совеща-
ния передовиков производства, конкурсы и смотры рационализатор
ской деятельности, лекции, консультации, производственные экскур-
сии, командировки на родственные, предприятия для обмена опытом,
издание листовок по обмену опытом, наглядная агитация являются
распространенными формами технической про и ананды
Центром технической пропаганды на предприятии являются тех-
нические кабинеты. В них сосредоточиваются новинки тех-
нической литературы, организуются выставки и витрины, позволяю
шаге ознакомиться с достижениями новаторов производства. Работа
технического кабинета тесно увязывается с деятельностью общест-
венных организаций и технических служб предприятия При таком
кабинете создается актив из передовиков производства, рабочих
и инженерно-технических работников Основное внимание в работе-
техннческого кабинета уделяется распространению передового
опыта.
С этой целью используются печать, радио, проводятся сове-
щания по профессиям, технические совещания, На которых передо-
вики производства рассказывают о методах высокопроизводительной
работы с практическим их показом на рабочем месте. Через техни-
ческие кабинеты широко распространяются технико-информационные
материалы, что способствует внедрению в производство передового
опыта
Технические конференции, технические лекции н производи-
венно-техиические экскурсии организуются также через технические
кабинеты.
На больших предприятиях организуются цеховые технические
•кабинеты или уголки изобретателя Они пропагандирую г
идеи изобретательства и рационализации и проводят обмен опытом
между 'изобретателями и рационализаторами завода. Работа их увя-
зывается с решением злободневных задач предприятия. Они ведут
также работу с изобретателями по перспективным предложениям и
изобретениям. В инх создаются выставки достижений изобретателей
и рационализаторов. На выставке должны быть представлены моде-
ли. конструкции, инструменты и приспособления, изобретенные, мо-
дернизированные и усовершенствованные изобретателями и'рациона,
лизатор-ами завода
Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Ми-
нистров СССР издает «Бюллетень изобретений», в кого-
-ром публикуются краткие сведения об изобретениях, на которые
выданы авторские свидетельства Нужные знания о развитии технд
ки можно почерпнуть из технической литературы Для того
-чтобы легче было найти нужную книгу или статью в журнале, круп-
ные библиотеки выпускают указатели технической литературы, i'll-
сударствввная Публичная библиотека им. М Е Салтыкова-Щедрина
"периодически издает библиографические указатели «Воппосы
технического прогресса в СССР». Всесоюзная кнпж
ная палата выпускает еженедельный библиографический бюллетень
«Новые книги» Сведения об иностранных печатных источниках
приводятся в реферативных журналах, издаваемых Институтом
научной информации Академии наук СССР. Реферативные журналы
выпускаются по отраслям, в частности, выходит журнал «М а ш н
построение». Издается также большое количество отраслевые
технических журналов, среди них: «В е с т и и к машинострое
ния», «Приборостроение», «Ставки и и и с т р у м е н т»,
«Автомобильная промышленность», «Э л е к г р и
машиностроение», «Литейное производство», «Хи
-м и ,ч е с к о е м а ш и и о с т р о е в И е», «К V з н е ч н о - ш т а- м п о в о И
но епроизводство», «М е т а л л о в е д е н и е. в т е р м и ч е с к и и
обработка мета л. л о в», «М еханизация и автомат и
з а ц и я производства», «Сварочное про извод с i
во», «Тракторы и с.-х, машин ы», «М а ш и н о с т р о и т е л ь*
"Большую помощь оказывает изобретателям и рационализаторам Вс'г
союзная патентно-техническая библиотека.
Технические кабинеты или" кабинеты изобретателя на заводил,
если они не в состоянии выписать необходимые издания, могут iit’i
-служивать своих читателей, выписывая нужные книги и журнилм
из ближайшей крупной библиотеки по межбиблиотечному абоН’--
менту. Технические кабинеты и библиотеки производят подбор нуж
яой литературы по интересующей рационализатора и нзобрегатс-'Ш
теме.
6. ОФОРМЛЕНИЕ АВТОРСТВА НА ОТКРЫТИЕ
Заявка на выдачу диплома на открытие пили
«ется в Комитет по делам изобретений и открытий прн Совете Minim
стров СССР самими авторами, или их наследниками, или предврнп
тием (организацией), которому это поручено автором. Заявка долж
на относиться только к одному открытию и содержать заявление
о выдаче диплома иа открытие, а также чертежи, если они необхо-
димы В заявлении должны быть указаны' фамилия, имя и отчество
автора предлагаемого открытия, его адрес, место работы, граждан-
ство (для иностранцев), наименование предполагаемого открытия.
В описании должны содержаться предлагаемая формула открытия,
г. е. сжато, четко и исчерпывающе выражено существо обнаружен-
ных заявителем, неизвестных ранее объективно существующих за-
кономерностей, свойств или явлений материального мира, а также
теоретические или экспериментальные доказательства справедливо-
сти заявленных положений и сведений о том, когда п где впервые
они опубликованы [9].
Дата приоритета (первенства) устанавливается, на
основании предъявляемых, автором при. заявке заверенных государ-
ственной организацией документов, свидетельствующих о том, когда
впервые было сформулировано предложение, заявленное в качестве
открытия При оформлении заявки следует иметь в виду, что откры-
тия, сохранение которых в тайне требуется в интересах' государства,
являются секретными. Поэтому автор обязан принять все меры
к ограждению своего открытия от разглашения. Присвоение
авторства, принуждение к соавторству, разглашение без согласия
автора сущности открытия до подачи заявки преследуются за-
коном.
Принятая к рассмотрению заявка иа предполагаемое открытие
направляется Комитетом в зависимости от характера открытия в
Академию наук СССР, академии наук союзных республик или в дру-
гие академии и ведущие научно-исследовательские институты для
установления наличия открытия Перечисленные учреждения в трех-
месячпый срок представляют в Комитет заключение о иаличии-
сткрыгия (с изложением рекомендуемой формулы открытия) либо
об-отсутствии открытия. Комитет по делам изобретений и откры-
тий после получения положительного заключения по заявке на
открытие, по согласованию с автором, утверждает окончательную
формулу открытия, устанавливает дату приоритета, регистрирует
открытие а помещает публикацию об этом в «Бюллетене изобрете-
ний» и в соответствующем журнале Академии наук СССР.
Регистрация открытия может быть в течение года
опротестована государственными, кооперативными и общественными
предприятиями, организациями и учреждениями, а также отдельны-
ми лицами Споры по вопросу новизны открытия,
на которое выдан диплом, окончательно разрешаются Комитетом
по делам изобретений и открытий. Споры об авторстве на
открытия разрешаются судом.
В случае несогласия автора открытия с мотивировкой отказа
в выдаче диплома на открытие или с формулой открытия заявителе
может в месячный срок со дня получения решения или копий про-
тивопоставленных заявке материалов подать в Комитет по делам
изобретений и открытий мотивированное возражение,
которое "должно быть рассмотрено в месячный срок. Решение по
этим вопросам, принятое председателем Комитета или его замести-
телем, является окончательным [9]
7. ПОРЯДОК ОФОРМЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЙ
Заявка на изобретение
Порядок оформления прав на изобретения установлен «П о л о-
же и нем об о укрытиях, изобретениях и рационали-
заторских предложениях» [9J
Заявка иа предполагаемое изобретение подается в Komihci
ио делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР и
должна содержать заявление с описанием предполагаемого изобре-
тения К заявке прилагаются чертежи, если они необходимы Опи-
сание и чертежи представляются в 3 экземплярах
Авторство на изобретения в СССР охраняется зако
ном и удостоверяется выданным в установленном порядке автор-
ским свидетельством или патентом. Автор изобретения может но
своему выбору требовать либо признания только своего автоосгип,
в этом случае ему выдается авторское свидетельство,
либо признания за ним авторства и исключи тельного права на изо
бретение, в этом случае ему выдается патент. Поэтому в заявле-
нии указывается, что просит выдать изобретатель- авторское свиде-
тельство или патент. Заявка на выдачу авторского свидетельств л
подается самим автором или его наследниками, или предприятием
(организацией), которому это поручено автором. Заявка па выдачу
патента может быть сделана самим изобретателем или его пранп
преемником, но с указанием в заявлении действительного автора
В остальном оформление заявки на выдачу патента производи ira
в порядке, аналогичном оформлению заявки на авторское евкде
1 ельегво
Заявка должна относиться только к одному изобретению, в при
тивлом случае заявка не будет принята. В заявлении должны
быть указаны: фамилия, имя и отчество автора (авторов) прении
лгг-аемого изобретения, его адрес, место работы, гражданство (укл
зываегся для иностранцев), наименование предполагаемого пзог>(и'
тения, g также должно содержаться утверждение, что лицо (лиц»),
па которое испрашивается авторское свидетельство, действительно
является автором данного предложения (см форму 1) Следует об
решать особое внимание на своевременность о ф о р м л г
пня заяви и на изобретение. По Положению литературная nyf>
лпкация сущности изобретения, а также сведения о промышленной
его применении до оформления заявки могут быть причиной откан1
в выдаче авторского свидетельства. Кроме того, при запоздании*
с оформлением заявки не исключена возможность и плагиата, т i
присвоения авто-рства.
Все это требует немедленного оформления заяц к и
после того, как будет достигнуто принципиальное решение за дачи,
хотя результаты разработки и испытания промышленного обрнШи
еще неизвестны. Это необходимо и потому, что изобретение мшаш
оказаться секретным и иа опубликование его должно бы и
разрешение Комитета, следовательно, также требуем и
прежде всего, оформдтение заявки.
В прилагаемых к заявлению описании и чертежах с у щ п о г 11
предполагаемого изобретения должна быть нздниош •
йастолько точно, ясно и полно, чтобы была видна его новизна и на
основании этих документов можно было бьг осуществить изобрете-
ние.
Заявление и все три экземпляра описания и чертежей должны
быть подписаны автором (всеми соавторами), или наследниками,
или представителями автора, или правопреемниками автора в слу-
чае, когда испрашивается патент [9]
Авторские свидетельства выдаются только на имя
действительного автора изобретения. Поэтому при составлении за-
явки должны быть указаны все действительные соавторы изобрете-
ния. Умышленное или случайное иеуказание хотя бы одного из
действительных авторов изобретения делает заявку ложной, а ви:
новные в этом привлекаются к ответственности. Следует также
иметь в виду, что никакое произвольное изменение состава соавто.
ров по требованию заявителей после поступления заявки в Коми-
тет не допускается. Комитет по делам изобретении и открытий при
Совете Министров СССР может устанавливать дополнитель-
ные требования к оформлению заявки на изобретение. Если
заявка ие удовлетворит предъявляемым требованиям, Комитет по
делам изобретений и-открытий посылает в десятидневный срок за-
явителю письмо с предложением дополнить заявку недостающими
материалами. Для дополнения заявки заявителю предоставляется
месячный срок.
Все дополнения к заявке представляются заявителем
также в трех экземплярах.
Обращение изобретателя за технической' помощью к от-
дельным лицам или организациям при разработке я оформлении
предложения, а также проверка и испытание изобретения допуска-
ются и не являются оглашением изобретения Изобретения,, относя-
щиеся к обороне страны, и Другие изобретения, сохранение которых
в тайне требуется в интересах государства, признаются секрет-
ными. Разработка принятых к внедрению секретных изобретений
не может производиться в домашней обстановке, а производится в
специальном помещении, предоставляемом заинтересованным пред-
приятием (организацией).
По заявкам, принятым к рассмотрению, Комитет .по делам изо-
бретений и открытий выдает заявителю в десятидневный срок
справку о приеме заявки к рассмотрению, в кото-
рой указывается фамилия, имя и отчество автора, дата поступления
заявки и' название предполагаемого изобретения. Получение изобре-
тателем указанной справки свидетельствует о том, что заявка
оформлена правильно и принята к рассмотрению, но она не предре-
шает выдачу по заявленному изобретению авторского свидетельства
Справка имеет свой номер, и в случае переписки по данной заявке
изобретатель обязан ссылаться па номер справки.
Дата приоритета изобретения устанавливается со дня
поступления заявки в Комитет по делам изобретений и открытий.
При наличии спора дата приоригега устанавливается со дня подачи
'«явки ла почту или в иное государственное учреждение. Если
к заявке не было приложено описание или необходимые чертежи,
,1 также в случае, если эти документы не дают достаточного пред-
ставления о сущности предполагаемого изобретения, дата приорн-
Форма 1
В Комитет ио делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР
Адрес: г Москва. Центр» М. Черкасский пер , д 2/С>
1 . Фамилия имя и отчество автора_____________________________________
(имя и отчество указываются полностью)
2 Место работы _______________'________________________
(указывается полностью без сокращения)
3 . Должность____________________________________________________ _ ___
4 Образование 5 Ученая степень__________________________________________
6 . Гражданство________________________________ ____________________
7 Домашний адрес и j\° телефона _________ ____________________________
j
(в случае подачи заявки группой авторов, эти данные о каждом соавторе
указываются на отдельном листе)
‘ ЗАЯВ ЛЕНИ Е
„ шу
Представляя при этом нижеперечисленные документы» про------ выдать
с нм
---- авторское свидетельство (патент) па изобретение под названием: _____
нам
(краткое название без перечисления отличительных признаков изобретения)
п 10 я юсь .. м ом
Заявля .—• , что--- явля--------- действительны-- автор---- этого изо
ем мы емся ми амн
Сретения,
Мне -
----- известно, что разглашение существа данного изобретения впредь до ei о
Нам
опубликования не разрешается я переписка о нем ведется только с должностными
лицами.
В случае призвания Комитетом данного изобретения секретным обязу —>Ul
СМ1.Ч1
соблюдать все правила секретности, установленные Положением об открытиях
изобретениях и рационализаторских предложениях.
Название и адрес предприятия (учреждения), через которое следует Bicui
секретную переписку J_________________________________________________
_ „ ю
Переписку по данной заявке поруча--- вести гр.
ем
_____________:________________________по адресу*
Приложение
1. Описание изобретения на лист., в трех экземплярах
2. Чертежи на лист., в трех экземплярах.
Да та ----------------------— ----.---.------195 г.
П о д п ясь __________________
Порядок оформления изобретений 723
тета устанавливается со дня поступления необходимых дополнитель-
ных материалов.
Заявитель имеет право в течение месяца со дня принятия Ко-
митетом по делам изобретений и открытий дополнять и исправлять
представленное -нм описание « чертежи, не меняя заявку по сущест-
ву. При этом все дополнительные материалы также представляются
в трех экземплярах. Если дополнительные матер валы изменяют су-
щество первоначальной заявки, то они должны быть оформлены ав-
тором как самостоятельная заявка. Дата приоритета в этом случае
устанавливается со дня поступления в Комитет по делам изобрете-
ний й открытий дополнительных материалов
Заявки, принятые Комитетом по делам изобретений и открытий,
к рассмотрению, подвергаются исследованию иа наличие в предпо-
лагаемом изобретении существенной новизны и полезности.
Заключения о полезности предложений, их промышленной новизне,
целесообразности и порядке использования представляются по за-
просу Комитета по делам изобретений и открытий министерствами,
ведомствами, совнархозами, ийстятутами, предприятиями или лю-
бой другой государственной, кооперативной и общественной органи-
зацией не позднее чем в двухмесячный срок Комитет по делам;
изобретений' и открытий в случае необходимости может вызвать ав-
тора для участия в рассмотрении его заявки, В этом случае за ав-
тором сохраняется средняя заработная плата по месту работы и-
ему предоставляется предприятием или организацией, где он рабо-
тает, служебная командировка в установленном порядке за счет
средств, предусмотренных на расходы по изобретательству и рацио-
нализации, Эта льгота не может быть предоставлена заявителю,;
испрашивающему на предполагаемое изобретение патент.
Решение о выдаче или об отказе в выдаче заяви-
телю авторского свидетельства нли патента Коми-
тет по делам изобретений н открытий обязан направить не позднее
чем в чегы'рехмесячный срок со дня принятия заявки к рассмотре
нию, т, е со дня выдачи справки о принятии заявки к рассмотре-
нию,
В решении Комитета о выдаче авторского свидетельства или,
патента приводится формулировка предмета изобретения (формула
изобретения), а в решении об отказе в выдаче авторского свиде-
тельства— мотивировка отказа. Заявитель имеет право ознакомить-
ся со всеми материалами, на основании которых вынесено решение
Комитета по делам изобретений н открытий и сделаны выводы
экспертизы (кроме секретных и признанных Комитетом не подлежа-
щими опубликованию), а также требовать высылки ему копии
противопоставленных заявке патентных материалов. При этом все
противопоставленные материалы высылаются бесплатно для заяви*
теля, истребовавшего на предполагаемое изобретение авторское сви-
детельство, и за счет заявителя, истребовавшего патент. В случае
несогласия автора с мотивировкой отказа в выдаче авторского сви-
детельства (патента) нли с формулой изобретения заявитель может
и месячный срок со дня получения решения или копий противопо-
ставленных патентных материалов подать в Комитет по дедам изо-
бретений и открытий мотивированное возражение, ко-
торое. должно быть рассмотрено Комитетом в двухмесячный срок. Ре-
шение по этим вопросам, принятое председателем Комитета или его
заместителем, является окончательным.
После установления формулы изобретения Ко-
митет по делам изобретений и открытий .вносит изобретение в Го-
сударственный реестр изобретений СССР, производит
публикацию о выдаче авторского свидетельства в «Бюллетене изо-
бретений», издает описание изобретения и выдает автору а в I о р-
ское свидетельство или патент. В целях обеспечения
.государственных интересов Комитету предоставлено право отложить
публикацию или вовсе ие публиковать отдельные изобретения,
Оп-исанне изобретений не регламентируется, его изло-
жение может быть произвольным, важно лишь, чтобы в описании
-было полно и ясно изложено существо (техническое содержание)
изобретения, по которому можно было бы осуществить мзобрегепш',
Однако составление описания довольно сложно и удается далеко не
.всем изобретателям. Практика выработала следующую последони
гельность в описания изобретения.
1. Заголовок, или краткое наименование изобретения, ни
которому можно было бы судить о содержании изобретения н riu
назначении.
2. Вступительная (вводная) часть, где указывается, i< кл-
кой области техники относится изобретение, цель (техническая И
экономическая), .которуЕо преследует изобретение, известные автору
конструкции и способы, решающие аналогичную задачу, и их псцо
•статкн, которые устраняет предлагаемое изобретение, то eciu iti-i’
технические и экономические преимущества предлагаемого изобреп1
ния,
3 Техническое описание изобретения, т. е. опи-
сание существа изобретения. Здесь прежде всего перечисляются т-<-
отдельные составные части изобретении,
их устройства, взаимодействие отделй
ных частей со ссылкой па прилагаемнг
чертежи. Для этого на чертежах пеобхч
димо проставить обозначения всех сущи
ственных деталей конструкции В они
сании указываются все сведения, неоГыи
димые для полного уяснения конструи
ции и ее изготовления Если изобршг
чием являются технологические сиосоЛи
или производственные процессы, чо "
описании указываются состав исходип-
веществ, их процентное содержание, pi
жимы и другие условия для ид полу'и
вня, а также схемы выполнения укизии
ного способа,
краткая формула изобретении
т е, формулировка предмета изобретения, характеризующая utuuH
try. Формула изобретения имеет решающее значение, так как,.oupi’/ii
ляя новизну изобретения, опа вместе с тем определяет ц dOIiiui
прав, признанных за автором
4,’ 3 а к л ю ч е н и е. Здесь указываются данные о по лезши' i ft
предломсення, возможный экономический эффект от его приме1ПЧ1Ш<
Фиг 430 Водопроводный край.
За описанием следует
данные испытания или расчеты, обосновывающие предположения за-
явителя.
Описание должно быть отпечатано на машинке или четко напи-
сано от руки чернилами на листах писчей бумаги (формат 210Х
Х297 ли), с достаточными полями и интервалами между строчками
Если по описанию изобретения нельзя точно представить сущность
предложения, то к заявлению прилагаются чертежи [5, 10] Чер-
тежи выполняются тушью на плотной бумаге форматом 203X288 или
144X203 ли отдельно от описания. По краям чертежа оставля-
ются поля. Второй и третий экземпляры чертежей допускается пред-
ставлять в светокопии Количество чертежей не ограничивается.
Чертеж должен предельно ясио и четко- отображать сущность
изобретения. Выполняется он по правилам технического
черчения (см. главу IX) с некоторыми, однако, ис ключей и-
я м и: можно не соблюдать относительные масштабы отдельных
узлов я деталей, изображение их может быть уп-рощеяным и даже
схематичным. Чертежи не раскрашиваются. Части детали па чер-
теже, на которые делаются ссылки в описании, обозначаются геми
же цифрами или буквами, как и в описании Масштаб черте-
ж а должен быть достаточно крупным. Если изображение предмета
изобретения ие умещается на принятых формах, то следует "дать
упрощенную общую схему машины, а ее отдельные узлы и детали
представить на других чертежах. Рабочие чертежи к заяв-
ке пе прилагаются, так как они лишь затрудняют работу эксперта.
Для оценки промышленной полезности предложения при экспертизе
к заявке могут быть приложены: заключения различных' организа-
ций и специалистов по существу изобретения; акты испытаний
и пр , а также расчеты экономической эффективности предложения.
Все эти документы должны быть заверены.
Для примера приведем описание водопроводного крана, изобра-
женного на фиг 430, заимствованное из книги А. И. Иерусалимского
«Графическая грамота рабочего-изобретателя».
Описание водопроводного крана с винтовым запарным шпинделем
ВСТУПИТЕЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Известны такие водопроводные краны с винтовым запорным шпинделем, в
которых уплотняющая шайба установлена свободно. Недостаток таких кранов
состоит в том. что при запирании крана шайба смещается, вследствие чего не
достигается плотное закрывание Предлагаемая же конструкция крана имеет
целью устранить смещение уплотняющей шайбы н получить плотное его запи-
рание- Это достигается по настоящему изобретению применением на винтовом
запорном шпинделе особого наконечника
ТЕХНИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ
На -чертеже (фиг. 430) кран изображен а разрезе и показан в закрытом
положении. Уплотняющая шайба 2 установлена под винтовым запорным шпин-
делем -3 свободно, вследствие чего при вывинчиваний шпинделя она подии
мается вверх исключительно от давления воды, а к седлу прижимается шпин-
делем. пои ввинчивании его Запорный шпиндель снабжен конусным иаконеч*
инком I. который проходит через отверстие-4 в уплотняющей шайбе. Этот
наконечник не дает шайбе смещаться, чем обеспечивается плотное; запирание
крана. • ।
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Водопроводный кран с винтовым аа-порным шпинделем, несущий тарельча-
тый клапан, и со свободной уплотняющей шайбой, отличающейся тек,
что в целях устранения боковых смещений уплотняющей шайбы винтовой за-
порный шпиндель снабжен наконечником, проходящим в отверстие шайбы
Заголовок или название изобретения должно быть настолько
полным, чтобы по нему можно было определить, к какой области
техники оно относится. В приведенном примере было бы неправиль-
но наименовать изобретение одним словом «Кран». Это внесло бы
неясность, гак как краны могут быть разные- подъемные и запорные.
Название «Водопроводный кран» устраняет эту неясность и указы-
вает, что изобретение относится к водопроводным кранам. Но и во-
допроводные краны могут быть разного устройства Изобретение от-
носится не ко всем вообще водопроводным кранам, а только к оп-
ределенному типу их. именно к кранам «с винтовым запорным uinitji-
делем». Поэтому этот признак тоже отмечен в названии. Однако
приведенное название можно еше более уточнить добавлением слои
«с винтовым шпинделем и тарельчатым клапаном», так как изобрс
теане не касается кранов, имеющих тоже винтовой шпиндель, и»
другого устройства, например шаровых.
Если изобретение является новым вариантом другого изобрете-
ния, на которое было утке раньше получено авторское свидетельстпч,
то в названии делается ссылка на это свидетельство. Например
«Видоизменение ледорезного аппарата по авторскому свидетельстиу
№ 5345».
Главное назначение вводной или вступительной части замш
чается в указании цели и смысла изобретения Для того чтобы вкрн
вить с достаточной ясностью и убедительностью смысл изобретении,
надо начинать описание с указания на существующие уже конструц
пни подобного же рода (см. в приведенном примере «Известны in-
кие водопроводные краны..,»), затем отмечаются их недостатки или
Неудобства («Недостаток таких кранов состоит в том, что...»). Поели
этого переходят к цели изобретения, направленной к устранении!
упомянутых недостатков («Предлагаемая же конструкция крана пар
ет целью устранить...» и т. д.). Составленная таким образом her.
пительиая часть не только помогает оценить значение изобретении,
ио до некоторой степени рекомендует и самого изобретателя, иоцп
зывая, что он детально изучил и проанализировал существую! и Ив
конструкции.
Техническое описание можно подразделить на две части- bHii'Ih
ле объясняется чертеж, устройство и действие механизма, a ainr’i
говорится о новшествах, введенных изобретателем, в которых и т-
ключается оригинальность конструкции, ее отличие от других. Они
сан-ие обязательно сопровождается ссылками на чертеж, для этого >
каждому наименованию детали добавляется цифра, которой обо-ши
чена эта деталь на чертеже. Описания, составленные без цифроны'
ссылок на чертеж, неудовлетворительны, так как при более или м,
нее,.сложной конструкции в них совершенно невозможно разобран»«
Йа самом чертеже не следует обозначать цифрами такие допим
которые не. .упоминаются в описании. Отсюда вытекает, прана.с-
цифры на чертеже не следует проставлять 'заранее, до сосиaujioin-»
Порядок оформления изобретений 727
описания, гак как только при составлении описания можно выяснить,
какие детали надо упомянуть для объяснения устройства и действия
механизма.
В формуле изобретения автор должен указать, чго именно счи-
тает он новым в данной конструкции, отличающим ее от других
подобных, и иа что желал бы он закрепить свои авторские права.
Так, в приведенном примере изобретатель не может, конечно, пре-
тендовать на призианйе за ним авторства на любой водопроводный
крап, а только на крап определенного типа, отличающейся какими-
то особенностями. Именно эти отличительные особенности конструк-
ции и являются предметом патента или авторского свидетельства.
Содержание формулы изобретения распадается на две части,
разделенные словом «отличающийся». В первой части помещается
собственно подробное лвнмеповап-ие изобретения («Водопроводный
края с винтовым запорным шпинделем, несущий тарельчатый клапан,
и со свободной уплотняющей шайбой...»). Эта часть определяет толь-
ко место изобретения в технике ц не содержит никаких признаков
новизны. Вторая часть начинается, со слов «отличающимся». Уже по
самому смыслу этого слова ясно, что за ним должно последовать
перечисление отличительных конструктивных особенностей'изобрете-
ния, составляющих его новизну и оригинальность («...отличающийся
тем, что в целях устранения боковых смещений уплотняющей шай-
бы винтовой запорный шпиндель снабжен наконечником, проходя-
щим в отверстие шайбы»). Если изобретение заключается в несколь-
ких новых деталях или в нескольких усовершенствованиях конструк-
ции, то и формула изобретения разбивается на несколько пунктов.
Например, формулу на усовершенствование жаротрубн'ого котла,
где имеются два отличия от других козлов, можно было бы изло-
жить так;
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1 Паровой котел с жаровыми трубами, отличающийся тем. что оя снаб-
жен у конца топочной' решетки, в стенках жаровой трубы и котла, отверстия-
ми, в которые вставлен штуцер для удаления золы.
2 .’ Форма выполнения описанного в п. f котла, отличающаяся тем,
чю в случае применения механической цепной решетки последняя пропущена
через штуцер с огибанием котла снизу.
Размеры и материал деталей не охраняются авторским свиде-
тельством, поэтому не должны быть упоминаемы в формуле изо-
бретения. Например, было бы неправильно написать; «Винтовой
шпиндель 3, снабженный железным наконечником 1 длиной 15 мм
к диаметром 6 мм» Такое изложение сузило бы авторские права изо-
бретателя. Патент или авторское свидетельство легко было бы обой-
гп, для чего достаточно сделать наколенник не железным, а, напри-
мер, медным, или придать ему другие размеры.
Авторское свидетельство
Авторское свидетельство охраняет право авторства изобретателя
ни сделанное им изобретение, а право использования изобретения
принадлежит государству, которое берет на себя заботу о реализа-
ции изобретения, Реализация предложений производится
через государственные предприятия и организации Кооперативные
и общественные организации н-а равных правах с государственными
органами используют изобретения, относящиеся к кругу их ведения.
Авторское свидетельство как новая, советская фор-
ма охраны прав изобретателя впервые осуществлена законодательно
в «Положении об изобретениях», принятом декретом Совета Народ-
ных Комиссаров РСФСР от 30 июня 1919 г за подписью В. И. Ле-
нина, а затем в «Положении об изобретениях и технических усовер-
шенствованиях», утвержденном постановлением ЦИК и СНК СССР
от 9 апреля 1931 г. Система авторских свидетельств выражает
действительно новые взаимоотношения трудящихся-изобретателей
с социалистическим государством; она дала возможность изобрета-
телю стать активным строителем социалистического общества. Дей-
ствие законодател7аства по изобретательству позволяет изобретате-
лям строить свои взаимоотношения с государством исключитель-
но по системе авторских свидетельств, несмотря иа возможность
получения патента.
Авторские свидетельства выдаются а) па пред
ложения, признанные в установленном порядке изобретениями, б) на
новые способы изготовления веществ, полученных химическим путем,
но не на сами вещества; в) на лечебные, вкусовые и пищевые веще-
ства, полученные иехнмическим путем; г) на новые способы лечения
болезней, апробированные надлежащим образом. Авторское свиде
тельегво выдается независимо от того, является изобретение резуль-
татом личной инициативы изобретателя или оно сделано в связи с
работой изобретателя в научно-исследовательском институте, кон-
структорском бюро, опытных цехах, лабораториях и других учре
дениях и предприятиях по заданию государственного органа коо
ративпой или общественной организации, а также и в случае, когд
изобретатель получил денежную или иную материальную помощь о
государства, кооперативной или общественной организации для раз-
работки изобретения. В авторском свидетельстве указывается на-
именование предприятия (организации), на котором это изобретений
разрабатывалось. В случаях, £:огда изобретение сделано сообща не*'
сколькими лицами — соавторами, каждый из них имеет правд
на получение авторского свидетельства с указанием в нем фамилия,
имени и отчества каждого из соавторов
Соавторами считаются лица, .сделавшие изобретение сооб-
ща, т. е совместно творчески работавшие над решением одной и тоН
жр задачи, совместно разработавшие изобретение. Поэтому, напри-
мер, сходство тем, совпадение в методах разработки, а также зй'
висимость одного предложения от другого не дает основания пазы
вать двух и более изобретателей соавторами, если они не работал:!
совместно. Лица, оказавшие изобретателю техническую по;
мощь по изложению или оформлению изобретения, изготовлен,Ш'1
чертежей и образцов, выполнению расчетов и т. п., не считаются сы1
авторами, и авторское свидетельство им ие выдается Принуяч
дение к соавторству, включение в соавторы лиц, не принимали
ших участия з совместной творческой работе над изобретение^'
влечет за .собой ответственность в порядке, определяемом законодН
тельством союзных республик. На изобретения же, являющий'!3
результатом коллективного опыта и’ практики, |и|С
зультатом коллективного творчества, когда не представ-
ляется возможным установить авторство отдельных лиц, авторские
свидетельства выдаются на имя бюро, лаборатории, института, пред-
приятия или другой организации, где это изобретение было
сделано.
По требованию автора изобретения, заявленному до выдачи ав-
торского свидетельства, Комйтет по делам изобретений и открытий
Может присвоить изобретению имя автора изобретения
или какое-либо специальное название. Присвоенное изобретению имя
нли название указывается в авторском свидетельстве, а также в тех-
нической документации на данное изобретение, па изделиях или на
их упаковке.
Авторы изобретений, получившие авторские свидетельства,
имеют право на вознагражден не и льготы. Право
на получение авторского свидетельства, а также право на возна-
граждение за изобретение переходит по наследству, в порядке,
установленном законом.
Авторское свидетельство не выдается, если сущность пред-
полагаемого изобретения была раскрыта какими-либо источниками
(см. заявку? на, изобретение) или же иным путем настолько, что
стало возможным его осуществление, за исключением следующих
случаев: а) автор предполагаемого изобретения подал заявку не
позднее чем через четыре месяца со дня подписания акта или отчета
о начале внедрения его изобретения или опубликования о нем ин-
формации в печати, в официальных ведомственных документах, или со
дня утверждения отчета о научно-исследовательской, проектно-кон-
структорской, опытной, диссертационной работе автора, содержащей
'ведения об изобретении, или со дия утверждения результатов кон-
курса, на которое было представлено предложение автора; б) све-
дения о предполагаемом изобретении данного автора были опубли-
кованы в печати или оно было внедрено каким-либо предприятием
(организацией) без ведома автора, но не бопее чем за год до
заявки.
Авторские свидетельства на изобретения выдаются Комитетом
по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР по
единой для всего Советского Союза форме. Правильность вы-
дачи авторского свидетельства на изобретение может оспариваться
государственными органами, кооперативными и общественными' ор-
ганизациями и отдельными лицами до истечения одного года со дия
опубликования сообщения о выдаче авторского свидетельства или
до истечения одного года со дня внесения изобретения в Государ-
ственный реестр изобретений СССР, в, случае, когда публикация
не производилась. Днем публикации изобретения счи-
тается дата подписания к печати «Бюллетеня изобретений», в кото-
ром опубликовано сообщение о выдаче авторского свидетельства.
Оспаривающие могут доказывать, что изобретение не является
новым или что действительным автором изобретения является дру-
-0? лицо. Споры по вопросу новизны изобретения,
(а которое выдано авторское свидетельство, окончательно решаютс'я
комитетом. Комитет может аннулировать неправильно выданное
1вторск?ое свидетельство или выдать взамен его другое авторское
видетельство с исправленной формулой изобретения. Публикация
730 Общие вопросы изобретательства и рационализации
об аннулировании авторского свидетельства или о замене его новым
производится Комитетом в «Бюллетене изобретений».
Споры об авторстве решаются в судебном порядке Если
иск йо спору об авторстве предъявлен до выдачи авторского свиде-
тельства, то Комитет выполняет все действия, необходимые ДЛЯ
установления возможности выдачи авторского свидетельства, ио
саму выдачу его приостанавливает до решения спора судом, Автор-
ское свидетельство выдается лицу, -которое суд цр-изнал- действи-
тельным автором изобретения, с первенством со дня подачи перво-
начальной заявки. Объявления о выдаваемых и ййДействительимх
авторских свидетельствах публикуются в «Бюллетене изобретений».
Все обращения и документы по делам о выдаче авторского свиде-
тельства свободны от каких бы то ни было сборов.
На дополнительные изобретения выдается зави-
симое авторское свидетельство, если со дия реги-
страции основного авторского свидетельства или патента прошло не
более 15 лет. Дополнительные изобретения, сделанные автором
основного изобретения до истечения шести месяцев со дня подписания
к печати «Бюллетеня изобретений», в котором опубликовано основ-
ное изобретение, пользуются приоритетом перед заявкой да такое
же изобретение, сделанное в течение этого срока другим лицом.
Таким образом, если автор основного изобретения подал заявку на
дополнительное изобретение в течение шести месяцев со дня выдачи
ему основного авторского свидетельства, то ему будет выдано
и зависимое авторское свидетельство даже в том случае, когда кто-
либо подал заявку на это дополнительное изобретение раньше его
на протяжении тех же шести месяцев. Зависимое авторское свиде-
тельство может быть выдано и па дополнительное изобретение, если
на основное изобретение выдан патент, а не авторское свидетель-
ство, При этом'использование дополнительного изобретения допу-
скается лишь по соглашению с обладателем патента, за исключе-
нием случая, когда на использование.'запатентованного изобретения
имеется разрешение Совета'Министров СССР, Зависимое авторское
свидетельство приравнивается к самостоятельному, если по причи-
нам, не затрагивающим дополнительного ' изобретения, прекратится
действие основного авторского свидетельства или основного патента,
Патент — это свидетельство, выдаваемое автору изобретении
и признающее аа ним не только право авторства, но и право исклю-
чительного использования изобретения. Никто ие может без согласия
патентообладателя (лица, которому принадлежит патент) использо-
вать изобретение.
Патентное законодательство на изобретение характерно для
капиталистических производственных отношений. В наших социали-
стических условиях обладание патентом не увязывается с интересами
народного хозяйства, и изобретателиг.трудящиеся, как -правило, пр
дают свои заявки на выдачу авторских свидетельств, а не патентен,
хотя автор изобретения мож-ет по своему выбору требовать или пи-
дачи патента, или выдачи авторского свидетельства. Система патен-
тов рассчитана, главным образом, на заявки иностранцев,
Патенты могут быть выданы: а) на предложения,
признанные в установленном порядке изобретениями; б) на - новый
способы изготовления веществ, полученных химическим путем! в) ин
способы изготовления лечебных, вкусовых и пищевых вещей в, полу-
ченных иехимическим путем [9].• Патенты не могут быть вй-
д а и ы: а) па полученные химическим путем вещества; б) на лечеб-
ные, вкусовые и пищевые вещества, полученные нехимическим путем;
в) па новые способы лечения болезней; г) если изобретение сделано
в связи- с работой изобретателя в государственном, кооперативном,
общественном предприятии (организации); д) если изобретение
сделано по заданию государственного, кооперативного или общест-
венного предприятия (организации);' е) если изобретатель получил
денежную или иную материальную Помощь от государственного,
кооперативного илй общественного предприятия (организаций)' Для
разработки данного изобретения; ж) во всех случаях, когда пред-
полагаемое изобретение нс обладает существенной новизной.
Патент выдается на тмя автора изобретения или его
правоприемника с указанием в патенте фамилии, имени И отчества
автора изобретения. Если'изобретение сделано двумя и более-ли-
цами, каждое .из них имеет право иа получение патента с указанием
в них имени, отчества и фамилии всех соавторов. По делу о выдаче
патента и по выданному патенту взимается Государственная пошли-
на в установленном порядке. Выдача патента не гарантирует исполь-
зования ^изобретения, Патент выдается сроком на 15 лет, считая со
дня подачи заявки, и с этого же дня охраняются права патенто-
обладателя. Выданный патент в течение всего срока его действия
может быть оспорен и аннулирован, если будет установлено, что он
был выдан в нарушение правил, предусмотренных Положением.
Никто ие может использовать изобретение, на которое выдан патент,
без согласия на то обладателя патента. Обладателю патента предо-
ставлено право выдачи лицензии (разрешения) иа использование его
изобретения или полной переуступки патента. При этом договор или
иной документ о передаче патента или о выдаче лицензии должен
быть зарегистрирован Комитетом по делам изобретений и открытий
при Совете Министров СССР, без которой договор считается недей-
ствительным.
Предприятие.(организация), которое до подачи заявки ва изо-
бретение, независимо от изобретателя, применило в пределах СССР
данное изобретение -или сделало все -необходимые к этому приготов-
ления,-сохраняет право на безвозмездное использование этого изо-
бретения; споры по этому вопросу решаются в судебном порядке.
На изобретение, имеющее особо существенное значение для госу-
дарства, защищенное патентом, Совет Министров СССР может дать
разрешение иа его использование заинтересованными органами —
министерству, ведомству, совнархозу или исполнительному комитету
Советов депутатов трудящихся с установлением вознаграждения
обладателю патента, если они сами не смогут достигнуть с облада-
телем патента соглашения об устуйке прав на изобретение.
Изобретатель, получивший на свое изобретение патент, или его
наследники могут возбудить ходатайство об обмене его на авторское
свидетельство, если они никому не переуступили патент и не выдали
лицензии. Изобретатель, который имеет на одни изобретения
авторское свидетельство, а на другие патент, ие может пользоваться
льготами по авторским -свидет-е ль с т в а м, В случае
требования заявителя, не согласного с патентной формулой или по-
лучившего отказ в выдаче патента, на присылку ему копий материа-
лов, на' основании которых вынесено решение об отказе, Комитет
обязан представить в распоряжение заявителя указанные копни ма-
териалов, но при условии’ возмещения заявителем связанных с этим
расходов.
Если Комитетом признана возможность выдачи патента, то
об этом производится в «Бюллетене изобретений» предварительное
опубликование с указанием имен заявителя и ивобретателя, а также
патентной формулы. В течение трех месяцев после предварительного
опубликования формулы изобретения могут быть заявлены воз-
ражения против выдачи патента, оспаривающие формулу изобре-
тения.
Неуплата пошлины по выданному патенту прекращает его
действие. Патент выдается за подписью председателя Комитета ил1
его заместителя. На дополнительные .изобретения могут быть выда-
ны зависимые патенты на срок действия основного патента, или за-
висимое авторское свидетельстве. Если по причинам, не затрагиваю-
щим дополнительного изобретения, прекратится действие основного
патента, зависимые патенты превращаются в самостоятельные, но
сохраняют силу лишь иа тот срок, на который был выдан основной
патент. Во веем остальном зависимый патент приравнивается к са-
мостоятельному.
Патентование и реализация за границей изобретений, сделанных
в пределах СССР, а также изобретений, сделанных за границей со-
ветскими’ гражданами, командированными государством, производят-
ся исключительно с разрешения Совета Министров СССР в по-
рядке, им установленном. Нарушение этого порядка влечёт за собой
уголовную ответственность.
Внедрение изобретений
Внедрение изобретения включает в себя организацию
целого комплекса, работ: а) разработку необходимой по данному
изобретению технической документации, в том числе рабочих черте-
жей и технологических процессов; б) изготовление и испытание
опытных образцов; в) организацию производства.
Решения об использовании ’изобретений при-
нимаются Советами Министров союзных республик, министерства-
ми, ведомствами, совнархозами, исполкомами областных (краевых)
Советов депутатов трудящихся и кооперативными центрами при рас-
смотрении списков изобретений и ’соответствующей документации,
ежеквартально направляемых нм Комитетом по делам изобретений
И открытий при Совете Министров СССР. Решения по -использова-
нию наиболее важных изобретений принимаются Советом Министров
СССР, на рассмотрение которого’ они вносятся Комитетом по делам
изобретений и открытий. В принятых решениях о внедрении изобре-
тений указываются: предприятия (организации), иа которые возла-
гается внедрение изобретений, наименование изобретения, фамилия
автора (авторов), сроки начала и окончания внедрения. Принятые
решения о внедрении изобретений сообщаются Комитету по делам
изобретений и открытий. Работы по внедрению изобретений вклю-
чаются1 в планы -работ предприятий (организаций)4
Приост-ановление или прекращение внедрения изобретений до-
пускается только с разрешения того органа, который принял реше-
ние о внедрении изобретения, с обязательным сообщением об этом
Комитету по делам изобретений и открытий при Совете Министров
СССР.
8. ОФОРМЛЕНИЕ РАЦИОНАЛИЗАТОРСКИХ ПРЕДЛОЖЕНИЙ
' Подача предложений
Рационализаторское предложение согласно Положению п fl-
fl ае тс я непосредственно тому предприятию (организации), к дея-
тельности которого это предложение относится. Если предложение
может быть использовано и на других предприятиях (в организаци-
ях), т,- е. предложение отраслевого и межотраслевого характера, то
заявитель может представить его в министерство, ведомство, сов-
нархоз или исполнительный комитет Совета депутатов грудящихся,
к области деятельности которого оно относится.
Рационализаторское предложение подается на' предприятии
цеховому уполномоченному по изобретательству или
БРИЗ в форме заявления, с приложением в необходимых случаях
чертежей, схем, эскизов (форма 2). В заявлении должны быть изло-
жены в краткой,-но понятной и исчерпывагощей форме сущность
предложения, номера чертежей, позиций, наименование деталей,
узлов' и изделий, которые подвергаются изменению по данному
предложению. Здесь следует также привести краткие технико-эко-
номичесрие сведения о полезности предложения и его эффективно-
сти в сравнении с применяемыми в производстве методами и спо-
собами технологии или конструкции. Предложения обычно подаются
на специальных типографски отпечатанных бланках заяв-
лен и-й, -которые предусматривают некоторые данные об авторе,
как-то: фамилию, имя, отчество автора (авторов), место его ра-
боты, табельный номер, занимаемую должность, образование,' пар-
тийность, год рождения и № телефона, Эти данные о себе автору
(авторам) необходимо также заполнить, Указанные данные исполь-
зуются БРИЗом для учета н отчетности по изобретательству, для
оформления выплаты авторского вознаграждения и т. п.
В оформлении предложения, в случае такой потребности, автору
должны помочь работники БРИЗа, инженерно-технические работники
и члены комиссии содействия изобретательству при заводском ко-
митете профсоюза.
Цеховой уполномоченный, которому сдается заявле-
ние иа предполагаемое рационализаторское предложение, регистри-
рует его в цеховом журнале регистрации предложений
(см. форму 3), присваивает ему порядковый номер, ставит дату ре-
гистрации и выдает автору «С п р а в к у о получения пред-
ложения», При централизованном учете предложений трудящих-
ся предложение регистрируется в БРИЗ, который выдает справку.
Положение обязывает предприятие (организацию), получившее пред-
ложение рационализатора, по его требованию выдать или выслать
указанную .справку в течение 5 дней по поступлении предложе-
ния. В оправке о получении предложения указываются фамилия, имя
Лицевая старена
ЗАЯВЛЕНИЕ №
Форма 2
Начальнику тгеха, отдела.
Фамилая, имя, отчество (полностью) рабо- чий № Должность Пар- тий- ность Место работы Гой рож- дения № теле- фона
Дата «»19_________________________________г.
Предложение зарегистрпротайо <_________»____________________19.___г.
Принял инженер по изобретательству
СОДЕРЖАНИЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ
______________Линия отреза
Цех (отдел)_______________________
СПРАВКА
«»ГЭ______________________________г. принято от т.
Зарегистрировано под № предложение____________
Приложение на листах принял
инженер по изобретательству _____.
Оборотная сторона
Прилагаются: описание на листах
эскизы или чертежи на ластах
___________________19_____г. Подпись автора____________________
Предварительные заключения
Подпись.
(Указание занимаемой должности и расшифровка подписей обязательны)
Окончательное заключение
:______»__________________19_____г. Ная. цеха (отдела).____________________
_____________________(расшифровка подписи обязательна)_____________
(Линия отреза)
и отчество рационализатора, краткое наименование предложения
я номер, под которым оио зарегистрировано, и дату регистрации.
Справка о получении предложения не предрешает выдачу удостове-
рения на рационализаторское предложение, но является документом
при решении вопроса о п р и о р и т е т е, а также о том, что пред-
ложение зарегистрировано. Когда одно и то же по своей сущности
рационализаторское предложение внесено на одном и том же пред-
приятии (организации), но в разное время различными лицам-и, пер-
венство признается за лицом, первым внесшим предложение. За этим
же лицом признается приоритет на данное рационализаторское пред-
ложение, а также и в том случае, когда первоначально поданное нм
предложение было отклонено, а действия руководителя Предприятия
(организации), отказавшего заявителю во внедрении поданного нм
предложения, не были заявителем своевременно обжалованы.
Споры, возникшие о первенстве поданного предложения, если
они не решены ла предприятии (в организации) по месту внедрения,
рассматриваются 'судом в установленном порядке.
Для рассмотрения предложения на предприятии (в организации),
Положением установлен пятнадцатидневный срок, а в ми-
нистерствах, ведомствах, совнархозах, исполнительных комитетах Со-
ветов депутатов трудящихся — полуторамесячный срок со
дня поступления предложения, В эти сроки заявителю должно быть
сообщено о результатах рассмотрения предложения, а в случае его
отклонения должна быть сообщена также мотивировка (причины)
отклонения Решение о внедрения или отклонении предложения при-
нимается руководителем предприятия (организации), за исключением
предложений, имеющих отраслевое или межотраслевое значение, по
которым решения -о .внедрении или отклонении предложения прини-
маются руководителем министерства или его заместителем, а также
совнархозом и исполкомом Советов депутатов трудящихся.
Для начальников цехов и отделов на предприятиях обычно уста-
навливается трехдневный срок для рассмотрения предложения и дачи
заключения о полезности, целесообразности и возможности его реа-
лизации,. или о необходимости проведения экспериментальных ра-
бот и дачи окончательного заключения по предложению. При этом
указывается о возможности разработки предложения силами цеха
или других цехов и отделов. Предложения узкоцехового
значения, не требующие изменения документации (чертежей,
технологических процессов и т. п ), или по которым документация
может быть составлена в цехе, внедряются в производство силами
цеха. Если же изменение документации требуется, то решение о внед-
рении такого предложения в производство подтверждается соот-
ветствующим отделом главного технолога, главного металлурга или
главного конструктора Также самостоятельно внедряются в цехе
предложения, не требующие изменения технологического процесса
или конструкции, касающиеся только определенного участка. Такие
предложения принимаются к внедрению или отклоняются начальни-
ком цеха. Предложения, касающиеся установленной технологии или
конструкции и отклоненные в цехе, должны быть направлены для
окончательной экспертизы и проверки правильности отклонения в
соответствующие отделы предприятия
Таким образом, по всем предложениям межцехового или обцеза-
водского характера начальник цеха Даст лишь предварительное за-
ключение.
Предложения межцехового и общезаводского
значения направляются в соответствующие отделы заводоуправ-
ления. При направлении предложения на рассмотрение уполномо-
ченный по изобретательству определяет срок рассмотрения и доби-
вается, если это необходимо, через'начальника цеха ми руководство
завода обязательного рассмотрения предложения в установленный
срок. Если по предложению дано несколько противоречивых за-
ключений, окончательное решение принимается директором или глав-
ным инженером предприятия.
Окончательное решение принимается главным инженером также
по всем предложениям, в результате внедрения которых подлежат
значительному изменению конструкции изделий или технология их
изготовления. Предложения, касающиеся особо важных вопросов
производства, либо конструкции изделий при необходимости рассма-
триваются производственно-техническим советом завода под предсе-
дательством главного инженера. Одновременно с заключением ука-
зывается, кому поручается работа по внедрению предложения в
прои'зводстио с указанием срока окончания работ.
Все заключения по предложениям должны даваться на самом
бланке предложения или на отдельном листе чернилами.
Жалобы рационализаторов на отклонение их предло-
жений, в случае, когда они не согласны е мотивами отклонения пред-
ложения, рассматриваются руководителями предприятий (организа-
ций) совместно с фабричным, заводским, местным комитетом проф-
союза. При этом жалобы рационализаторов, работающих на данном
предприятии (в организации), рассматриваются обязательно в их
ЖУРНАЛ РЕГИСТРА
присутствии. Жалобы рационализаторов на решения руководителей
предприятий (организаций) по вопросам принятия их предложений
к внедрению разрешаются министерством, ведомством, совнархозом,
исполкомом областного (краевого) Совета депутатов трудящихся
или кооперативным центром в течение месячного срока со дня по-
ступления жалобы. Решение указанных вышестоящих организаций
по этому вопросу является окончательным
Решение о принятии предложения выносится немедленно, если
оно не требует конструктивной или технологической разработки, или
изготовления специальных инструментов и приспособлений. Такие
предложения внедряются сразу после принятия. Если предложение
нуждается в разработке и испытании, то оно принимается после про-
верки. Различные технико-производственные и экономические вопро-
сы, связанные с реализацией предложения, согласовываются с про-
ектирующими организациями. Это делают соответствующие отделы,
а не БРИЗ Заключения и решения подготовляются специалистами
завода. Заключение подписывается начальником отдела или его за-
местителем..
Все внедренные в производство и оформленные в цехе предло-
жения поступают в БРИЗ, где подвергаются тщательной всесторон-
ней проверке и оформляются для получения автором вознагражде-
ния.
В БРИЗ поступают также предложения с заключениями на-
чальников цехов, требующие решения главного инженера. По Таким
предложениям начальник БРИЗ или инженер по изобретательству
подготовляет необходимые сведения и организует экспертизу. Если
требуется, ои передает все материалы на рассмотрение производст-
венно-технического совета завода, технического совета по
ЦИИ ПРЕДЛОЖЕНИЙ
Форма 3
Общие сведе- ния об авторе реализация предложения, (дата) Сумма годовой эко- номии В ТЫС руб. Сумма вознагра- ждения (в руб.) Примечание
отклонено | принято на раз- работке готово к внедрению внедрено утверждена экономия выплачено возна- граждение
место работы, ДОЛЖНОСТЬ, табельный Я® партийность (член КПСС чл. ВЛКСМ, беспарт.)
экспери- мент изготов- ление от эко- номии за цен- ность
I квартал
2 квартал
3 квартал
! квартал
изобретательству и руководителю предприятия на окончательное за-
ключение.
Внедрение рационализаторских предложений
Внедрение рационализаторских предложе-
ний включает организацию следующего комплекса работ: а) раз-
работку всей технической документации, в том числе рабочие черте-
жи, технологические процессы и т. п.; б) изготовление и испытание
опытных образцов, если предложение требует опытной проверки;
в) собственно внедрение предлагаемого мероприятия на рабочих ме-
стах. Предприятие (организация), принявшее к внедрению рациона-
лизаторские’Предложения отраслевого или межотраслевого значения,
обязано в трехмесячный срок опубликовать илн сообщить о них н О
результатах их использования вышестоящей организации, которая
обязана принять все меры к внедрению этих предложений на других
предприятиях.
Рационализаторы должны активно ‘ с о д е й с т в о в а ть внед-
рению и дальнейшему развитию их предложе-
ний. В частности, они обязаны представлять предприятиям (орга-
низациям), внедряющим их предложения, все имеющиеся у них ма-
териалы, а также давать объяснения и консультации. Оии имеют
также право участвовать в осуществлении всех работ по внедрению
предложений. Предприятие (организация) обязано во всех случаях
известить рационализатора о начале внедрения предложения.
Начальники цехов и отделов совместно с уполномоченными или
инженерами по изобретательству и рационализации составляют гра-
фик разработки и внедрения предложений на каждый квартал. В нем
указываются объем работ и сроки разработки чертежей, технологиче-
ских процессов, изготовления оснастки, а также ответственные лица
за его выполнение. На основании графиков, представленных цехами
и отделами в БРИЗ, составляется общезаводский график внедрения
наиболее ценных предложений, в котором указывается авгор, назва-
ние предложения, исполнитель и срок исполнения. Выполнение гра-
фика осуществляется через планово-производственный отдел завода
наравне с производственной программой. График доводится до све-
дения исполнителей.
По предложениям, принятым к разработке и внедрению в про-
изводство, изготовляются чертежи, опытные образцы, детали или ин-
струмент и приспособления, проводятся испытания,'вносятся измене-
ния в техническую документацию. БРИЗ выпускает заказ на прове-
дение работ с отнесением расходов за счет средств, выделенных на
изобретательство, в соответствии со сметой расходов, утвержденной
главком на текущий год. Для работ,'требующих затрат, не превы-
шающих 600 руб., открывается один общезаводский заказ, па кото-
рый сносятся расходы цехов и отделов по изготовлению образцов и
их испытанию. Для работ, требующих крупных затрат, дается в каж-
дом отдельном случае специальный номер заказа. Это позволяет оп-
ределить фактическую затрату средств на реализацию отдельных
предложений.
Конструктивная, технологическая и опытная разработка предло-
жения-проводится конструкторскими и технологическими отделами
и включается в производственные планы этих отделов. Разработка
предложений производится при активном участии автора предложе-
ния. Он консультирует конструкторов и технологов. Изменения и до-
бавления вносятся с его согласия. По предложениям, требующим
проведения, экспериментов, составляется распоряжение илн график
экспериментальных работ, который утверждается руководством
предприятия ' .
Испытания опытных образцов проводятся в присутствии автора
в цехе, где они будут использоваться, О результатах испытания со-
ставляется акт с участием представителей цеха. Все предлагаемые
нововведения вносятся в техническую документацию. Только нали-
чие новых чертежей, технологических процессов, инструментов и при-1
способлений-позволяет внедрить в производство рационализаторское'
предложение,
Контроль за внедрением в производство принятых
предложений
Контроль за внедрением в производство принятйх предложений
осуществляется цеховыми уполномоченными и БРИЗ,
которые Должны следить за прохождением предложения от его по-
ступления до реализации ,и выплаты автору вознаграждения. В слу-
чае нарушения установленных-сроков рассмотрения предложений, а
также сроков по плану реализации предложении цеховой уполномо-
ченный должен сигнализировать об этом в БРИЗ, которое принимает
действенные меры самостоятельно илн через главного инженера.
По просьбе цехов отдельные предложения, исполнителями кото-
рых являются многие службы пли цехи завода, БРИЗ берет под
свой контроль и принимает меры, обеспечивающие скорейшее внесе-
ние изменений.в техническую документацию и изготовление иистру-,
мента и приспособлений. Конструкции по предложениям, как уже ’
упоминалось выше, изготовляются и внедряются в производство це-
хом или отделом, где они будут применяться. Если цех ие в состоя-
нии изготовить конструкцию, то начальник цеха заказывает ее дру-
гому цеху-изготовителю в порядке существующей межцеховой ко-
операции. Уполномоченный цеха или отдела по изобретательству
контролирует продвижение и исполнение заказа. Срок изготовления
устанавливается начальником цеха. Если конструкция не‘может быть
изготовлена заводом, ее заказывают па другой завод через службу
внешнего кооперирования. '"'
Внедрение в производство предложения должно быть оформле-
но актом (см. форму 4). В этих целях иногда организуют комиссии
из 3—б человек, включая представителя БРИЗ и автора. Акт вне-
дрения служит основным документом для выплаты авторско-
го вознаграждения.
Оценка результатов массовой рационализации
По количеству внедренных предложений и размеру денежной
экономии, полученной,от их реализации, нельзя оценить работу того
или иного производственного коллектива в развитии массовой ра-
ционализации Эти показатели не позволяют также сравнивать и
740 Общие вопросы изобретательства и рационализации
сопоставлять успехи отдельных производственных коллективов при
подведении итогов социалистического соревнования. Поэтому для
оценки результатов массовой рационализации могут быть приемле-
мы только удельные показатели.
Результатом внедрения каждого предложения является эконо-
мия’материальных и трудовых затрат в их натуральном выражении.
Однако в качестве, исходных данных для выражения общего ре-
зультата массовой рационализации может быть принято только
стоимостное выражение экономии, позволяющее все многообразие
натуральных показателей свести к одному, т. е, к экономии в
денежном выражении. В связи с тем, что экономия по внедренным
предложениям исчисляется исходя из планового объема выпуска
товарной продукции, н за основу расчета для оценки общего уров-
ня массовой рационализации принимается государственный план
предприятия по выпуску товарной продукции Тогда показателем
общего уровня массовой рационализации может служить размер
экономии от внедренных предложений на один миллион товарно-
го выпуска по государственному плану.
В современных условиях в товарный выпуск машиностроитель-
ных предприятий включаются покупные полуфабрикаты н готовые
изделия,' получаемые по кооперации. Эта статья в общих затратах
на производство занимает довольно высокий удельный вес и име-
ет тенденцию к росту в связи с расширением специализации пред-
приятий. Практически коллектив рационализаторов и изобретате-
лей, как свидетельствует анализ их предложений, не оказывает
активного влияния на снижение этих затрат, за небольшим исклю-
чением. Поэтому для реальной оценки общего уровня массовой ра-
ционализации следует исключать из государственного плана вы-
пуска товарной продукции стоимость покупных изделий, и полуфа-
брикатов. Тогда показателем общего уровня массовой рационали-
зации будет размер экономии от внедренных предложений
на один миллиоп себестоимости товарного выпуска продукции по го-
сударственному плану за вычетом стоимости комплектующих изделий
и полуфабрикатов, получаемых предприятием по кооперации.
Для социалистических предприятий характерна забота о трудя-
щихся. Поэтому в производстве реализуются предложения рацио-
нализаторов по улучшению техники безопасности, улучшению труда
и производства, по -которым экономия не может быть подсчитана
в денежном выражении. Уровень работы производственного коллек-
тива в этом направлении может быть определен количеством пред-
ложений на сто работающих на данном предприятии.
При оценке массовой рационализации с точки зрения се влпя
ния на качественные показатели работы предприятия — рост про
изводительпости труда, снижение себестоимости продукции — необ-
ходимо учитывать и то, что на эти показатели оказывает влияние
пе вся годовая экономия от внедрения предложений, а лишь се
часть — так называемая экономия до конца года Экономия до кон-
ца года по реализуемым предложениям при расчете эффективно
сти предложения исчисляется довольно просто н определяется, кли
произведение экономии, исчисленной на единицу изделия, иа колц
чество изделий по n.naHv с момента внедрения до конца года Рич
.мер этой экономии зависит от времени (даты) внедрения ’ пред по
жеиия и будет тем меньше, чем позднее в данном году оно внед-
рено. К сожалению, существующими формами отчетности По мас-
совой рационализации и изобретательству этот показатель не пре-
дусмотрен. Поэтому его приходится исчислять весьма условно по
данным квартальной отчетности,
Укрупиенно величину экономии до конца года можно получить
из данных годовой экономии в квартальном разрезе. Прн этом ус-
ловии принимается: а) выпуск продукции предприятием осущест-
вляется равномерно по кварталам; б) внедрение всех предложений
за данный квартал происходит в середине квартала. Тогда для
получения экономии до конца года достаточно нечисленную годо-
вую экономию за данный квартал по предложениям, эффективным
в сфере производства, т. е. за исключением экономии, получаемой
в эксплуатации, умножить на соответствуЕощий коэффициент:
Кварталы Т П III IV
Коэффициенты для перевода 1 одовой эконо- мии в экономию до конца года 0,875 0,625 0,375 0,125
Например, годовая экономия, полученная от реализации всех предложений
на предприятии, составила 550 тыс. руб. При этом поквартально она распреде-
ляется следующим образом, в i кв,—100 тыс. руб.; во II кв.—100 тыс: руб.;
в III кв.—150 тыс. руб.; в IV кв.—200 тыс. руб. Следовательно, экономия
до конца года составляет: 100 х 0,875 + 100 X 0,625 + ISO X 0,375 +
4-200 x 0,125 = 231 тыс. руб.
При плане экономии от снижения затрат на один рубль товарной продук-
ции в сумме 7000 руб. доля массовой рационализации в снижении затрат на
один рубль товарного выпуска продукции (по плану) составит:
231 X 100 : 700 = 33.0% ,
Так же можно произвести расчет влияния массовой рационали-
зации ни производительность труда. Общий уровень массовой ра-
ционализации находится в прямой зависимости от ее организации и
плакирования Показа г.елями в оценке состояния ор-
ганизации массовой рационализации являются сле-
дующие;
средняя эффективность одного внедренного
предл о жени я, исчисленная как отношение всей суммы годовой
экономии, полученной от реализации предложений, к количеству
предложений, вошедших в подсчет экономии. Чем выше величина
этого показателя, тем выше значимость, качество внедряемых пред-
ложений;
число рационализаторов на сто человек тру-
дящихся промышленно-производственной группы. Сила рациона-
лизаторского движения заключается в его массовости, и там, где в
рационализации участвует большинство участников производства,
там при прочих равных условиях и большая ее эффективность.
количество предложений, подан ных‘на одного
р а ц и о н а л н з а т о р.а. Чем выше этот показатель, тем активнее
рационализаторы. Важным показателем является также процент ра-
ционализаторов из инженерно-технических работников к их числу на
предприятии. Инженерно-технические работники — это наиболее тех-
нически грамотная и квалифицированная часть трудящихся, и ис-
Форма 4
Завод, цех, отдел
АКТ ВНЕДРЕНИЯ №
Составлен г._»__________! 9___г. в том, что предложение №.
тов. _________________________________________________________
Краткое содержание предложения _____________
Действительно внедрено в производство и
цехе отделении и фактически используется
с______________числа. ~____________________ месяца 19________.г.
Технология, конструкция, инструмент, оснастка изменены на основании изве-
щения №______________от ____________________________19 ___г.
Норма расхода материала или энергии ,________________________________________
изменена на ‘основании.____________________________________________
от *» ______________ .19______________г.
Норма времени и расценок на___________________________________ _______
изменены и утверждены в ОТЗ с «,_______» 19___г.
Ответственность за систематическое использование данного предложения возло-
жена иа ________________________________________________________
(должность)
ТОВ, - ---------------------------------------------------------------
(фамилия, имя, отчество)
Нач. цеха ()
«-------------------------»__________ . ___.______—19_______г.
Пом. иач. по труду______________(______________) «__»_____________19 _____.г,
Нач. ТБ или механик
чеха (, „___________) <___»19 „________________г.
Нач. отделения._________________() *________________>1 9__________________г.
Ответственный за использование предложения «_______•._______________ 19___ г.
Предложение, полезное для использования ________________________.___________
Нач. отдела I ........... 1 •'_»19.__________________г,
Условно-годовая экономия (руб,) . ____________________
(повторить прописью)
Нач, ПЭО_______________„(. . . _____,) . _ ... 19 „_г.
Урдовио-годовая экономия для второй выплаты премии (руб 1 ________,
" ~ ~ " (повторить ПРОПИСЬЮ)
Нач. ПЭО______________( . ) « > 19 __г.
Фактическая экономия (руб.)_____________(__________.— ------------------—_.
(повторить пропнсыо)
Нач, ПЭО ... ------- _(, _ ________ .) «—,»----------------19 —р.
пользование знаний и опыта каждого из них в рационализации про-
изводства является непременным условием.
Кроме перечисленных показателей, имеются к другие, нагляд-
но характеризующие состояние работы по 'рационализации и изо-
бретательству. Обобщающим показателем массовости
п активности рационализаторов является показатель количества
внедренных предложений на 1000 .человек трудящихся промышлен-
но-производственной группы. Процентное отношение
количества принятых предложений к числу рас-
смотренных (сумме принятых и отклоненных) предложений харак-
теризует полезность подаваемых рационализаторами предложений,
а вместе с тем и работу изобретательских органов и общественных
организаций по направлению творческой инициативы трудящихся
на решение актуальных производственных задач. Процентное
отношение количества внедренных предложе-
ний, а также процентное отношение количества предложений, на-
ходящихся на разработке н внедрении, к количеству принятых
предложений характеризует оперативность разработки и внедрения
предложений, осуществляемую цехами, отделами и службами пред-
приятия. Процентное отношение к.оличества пред-
ложений, находящихся па рассмотрении (предло-
жений, не рассмотренных в текущем году), к Количеству
предложений, подлежащих рассмотрению, т, е.
к сумме предложений, поступивших с начала текущего Года, и пе-
реходящего остатка нерассмотренных предложений с прошлого
года характеризует оперативность руководителей цехов, отделов
и служб и предприятия по рассмотрению предложений на предмет
их возможного использования. Процент н-ое отношение
количества предложений, вошедших в расчет
экономии, к количеству внедренных предложе-
н и й (за минусом предложений по технике безопасности и улуч-
шению условий труда) характеризует состояние работы плановых
органов предприятия по расчету эффективности рационализатор»
скид предложений, Процентное отношение количест-
ва предложений, переходящих на следующий
год (предложений, находящихся на рассмотрении, разработке
и внедрении), к сумме предложений, принятых в те-
кущем году, и предложений, оставшихся нерассмотренными,
характеризует оперативность рассмотрешСя и реализации предложе-
ний. Равномерность внедрения предложений
(поквартально или помесячно) характеризует планомерность.в ор-
ганизации работы но рационализации производства, Отсутствие
равномерности внедрения предложений свидетельствует о кампа-
нейщине в массовой рационализации.
Приведенные показатели с достаточной полнотой характери-
зуют общий уровень массовой рационализации и уровень ее орга=
низации в каждом отдельном производственном коллективе, Эти
показатели позволяют определить действительные причины, сни-
жающие эффективность массовой рационализации, Вместе с тем
они являются сопоставимыми по отношению к предшествующему
периоду и при сравнении различных производственных коллекти-
вов, что-особенно важно для объективной оценки развития массо-
вой рационализации при подведении итогов социалистического со-
ревнования. Для примера приведем некоторые показатели, харак-
теризующие уровень массовой рационализации по группе машино-
строительных предприятий:
Оценка результатов массовой рационализация по группе машиностроительных
предприятий за год
Показатели Предприятия'
А Б В
Экономия на тысячу рублей себестоимости планового выпуска товарной продукции в руб 41 ,5 25 33
Экономия на тысячу рублей себестоимости планового выпуска товарной продукции за вычетом стоимостиком- плектуклцпх изделий и полуфабрикатов по кооперации )4 руб. . • 57.0 37,0 57,8
Средняя эффективность одного внедренного предло- жения в руб. ................г...». 1840 1090 636
Число рационализаторов на 100 человек трудящйхся (массовость) 19 14 19
Количество поданных предложений на одного рацио- нализатора (активность рационализаторов) ...... Количество аиедренных предложений на 1 000 тру- дящихся ’ 2,3 2,3 Г, 5
178 104 I 95
Принятые предложения, %-. 61,0 54,5 66,2 65,5
Внедренные предложения, % Предложения па разработке л внедрении, % .... . 48,6 93,0
45,5 51,4 7,0
Предложения на рассмотрении, % . . 11 ,1 И,2 •9,6
Предложения, вошедшие в подсчет годовой экомо- Предложения, переходящие на следующий год, % Б6.8 89,7 89,5
53,5 58,4 16,6
Из данных, приведенных в таблице, видно, что если при опре-
деления общего уровня массовой рационализации исходить из пер-
вого показателя, то можно заключить, что наилучших успехов
добился коллектив предприятия А, а предприятия В и Б далеко
от него отстали. Однако, если в плане товарной продукции учесть
стоимость покупных изделий и полуфабрикатов (второй показа-
тель) и исходить из реальных возможностей рационализации, оди-
наковых для всех трех предприятий, то картина резко меняется —
общий уровень массовой рационализации па предприятии В ока-
жется даже несколько выше, чем на предприятии А, Об этом свиде-
тельствуют и показатели уровня организации массовой рационализа-
ции.
Для предприятия В при невысокой средней эффективности од-
ного внедренного предложения характерна высокая постановка ор-
ганизации разработки и внедрения предложений, в результате чего
за текущий год на предприятии было внедрено 93% всех принятых
предложений. На этом предприятии чувствуется также и забота о
рационализаторах — подавляющее-число предложений имеет рас-
чет эффективности, а это означает, что их авторы получили норми-
рованное вознаграждение, исчисленное по шкале, а не в зависимо-
сти от доброй воли и. желания руководителя предприятия. За вы-
соким показателем уровня массовой рационализации на предприя-
тии А скрываются серьезные недостатки в организации массовой
рационализации, в частности, разработка и внедрение предложений
на этом предприятии затягивается (45,5% к числу принятых пред-
ложений). В результате этого и количество внедренных предложе-
ний составляет немногим более половины принятых предложений.
Неблагополучно обстоит дело на этом предприятии и- с расче-
том экономической эффективности предложений (56,8% из общего
количества' внедренных предложений). Это означает, что более
половины рационализаторов получает не нормированное вознаграж-
дение, а вознаграждение, определяемое по воле руководителя, что
далеко не всегда соответствует ценности предложения. Вместе
с тем у этого предприятия имеются значительные резервы. Уже
одно повышение уровня организации разработки и внедрения пред-
ложений значительно повысит экономический эффект массовой, ра-
ционализации. Не совсем благополучно на всех предприятиях об-
стоит дело рассмотрения предложений Предложения должны быть
рассмотрены в течение 15 дней, это значит, что на рассмотрении
должно быть примерно 4—5% предложений, а их вдвое больше.
Рассмотрение предложений затягивается,
ЛИТЕРАТУРА
1. В, И. Г а н ш т а к, Себестоимость продукции в машиностроении, Маш-
гиз, 1956.
2. В Б Г о к у и. Конструктивные предпосылки экономии металлов,
Машгиз, 1957.
3. В. Б. Г окуп. Технологические предпосылки экономии металлов, Маш-
гиз, 1957
4. А П Голов, Планирование организационно-технических мероприятий
иа предприятиях, Госпланиздат, 1961.
5 В. А. Иваной, И. Б. Макаров, Как оформить заявку иа предпо-
лагаемое изобретение, Комитет по делам изобретений и открытий при Совете
Министров СССР. М , 1959.
6. С Камепнцер, В. К о н т о р о в и ч, Г. Пищ у л и в. Экономика,
организация ч планирование промышленного предприятия, Госполитиздат,
1961
7. А С Ко н со е, Эффективность внедрения новой техники, Машгиз, 1958
8. Материалы XXII съезда КПСС, Госполитиздат, 1961.
9. Положение об открытиях, изобретениях и рационализаторских предло-
жениях; утверждено постановлением Совета Министров СССР № 435 от 24 ап-
реля 1959.
10, Положение о комиссии по массовому изобретательству и рационали-
зации фабрично-заводского (цехового) комитета, Справочник профсоюзного
работника, Профиздат, 1952,
11, Положение о Комитете по делам изобретений н открытий при Совете
Министров СССР; утверждено -Постановлением Совета Министров СССР от
23 февраля 1956, iVs 274.
12. Г. В. Теплое, Планирование на машиностроительных заводах, Маш-
гиз, 1960.
‘ 13. Устав Всесоюзного общества изобретателей и рационализаторов,
Профиздат, М., 1959. ,
ГЛАВА XIII
ЭКОНОМИЧЕСКИЕ И ПРАВОВЫЕ ВОПРОСЫ
ИЗОБРЕТАТЕЛЬСТВА И РАЦИОНАЛИЗАЦИИ
При решении вопроса о принятии К внедрению в производство
изобретения или рационализаторского предложения может оказать-
ся, что, несмотря па техническую прогрессивность и практическую
полезность предложения, оно не будет экономически целесообраз-
ным и, очевидно, должно быть отклонено. К основным показате-
лям, характеризующим экономическую эффективность результатов
от внедрения в производство изобретения или рационализаторско-
го предложения, относятся: а) величина экономии в денежном
выражении, получаемой от снижения себестоимости
продукции в результате использования данного предло?кення;
б) срок окупаемости единовременных затрат, потребных для
внедрения предложения в производство. Расчет экономии от внедре-
ния предложения необходим и для расчета суммы авторского воз-
награждения.
В порядке исключения из этого общего для всех предложений
требования к внедрению в производство могут быть приняты пред-
ложения по повышению качества продукции, улучшению условий
труда и техники безопасности, которые не дают денежной эко-
номии.
1. ПОКАЗАТЕЛИ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ
ПРЕДЛОЖЕНИИ
На создание любой машины (продукики) расходуется сырье,
топливо, энергия и т. п. Выпускаемая продукция изготовляется ирН
помощи- станков, машин п различного оборудования, а также при
помощи инструмента и технологической оснастки-. Наконец, в вы-
пускаемую продукцию вложен труд всего производственного кол-
лектива, в том числе производственных рабочих, цехового персо-
нала, персонала заводоуправления и вспомогательных служб пред-
приятия. Все затраты предприятия (издержки производства) па
израсходованные средства производства и заработную плату в де-
нежном выражении составляют с е б е с т о и-м ость продукции.
Экономия, получаемая за счет снижения этих затрат (снижение се-
бестоимости) в результате использования данного предложения,
характеризует в итоге его общую экономическую эффективност],.
Но экономия денежных средств, получаемая от использования
предложения в данных условиях производства, еще далеко не до-
статочно характеризует экономическую целесообразность его внед-
рения. Дело в том, что внедрение большей части предложений свя-
зано с дополнительными затратами денежных средств, которые
могут оказаться весьма значительными Затраты, которые произво-
дятся один раз при внедрении данного предложения и в дальней-
шем не повторяются, называются единовременными затра-
тами. К ним относятся расходы: на проектирование, материалы,
топливо п энергию; на изготовление технологической оснастки —
штампов, моделей, кокилей, инструмента, приспособлений и т. п.;
на приобретение и изготовление оборудования и монтажные ра-
боты и т, д.
Внедрение предложения может привести и к убыткам. Так, ес-
ли при внедрении предложения часть действующего оборудования
подлежит ликвидации, а оно за время своей работы еще не пере-
несло свою стоимость на себестоимость выпущенной продукции
(через амортизационные отчисления), то его ликвидация может
принести убыток. То же может произойти и с затратами на мон-
таж оборудования. Убыток может образоваться и От неописанных
на себестоимость затрат по специальной оснастке, которая по пред-
ложению заменяется новой, и т. д. Новое предложение должно
быть настолько эффективным, чтобы его внедрение восполняло
(окупало) не только дополнительные затраты, которые будут про-
изведены в связи с его внедрением, но и возможный ущерб от вы-
бытия (ликвидации) основных фондов. Поэтому для характери-
стики экономической целесообразности внедрения данного предло-
жения принято исчислять окупаемость затрат, связанных с его
внедрением (единовременных затрат). По предложениям, которые
ие вызывают дополнительных затрат при их внедрении, окупае-
мость не подсчитывается
Под окупаемостью единовременных затрат понимается
срок (время), в течение которого все затраты, связанные с внедре-
нием предложения, будут возвращены, предприятию. Исчисляется
этот показатель отношением всей суммы единовременных затрат,
связанных с внедрением предложения, к сумме годовой экономий»
полученной от использования предложения, Единицей измерения
окупаемости служит календарный отрезок времени, выраженный
в годах и его долях. Чем меньше срок окупаемости предложения,
тем оно эффективнее, а следовательно, и целесообразнее. Экономи-
чески целесообразными принято считать те предложения, сроки оку-
паемости которых не превышают сроков, установленных в про-»
мышленности (отрасли).. В машиностроении, например, приняты
такие сроки окупаемости: для новых машин б—7 лет, для повых
технологических процессов 4—5 дет. Для рационализаторских пред-
лощений принят срок окупаемости до 2 лет. В общем Же срок <ЖУ’
паемости ис должен превышать срока выпуска изделий»
на которые распространяется данное предложение.
Для того чтобы правильно рассчитать экономию ог снижения
себестоимости в результате внедрения предложения, необходимо
знать, как- -рассчитывается себестоимость продукции. Все затрать;
на производство состоят из материальных затрат, амортизации ос-
новных фондов, заработной плата с отчислениями органам социаль-
кого страхования и прочих денежных расходов, По способу
включения в себестоимость продукций все затраты на произ-
водство подразделяются на две группы: прямые и косвенные.
К прямым затратам относятся такие расходы, которые можно
рассчитать и отнести непосредственно па изделие. При этом исхо-
дят из ранее установленных норм этих затрат иа единицу изделия,
К косвенным затратам относятся расходы, которые не поддают-
ся нормированию на каждое изделие и поэтому не могут быть от-
несены прямым путем на себестоимость изделий. Вследствие этого
косвенные затраты относятся на себестоимость продукции косвен-
ным путем, пропорционально принятой и экономически обоснован-
ной базе, В машиностроении косвенные расходы относятся на се-
бестоимость продукции пропорционально заработной плате основ-
ных рабочих.
В состав планируемых прямых затрат входят; 1) за-
траты на сырье и основные материалы; 2) затраты на покупные из-
делия и полуфабрикаты; 3) затраты на топливо и энергию техно-
логического назначения. К топливу технологического назначения
относится топливо, сжигаемое в плавильных, кузнечных и терми-
ческих печах, в отличие от топлива, расходуемого, например, на
отопление помещений- К электроэнергии технологического назначе-
ния относится электроэнергия, расходуемая в плавильных и нагре-
вательных печах и других агрегатах, а также при сварке, электро-
искровой обработке, электролизе, обработке токами высокой часто-
ты и т. д., в отличие, например, от двигательной электроэнергии,
расходуемой на станках, и электроэнергии на освещение. Из-за
трудности в учете и планировании расхода электроэнергии к пря-
мым затратам относятся обычно лишь затраты ее в электропечах
литейных цехов,
Все остальные затраты электроэнергии относятся к косвенным
расходам, 4) основная и дополнительная заработная плата произ-
водственных рабочих; 5) возмещенная стоимость изношенного инст-
румента, штампов, моделей, и приспособлений специального назна-
чения, т. е. всей технологической оснастки, изготовленной для произ-
водства данного изделия.
Косвенные расходы делятся на цеховые, общезаводские и вне-
производственные. Цеховыми расходами называются затраты,
производимые в данном цехе на управление и обслуживание про-
изводства Они подразделяются на две группы: расходы по содер-
жанию и эксплуатации оборудования и общецеховые рас-
ходы. В состав планируемых цеховых расходов входят следующие
статьи.
Расходы по содержанию и эксплуатации оборудп
вання; 1) материалы, заработная плата рабочих и оплата услуг пп
содержанию оборудования и других рабочих мест. Сюда относит-
ся: вспомогательные материалы, т е. такие, которые пе входит
прямым путем в состав изделий,— смазочные, обтирочные, эмулю
сол и другие, расходуемые при обслуживании оборудования; энср
гия всех видов — электроэнергия для питания двигателей и других
силовых установок, пар для молотов и прессов, сжатый воздух для
пневматических инструментов и т. п; заработная плата рабочих,
занятых обслуживанием производственного оборудования и рабп
чих 'мест,— наладчиков, смазчиков, шорников, слесарей, электро-
монтеров, рабочих, занятых обслуживанием печей, и т. д.; 2) теку-
щий ремонт производственного оборудования, транспортных средств
н ценных инструментов. Сюда относятся: материалы, полуфабри-
каты, запасные части, расходуемые на текущий ремонт оборудова-
ния н ценного инструмента, заработная плата ремонтных рабочих
своего цеха; 3) ’содержание, транспорта: смазочные и обтирочные
материалы, топливо, расходуемое на транспорт, энергия всех видов,
расходуемая при использовании транспорта, заработная плата во-
дителей, кранов'щиков, вспомогательных рабочих, занятых погруз-
кой, выгрузкой и подноской материалов, деталей и других грузов;
4) амортизация производственного оборудования и транспортных
средств. По мере износа (амортизации) основных средств (зданий,
различных сооружений, оборудования н транспортных средств) про-
изводится их. списание на себестоимость выпускаемой продукции.
Нормы (размеры) ежегодных амортизационных отчислений раз-
личны в разных отраслях н для различных видов основных средств
В машиностроении, например, нормы амортизационных отчислений
для металлорежущего оборудования установлены в пределах
4,6—16% в'год.
Общецеховые расходы: I) содержание цехового персонала,
Сюда относятся: заработная плата инженерно-технических работ-
ников, служащих и младшего обслуживающего персонала цеха,
рабочих цеховых кладовых, приемщиков ОТК и других рабочих;
2) содержание, амортизация зданий, сооружений и инвентаря. Сю-
да относятся: материалы, расходуемые на содержание в чистоте
помещений, на содержание отопительной сети и электросети, топли-
во для производственных и бытовых Помещений, энергия всех ви-
дов на хозяйственные нужды и т. д., а также заработная плата
вспомогательных рабочих, занятых уборкой, отоплением и обвеше-
нием помещений и отчисления на амортизацию основных средств —
зданий, сооружений, ценного инвентаря общецехового назначения
В машиностроении для зданий норма амортизационных отчислений
установлена в пределах 2,5—7% их стоимости в год; 3) текущий ре-
монт зданий и сооружений: материалы, расходуемые па ремонт ос-
новных средств цеха, и заработная плата рабочих по текущему
ремонту основных средств; 4) расходы на испытания, опыты, иссле-
дования и расходы на рационализацию и изобретательство; 5)'рас-
ходы на охрану труда, 6) прочие расходы; 7) расходы на возме-
щение износа малоценного и быстроизнашивающегося инструмен-
та, т. е. такого, который стоит менее 50 руб. за 1 шт. или изна-
шивается в течение одного года.
Расчет цеховых расходов производится на основе «Сметы це-
ховых расходов» -по каждому из цехов предприятия. Затраты по
отдельным статьям расходов определяются исходя из производст-
венной программы, гнорм расхода вспомогательных материалов,
топлива, энергии, инструмента; норм амортизационных отчислений
и норм обслуживания вспомогательными рабочими производствен-
ного оборудования и здания цеха. Цены на материалы и топливо
принимаются по действующим прейскурантам, на энергию со сто-
роны—по тарифам, на продукцию и услуги других цехов пред-
приятий — по плановым цепам. При определении себестоимости
отдельных видов продукции цеховые расходы, по принятому на
машиностроительных заводах методу, распределяются пропорцио-
нально прямой заработной плате основных рабочих.
Общезаводскими расходами называются затраты, свя-
занные с управлением и обслуживанием завода в целом. Они вклю-
чают три группы расходов: 1) административно-управленческие
расходы К ним относятся главным образом: заработная плата
административно-управленческого персонала предприятия, расходы
на премии, командировки, конторские и почтово-телеграфные рас-
ходы; 2) общехозяйственные расходы, куда входят; содержание
заводского неадминистративно-управленческого персонала; содер-
жание и амортизация, текущий ремонт зданий, сооружений и ин-
вентаря общезаводского Характера; расходы на испытания, иссле-
дования и содержание общезаводских лабораторий; расходы иа
изобретательство и рационализацию, на охрану труда, содержание
охраны, расходы на производственную практику и подготовку кад
ров; 3) налоги, сборы и прочие обязательные расходы, Суммарная
абсолютная величина общезаводских расходов' устанавливается на
основ’е «Сметы общезаводских расходов», в которой затраты по
каждой статье определяются путем расчета. При определении себе-
стоимости продукции (отдельных видов) общезаводские расходы
в машиностроении принято распределять в процентах к прямой за-
работной плате основных рабочих
Внепроизводственные расходы включают, 1) плату за
провоз изделий; 2) отчисления на научно-исследовательские рабо-
ты; 3) скидки сбытовым организациям; 4) расходы по таре и упа-
ковке продукции, если они не оплачиваются сверх установленной
оптовой цепы или. если поставка продукции производится без тары
(например, тракторы, автомобили и т, д.). При калькулировании
себестоимости изделий внутрипроизводственные расходы включают-
ся процентом к заводской себестоимости,
Отпускная пена изделия включает накопления (прибыль или
чистый доход), В машиностроении накопления обычно принимают-
ся в размере 3—5% к полной себестоимости выпускаемой продук-
ции. В ряде случаев может оказаться, что в отпускную цену изделия
включаются повышенные накопления (налог с оборота), размер
которых не может приниматься при расчетах годовой экономии.
В расчетах экономии от использования предложений в произ-
водстве косвенные (цеховые и общезаводские) расходы рассмат-
риваются по характеру зависимости от объема производства.
В этой зависимости косвенные расходы делятся па две группы:
условно-переменные и условно-постоянные. К условно-пере-
менным расходам относятся все расходы, размер которых в зна-
чительной мере зависит от объема производства; такие расходы
изменяются пропорционально количеству выпущенной продукции,
К ним относятся: материалы для содержания производственного
оборудонания, инструмента и оснастки; энергия, пар и вода для
производственных нужд; износ и ремонт малоценных инструментов
и приспособлений и др., т е большая часть «расходов по содер-
жанию и эксплуатации Оборудования». К условно-постоян-
ны м' расходам относятся расходы, размер которых не изменяется
или изменяется весьма незначительно от изменения объема про-
изводства. К ним относятся такие статьи косв
амортизация, содержание зданий и сооружений,
управленческого и обслуживающего персонала и
ховых расходов и все общезаводские расходы. s
что резкое увеличение выпуска продукции может\
ное изменение некоторых статей этих расходов,
учитывать при расчетах экономии.
2. РАСЧЕТ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВ «
ПРЕДЛОЖЕНИИ
Общие положения
Годовая экономия исчисляется путем расчета и сопо-
ставления себестоимости продукции до и после внедрения данного
предложения. Разница между этими затратами и дает экономий.
При этом .практически удобнее подсчитать вначале экономию на
одно изделие (деталь, узел, агрегат, машину и т. п.), а затем, ис-
ходя из объема использования- (программы выпуска изделий) пред-
ложения, рассчитать годовую экономию.
Для получения реальной экономии от ннедрения пред-
ложений в расчет необходимо включать только те элементы и
статьи себестоимости, которые действительно изменяются в резуль-
тате внедрения данного предложения. В силу этого широко при-
меняемая в практике плановых органов машиностроительных пред-
приятий методика расчета себестоимости отдельных видов выпус-
каемой продукции, при которой все косвенные (цеховые и обще-
заводские) расходы учитываются в размере планируемого по
техпромфипплану процента к заработной плате производственных
рабочих, является непригодной для расчета экономической эффек:
тнвности изобретений и рационализаторских предложений. И .толь-
ко по изобретениям и рационализаторским предложениям о замене
покупного изделия изделием собственного изготовления годовая
экономия исчисляется путем сопоставления затрат на покупное из-
делие по оптовым ценам (без налога с оборота), включая трэкс-
портно заготовительные расходы, с полной себестоимостью изго-
товления изделия на данном предприятии с учетом накоплений.
Здесь цеховые и общезаводские расходы, а также прибыль учи-
тываются в полном объеме, установленном техпромфинпланом.
Внедрение предложений может сопровождаться сокращением
затрат по одним статьям и увеличением их по другим статьям се-
бестоимости, или сокращением затрат при изготовлении продукции
на одних производственных участках, в одних цехах и предприя-
тиях при увеличении затрат на других производственных участках,
в других цехах и предприятиях. Это должно быть обяза-
тельно учтено при расчете годовой экономии, т. е. всякое
увеличение затрат должно вычитаться из экономии, умень-
шение— суммироваться. Внедрение предложения может из-
менять затраты не только при -изготовлении изделий, но и При
эксплуатации их в других отраслях народного хозяйства, па других
предприятиях. В этом случае годовая экономия определяется с учё-
том изменения затрат на производство и эксплуатацию изделия.
отдел.- экономия возникает и в производстве, и в эксплуатации, то
мгла суммируется. Если же в одном случае будет экономия, а в дру-
гом — удорожание, то величина удорожания вычитается из суммы
экономии.
Возникающие при внедрении единовременные затраты должны
быть учтены в расчете экономии. Эти затраты списываются на себе-
стоимость выпускаемой продукции в зависимости от их влияния на
производственные фонды. Единовременные затраты (капитальные) на
приобретение, реконструкцию, модернизацию и монтаж основных
средств (здание, сооружение, оборудование и т. Д) учитываются
при исчислении экономии в размере амортизационных отчислении. При
этом размер амортизационных отчислений определяется за тот пери-
од, за который исчисляется экономия. Так, если экономия исчисляется
за год, то и амортизационные отчисления учитываются за год. Если
предложение используется менее года, амортизационные отчисления
учитываются за этот же фактический срок использования предложе-
ния: в сезонных отраслях —за период сезона; по единовременным
заказам — за срок выполнения заказа или его части. При замене
находящихся в эксплуатации основных средств учитывается разница
между годовыми амортизационными отчислениями до к после внед-
рения предложения.
Связанные с внедрением предложения единовременные затра-
ты (некапитальные), приводящие к увеличению оборотных
средств (денежное выражение стоимости материалов, инструмен-
тов и т, д.), полностью включаются в себестоимость данного из-
делия, если их величина меньше экономии, получаемой от внедре-
ния предложения в том же году, В случае же, когда эти затраты
превышают экономию, получаемую от внедрения предложения в
планируемом году, они списываются на себестоимость не только
в первом, но и в следующем году, т. е. в первом году эти расходы
относятся на себестоимость в меру полученной экономии Обычно
эти затраты списываются иа себестоимость в срок не более двух
лет равными долями. Затраты, связанные с разработкой и провер-
кой предложения, такие, как изготовление чертежей, моделей,
экспериментальных образцов, испытание и т. гь, при расчете эко-
номии не учитываются.
Таким образом, единовременные затраты, приводящие к увели-
чению основных и оборотных средств, в своем полном объеме учи-
тываются лишь при расчетах окупаемости предложений Однако
единовременные за граты 'как капитальные, так и некапитальные,
па неповторяющиеся заказы, а также на производство машин, сни-
маемых с производства, списываются иа них полностью
По предложениям, которые-внедряются не на одном, а на не-
скольких предприятиях, общая экономия, получаемая от
внедрения, исчисляется путем суммирования экономии, полученной
на каждом из этих предприятий. Ие всегда, однако, удается полу-
чить данные об* экономии, полученной на каждом предприятии.
В этом случае общая' экономия может быть исчислена способом
укрупненного расчета. Для этого но имеющимся данным об эко-
номии на нескольких предприятиях рассчитывается средняя эко-
номия на единицу продукции, которая умножается на объем про-
граммы, исчисленный по всем предприятиям, использующим данное
предложение, Расчет экономии на предприятиях производится ра-
ботниками плановых органов. В случае использования предложе-
ния на нескольких предприятиях расчет обшей экономии возложен
на то предприятие (организацию), которое обязано, согласно Ин-
струкции о вознаграждении, выплатить авторское вознаграждение.
Для расчета авторского вознаграждения экономия от внедре-
ния предложений должна быть подсчитана не позднее двадцати
дней со дня утверждения плана внедрения предложения. Пере-
расчет экономии от использования изобретений и рационализа-
торских предложений производится- а) по истечении первого года
использования предложения, если изменяется фактический объем
использования.предложения по сравнению с плановым объемом его
Использования, на который была рассчитана экономия, б) при
возрастании экономии от использования предложения по изобре-
тениям — в течение последующих четырех лет использования, по
рационализаторским предложениям — за второй год его использо
вания, Если при этом экономия увеличивается в результате рас-
ширения объема использования предложения, то размер допол-
нительной экономии определяется путем умножения плановой эко-
номии, исчисленной на единицу продукции в первой году исполь-
зования предложения, на фактический прирост объема ис-
пользования предложения за каждый последующий год. Если же
изменяются оптовые цены на сырье, материалы и т. п„ ю
корректируется экономия на единицу продукции в соот-
ветствии с ценами, действующими в году, за который производится
перерасчет экономии. Подсчет экономии по этим ценам произво-
дится только на фактический прирост объема продукции.
Исходные данные для расчета экономической
эффективности предложений
Расчет экономической эффективности принятых предложений
производится на основании акта внедрения и плана использования
предложения. Последний составляется в случае распространения
предложения на другие участки и цехи предприятия, кроме тех,
где оно было предусмотрено планом внедрения. Для решения воп-
роса о приемлемости внесенного предложения может быть сделан
предварительный расчет предполагаемого экономического эффекта
от использования предложения. Последний, однако, ие может слу-
жить основанием для расчета и выплаты авторского вознаграж-
дения.
ч Для расчета экономической эффективности принятых к внед-
рению предложений необходимо иметь: нормы, действующие на
предприятии до внедрения предложения, и нормы, установленные
с учетом использования предложения по всем элементам материаль-
ных и трудовых затрат, входящих в расчет экономии; тарифные
условия; данные о действующих ценах; нормы амортизационных
отчислений; Данные о размере производственной программы теку-
щего и будущего года. Все эти данные и справки должны носить
официальный характер, т. е. либо находиться в официальных из-
даниях (прейскуранты, тарифные условия, нормы амортизации),
либо исходить от соответствующих отделов заводоуправления (от-
дед труда и заработной платы — по нормам затрат труда, бюро
материальных нормативов— по нормам расхода материалов, отдел
главного энергетика — по нормам расхода различных видов энер-
гии, плановый отдел—-по производственной программе и-т, д.).
Может оказаться, • что по отдельным видам изделий или работ на
предприятии отсутствуют утвержденные нормы. Годовая экономия
в этом случае может быть исчислена- по отдельным статьям затрат
на основании укрупненных нормативов, действующих
иа данном предприятии. При отсутствии же иа предприятии
утвержденных норм и укрупненных нормативов для расчета годовой
экономии могут быть приняты действующие союзные пор м ы
или иные нормы на материальные и трудовые затраты, утвержден-
ные в установленном порядке.
В ряде случаев для расчета экономической эффективности
предложений используются не только нормативные данные, но и
фактические затраты. Так, если к началу внедрения предложений
фактические затраты окажутся ниже затрат, рассчитанных по нор-
мам, действовавшим до внедрения предложения, то экономия рас-
считывается,' исходя из фактических затрат, а не из норм. По пред-
ложениям, сокращающим илн ликвидирующим брак, для исчисле-
ния экономии используются данные о фактических размерах брака
в течение 6 месяцев до внедрения предложения и в течение 3 ме-
сяцев после внедрения.
При расчете годовой экономии исхрдиымн являются также
данные об объеме применения предложения в течение расчетных
двенадцати месяцев его использования. Счет двенадцати месяцев
использования предложения начинается со дня его внедрения на
первом объекте (на рабочем месте, участке производства, в цехе,
на предприятии, или в детали, узле, машине и т. п.). Таким обра-
зом, если предложение внедрено на неско'льких объектах, причем
в различные сроки, То на первом объекте экономия будет подсчи-
тана'за двенадцать месяцев, а по другим объектам —со дня внед-
рения предложения по каждому данному объекту до окончания
срока двенадцати месяцев по первому объекту, Так, если предло-
жение внедрено на объекте № 1—4 февраля, на объекте № 2—1 июня,
а на объекте № 3—15-января .следующего календарного года, то
суммарная экономия будет рассчитана, исходя из использования
предложения по всем трем объектам за период с 1 февраля теку-
щего года по 31 января следующего календарного года, ио с уче-
том' срока использования предложения по каждому объекту, .1
именно: 12 месяцев —по объекту № 1, 8 месяцев — по объекту Й 2
‘/а месяца по объекту № 3.
В сезонных отраслях народного хозяйства годовая экономия
определяется за период сезона, По предложениям/- срок использо
вания которых менее двенадцати месяцев, экономия исчисляется
за фактический срок использования предложения. По предложи
ниям, относящимся к отдельным заказам, экономия исчисляется,
исходя из срока выполнения этого заказа или его .части, ио «и
более чем за двенадцать месяцев.
В случаях, когда экономия возникает .не в процессе произвол
ства продукции, а при ее эксплуатации, экономия исчисляется по
максимальному количеству продукции, используемой в расчетном
году. В последнем случае, когда не представляется возможным
установить максимальное количество продукции, используемой в
расчетном году, допускается исчисление экономии по максимально-
му годовому выпуску продукции.
По предложениям, внедряемым в Период освоения новых кон-
струкций, новых технологических процессов и т, п„ когда дейст-
вуют временные нормы и . Р а с ц е ц к и, экономия исчис-
ляется за период действия временных норм и расценок, но не более
чем за один год Если предложение снижает затраты на изготов-
ление опытных конструкций или опытных работ, то экономия ис-
числяется за период выпуска опытных Конструкций или выполне-
ния опытных работ, при производстве которых было использовано
предложение, по не более чем за один год.
Если предложение внедрено несколькими предприятиями в раз-
личное время в -течение расчетного года, то экономия исчисляется
за двенадцать месяцев, начиная со дня начала использования
предложения на первом предприятии. Объем Программы при. рас-
чете годовой экономии устанавливается по техпромфинплану пред-
приятия. При этом по предложениям, используемым не с начала
года, при наличии утвержденного техпромфипплана на следующий
календарный год программа берется: по техпромфинплану теку-
щего года-—за оставшуюся часть года с момента внедрения пред-
ложения и по техпромфинплану следующего календарного года —
за период, недостающий до двенадцати месяцев. Во всех осталь-
ных случаях программа берется по техпромфинплану текущего го-
да. При перерасчетах экономии в связи с изменением фактическо-
го объема использования предложения по сравнению с плановым
берется фактический объем использования предложения.
По предложениям, снижающим стоимость строительства объ-
екта или вида строительных работ, экономия исчисляется путем со-
поставления утвержденной сметной стоимости строительства объ-
екта или вида- строительных работ, определенной По рабочим чер-
тежам до и после внедрения предложения, по тем статьям за-
трат, которые изменяются в связи с внедрением предложения. При
расчетах экономии от внедрения предложения сметная стоимость
данного объекта или вида работ Корректируется на разницу меж-
ду ценами и тарифами на 1 июля 1955 г. и действующими на мо-
мент внедрения предложения ценами и тарифами, применяемыми
для расчета сметной стоимости в связи с внедрением предложения.
Если предложение уменьшает прямые затраты на строительство
лишь по одной или нескольким статьям, то экономия исчисляется
соответственно только по одной этой или по этим нескольким
статьям.
Экономия по накладным расходам в строительстве учитывается
в тех случаях, когда внедрение предложения непосредственно сни-
жает затраты по отдельным статьям накладных расходов. Если
срок строительства объекта превышает один расчетный год, то го-
довая экономия определяется по объему строительства или по
объему строительно-монтажных работ, выполняемых за расчетный
год использования предложения. Если предложение используется
на нескольких объектах строительства, го экономия определяется
но всем этим объектам с учетом объема использования предложе-
ння па этих объектах в расчетном году. Если' предложение, сни-
жающее стоимость строительства, вызывает в том же расчетном
году изменение расходов при эксплуатации построенных объектов,
то это изменение должно быть учтено при исчислении экономии.
Сметно-финансовые расчеты стоимости строительства, не утверж-
денные и ие принятые к финансированию, не могут служить осно-
ванием для исчисления 'экономии.
Порядок расчета экономии материалов, топлива,
электроэнергии, инструмента
Прежде чем приступить к расчету' годовой экономии от внед-
рения изобретения иля рационализаторского предложения, нужно
установить, на какие элементы (статьи) себестоимости окажет влия-
ние его осуществление (использование). Это необходимо для того,
чтобы наиболее точно учесть и отразить в расчете годовой эконо-
мии изменения затрат, вызванные использованием предложения.
Затем следует произвести расчет величины экономии или увеличе-
ния затрат по этим статьям В расчет могут не приниматься лишь
такие расходы, которые увеличиваются или уменьшаются очень не-
значительно и, следовательно, влияние которых иа Конечный ре-
зультат будет ничтожным и ими можно пренебречь
Прн влиянии данного предложения на прямые затраты произ-
водится расчет изменения этих затрат по каждой, статье.
Расчет экономии по Материалам. При определении экономии
от снижения расхода основных материалов исходят: а) из дей-
ствующих технических норм расхода материала (или фактического
расхода, если он меньше нормы) до внедрения и вновь установ-
ленной нормы его расхода после внедрения предложения. Под тех-
нической нормой расхода материала понимается количество
материала, которое необходимо для изготовления единицы готовой
продукции в соответствий с ее конструкцией, технологическим про-
цессом изготовления и нормальными организационно-техническими
условиями производства; б) из оптовых цен на материалы по
утвержденным прейскурантам с учетом транспортно-заготовительных
расходов Прн этом следует иметь в виду, что по многим мате-
риалам действующие оптовые цены имеют повышенные накопле-
ния или налог с оборота. В этом случае оптовые цены берут-
ся без налога с оборота, так как уменьшение суммы налога с обо-
рота не является экономней текущих затрат и искажает реальную
экономию; в) из нормы и оптовой цены возвратных отходов, под-
лежащих- реализации.
Затраты на материалы на одно изделие определятся умноже-
нием нормы расхода материала на его оптовую цену за вычетом
стоимости возвратных отходов. Стоимость возвратных отходов оп-
ределится умножением нормы отходов материалов на цеиу отходов,
В общем виде это может быть выражено следующей формулой;
Зл,—Но ХЦд,
где 3«—затраты иа материалы иа одно изделие в руб ;
— норма расхода материала на одно изделие;
Цм — цена материала (без налога с оборота) с учетом транспортно-
заготовительных расходов;
Но—норма отходов материала па одно изделие;
До —цена отходов материала в руб.
Экономия (или удорожание) по расходу материала иа одно изде-
лие определится как разница, в затратах на материал до и после
внедрения предложения, т. е (Зм8в— 3,,ns). Годовая экономия от
снижения расхода материала Эг определится умножением экономии по
расходу материала на одно изделие на годовую программу выпуска
этих изделий Пв, т. е. Зг= (Зл,дв — Зм пв) Пг.
При замене одних материалов другими затраты на материа-
лы по действующему процессу сравниваются с затратами материа-
ла по предложению.
Экономия по материалам своего производства определяется
исходя из плановой заводской себестоимости или из фактической
себестоимости, если она к началу внедрения предложения будет
ниже плановой. Так, если предложением предусматривается сни-
жение веса литых деталей, экономия по материалам рассчиты-
вается по стоимости жидкого металла на основе его плановой каль-
куляции. Плаповая калькуляция жидкого металла включает за-
траты иа шихту, топливо и энергию для технологических нужд, за-
работную плату рабочих шихтового и плавильного отделения и пла-
новый процент цеховых и общезаводских расходов.
Расчет экономии по покупным изделиям. При расчете эконо-
мии по покупным изделиям могут встретиться два случая: 1) по
предложению конструкция изделия изменяется таким образом, что
покупное изделие полностью ликвидируется, т. е. не применяется
в новой конструкции. Годовая экономия в этом случае определит-
ся умножением оптовой цены отмененного изделия (с учетом тран-
спортно-заготовительных расходов) на годовую потребность В
этих изделиях; 2) покупные изделия заменяются изделиями собст-
венного .изготовления. Годовая экономия в этом случае будет рав-
на оптовой цене покупного изделия с учетом транспортно-загото-
вительных расходов минус плановая отпускная цена изделия соб-
ственного производства (изготовления). По действующей на пред-
приятии методике составляется плановая калькуляция полной се-
бестоимости изделия, подлежащего изготовлению, с учетом всех
косвенных расходов в размере планового процента, после чего
определяется его отпускная цена с учетом плановых накоплений.
Расчет экономии по полуфабрикатам собственного изготовле-
ния. При расчете экономии по полуфабрикатам собственного изго-
товления различаются два вида предложений: 1) предложения по
замене одного рода полуфабрикатов другим, например по замене
поковок отливками или горячей штамповки холодной и т. ri. Го-
довая экономия в этом случае определится как разница между це
ховой себестоимостью полуфабрикатов (с учетом цеховых расхо-
дов в полном объеме) до и 'после внедрения предложения. Кроме
того, должен быть произведен расчет изменения затрат на обработ-
ку в механическом цехе по элементам (статьям) себестоимости;
2) предложения по изменению конструкции изделия, в результате
чего уменьшается вес или количество полуфабрикатов. Годовая
экономия в этом случае определится как разница в затратах До и
после внедрения предложения, исчисленная по прямым затратам
и тем статьям накладных расходов, на которые это изменение кон-
струкции повлияло.
Расчет экономии от сокращения затрат топлива и анергии,
Затраты на топливо п энергию технологического назначения на
единицу изделия рассчитываются в натуральном выражении, исхо-
дя на удельных норм расхода топлива и энергии, разработанных
для отдельных участков и цехов предприятия, или из фактических
ИХ затрат в случае, Когда они ниже нормативных. Годовая эконо-
мия (удорожание) определяется умножением разницы в затратах
топлива и энергия на единицу изделия до п после внедрения пред-
ложения на годовую программу выпуска изделий и на его цену
(тариф), действующую в момент внедрения предложения.
При расчетах за электроэнергию по двухставочному тарифу
экономия определяется, исходя из оплаты за единицу потребляемой
энергии, т. е. оплата за установленную мощность трансформаторе^
S расчет нс принимается. Если же потребляемая энергия и топли-
во производится самим предприятием, то их оплата устанавли-
вается по цеховой или-заводской себестоимости (плановой или фак-
тической) .
В тех случаях, когда на предприятии удельные нормы затрат
топлива и энергии на единицу продукции отсутствуют, или в слу-
чае, когда па рабочем месте, участке, в цехе обрабатывается боль-
шая номенклатура деталей, расчет расхода топлива и энергии и
натуральном выражении производится на основе годового их рас-
хода по каждой единице оборудования. Так, например, расчет расхо-
да двигательной энергия производится по формуле
Рг= MX Кп X X Ке X Фг,
где Рг — годовой расход энергии в ий-«;
М— установленная мощность двигателей в квт\
Км — коэффициент использования двигателей по мощности;
— коэффициент использования двигателей по времени,-
— коэффициент потерь в сеги;
Фг — годовой фонд времени работы двигателей в час.
В тех случаях, когда нормы расхода установлены в единицах
условного топлива, для перевода на натуральное топливо приме-
няются переводные коэффициенты соответственно виду топлю Ui.
Расчет экономии по технологической оснастке. При расчета
экономии по оснастке (приспособления, штампы, Модели, пресс-
формы, . режущий и мерительный инструмент и т, п.)’’имеют место
два случая: 1) по предложению оснастка покупная заменяется он-
настКой собственного изготовления. Годовая экономия в этом слу-
чае рассчитывается аналогично расчету при замене покупной)
изделия изделием собственного изготовления; 2) по предложении)
внедряется более экономичная в изготовлении и более стойкая в DK-
сплуат'йцин оснастка в сравнении с-оснасткой,- ранее применявшей-
ся на предприятии для этих же целей. Годовая экономия (увели-
чеийе) затрат на осиастку по каждому ее наименованию определи) -
ся умножением разницы затрат на ее износ при изготовлении
одного,изделия до и после внедрения предложения на годовую
программу этих изделий.
о I 3<> дп а0 не А п
^г=1 т — Т ‘ ‘ г’
\ иди llihi J
где Э;,. —годовая экономия в руб,;
30бо, Зо ,гв — затраты йа единицу' оснастки соответственно до и после
внедрения предложения,-
7'а до, 7U ns — стойкость оснастки в количестве изделий соответственно
до и после внедрения;
Пг — годовая программа-выпуска изделий.
На машиностроительных предприятиях расчет износа оснаст-
ки принято производить, исходя из программы не более двухлетне-
го выпуска изделий, в Том случае, когда, ее стойкость превышает
двухлетний выпуск. Затраты на износ оснастки каждого наимено-
вания включают стоимость изготовления оснастки и стоимость всех
переточек (возобновлений) за вычетом реализуемых отходов ос-
настки по Цене лома
30=Сй+(Слх/Сл)- Со,
где 30 — затраты на оснастку;
Си—стоимость изготовления оснастки;
С,г—стоимость одной переточки (возобновления);
Л,г — количество переточек (возобновлений) оснастки до ее полного
износа;
Са — стоимость реализуемых отходов по цепе лома.
Порядок расчета экономии по заработной плате
Экономия по заработной плате будет получена от внедрения
предложений, в результате использования которых снижается
нормированная трудоемкость изготовления выпускаемых изделий
(нормы времени на единицу продукции), т. е. .на работах, со сдель-
ной оплатой труда, или высвобождаются рабочие, занятые на не-
нормируемых работах, т. е. на работах с повременной оплатой
труда. Это определяет и два метода расчета экономии по заработ-
ной плате; В первом.случае экономия иа единицу продукции опре-
деляется как разница между расценкой, действовавшей до внед-
рения предложения, н расценкой, вводимой в связи с использова-
нием предложения. Для расчета расценок необходимо установить
норму, времени и разряд работы до и после внедрения предложе-
ния, а также знать тарифные ставки.
Расценка на единицу продукции рассчитывается по формуле
D Ttum Хср й 1
------------ руб- .
где Ри =— расценка на изделие (операцию) в руб.;
Тшт— норма штучного времени на .изделие, (операцию) в мин.
C„ —часовая тарифная ставка соответствующего разряда в руб.;
60 — коэффициент для перевода а часы штучного времени, выра-
женного в минутах.
Экономия на одно изделие определится как разность между расцен-
ками до (Риве) и после (Puns} внедрения'предложения
Эц= Ридв Рц пл РУб-
Экономия на расценках составляет большую часть экономии по
основной заработной плате. Доплаты по прогрессивке учитываются
в процентах к прямой заработной плате сдельщика (в % к расцен-
ке).. При подсчете экономии по заработной плате учитывается также
экономия по поясному (районному), коэффициенту к дополнительной
заработной плате, которая обычно исчисляется в процентном отно-'
шепни к основной заработной плате,
В отличие от плановых расчетов себестоимости, инструкцией
не предусматривается расчет экономии по отчислениям на социаль-
ное страхование (последняя исчисляется в процентном отношении
к сумме основной и дополнительной заработной платы). Объясняет-
ся это тем, что хотя по каждому предприятию при экономии зара-
ботной платы получается экономия по этой статье, однако в целом
по народному хозяйству отчисления на социальное страхование
предприятиями не компенсируют этих затрат. Фонд соцстраха по-
полняется из госбюджета.
Таким образом, годовая экономия по заработной плате на рабо-
тах, оплачиваемых по сдельным расценкам, определится ив следую-
щего выражения:
где Эг — годовая экономия в руб.;
Эи — экономия основной заработной платы па одно изделие в руб.;
Пи —- годовая программа по данному изделию в шт.;
/(^ — коэффициент, учитывающий экономиео по дополнительной
заработной плате, исчисленный из следующего выражения:
3,
где За — дополнительная заработная плата в процентах к основной
заработной плате (по техпромфинплану),.
Такой метод расчета экономии по заработной плате применим
для расчета экономии как на основных работах, так и на вспомо-
гательных работах, если там применяются нормы и расценки.
Расчет экономии по заработной плате вспомогательных рабочих,
занятых на работах с повременной и повременно-премиальной систе-
мой оплаты труда, производится путем сопоставления фонда зара-
ботной платы, установленного в связи с внедрением предложения, с
фактическим фондом заработной платы Для' расчета необходимо
иметь данные о числе отработанных часов, разрядах рабочих и часо-
вых тарифных ставках. Расчет экономии пр заработной плате работ-
ников, получающих месячные должностные оклады, производится
на основе данных об их окладах. В случаях частичного высвобожде-
ния работников с повременной оплатой труда, т. е. не на полный
рабочий день, — экономия определяется исходя из суммы заработной
платы, приходящейся на количество сокращенных часов работы. Со-
кращение фонда заработной платы производится по мере накопле-
ния таких предложений и высвобождения работника полностью.
Расчет экономии от сокращения потерь от брака,
по накладным расходам и загрузке железнодорожных
вагонов
При расчете экономии по предложениям, сокращающим или пол-
ностью ликвидирующим брак, исходят из следующих данных:
а) из фактического среднемесячного процента окончательно за-
бракованных изделий по отношению к выпуску годных изделий, исчи-
сленного за шесть месяцев до внедрения и три месяца после внед-
рения предложения. При этом принимается брак только по тем при-
чинам, которые устраняются данным предложением;.
б) из нормативов по прямым затратам и условно-переменным
цеховым расходам, используемых для определеЕгия себестоимости еди-
ницы забракованного изделия. Плановая себестоимость забракован-
ных -деталей определяется по элементам затрат, на которые 'влияет
данное предложение. При этом основные 'материалы из поковок и
проката принимаются в размере полной стоимости металла за выче-
том стоимости отходов по цене лома. По предложениям, снижающим
брак отливок или изготовляемых из них деталей, стоимость основ-
ных материалов подсчитывается ие по полному весу, а лишь в раз-
мере веса угара и скрапа, на основе данных о нормативном процен-
те их к загруженной шихте. Косвенные (условно-переменные) рас-
ходы определяются по элементам затрат, иа которые оказывает
влияние данное предложение;
в) из величины условно-постоянной части косвенных (пеховых)
расходов в случае, когда вследствие сокращения брака увеличивает-
ся объем выпуска продукции и это находит отражение в плане и
если обеспечивается сбыт продукции,
г) из данных о затратах на исправление брака для случаев,
когда предложение предусматривает превращение дефектной продук-
ции в годную.
Потерн от брака на единицу продукции до и после внедрения
предложения могут быть рассчитаны по формуле
где С$—потери от брака по данному изделию в руб ;
Слл — плановая себестоимость забракованных изделий, исчисленная
в объеме прямых затрат и условцо-переменной части косвен-
ных расходов по элементам; в руб.;
As-—процент брака по отношению к выпуску годных изделий.
Годовая экономия от внедрения предложений по сокращению
потерь от брака определится как разнипа между потерями от бра-
ка на единицу продукции до внедрения и после внедрения предло-
жения, умноженная на годовую программу изделий. В тех случаях,
когда в результате сокращения брака в производстве увеличивает-
ся выпуск продукпии, при подсчете годовой экономии учитывается
также относительная экономия за счет условно-постоянной части
косвенных (накладных) расходов (см. ниже)
Экономия от предложений по исправлению брака опреде-
ляется как разность между снижением потерь от бракд и дополни-
тельными затратами на его исправление ‘
Чтобы найти реальную экономию по накладным расходам,
нужно сначала определить, иа какие статьи накладных расходов
влияет внедренное предложение, а затем по этим статьям произве-
сти расчет снижения нли увеличения затрат.
Изменение затрат по отдельным статьям накладных расходов.
Способы расчета изменения’ затрат по отдельным статьям цехо-
вых .расходов различны в зависимости от характера затрат, методов
нормирования и'т. д Затраты на энергию могут быть рассчита-
ны или по нормам расхода на единицу продукции, составленным на
основе режимов обработки изделия, или исходя из установленной
мощности оборудования и коэффициентов ее использования (см.
выше). Затраты на амортизацию могут быть рассчитаны исхо-
дя из стоимости оборудования и нормы амортизации (см. выше).
Сокращение производственной площади в действующем производст-
ве при внедрении более высокопроизводительного оборудования
уменьшает сумму текущих затрат за счет соответственного умень-
шения сумм амортизационных отчислений, но лишь в том случае,
когда эта площадь будет эффективно использована для изготовле-
ния другой продукции. В случае, если эта высвобожденная площадь
не будет использована или будет использована Для расширения про-
ходов, хранения материалов, незавершенного производства и т. д„
сумма амортизации и себестоимости изготовления продукции не
изменится, а потому и не будет экономии.
Затраты на ремонт оборудования изменяются в связи
с изменением состава оборудования. Расчет затрат на реЧоит ве-
дется на основе данных о количестве оборудования, его ремоито-
слоисностИ и нормативов затрат на ремонт. Расчет ведется по дейст-
вующей на предприятиях машиностроения единой системе планово-
предупредительных ремонтов. Расчет затрат иа вспомогатель-
ине материалы производится подобно расчету затрат на
основные материалы (см выше) Затраты на охрану труда и
технику безопасности по сравнению с запроектированны-
ми могут быть уменьшены в результате’применения оборудования п
технологических процессов,.улучшающих условия труда и устраняю-
щих вредные работы. Экономия образуется вследствие отмены за-
проектированных мероприятий: применения сигнализационных уста-,
новой, промышленной вентиляции, улавлив'аюших устройств, защит-
ных приспособлений и т. п. Затраты на содержание управ-
ленческого цехового и заводского персонала
могут быть уменьшены путем внедрения передовой технологии, пере-
довых методов организации производства и механизации управлен-
ческого труда Экономия образуется за счет годового фонда зара-
ботной платы по отмененным должностям.
Расчет относительной экономии по условно-постоянной части
косвенных (накладных) расходов. В тех случаях, когда внедрение
предложения приводит к росту объема производства данного
изделия, при расчете годовой экономии учитывается относительна)!
экономия по условно-постоянной части косвенных расходов. Отно-
сительная экономия по общецеховым и общезаводским расходам об-
разуется вследствие тогол что с увеличением объема произволе гни
эти расходы по своей абсолютной величине или совсем не увеличи-
ваются, или увеличиваются в значительно мечьшей степени, .чем все
остальные расходы. Это приводит к тому, что доля условно-постоян-
ных расходов на единицу продукции уменьшается и тем самым
обеспечивается снижение себестоимости этой продукции
Экономию на условно-постоянных расходах нельзя учитывать
при увеличении выпуска .продукции иа отдельных рабочих местах!
участках или в цехе, если это не приводит к росту товарной про-
дукции'завода. Оиа не может быть также.подсчитана и в том слу-
чае, если увеличение объема производства не находит своего отра-
жения в плане выпуска товарной продукции предприятия и если при
этом не обеспечивается ее сбыт.
При расчетах относительной экономии следует учитывать, что
поскольку условно-постоянные расходы не остаются абсолютно ие
измепными и при росте объема выпускаемой продукции в ряде слу-
чаев могут увеличиваться, то эти изменения по отдельным статьям
расходов должны быть учтены при расчете экономии, г. е. абсолют
ная величина цеховых й общезаводских расходов должна быть изме
йена в соответствии с расчетом. Относительную экономию по услов-
но-постоянным расходам можно рассчитать по формуле
рул дв Py-ina \ „
п п /iins>
пдв плв /
где Эо — относительная экономия по. условно-постоянным
расходам по данному*изделию в руб.;
Руп да 11 Рип па—абсолютная сумма условно-постоянных расходов
по данному изделию на год соответственно до и
= после внедрения предложения в руб.;
/7зя и Ппв — годовая программа (товарный выпуск) данного
изделия соответственно до и после внедрения
предложения.
В случае, когда абсолютная величина условно-постоянных расхо
дов после внедрения не изменяется (Pv,; йв= Яй=?уи), формула
для расчета относительной экономии упрощается и принимает вид
9 =р /Зи. „ Л
0 уп\Пл '
\iJde /
Таким образом, если в результате внедрения предложения годовой
выпуск товарной продукции увеличился с 20 000 До 25 000 изделий
в год, а абсолютная сумма условно-постоянных расходов (по смете
цеховых и общезаводских расходов) составляла До внедрения пред-
ложения 40 000 руб., а после внедрения предложения • составила’
42 000 руб, то относительная экономия по условно-постоянным рас-
ходам в год составит
Если бы при указанном росте товарной продукции абсолютная
величина условно-постоянных расходов после внедрения- предложений
не изменилась, то относительная экономия в год по этим расходам
была бы больше, а именно:
(>5 000 \
--1) =10 ОСО руб.
Суммарная годовая экономия по данному предложению сложилась
бы: 1)'из экономии по прямым расходам; 2) из экономии по условно-
переменным расходам (части цеховых расходов, связанных с работой
оборудования), исчисленным по тем статьям, которые изменились
в связи с внедрением предложения; 3) из относительной экономии
но условио-постояпной части косвенных (общецеховых и общезавод-
ских) расходов
Экономия от предложений по изготовлению н о в ы х машин,
приборов и т. п., ранее ие изготовлявшихся на данном предприятии,
исчисляется путем сопоставления себестоимости этой продукции
с себестоимостью продукции, ранее выпускавшейся для подобных же
целей этим предприятием. При невозможности провести такое сопо-
ставление экономия исчисляется по себестоимости этой или подобной
продукции на других предприятиях. При этом подсчет экономии
производится по сопоставимым затратам по статьям себестоимости.
Расчет экономии по предложениям, направленным на уплотненную
загрузку железнодорожных вагонов. При перевозке грузов железно-
дорожным транспортом Министерства путей сообщения экономия
от уплотненной загрузки железнодорожных вагонов определяется
умножением разницы количества осе-километров, необходимых для
перевозки грузов до и после внедрения предложения, на сетевую
ставку одного осе-километра (расчетная ставка, устанавливаемая Ми-
нистерством С 1 января 1961 г. эта ставка установлена в размере
0,5 коп. за один осе-километр). При перевозке грузов железнодо-
рожным транспортом других министерств, ведомств, предприятий п
организаций экономия от уплотненной загрузки железнодорожных
вагонов определяется исходя из себестоимости перевозок до и после
внедрения предложения
В случаях, когда предложение, направленное иа уплотненную за-
грузку железнодорожных вагонов, предусматривает также изменение
способа крепления грузов, их упаковки и'технологии загрузки, при
подсчете экономии необходимо также учитывать экономию и допол-
нитедьные затраты, связанные с этими изменениями.
3. ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА ЭКОНОМИИ
Пример 1. Деталь изготовлялась способом горячей штамповки за
две операции: 1) вырубить деталь по контуру; 2) прошить отвер-
стие. Внесено предложение — применить комбинированный штамп,
позволяющий совместить обе операции в одной.
Внедрение предложения влияет па следующие элементы затрат:
на заработную плату, иа расход топлива, на износ штампа. Произ-
водственная программа 30 000 деталей в год.
Затраты и экономия
Исходные данные По действо- вавшей технологии По новой технологии
Экономя заработной пчаты
Трудоемкость, мин.: 1 операция 1V разряд 111 разряд ..... 11 операция IV разряд . . . • . 111 разряд ...... Часозая тарифная ставка, коп.: IV разряд ....... ..... 1 11 разряд . .... Дополнительная запаботная плата, % . . 0,55 0,55 0,5 0.5 54,3 47,3 7.0 0.55 0,55 54,3 47,3 7,0
Расчет экономии
Основная заработная плата на одну деталь» КОП,.' по 1Урааряду (0,55-1-0.5) 60 47 Я по III разряду (0,554-0,5)—— 60 0,9 0.8 0,5 0,4
Итого . . . Дополнительная заработная плата (1,7-2-). руб \ юо; 1.7 0,1 0,9 0,06
Всего. . . Экоио.'.игя заработной платы на одну деталь (1,8—о,SO), коп . ... Экономия заработной платы на программу (0,8X100X30 000), руб Зконмшя топки Норма расхода-топлива на деталь, кг ... Стоимость одной тонны топлива, руб . , . Расчет экой Затраты на топливо иа одну деталь / 8 70 \ { 0 ,5Х——XI00 коп 1000 / Экономия по затратам на топливо п«1 одну деталь (0,4—Ю .2), коп. ....... Экономия по затратам ня топливо на про- грамму (0.2X30 000X100), руб .... Экономия ПО OCHt Стоимость комплекта штампов, руб. .... Стоимость,возобновления штампов, руб. . , Износ штампов к моменту внедрения пред- ложения. % О ОО * it tii н °. Осо О сОсч О * -Г—. LO • ® g ° 3 в 0,96 0.8 240—00 0.25 8—70 0,2 0,2 60—00 36—00 18—00
Исходные данные По действо- вавшей технологии По новой технологии
Расчет экономии
Сумма износа штампов на программу в год (4S*°fo())’ Руб Стоимость возобновления штампов на про грамму в год [12 -L руб \ 100/ 24—00 6—00 13—00 9—00
Итого ,, Экономия по затратам на оснастку в год (30,00—10,00), руб Итого годовая экономия по предложению (240+60+1 1), руб .• . . . Единовременные . затраты на изготовление штампа, включая его переточки, руб. . Убытки — неамортизированная стоимость штампа (50%) зо—оо 19—00 11—00 311—00 54,0 • 23,0
Итого затрат для расчета окупаемости, руб. Окупаемость равна 78 311.0 = 0,25 года, «ли 3 месяца. 78,0
Пример 2. Заготовка для детали изготовлялась из стального про-
ката марки 20Х диаметром 48 мм. По предложению изменяется тех-
нология изготовления детали, что позволило применить заготовку диа-
метром 44 мм.
) Внедрение предложения влияет в основном только иа затраты на
металл (основные материалы). Производственная программа 350 000
деталей в год.
Экономия основных материалов
Исходные данные По действо вавшей технологии По новой технологии
Норма расхода металла на деталь, кг . . . 1,185 0,285 1,085
Норма отходов металла на деталь, кг . . . 0,150
Цена одной тонны проката, £уб. .... 14 0—00 1 40—00
Цена:одной тонны отходов, руб, ...... 7—00 7—00
Расчет окон Затраты на металл на деталь / 140,00Х змии
(1,185 — — ), руб \ 1000 / Реализуемые отходы" на деталь (0,285Х 0—16,6 0—15
Х7,00 : ЮОО), руб Итого затраты на. металл за вычетом огхо- 0—0,02 0—0,01
ДОВ (0, 166—0,002), руб 0—1 6,4 0—14,9
Экономия на деталь (0,1’64—0,149), руб. , Экономия затрат на металл на программу — 0-01,3
(0,015X350 000), руб . — 525-00
. Призёр 3; Предложено изменить геометрию резца для обработки
детали и оснастить его твердым сплавом марки Б1<8. Внедрение
предложения влияет только на затраты на инструмент. Производ-
ственная программа—42 000 деталей в год.
Экономия затрат иа инструмент
Исходные данные По действо* взашей технология По новой технология
Стоимость инструмента, включая затраты па переточки, руб. 1-60 1-75
Норма расхода инструмента на 1000 дета* лей» шт . . 14 12
Расчет экономии
Годовая потребность в инструменте на про- / , 42000 \ грамму 14 , шт 588 503
\ юоо ) Затраты на инструмент на годовую про- грамму (1,60x588), руб. ..... > 930—80 880-35
Экономия затрат на инструмент (930,80— —880,35), руб. — 50-45
Пример 4. Для окрасочного отделения цеха предложен прибор .для
точной дозировки эмали. Его внедрение привело к снижению расхода
эмали и позволило высвободить одного рабочего повременщика — раз-
датчика эмали. Производственная программу 32 000 изделий в год.
Внедрение предложения влияет на следующие элементы затрат: на
материалы, па заработную плату, на амортизацию»
Затраты и экономия
Исходные дачные По действо- вавшей технологии По новой технологии
Затраты на материалы
Норма расхода эмали на изделие, кг... . Цена 1 кг эмали, руб ‘ 5,90 0-85 5.85 0—85
расчет злт р а т
Затраты по материалам на изделие (5,50X0.85), руб . . . . Экономия затрат на изделие (5,02— —4,97), руб Экономия затрат по материалам на програм- му (0,05X32000), руб 5—02 4—97 0—05 1600—00
Затраты по заработной плате
Разряд высвобожденного рабочего . . , , . Часовая тарифная ставка позременщиков, коп. Фонд времени- работы рабочего в Тод, час. . Дополнительная заработная плата, % . . IV 32,0 1880 7, 0
Исходные данные По действо- вавшей технологии По новой технологии
Расчет затрат •
Годовой фонд заработной платы по тарифу (1880X32,ОхЮО), руб 601—60 —
Дополнительная заработная плата ( 801 ,60 —V руб 42—81
1 10oJ
Итого годовой фонд заработной платы, руб 644—41
Экономия по фонду заработной платы, руб. — 644- 4 I
Затраты по амортизации
Стоимость дозатора, руб. — 325—00
Норма амортизационных отчислений, % , . — 8
Амортизационные отчисления (325 JM, руб V 100/ Удорожание себестоимости за счет допол- нительных основных средств, руб* * . . 28—00
+ 28—00
Годовая экономия по предложению (1600,04-644,41—280,0), руб. .... — '2216—41
Пример 5. К токарным станкам предложено устройство для авто-
матической подачи деталей из бункера и их автоматического закреп-
ления.- Внедрение предложения влияет на следующие элементы за-
трат: заработную плату, электроэнергию, амортизацию, вспомогатель-
ные материалы. Производственная программа 900 000 деталей в год
Затраты и экономия
Исходные данные По действо- вавшей технологии По новой технологии
Затраты по заработной плата •
Трудоемкость обработки одной детали, мин. 0,50 0,25
Часовая тарифная ставка сдельщика, коп. . 36.2 36,2
Дополнительная заработная плата, % . . . S, 0 / в.о
Основная заработная плата ва деталь
f п н 36,21
0,5 —J— 1 коп. . . \ 60 ) Дополнительная заработная плата /Л 6,0\ 0,3 0,15
(0,3 —L- ] , кол V юо/ 0,02 0, 01
Итого заработной платы ка деталь, коп. . 0,32 0.16
Экономия заработной платы иа деталь коп Экономия заработной платы на годоаую — о ;з б
программу (0,16X900 000 : 1 00), руб — 1440—00
Затраты на элект. оо&нертяо
Количество станков, шт» .......... Мощность электродвигателя одного стан- 4 2
ка, кет . , Годовой фонд времеЕ1и работы одного стан- 6 6
ка, час, ......... ...... 4020 4020
Исходные данные По действо- вавшей технологии По новой технологии
Коэффициент использования электродвига- телей по мощности ... Коэффициент .использования электродвига- телей во времени Стоимость одного квпг-ч, руб. ...... Расход электроэнергии в год (6Х4Х4020Х X0,7X0,7), .... ...... Экономия расходе электроэнергии в год (47275 ,2—23637 ,6). Кбт-Ч Экономия затрат ло электроэнергии в тгод (2637.6X0,01) f руб Затраты на аморп Стоимость одного станка, руб, ..... . НормЬ амортизации, % ........... Амортизационные отчисления в год (<х,,г+)' Экономия от амортизационных отчислений в год (459.36—280,14), руб , Затраты на вопомогатеЛ Количество масла, потребное на станок, яе Количество станков, шт. Количество смен масла в год, раз ..... Стоимость 1 кг масла, руб. ........ Количеств© масла, потребное в год (10X4X6), кг Затраты па масло в год (240X0,07), руб. . Экономия по расходам на масло (16,80—8.40), руб Годовая экономия от использования предло- жения (1440,00-5-236.38+179,22+8, 0,7 0,7 0—01 -47275,2 1 изацаю 1320 8,7 459—'36 ьнив материалы 10 4 6 0-07 240 I 5—80 40)==! 864—00 руб * 0,7 0,7 0—01 23637,6 23637,6 236—38 1 610 8,7 280—14 179—22 10 2 6 0—07 120 8—4 0 8—40
Пример 6. Предложение по изменению геометрии направляющего
пуансона привело к резкому сокращению брака в производстве по
данной детали. Годовая программа 500 000 деталей.
Расчет экономии
Исходные данные По действо- вавшей технологии По новой технологии
Потери от брака (sa 6 месяцев) до внедре- ния (к общему количеству деталей), % 5
Потери от брака (за 3 месяца) после внед» рения предложения (к общему колвче- ству деталей), % , 0,5
Стоимость брака £по прямым и условно- переменным расходам без учета общеце-. ховых и общезаводских расходов) .за вычетом стоимости металлолома одной детали, коп . 0—03 0—02
' fi
Исходные данные По действо- вавшей технологии По новой технологии
Г Л Убытки от брака
Количество бракуемых деталей <500 ООО шт 25000 2500
К 100/ Снижение количества бракуемых деталей (25 000—2500), шт . , . Экономия от снижения количества деталей в браке (22 500x0,03), руб 22500
— 750
Экономия от снижения потерь на единицу брака (стоииости) (0,03—0,02)Х2500, руб 25
Общая годовая экономия от сокращения потерь по браку (750-1-25), руб •— 775
Пример 7. Внедрение предложения по улучшению технологично-
сти конструкции отливки и изменению литниковой системы позволило
резко сократить брак отливок по этой причине, а также сократило
количество дефектных отливок (следовательно, и затраты на исправ-
ление последних). Годовая программа 10 000-отливок.
Расчет экономий
Исходные данные По действо- вавшей Технологии По Я020Й технологии
Потеря от брака (к числу годных), % . . . Количество дефектных отливок (к числу 15 б
годных),%...... ........ 2
Стоимость одной забракованной детали, руб- Стоимость затрат на исправление дефектов 7-50 7-50
на одну деталь, руб. .......... Количество забракованных отливок 0—50 / 0—50
( 1 0000 — шт \ I оо; Снижение количества забракованных отлн- 1500 500
• вок (1500—500), шт» . . . ..... Количество дефектных отливок — 1000
/Ю000 —шт \ юо» Снижение количества дефектных отливок юое 200
(1000—200), шт. ...... ..... —— 800
Снижение затрат на брак (I 000X7,50), руб. Снижение затрат на исправление дефектных — 7500
отливок (800x0,5), руб ........ Годовая экономия по предложению — 400
(7500+400), руб — 7900
Пример 8. Для электросварочных аппаратов предложено реле вре-
мени новой конструкции, стоимость изготовления которого дешевло
существующего. Предполагается изготовить 20 новых реле для заме-
ны находящихся в эксплуатации в связи с их износом.
Расчет экономии
Исходные данные По действо- вавшей технологии По новой технологии
Стоимость изготовления реле (одной шту- ки)» руб. ............... Снижение стоимости изготовления одного реле, руб- ................ Годовая экономия от предложения (40.0X20), руб 55—00 15—00 40—00 800—00
• 4. РАЗМЕР АВТОРСКОГО ВОЗНАГРАЖДЕНИЯ
ЗА ИЗОБРЕТЕНИЯ И РАЦИОНАЛИЗАТОРСКИЕ
ПРЕДЛОЖЕНИЯ
Размер вознаграждения автору предложения, приня-
того к использованию, определяется Инструкцией о возна-
граждении за открытия, изобретения и рационализаторские
предложения [2]. ____
Основная шкала
Сумма годовой экономив (в рублях) Вознаграждение за изобретения Вознаграждение за рацио- нализаторские предложения
От 1О0 От 100 до 500 От 500 до 1000 От 1000 до 5000 От 5000 до 10000 От 10000 ДО 26000 От 25000 до 50000 От 50000 до 100000 От 100000 в выше 26% экономии, но не менее 2 0 руб. 15%+ 10 руб. 12%+ 25 руб, 10%+ 45 руб. 6%+ 25 0 руб. 5%+ 350 руб. 4%+ 500 руб. .3%+ 11 00 руб. 2%-|-2 100 руб., ио ие более 20000 руб. 13,75% экономив, но не менее 10 руб. 7% + 10 руб. 5% 4- 20 руб.' 2,75%+ 45 руб, 2% + 85 руб, 1,75%+ПО руб. 1,25%+23б руб. 1% +360 руб. 0,5% 4-860 руб., но не более 5000 руб.
Таким образом, размер‘авторского вознаграждения за каждое
предложение, определяется: во-первых, суммой годовой эко-
номии, получаемой от внедрения -предложения, и, во-вторых,
кв алификациёй предложения, т. е. отнесено ли это пред-
ложение к изобретению или рационализаторскому предложению, так
как для каждого из них установлена своя шкала- вознаграждения.
При этом независимо от размера экономии размер вознаграждения
не может быть установлен менее 10 руб. за каждое рационализатор-
ское предложение и менее 20 руб. за каждое изобретение. Размер
вознаграждения за каждое предложение не может быть установлен
также выше максимальных размеров вознаграждения, предусмот-
ренных основной шкалой.
Экономия от внедрения каждого изобреге-
п и я нли рационализаторского предложения исчис-
ляется за первые двенадцать месяцев их использования В .случаях,
когда совместно внедрено (полностью или частично) несколько са-
мостоятельных изобретений и рационализаторских предложений и
эффект от внедрения 'каждого .из них не может быть определен
в отдельности, вознаграждение исчисляется по суммарному эффекту
от всех совместно внедренных изобретений и рационализаторских
предложений. В случае, когда предложение внедрено на различных
предприятиях ( в организациях), размер1 вознаграждения устанав-
ливается не из частных сумм экономии по каждому предприятию
(организации), а из суммарной экономии, полученной от реализации
предложения на всех предприятях
За преднамеренно неправильный расчет эко-
номии или преднамеренно неправильное начисление вознаграж-
дения виновные должностные лица привлекаются., к ответственности
в порядке, определяемом законодательством союзных республик.
Вознаграждение за предложения, внедрение которых
не дает экономии денежных средств
Размер вознаграждения за изобретения и рационализаторские
предложения, внедрение которых ие дает экономии денеж-
ных средств, ио улучшает качество продукции, условия труда,
технику безопасности и т. д., устанавливается руководителем пред-
приятия (организации), внедрившего это предложение, в соответст-
вии. с действительной ценностью предложения, но не менее мини-
мальных и не более максимальных сумм, предусмогренпых основной
шкалой. Действительная ценность предложения мо-
жет быть установлена исходя из его технического значения для
данного предприятия или народного Хозяйства в'целом, другого эф-
фекта, который дает применение предложения, объема применения
предложения как в данное время, так и в перспективе. Применение
предложения может и не быть эффективным на данном предприятии,
но давать народнохозяйственный эффект.
Повышенный размер вознаграждения
Размер вознаграждения, исчисленный по основной шкале, может
быть повышен, но ие более максимальных сумм* предусмотренных
шкалой: . ’
а) за изобретения, которые приводят к созданию новых ви-
дов производств, а также за изобретения новых видов
пенных м а т е р и а л о в, гм а ш и н или изделий и л е ч е б-
н ы х средств, но не более .чем в два раза.против размера, исчис-
ленного по шкале. Размер вознаграждения может быть повышен
руководителем министерства, ведомства, совнархозов.;или. исполко-
мов областного (краевого) Совета депутатов трудящихся;
6)1 за изобретения и рационализаторские предложения, которые
не могут быть ,р е а л и з о в а и ы- в м а с с о.в □ м м а с ш г а б с,
а используются .в.небольших масштабах или при. индивидуальном из-
готовлении продукции! но. не более чем в ipn раза против размера,
исчисленного по шкале. Право повышения размера вознаграждения
предоставлено руководителям министерств, ведомств, совнархозов или
исполкомов областного (краевого) Совета депутатов трудящихся,
в) в зависимости от степени технической р.а.з-работ-
ки представляемых для рассмотрения сложных изобретений
и рационализаторских предложений вознаграждение повышается
(в процентах от вознаграждения, исчисленного по шкале) в следую-
щих размерах:
За представление технического проекта...до ! 0%
За представление рабочих чертежей.......до 20%
За представление модели.................до 30%
Если модель или указанная техническая, документация разрабо-
таны автором в порядке выполнения служебного задания, вознаграж-
дение не может быть повышено.
Предложения, за которые вознаграждение
не выплачивается
Авторское вознаграждение по основной шкале не может
выплачиваться в следующих случаях:
а) за использование, в порядке обмена опытом, изобретений и
рационализаторских предложений, которые внедрены на других
предприятиях (в организациях) или данные о которых опубликова-
ны в печати;
б) за предложения по улучшению организации работы и управ-
ления хозяйством (упорядочение штатов и структуры управления,
упрощение пли улучшение учета и отчетности, документации, снаб-
жения, сбыта и т. д.);
в) за предложения инженерно-технических работников научно-
исследовательских, проектных и конструкторских организаций, отно-
сящиеся к разрабатываемым проектам, конструкциям и технологи-
ческим процессам, выполненные в порядке служебного
задания.
Сроки выплаты вознаграждения
Выплата $ о з н а г р а ж д е н ий, авторам изобретений и ра-
ционализаторских предложений производится в следующие
сроки:
а) вознаграждение в размере до 200 руб. выплачивается в ме-
сячный срок со дня утверждения плана внедрения предложения;
б) вознаграждение, превышающее 200 руб., выплачивается в раз-
мере 25% (но не менее 200 руб.) в месячный срок со Дия утвержде-
ния плана внедрения предложения. Остальная часть вознаграждения
выплачивается по фактическому объему внедрения предложения ие
позднее-двух месяцев после окончания первого года использования
этого предложения;
в) доплата вознаграждения за рационализаторские предложения
в случае, когда фактический объем внедрения за второй год его ис-
пользования больше, чем в первый, производится не позднее двух
месяцев по истечении второго года его использования;
г) доплата вознаграждения за изобретение в случае, когда фак-
тический объем его внедрения, а следовательно, и годовая экономия
от внедрения в течение последующих-четырех лет больше, чем в пер-
вом году, производится исходя из маЕтсимальной экономии за один
год его использования не позднее двух месяцев по истечении каждо-
го года.
Порядок выплаты вознаграждения авторам
изобретений и рационализаторских предложений
Порядок выплаты вознаграждения авторам (соав-
торам) изобретений и рационализаторских предложений определяет
ся Инструкцией о вознаграждении за открытия, изобретения к ра-
ционализаторские предложения [1].
Вознаграждение авторам (соавторам) выплачивается за вггедпеЕЕ-
ные изобретения и рационализаторские предложения. Основанием для
установления шкалы, по которой исчисляется вознаграждение, являет-
ся: за изобретение—авторское свидетельство, за рацио-
нализаторское предложение — удостоверение. Однако ни ав-
торское свидетельство на изобретение, ни удостоверение на рацио-
нализаторское предложение еще ие определяют наступление срока
выплаты авторского вознаграждения. Право на получение возна-
граждения изобретателями и рационализаторами наступает с момеЕЕ-
та утверждения плана внедрения предложения.
При этом изготовление опытных образцов или выпуск опытной пар-
тии для проведения испытаний и решение руководителя предприя-
тия (организации) о внедрении данного предложения не является ос-
нованием для выплаты вознаграждения. Практически, если план внед-
рения предложения не составлялся, основанием для выплаты возна-
граждения является акт внедрения предложения.
Инструкцией предусмотрен следующий порядок выплати
вознаграждения:
а) если предложение внедрено на одном предприятии (в органи-
зации), то вознаграждение выплачивается этим предприятием (орга-
низацией); i
б) если предложение внедрено на нескольких предприятиях
(р организациях) одного и того же треста, комбината, управления
(отдела) министерства, ведомства, совнархоза, исполкома Совета де-
путатов трудящихся, то вознаграждение исчисляется и выплачивает-
ся соответствующим трестой, комбинатом или управлением (отде-
лом),
в) если предложение внедрено на предприятиях (в организациях)
нескольких трестов, комбинатов, управлений (отделов), находящих-
ся в ведении одного и того же министерства, ведомства, совнархоза,
исполнительного комитета Совета депутатов трудящихся, то возна-
граждение исчисляется и выплачивается соответствующим министер-
ством, ведомством, совнархозом или -исполнительным комитетом Со-
вета депутатов -грудящихся;
г) если предложение внедрено на предприятиях (в организациях)
несколысих министерств, ведомств, совнархозов или исполнительных
комитетов Советов депутатов трудящихся, то вознаграждение исчи-
сляется и выплачивается министерством, ведомством, совнархозом
или исполнительным комитетом областного (краевого) Совета дену-
тдтов трудящихся, предприятия (организации) которого первыми
внедрили предложение. В этом случае размер вознаграждения-опре-
деляется по укрупненному расчету годовой экономии, получаемой на
всех предприятиях ( в организациях), использующих предложение, на
основании их справок об объеме внедрения предложений и выплачи-
ваемых сумм, выделяемых на изобретательство и рационализацию
в установленном порядке, с последующим возмещением выплативше-
му органу соответствующих сумм другими органами, предприятия
(организации) которых применили данное изобретение иди рациона-
лизаторское предложение. При возникновении спора о том, кто обя-
зан выплатить вознаграждение, вопрос решается Комитетом по де-
лам изобретений и открытий;
д) если предложение внедряется на нескольких предприятиях
(в организациях) и одно -из них выплатило автору' вознаграждение,
то при последующей выплате вознаграждения за использование пред-
ложения другими предприятиями (организациями) учитываются ра-
нее выплаченные суммы.
В тех случаях, когда экономна или иной положительный эффект
от внедрения изобретения или рационализаторского- предложения
возникает не в процессе изготовления, а при использовании продук-
ции, Вознаграждение исчисляется и выплачивается предприятием (ор-
ганизацией), изготовляющим данную продукцию. Если изобретение
принято к внедрению до выдачи авторского свидетельства, размер
вознаграждения его автору определяется по шкале вознаграждения
за рационализаторское предложение После выдачи авторского свиде-
тельства производится перерасчет вознаграждения. В случаях, когда
совместно внедрено (полностью нли частично) несколько самостоя-
тельных изобретений или рационализаторских предложений и эффект
от внедрения каждого из них не может быть определен в отдельности,
вознаграждение авторам предложений выплачивается по суммарному
эффекту от всех внедренных изобретений и рационализаторских пред-
ложений. Распределение вознаграждения между авторами самостоя-
тельных изобретений или рационализаторских предложений 'в этом
случае производится по их соглашению; при возникновении спора
о размере вознаграждения между ними вопрос решается судом.
Вознаграждение изобретателю .и рационализатору должно начис-
ляться предприятием (организацией) независимо от подачи
ими заявления о выплате вознаграждения. При
этом предприятие (организация) обязано 'в недельный срок со дня
начисления вознаграждения ознакомить автора (авторов) с мате-
риалами произведенного расчета, а по требованию изобретателя иЛц
рационализатора выдать или выслать копию расчета, если в нем ие
содержится сведений, не подлежащих оглашению.
Автор рационализаторского предложения, оформивший его на
данном предприятии или в вышестоящей организации, имеет право
на получение вознаграждения за применение его предложения па
других предприятиях в том случае, когда его предложение было
распространено на другие предприятия в плановом' порядке распоря-
жением вышестоящей организации. Право автора на полу-
чение авторского вознаграждения при использовании
его предложенья на других предприятиях (в организациях) возни-
кает также в том случае, когда эти предприятия стали применять
его предложение по инициативе самого автора. Если одно и то же
рационализаторское предложение было сделано разными лицами на
нескольких предприятиях или в отраслях народного хозяйства незави-
симо друг от друга,' то данные лица, самостоятельно сделавшие та-
кое предложение, признаются его авторами и в случае внедрения
предложения пользуются правом на вознаграждение.
Выплата вознаграждения соавторам, авторам
дополнительного предложения и по коллективным
предложениям
Вознаграждение за предложения, сделанные несколькими
лицами сообща (соавторами), распределяется между
ними по их соглашению; при возникновении спора вопрос решается
судом. За дополнительное изобретение, принятое к вне-
дрению после начала внедрения основного изобретения, вознаграж-
дение выплачивается автору в зависимости от. эффективности допол-
нительного изобретения. Если основное и дополнительное изобрете-
ния сделаны разными лицами и приняты к внедрению одновременно,
вознаграждение распределяется между авторами по их соглашению;
прн возникновении спора вопрос решается судом. В случае наруше-
ния указанного порядка распределения вознаграждения между соав-
торами нли авторами основного и дополнительного изобретения со
стороны администрации они вправе передать этот вопрос на решение
суда в общем исковом порядке.
Вознаграждение за изобретение, авторское свидетельство на ко-
торое выдано на имя предприятия -(организации), использует-
ся эти-м предприятием (организацией) для поощрения лиц, принимав-
ших участие в работах, в результате которых было создано изобретение,
Споры о размере и порядке’ выплаты поощрения
за участке в работах по созданию изобретения разрешаются в адми-
нистративном порядке руководителем вышестоящей организации.
Выплата вознаграждения руководящим работникам
предприятия
Вознаграждение за изобретение и рационализаторское предло-
жение выплачивается автору независимо от того, относится ли это
предложение к участку его работы. При этом руководящим ра-
ботникам вознаграждение за’ рационализаторские предложения,
относящиеся непосредственно к участку их работы, выплачивается по
предложениям, принятым к внедрению, в следующем порядке:
руководителям и главным инженерам, главным технологам, главным
металлургам, главным механикам, главным энергетикам, главным
конструкторам предприятий всех отраслей промышленности, транспор-
та, сельского хозяйства, торговли и общественного питания, строитель-
ства, руководителям трестов, комбинатов, главных управлений и от-
раслевых управлений, а также их заместителям — по распоряжению
руководителя вышестоящей организации, а начальникам цехов, бюро
п отделов предприятий (организаций) и их заместителям — но рас-
поряжению руководителя предприятия (организации).
к
\ Перерастет экономии и вознаграждения после
его выплаты
Перерасчет экономии может производиться в случае,
когда .изменяется объем использования предложения. Перерасчет
экономии I по рационализаторским предложениям может быть произ-
веден в случае превышения фактического объема применения пред-
ложения против объема (планового), принятого при первоначальном
расчете экономии в первые два года использования предложения с
момента его внедрения. Перерасчет экономии за изобретения в слу-
чае увеличения объема его применения против объема (планового),
принятого при первоначальном расчете годовой экономии, может
производиться ежегодно, на протяжении первых пяти лет использо-
вания изобретения.
Вознаграждение автору изобретения должно быть пе-
ресчитано в том случае, когда изобретение было принято для внед-
рения до выдачи авторского свидетельства и его автор получил воз-
награждение по шкале за рационализаторское предложение. При
получении автором изобретения авторского свидетельства у него воз-
никает право требовать перерасчета вознаграждения по шкале за
изобретения По предложениям, применение которых не дает де-
нежной экономии, руководитель хозяйственной организации имеет
право пересмотреть размер вознаграждения автору в сторону уве-
личения, если, по его мнению, объем или значимость предложения
окажутся больше, чем это предполагалось при первоначальном уста-
новлении размера вознаграждения.
Срок давности при выплате вознаграждения
Право иа получение вознаграждения утрачивается в со-
ответствии с действующим законодательством, еми изобретатель
или рационализатор не получил вознаграждения в течение 3 лет со
дня вручения ему извещения о начислении вознаграждения. При на-
личии уважительных причин этот срок может быть продлен судом.
Премирование за содействие внедрению изобретений
и рационализаторских предложений
Премирование за содействие внедрению изобретений и ра-
ционализаторских предложений на предприятии (в организации)
производится из специального фонда для премирования (в размере
35% суммы вознаграждения, выплаченного данным предприятием
авторам за внедренные изобретения и рационализаторские предложе-
ния) за счет отчислений из средств, выделяемых иа изобретательст-
во я рационализацию. За содействие внедрению изоб-
ретений и рационализаторских предложений
премируются.
а) работники предприятий;
б) работники научно-исследовательских учреждений, конструк-
торских, проектных и других организаций;
в), работники отделов и бюро изобретений предприятий и орта
иизаций,
г) рационализаторы и изобретатели, активно содействующие
внедрению своих предложений; I
д) работники совнархозов, исполкомов-Советов депутатов трут
дящнхся, министерств, ведомств, кооперативных центров. ' (
Премии за содействие внедрению изобретений и рационалнзатор,1-
ских предложений ие могут быть выданы ранее, чем будет выплав-
лено вознаграждение изобретателю и рационализатору. Размер пре-
мий, выплачиваемых отдельному работнику за содействие внедрению
изобретения или рационализаторского предложения, в течение квар-
тала не должен превышать его полуторамесячного оклада (тарифной
ставки). Премирование директоров и главных -инженеров предприя-
тий, руководителей научно-исследовательских учреждений, конструк-
торских, проектных и других организаций, а также их заместителей
производится руководителями вышестоящих организации.
Размер премий работникам, содействующим внедрению
изобретений и рационализаторских предложений, производится в за-
висимости .от помощи, инициативы, энергии, проявленных ими при
реализации предложений, ила от выполнения работниками других по-
рученных им заданий в изобретательской и рационализаторской ра-
боте. Жалобы на невыдачу или. неправильную выдачу премии
за содействие внедрению изобретений и рационализаторских пред-
ложений разрешаются в административном порядке.
Премирование за инициативу в использовании
предложений в порядке обмена опытом
Руководителям предприятий (организаций) предоставлено право
выплачивать премии работникам, проявившим инициа-
тиву в использовании в порядке обмена опытом изобретений и ра-
ционализаторских предложений, которые внедрены на других пред-
приятиях (в организациях) илн данные о которых опубликованы
в печати. Премии выплачиваются из средств, отчисляемых в фонд
премирования работников за содействие внедрению изобретении И
рационализаторских предложений, либо из 'других премиальных
фондов, имеющихся в распоряжении предприятия (организации).
Премии за содействие внедрению изобретений и рационализа-
торских предложений и премии за инициативу в использовании
предложений выплачиваются сверх премий за снижение себестои-
мости (предусмотренной постановлением ПК КПСС и Совета .Ми-
нистров СССР от 2 VIII 59 г. № 710) и независимо от расходова-
ния фонда заработной платы.
Размер этой премии вместе с премией за создание и внедрение
повой техники не может превышать 1200 рублен в год.
б. ПРАВА И ЛЬГОТЫ АВТОРОВ ОТКРЫТИИ
Авторы открытий, получившие дипломы, имеют п р а в о на воз-
награждение в соответствии с Инструкцией о вознаграждении
за открытия, изобретения и рационализаторские предложения [1].
При выдаче диплома на открытие Комитет по делам изобре-
тений и открытий выплачивает автору (всем соавторам вместе) еди-
(повременное поощрительное вознаграждение в размере до 5 тыс. руб.
vПри. выдаче диплома на открытие на имя предприятия (организации)
вознаграждение выплачивается предприятию (организации) для по-
ощрения лиц, содействовавших открытию. Вознаграждение за откры-
тие распределяется между соавторами по соглашению. При возник-
новении спора вопрос решается судом. Указанное поощрительное
вознаграждение выплачивается независимо от других видов премий.
Право на получение диплома на открытие, а также право на возна-
граждение за открытие переходит по наследству.
С вознаграждения за открытия в размере более' I тыс. руб.
налог исчисляется со всей суммы вознаграждения за вычетом 1 тыс.
руб. отдельно по каждому открытию, а до 1 тыс. руб. не взимается.
По делам о выдаче диплома государственная пошлина не взимается.
Об открытиях, на Которые выданы дипломы, и о выплаченном
за них вознаграждении делается отметка в трудовой книж-
ке автора (авторов). Авторы открытий имеют при прочих равных
условиях преимущественное право занимать должности научных ра-
ботников в соответствующих научно-исследовательских учреждениях
и на опытных предприятиях. Авторы открытий имеют также право на
дополнительную жилую площадь наравне с научными
работниками.
Иностранные граждане — авторы открытий пользуются правами,
предусмотренными Положением, наравне С гражданами СССР па
началах взаимности.
6. ПРАВА, ОБЯЗАННОСТИ И ЛЬГОТЫ ИЗОБРЕТАТЕЛЕЙ
И РАЦИОНАЛИЗАТОРОВ
Прав» иа имя
Авторское свидетельство или патент на изобретение, удостовере-
ние на рационализаторское предложение выдаются только на имя
действительного изобретателя или рационализатора. Присвоение
чужого авторства, принуждение к соавторству лиц, не принимавших
участия в творческой работе над изобретением или рационализатор-
ским предложением, влекут за собой ответственность в порядке, оп-
рсделяемом законодательством союзных республик. По требованию (
автора изобретения, заявленному до выдачи авторского свидетельств I
ва, Комитет по делам изобретений и открытий может присвоить
изобретению имя автора изобретения или какое-либо специальное
название, которое указывается в авторском свидетельстве, а также
в технической документации на данное изобретение, на изделиях
или иа их упаковке.
Право на внедрение
Право использования изобретения, на которое выдано
авторское свидетельство, ре рационализаторского предложения при-
надлежит государству, которое их реализует через государственные
предприятия (организации). Изобретатели а рационализаторы имеют
право участвовать в. осуществлении всех работ по внедрению предло.
жений — в разработке технической документации, изготовлении и нс-/
пытании опытных образцов и в организации производства. При. этом;
а) если предложение внедряется на том предприятии (в органиг
зации), где работает автор, то автор предложения может быть осво,-
божден от основной работы для участия в работах по внедрений
предложения; Прн этом за ним сохраняется заработная плата в раз-
мере среднего заработка,- или с ним может быть заключено трудовое
соглашение на проведение указанных работ в нерабочее время;
б) если предложение внедряется на другом предприятии (в орга-
низации), труд изобретателя и рационализатора за время привлече-
ния к этим работам оплачивается по соглашению между-ними и тем
предприятием (организацией), которое проводит внедрение предложе-
ния. Размер оплаты при этом не может быть ниже среднего заработ-
ка изобретателя или рационализатора по месту постоянной работы
Автору возмещаются также в установленном порядке расходы, свя-
занные с переездом (в оба конца) и проживанием на новом месте.
На время привлечения автора к работе по внедрению его предложе-
ния за ним сохраняется должность по месту постоянной работы. Если
автор не состоит на постоянной работе, то размер оплаты его за уча-
стие во внедрении его предложения устанавливается по соглашению
между автором и предприятием (организацией), внедряющей предло-
жение.
Предприятие (организация) обязано во всех случаях известить
автора изобретения нли рационализаторского предложения о начале
внедрения его предложения. ’
Право на вознаграждение
Изобретатель, получивший авторское удостоверение, и рационали-
затор, получивший удостоверение, имеют право на нормированное
вознаграждение (см выше). Автор изобретения теряет это право,
если на одни свои изобретения он имеет авторское свидетельство,
а на другие патент.
Право на опубликование
Изобретатель н рационализатор имеют право на опубли-
кование своего изобретения или рационализаторского предложе-
ния, если Комитет по делам изобретений и открытий или предприя-
тие (организация), или любой другой орган не признают данное изо-
бретение или рационализаторское предложение секретным.
Право занимать должности научных работников
Изобретатели имеют при прочих равных условиях преимущест-
венное право занимать должности научных работников в соответст-
вующих научно-исследовательских учреждениях и на опытных пред-
приятиях.
Право на сохранение расценки
Если изобретение или рационализаторское предложение изменяет
технические нормы и расценки, предприятие (организация), внедряю-
щее предложение, обязано ввести новые нормы и расценки с началом
внедрения предложения, Однако для автора предложения прежние
расценки сохраняются в течение шести месяцев со дня начала внед-
рения данного предложения. Прежние расценки сохраняются при
этом н за другими работниками, оказавшими автору изобретения
илн рационализаторского предложения помощь в их внедрении, но
в течение трех месяцев. Прежние расценки сохраняются н в тех слу-
чаях/ когда изобретатель или рационализатор ранее не выполнял ра-
боту, нормы и расценка на которую изменены в связи с внедрением
его предложения, и переведен на эту работу после внесения пред-
ложения. В указанных случаях доплата заработной платы До преж-
них расценок выплачивается по доплатным листкам за счет фонда
заработной платы.
При бригадной работе прежние расценки сохраняются для всей
бригады, если все члены бригады являются авторами данного изоб-
ретения или рационализаторского предложения. Если автором пред-
ложения является один из членов бригады, а остальные члены брига-
ды оказали ему помощь во внедрении предложения, то автору пред-
ложения прежние расценки сохраняются в течение шести месяцев, а
членам бригады — в течение трех месяцев, прн этом разница в рас-
ценках выплачивается пропорционально заработной плате каждого.
В случае, когда автором предложения является одни из членов
бригады, а остальные члены бригады не являются авторами п не
оказывали автору помощи во внедрении его предложения, прежние
расцепки сохраняются только за автором предложения, которому
и выплачивается разница пропорционально его заработной плате, но
не заработной плате всей бригады.
Право на дополнительную жилую площадь
Изобретатели и рационализаторы, давшие государству ценные
предложения, имеют право на дополнительную жилую площадь на-
равне с научными работниками.
Право первоочередного обслуживания библиотеками
Изобретатели имеют право на получение в библиотеках персо-
нального абонемента и право первоочередного получения по
нему необходимой литературы.
Обязанности изобретателя и рационализатора
Изобретатели н рационализаторы должны активно содействовать
внедрению и дальнейшему развитию их предложений, В частности,
они обязаны'предоставлять предприятиям (организациям), внедряю-
щим их предложения, все имеющиеся у них материалы, а также да-
ва®ь объяснения и консультации
В случае, когда автор полагает, что его изобретение или рацио-
нализаторское предложение имеет секретный характер, оч
обязан принять все зависящие от него меры к ограждению своего
предложения от разглашения и передать его государственному пред-
приятию (организации) для ьадравлеиия в заинтересованные органы.
Льготы изобретателям и рационализаторам
По делам о выдаче авторского свидетельства на изобретение и
удостоверения на рационализаторское предложение государст-
венная пошлина ие взимается, О всех внедренных изо-
бретениях и рационализаторских предложениях и о выплаченном за
них вознаграждении делается отметка в т.рудовой книжке
автор а (авторов).
При переходе изобретателя или рационализатора на временную
работу иа другое предприятие (в организацию) в связи с внедре-
нием его предложения за ним сохраняется непрерывный стаж.
Время этой работы включается в трудовой стаж, дающий право на
отпуск, иа льготы и преймущества, установленные по основному ме-
ету работы. При этом, если указанная работа продолжается одинна-
дцать месяцев и более, то оплачиваемый отпуск предоставляется пред-
приятием (организацией), где осуществляется внедрение изобрете-
ния или рационализаторского предложения, в котором участвует
автор.
Вознаграждение за изобретение и рационализаторское предложе-
ние в размере ие более 1,тыс. руб, в соответствии с действующим за-
конодательством освобождается от обложения подоходным на-
логом. В тех случаях, когда вознаграждение по каждому изобре-
тению или рационализаторскому предложению превышает Гтыс. руб.,
налог исчисляется со всей суммы вознаграждения по этому предло-
жению за вычетом 1 тыс, руб., т. е. со всей суммы вознаграждения
сверх 1 тыс. руб.
Верховный Совет РСФСР признал целесообразным установите
почетные звания:
«Заслуженный изобретатель республики», с
вручением золотого_нагрудного знака «Заслуженный изобретатель
республики»;
«Заслуженный рационализатор республики», с
вручением серебряного нагрудного знака «Заслуженный рационали-
затор республики».
Соблюдение интересов социалистического государства
За разглашение сущности изобретения до заявки,
разглашение сведений об изобретениях и рационализаторских пред-
ложениях, признанных секретными," как самим автором нли другим
лицом, а также организациями, нарушение порядка, предусмотрен-
ного Положением, а также неправомерное использование изобрете-
ния, право осуществления которого принадлежит государству, винов-
ные привлекаются к уголовной ответственности в уста-
новленном законом порядке.
Патентование за границей изобретений, с
яанных в пределах СССР, а также изобретений, которые сделаны за
границей советскими гражданами, производится с разрешения Коми-
тета по делам изобретений и открытий прн Совете Министров СССР
в порядке, установленном Советом Министров СССР. Реализа-
ция советских изобретений за границей, а равно
приобретение лицензии на иностранные изобретения
или иностранные патенты производится Министерством, внешней тор-
говля по представлению заинтересованных организаций и по согла-
сованию с Комитетом по делам изобретений и открытии при Совете
Министров СССР в порядке, установленном Советом Министров
СССР.
В отношении охраны прав изобретателя за границей авторское
свидетельство приравнивается к патенту.
ЛИТЕРАТУРА
I. Инструкпия о вознаграждении за открытия, изобретения и рационали-
заторские предложения, утвержденная постановлением Совета Министров
СССР № 435 от 24 апреля 1959.
2. Инструкция по подсчету акономин от внедрения изобретений и рацио
налнзаторских предложений, утвержденная Комитетом по Делам изобретений
и открытий при Совете Министров СССР, 22 декабря 1959 г,
3. Положение об открытиях, изобретениях и рационализаторских предло-
жениях, утвержденное постановлением Совета Министров СССР № 435 от
24 апреля 1959
4. Положение о Комитете по делам изобретений и открытий при Совете
Министров СССР, утвержденное постановлением Совета Министров СССР
№ 274 от 23 февраля 1956.
5. Б. С. Антимонов, Е А Флсйшиц, Изобретательское право,
Гойориэдат, I960.
6. В.- И. Ганита к, Себестоимость продукции в машиностроении, Маш-
гиз, 195S.
7, А, С, К о неон, Эффективность внедрения новой техники. Машгиз, 1958.
8. Журналы «Бюллетень изобретений», «Изобретательство в СССР», «Ра-
ционализатор и изобретатель», 1955—1961,
ПРЕДМЕТНЫЙ
А
Абсолютный нуль. температура
229. 240
Автоматизация загрузки 532. 502,
(383
— сварки 549, 552
— контроля 519, 525, 652, 663
— козки 519
— металлопокрытий 632
— механической обработки 589
— производства 634, 701
— термообработка 606
— штамповки 527, 530
Автоматическое регулирование 607
— управление 645
Автотрансформатор 183. 185, 618, 645
Авторство на изобретение 720
— на рацпредложение 707
— на открытие 705
Авторское вознаграждение 771, 778,
739
— свидетельство 706, 720, 724, 727,
774
— удостоверение 774, 707
Азотированае 602
Аккумуляторы гидравлически? 141
— электрические 153
Аксонометрические проекции 351
Акт внедрения 739, 742, 774
Алитирование 627
Алюминий И сплавы 308
Амортизационные отчисления 747,
749, 752
Анодирование 629
Анодно-м^хапнческая обработка 496.
612, 615
Антифрикционный чугун, сплавы
276, 278, 317
Асбестовые материалы 329. 333
Асинхронные двигатели 164, 175,
187, 189, 200. 647
Атом 256
Атомной энергии использование 256
Б
Баббиты 317
Балки расчет 52, 54. 376
Батареи гальванические 152
Безотходная штамповка 530
Блох 79
Блокировка 649, 664
Блокирующие механизмы 120
Болты расчет 59, 381. 387
Бункерная загрузка 509 , 527. 528,
6$7
Бронзирование 623, 624
Бронзы 313
Бюджет 696
Бюллетень изобретений 708 , 718,
724. 732
Бюро изобретательства, БРИЗ, 709
В
Вакуумметр 145
УКАЗАТЕЛЬ
Валовая продукция 703
Валы, расчет 413
Вариатор IJ6
Ваттметра схемы включения 213
Вектор 46, 65
Вес насыпной 259, 619
— объемный 259, 333
— удельный 123, 171
Вечный двигатель 73, 706
Вибрационная очистка 622
Винты, конструкция, расчет ST. 91
388
Винтовая лнвия 93
Взаимозаменяемость 356
Воздухораспределитель 677, 679. 68[
Вознаграждение автору 771, 777
Волокнистые материалы 172, 329
Волочение 517
Внедрение Предложений 732, 733,
751
Внепронзводственные расходы 750
Водопровода расчет 131, 132, 133
ВОИР 707, 712, 716
Воронение 628
Время машинное, операционное
554, 55,5
Всесоюзное общество изобретате-
лей 707, 712
Вспомогательные материалы 751,
762
Выбор материалов 340
Выдавливание 524
Выключатели 199. 637
Выключатели конечные 637
Выпрямители 159, 615, 617
Вырезка 529
Высадка 521, 525
Высокопроизводительная техноло
гия 700
Высокопрочный чугун 275
Высокочастотный' генератор 182, 513
— закалка 603
— нагрев 515
— установка 167
Вытяжка 529
Выход годного 509 , 511, 535 й
Вязкость 128 , 324
Г
Газовый нагрев 604
Газовая резка 495
1 азореэательиые приборы, станки
547
Газотроны 219
Галтовка 619
Гальванические покрытия 159
625. 627
— элементы 150. 152
Гайки, типы, расисты 92, 389
Генераторы высокочастотные JBG,
515
— переменного тока 162
— постоянного тока 154. 180, 6L1
— сварочные 181. 537
Генераторное торможение 618
Гсярп. микрогенри 38, 41
Герц 41
Гибка 529
Гибочные ‘машины 522
Гидроаппаратура, уставные обозна-
чения 143—146
Гидравлическое давление 123
— управление 147
Гидравлические средства автома-
тизации 635. 667
— устройства 138
Гидравлический привод 566. 673
Гндродвнгатель 134. 142, 667, 673
Гидрокоплровальлый суппорт 592,
674
Гидропласт 564
Гидростатика 124, 126
Гипербола 29
Гипоциклоида 31
Гнутые стальные профили 286
Градусы Боля 259
Графитизированная сталь 292
Групповая обработка 587
Годовая экономия по .предложени-
ям 741. 751, 754, 758. 771
Горение 233
Горелки сварочные 547
Горизонтально гибочные машины
522
— ковочные машины 522, 528
Горячая штамповка 764
д
Давление жидкости 124
Датчики 37. 519, 528. 553 654, 630,
662
— амплитудные 65S
— индуктивные 661
— электрокоятактные 656
— пневиоэлектроконтактные .660
Двигатели постоянного тока 172.
174, 180. 187
Движение вращательное 33, 83 , 89
— поступательное 66. 83, 109, 114
Декапирование 621. 629
Делительная окружность 97, 451
Детектор 205
Деформации упругие, остаточные
334, 33!
Джоуль 40, 158
Диаметр начальной окружности
439, 476
Динамика 68
Динамическое торможение двига-
теля 651
Диоды 218, 222
Диплом на открытие 705, 718 778
Дифференциальный механизм 104
Дисковые пилы 495
Диэлектрическая постоянная 167
Домкраты 82, 252
Дополнение к изобретению 721, 73о,
732'
Допустимые напряжения 365, 398,
408 . 7S8 , 480, 483, 488
Допуски 356
— на резьбу 385
Дополнительное изобретение 776
Дробемстйая обработка 509, 620
Дробеструйная обработка 596
Дроссель 638. 674. 683
Дроссель гидравлический 141, 145
Ж
Жалобы рационализаторов 709. 733.
778
Жслезкепне 623
Жесткость валов, расчеты д17
Жидкости истечения 129
— осЕювнае свойства 123
Жидкость реальная 127
3
За границей реализация изобрете-
ний 732 , 782
Зажимной патрон 564
Закалка 600, 603, 609
Закон Архимеда 125
— Бойля Мариотта 239
— Гука 369
- Ома IBS’. 162
— Паскаля 124. 125
— Шарля 239
Законы электролиза 159
Загрузочные механизмы, устрой-
ства 509, 528, 592, 688—392
Заменители легированной стали
288 , 290
— цветных сплавов 317
Запас прочности 3S6, 418, 465, 439
Заработная плата 760
Заточка резцов 567, 569 , 614
Затраты иа изобретательство 7U
— единовременные 747. 752
— на материалы 756
— »а ремонт 762
— на рационализацию 738 , 748,
752
— по технике безопасности 762
Зацепление таг, линия, угол 97
Защита от короткого аамыканпя
647
Заявка на изобретение, открытие
718, 719
Заявление ка предложение 720 , 722
734
Зеикероваиие 572, 574. 575
Звезда (соединение обмоток элект-
родвигателя) 164, 182, 227
Звездочки для цепей 451
Золотники 140, 146, 668, 672, 674
Золотое правило механики 78
Зубонарезаиие 580'
Зуборезные станки 58г
Зубчатое зацепление 94
Зубчатые передачи, конструкции,
расчет £4, 94, 98, 100, 456', 472
И
Изгиб 374, 458, 472
Изобретение 705
Изотопы 256 —
Индуктор 610
Индукционный нагрев 161, 615
Индукция магнитная 169
Инерции сила 70
Инженеры по ' изобретательству
711, 733
Инструкция о вознаграждении 768,
Инструментальная сталь 268, 605
Инструмент электрический 242
Интерполяция IG
Ионные приборы 313
Ионы? 159
Искатели шаговые 641
Использование отходов 631
Исправление брака, расчет эконо- *
мнн 76 L
Истечение жидкости 129
К
Кабель 338 , 537
Кадмирование 623, 624,. 626,, 631
Калибровка 517,- 524, 695, 700
Калория 41, 229
Карат 43
Каучук Й5 ,
Кенотрон 618
Кинематическая Схема станка 600,
501
Кшгетитеская энергия 74
Кипящая ’ сталь 279
Клапаны для жидкостей. 668, 674
— воздушные 676 , 630
— предохранительные 140, 146
— обратные 140. 146
Классы точности 358
Клей 320
Клни 78
Клиноременная передача 44!
Ковочные вальцы 522
Кокильное литье' 603
Коллективные предложения 728 776
Кольца уплотнительные 333
Командокоитроллер 649, -651
Комплексная автоматизация 701
— механизнция 297. 701
— бригада 715
Комиссия по изобретательству
(профсоюзная) 714
Комитет по изобретениям' при Со-
вете Министров 707, 718
Конденсатор' 166, 167, 162, 199, 200,
515, 611
Консультации для рационализаторов
709, 717
Контактные напряжения 461, 469,
474, 478, 480
Контактные сварочные машины 551
Контактор 167, 199, 203, 607, 647, 650
Контроль внедрения предложений
739
Концентрация напряжений 367
Копирование при обработке реза-
нием 111, 680, 592, 674
Копиры 635
Коробки зубчатых передач 101, 559
Коррозия, защита от чае 623
Косвенные затраты, расходы 743,
762
Косинусоида 24
Косинус о 164, 227
Коэффициент безопасности 454, 465
— водопроводных труб 134
— вязкости 128, 324
— восстановления удара 76
— использования металла 535
— линейного расширения 237
— мощности 163. 227
— работоспособности 423
— трения 57, 75
— полезного действия (кпд) 73,
79
Крацовка 620
Кривошипно-шатунный механизм 50,
71, 87. 494
Критические точки 597
Крутящий момент 370, 458, 463. 477,
660
Кручение 370
Кулачки. 108 , 539 , 635; 532
Кулачковые механизмы 108, 532
— патроны 247
Л
Ламинарное движение 127
Лампы 199, 200
— электронные 215. 651
Латуки 8П
Латунирование 623
Лебедки пневматические 253
Легированная сталь 231, 598, 695
Листопад штамповка 492. 523, 533
Литниковая система 501, 768
Литье,, виды 497
Лицензия 731, 784
Ломка прибылей 509
Лотки загрузочные 526, 503 683, 693
Лужение 626
Льготы рационализаторам и изоб-
ретателям 729, 731, 773, 779, 781
м
Л4агааииы загрузочные 685
Магнитная индукция 169
Магниты 167
Магнитный поток 168
Магнитные пускатели 187, 195, 618,
648
Мальтийские механизмы 116
Манипуляторы 5IS
Мвнометры 123, 145
Массовая рационализация 711, 739.
744
Маховик, расчеты движения 69, 70,
75
Машинное время 554
Машины электрические 172
Медь и сплавы 311
Международная система единиц 42
— температурная шкала 230
Мертвое положение 84
Металлизация 627
Металлопокрытия 159. 625, 627
Металлозавалка 511
Металлорежущие станки 673
Методические печи >514
Механизация горячей штамповки 527
— ковки 518
— литейных операций 507
— листовой штамповки 530
— механической обработки 539
х — металлопокрытий 632
— производства 701
— термообработки 60S, 609
Механизмы, определение 78, 83
— винтовые 91
— кулисные 88
— четырехзвенные 83
Механизмов ошибки J2I
Минералскерамические сплавы 304,
572, '
Модернизация оборудования 559,
562, 702
Модуль зацепления 97, 459, 4G5, 477,
486
— сдвига 369
Мойка деталей 622
Модифицированный чугун 275
Молоты 518, 521
Момент изгибающий 374, 480
— инерции 75, 371
— пары .54
— силы 51, “2
Мощность 39, 72
— электродвигателя 557
— электротока 157, 163
Муфты 103, 120
н
Набивка сальниковая 332
Нагрев 603, 810
— электрический 501
Пагревостойкостъ изоляции 172
Надежность материала, коэффи-
циент 367
Наклонная плоскость 69, 71, 80, 82
Накатывание 595
Накладные расходы 761, 762
Налог с оборота 756
Наплавка металла 542, 543, 550
Нарезка, резьба, расчеты 82, 392
Насадки 129, 130
Наследство 729, 778
Насосы лопастные 134, 136, 667, 673
— ротационные, поршневые 49, 135,
137
— шестеренные 134, 135, 667, 673
— центробежные 74, 137
Низколегированная сталь 289, 487
Никелирование 623, 626
Нити 332
Нонизна изобретения 705, 720, 723,
727
Ножницы 494
Нормы 780
— расхода металла, материалов
531, 535, 756
— и расцепки 755
НТО машпром 715
Ньютон, единица силы 89
О ,
Обезжиривание 620, 629
Обкатывание 595
Облегчение труда 703
Обмен опытом 717
Оборотные средства 752
Общественные конструкторские бю-
ро 721
Общезаводские расходы 750
Общецеховые расходы 749
Обязанности БРИЗ 710
— члена общества изобретателей
713
Огневая резка 86
Окнсляемость 258
Окружная скорость 67, 437, 468, 465
Окружное усилие 434
Оксидирование 623, 625, S28
Окупаемость 746, 747
Организация изобретательства 707
— производства, труда 702
Описание изобретения 719, 724, 725
Опубликование, публикация 729, 780
ОрГтехплан 715
Осветление покрытий 625 , 626, 629
Оси 413
Основные материалы 766
Отделы изобретательства 708
Отжиг 599
Отклонение предложения 738
Открытие 705 , 718
Отливки сталыще 293
— чугунные 271, 461
Относительное удлинение 368
Отпуск стали 501, 60S, 610
Отрезные станки 49S
Оформление рацпредложения 733
Очистка окалины 619
Ошибки в механизмах 122
П
Пайка в печах 549
— высокочастотная 649
— газовая 548
— с элсктронагревом 548
Парабола 29
Паразитная шестерня 96, 103
Пара сил. 54
Параллельная электроцепь 156
Парен нт 334
Пассивирование 625/ 629
Патент 720, 723, 730,- 782
Патроны зажимные 247
Передаточное отношение .559,- 562
- число 95, 105, 115, 434, 457, 468
Перерезывающая сила 374
Пересчет экономии по предложе-
нию 778
Периоднчесщгй прокат 516
Переметный ковкий чугун 238
Пескоструйная очистка 620
Печн кузнечные '514
Питатели ва груз очные 686
План внедрения предложений 774
— оргтехмероприятий 715
Планетарные механизмы 107
Пластичность 513
Пластмасса 257. 335, 337
Плотность гааов 124 '
Плотность жидкостей 123
— веществ 170
Пневматический затйор 509
— инструмент ,242. 244
— цилиндр 396', 693
Пневматические приборы 653 680
— патроны 249
Пневматические приспособления 247,
564
— подъемные устройства 252
— средства автоматики 635. 652,
658 , 675
— тали 253
Подача предложений 733
Подкладные штампы 518
Подпятники 424
Подсчет ' экономки по предложе-
ниям 771
Подшипники, расчет давления 51,
56, 70, 71
— качения 425
— скольжения 423
Подъемная сила электромагнита 168
Показатели рациоиализаторской ра-
боты 741, 744
— эффективность предложений 746
Покупные изделия 757
Полимеры 256. 335
Полирование 587, 616, 661
Полиспаст 79
Полупроводниковые выпрямители
Поперечно винтовой прокат 517
Порядок выплаты вознаграждения
774
Последовательная электроцепь 155
Посадки 356
Постоянный ток- 150. 154, 647
Потери от брака 761
— тепла 23-1. 236
Почетные ввакия изобретателей 782
Пошлины 732
Права комитета по изобретениям
Права рационализаторов 779
— члена общества изобретателей
713
Право автора иа вознаграждение
739, 775, 778
Предел выносливости 305. 469, 486
— прочности, текучести 305. ЗВ6
Предложения рационализатора 734
— по организации труда 707
— по технике безопасности 706
Предохранитель [99 . 200, 618
Премирование за содействие 777
Прессы кузнечные 494'
Приборы электроизмерительные 205
Прибыль литейная 501, 5С8. 509
Приоритет 719, 721, '723, 735
Припои 315, 548
Подача рацпредложения 733
Приспособления 566
Провода 338
Проводимость 256
Проводниковые электроматериалы
Программное 'управление 635
Продольный изгиб 330
Производственный цикл 705
Прокатка 515
Пропорция 15
Протягивание, протнжкй, станки
583, 585
Пружины, деформация 71, 397
Пружино-рессорная сталь 281, 605
Профильный прокат 516
Профсоюзная организация, ее роль
в изобретательстве 710, 713, 714'
Профильный прокат 516
Проценты 16
Прошивка отверстий 614
Прямые затраты 748
Публикация изобретении 729
Пульверизация 245
Пяты 421
Р
Работа силы 71
— электрического тока 158
Рабочие чертежи, выполнение, офор-
мление 725, 402, 414, 451. 464, 474,
482,
Рааяовесае сил 46. 52
Развертки, развертывание 572. 576
Разглашение изобретения 719
Разложение сил 49, 51
Размерность 44 ‘
Разработка предложений 739
Радиоактивность 297
Радиан 66
Раскатка 525
Раскатывание 595
Раскрой металла' 491, 533
Распределение вознаграждения 775
Рассмотрение предложения 735
Растворимость 258
Расточной стайте 107
Растяжение 367, 369
Расход воды 131, 132, 148
— воздуха сжатого 246,. 253, 675
— металла при сварке 552
— электроэнергии 148, 612. 614
Расходы на рационализацию 711,
.738, 748,'750
Расцепки 759, 780
Расчёт экономии по предложениям
740, 757, 760
— по зарплате 760
Рационализация раскроя 491
— производства 698
Рацпредложения 706
— ио экономии элекгроэнеоги/
148, 286'
Реакции опор 47 , 52, 278, 422, 432.
462, 481
Реальная экономия 751, 762
Реверсивная передача 485
Реверсивный двигатель 649
— механизм ЮЗ, 107
Реверсирование 559
Револьверная головка. 117, ,583
Регистрация предложений 719. 733
Регулирующие 'гидравлические уст.
ройства 139
Регулятор давления воздуха 682
Редукторы 103, 107 , 455, 467
Реестр изобретении 724
Резервы экономии металла 342, 491,
535
Результаты рационализации 740
Режим резания «554. 558
Резка металла 86, 494, 541. 547
Резьба, расчет, нарезание 392, 579
Резьбы накатывание 595
Резцы, скорость, подача 68
Реле времени 141,’446, 167, 192, 199,
549, 633, 644. 647, 650, 768
— давления 146 193, 199, 675
— контроля скорости 193, 202. 645
— максимального тока 190, 203, 618
— минимального тока 190
— напряжения 190, 199, 6<*8
— обратного тока 190
— поплавковое 193, 201
— промежуточное 193, 199. 519
— счета импульсов 643
— тепловое 199. 202, 204
*— электромагнитное. 647
Рессорно-пружинная сталь 28[, 605
Ременная передача 67, 72. 433. 467
Ремни приводные 326, 330, 435, 442
Рост производительности 703
Ртутные выпрямители 219 '
Рычаги 52, 78
С
Самоторможение 81 82
Сварка 225, 537—551
— автоматическая 537, 548
— безогарковая 552
— виды ее, применение 537—551
Сварочные аппараты, машины 551
— соединеггия 487
— трансформаторы 537, 545
Сверление 227, > 672, 573
Светлый отжиг 226
Свойства газов 239
— металлов 267
Сдвиг'фаз 160
Себестоимость продукции 703 746
Секретность изобретения 721. 781
Сельсин-датчик 199, *519
Сжатие, расчеты 367. 369
Сжатый воздух 241
Сжигание топлива 234, 2,59
Сжимаемость жидкости 124
Сила инерции 70
— резания 556, 560, 583
Силицирование 627
Силовое резание .70*
Синение 628
Синтетические матеоиалы 172, 257,
329
Синусоиды 24, .160
Синхронный электрический двига
тель 165, 549
Сифон 127
Скоростное резание 558, 701
Скорость резания 557
Скорость окружная 67, 437, 458, 465
Следящие устройства 199
Сложение скоростей- 68, 105
Смазочные масла 323, 673
Сметы затрат 711, 750
Смятие 368, 407, 411. 412
Снижение себестоимости 704. 746
— трудоемкости 362
Сопротивление срезу 530
— удельное электротоку 45, 155,
195
Спираль Архимеда 39, 114
Сплавы сопротивления 170
Споры о вознаграждении 775, 778
— о приоритете 722
— о- новизне 719, 729
— об авторстве 719. 730
Спокойная сталь 279
Справка о регистрации 733, 734
Срез 369
Сроки давности 'предложения 777
-- выплаты вознаграждения 773
— расчета экономии 753
— рассмотрения предложения 735
— окупаемости ^746
Стержневые смеси 498. 511
Стандарты на стали 359, 340
— цветные металлы, сплавы 320,
340
Сталь производство марки 278
Стальное литье 461
Станочные приспособления 562
Старения Г21, 604
Стоимость электроэнергии 158
Стокс 128
Строгальный станок 69, 74
Структура стали 596
Соавторы 718, 728
Совершенствование организации тру-
да 702
Содействие внедрению предложения
711. 738, 777
Соленоид 515, 517
Сортамент стали 294, 299
Сосуды сообщающиеся 126
Сульфидирование 004
Схемы управления электрическим
приводом 199, 647
Счетно-решакнцие устройства 36, 6,35
Счетчики 2И, 214
Т
Талв 253
Транспортер 467
Транспортерные ленты 327
Трансформаторы 164, 182, 515, 618
— измерительные 183, 187
— печные 183, 186
— сварочные 183, 186. 618
Твердость’ по Бринеллю, Роквеллу
267
Таердые сплавы 298, 304. 553, 572
Температура плавления 170, 230, 260
Теплота плавления 230
Теплотворная способность топлива
231
Термическая обработка 225, 596, 599
Термические печи 154j 609
Термопара 607
Техническая информация 717
— пропаганда 717
Технический кабинет 717
— совет 715, 733 . 737 '
Технологическая оснастка 7.58
Технологичность конструкции 357.
700, 738
Тиратроны 218
Тиски пневматические 251
'Токарные станки 567, Б69
Ток высокой частоты 549
— повышенной частоты 161
— промышленной частоты 161 .
— переменный 159, 162
Топливо условное 232 ,
Торможение, тормоз US, 202, 559, 648
Тормозная лента 333
Тормозной режим электрического
двигателя 202, 648
Точное литье о04
1 очность обработки- 358, 578
— механизмов 120
— резьбы S79
Травление 632, 629
Трепне тсачения 56
— скольжения 56
Треугольник (соединение обмоток
электродвигателя) 164, 182, 227
Трехфазный ток 161, 171, 179, 209
Трехфазная сварка 545, 551
Триоды 217, 65!
Турбулентное движение 127
У
Угловая скорость 66-
Углы резаиня 555 . 569
Угар металла 511, 514, 534, 551, 619,
637
— электродов 551
Уголки изобретателя 718
Удар 76
— бабы молота 72, 77
Удельная мощность 276, 278, 317, 420
Удельное давление ня подшипники
276, 278, 317. 420, 455
— сопротивление материалов 170
Удельный вес 171
— газов 124
— жидкости 123, 124
Уполномоченный БРИЗа 733
Управление бесконтактное 652
— фотоэлектронное 548
Уравновешенная система сил 47
Усадка 238
Усилители 637
Ускорение 65
Условно-переменные расходы 750,
761, 762
— Постоянные 750, 761, 762
Утечки воды 148, 149
Ф
Фаза переменного тока 161
Фарада 38, 40
Фасонные профили 516
Ферросплавы 271
Фильеры 518j 614
Фильтры 141, 145
Флюсы для пайки 543, 549.
— сварки 537
Фрезерные станки Ц|. 204, ‘578
Фрезы 576, 581.
Фрикционные кольца 334
— механизмы 115
Формат чертежей 345
t Формовка 498
Формовочные смеси 498. 511
Формула изобретая иа 72-1
Фосфатирование 62р, 627, 629
Фотоэлементы ' 217
X
Химические вещества 261 624
— действия тока 157
— элементы 260
Хонингование 687
Храповые механизмы 118, ,551
Хромирование 623. 626
ц
Цанговые патроны 249
Цапфы, расчет 419
Цветные - металлы, сплавы 250 , 311,
320, 840, 626
Центробежная сила 70, 620
Центробежное литье 503
Центростремительная сила, ускоре-
ние .70
Центр тяжести бо
Цены на материалы 2SI
— сталь 299
— цветные металлы, сплавы 320
— лом цветных 'сплавов 322'
Цементация 159
Цепная передача 450
Цеховые расходы 748
Цианиды 624, 628
Цианирование 602
Циклоида 30
Цилиндры пневматические 247
Цинкование 623, 626
Цинковые сплавы 317, 319
ч
Частота переменного тока 160
Чеканка 523
Чертежи на изобретения 354, 72?
Червяк 589
Червячная передача 98, 476, 589
Четырехзвекные механизмы 83, 9(?
Чистота обработки 576
— поверхности 360
— резьбы 579
Член, общества изобретателей 713
Чу.гуй, производство, его виды,
марки 270, 276
ш
Шихта 511
Шахтовые материалы, расход 51],
512
Шлифовальные станки 586 . 662. 690
Шлифование 585, 633, 661, 668
, Шлицевые соединения 411
Шкала для подсчета возкагражде-
мня 771
Шнур 333
Шпильки 389
Шпонки 101, 407
Штампов вырубных изготовление 614
Штамповка взрывом 530
— горячая 521
— безоблойная 52L 524
Э
Эвольвента 30, 90
Эксперименталъиа51 база для ра*
цнои а яиз атор а 717
Экспериментирование 739
Экспертиза 707, 708, 7(0 , 736
Экономия' воздуха 253
— воды 148
Элономвя материалов, металла 342(
533. 630. 704. 757
— топлива 235,"-758
— электроэнергии 147, 22Б. 619, 704,
758
— от внедрения предложений 740
Экономическая эффективность ра-
• ционаЛизации 702, 745, 746
Экономического эффекта расчет
147, 740, 757. 760
Электрическая прочность 171
Электрические средства' автомати-
зация 636
— способы обработки 612. 615
Электрогидравлические схемы 169
Электроизоляция 338, 628
Электроизоляционные материалы 171
Электроизмерительные приборы 207,
210
Электроискровая обработка 613
, Электродвигатели переменного юка
7 164
— с фазовым ротором 6о0
Электроды сварочнЫо '189 537, 543,
611
ЭлектрокоЕ1тактное измерение 653
Электроконтактная обработка 612
Элсктрбкопирование 61.4 1
Электролиз 154, 158
Электролиты 159, 604, 616, 626
Электромагниты 168, 515
Электроматериалы 171. 338
Элемент Лек-цанше 150
Электромеханическая обработка 613
Электромагрен 224, 514. 603, 704
Электронно-ионные приборы 637
Электронные лампы 214, 650
— потенциометры 607
— реле 656, 657
Электроны 258
Электропечь 226
Электроплавка металлов' 225
Электросварочный аппарат 768‘
Электростатическая окр’аска 618
Электропяевматнческая схема 169
Электропроводность 623
Электротехнические материалы 169,
338 .
Электрохимический эквивалент 158,
159
— процесс обработки 159, 613
Электрохимическое полирование 617
Электроэнергии расход 153
Эллипс 28 , 351
Эпициклоида 31. 96
Эпюра моментов 374
Аникин Н. А 1 Дробышевская П И . Дудинов В А. и др
СПРАВОЧНИК ДЛЯ ИЗОБРЕТАТЕЛЯ И. РАЦИОНАЛИЗАТОРА
Предйсл Изд 3*е испр. и доп. Москва —Свердловск, Машгиз, 1SG2.
792 стр. с илл. {
i 6.01
4
Николай Александрович Аникин
Надежда Ивановна Дробышевская
Владимир Алексеевич Дудинов
Аркадий Сергеевич Кон ь ков
£ Сергей Михайлович Коню х.о в
Федор Иванович Мещсринов
Александр Тимофеевич Поле ц.к и Я
Глеб Максимович Поляков
Олег Алексеевич Сальников
Дмитрий Гаврилович Ч е4р иоб ай
СПРАВОЧНИК ДЛЯ ИЗОВРЕТАТЕЛЯ И РАЦИОНАЛИЗАТОРА
*
Обложка АГ. Нг Гарипова
Технический редактор Л. А. Д-ysuna
Корректоры* И С. Невоструева, В. П. Горячева, Н, 2Т Арсеньева,
П, Б, Филимонова
«
НС22293 Сдано в производство 25/HXI 1961 г
Подписано к печати 26/IV 1962 г
Печ л. 40.54. Уч.-изд. л. 46,6. Бум. л. 12,37.
Тираж 125 000 (первый .завод 40 000).. Заказ 761 Цена 1р Кк
Формат 84"х'108,/з2 Индекс 1—2-3
о *
Типография изд-ва «Уральский рабочий*,
г. Свердловск, ул. Леямна, 40,