ПОУЗДАНОСТ МАШИНСКИХ СИСТЕМА

У процесу рада , због дејства различитих утицаја , успостављају се два основна стања у машинском систему : стање система у раду и стање система у отказу.

Отказ неког од елемената изазива отказ система, или захтева увођење паралелних веза, што умањује укупне излазне величине система.

Са слике се види да се на крају одређеног периода (месечно , годишње…) може одредити време система у раду или време система у отказу.

Поузданост система је вероватноћа да ће систем успешно вршити своју функцију у предвиђеном времену и датим условима.

Поузданост система зависи од начина повезивања и креће се у границама :

0≤ R ≤1

Редна веза – отказ било ког редно везаног елемента изазива и отказ система.

Паралелна веза – систем ради без отказа , ако је бар један од m паралелно везаних елемената изазива и отказ система.

Редно – паралелна веза – редно везује компоненте, ( свака од њих ствара више паралелних елемената).

Паралелно – редна веза – систем се састоји од више паралелних грана ( свака грана садржи више редно везаних елемената).

Ако савесно приступа конструисању, конструктор настоји да изабере поуздан материјал, начин израде и геометрију , да би постигао поуздану конструкцију . Велики број података мора проверити у току израде производа.

Треба знати:

1. Како се обезбеђује потребна поузданост машинских система ?

2. Шта је поузданост система?

3.Објасни разлику између : редно и паралелно везаних елемената система?

ОБЛИК И ВЕЛИЧИНА ЕЛЕМЕНАТА

Облик и величина елемената бира се или конструише тако да напрезање материјала у сваком пресеку буде што уједначеније и што ближе допуштеној величини (σ=const ;τ=const ) .

Конструктор треба да тежи да смањи масу елемената и целе конструкције. То постиже статичким и динамичким прорачунима и избором одговарајућег материјала и облика .

Конструктор треба да тежи да смањи масу елемената и целе конструкције. То постиже статичким и динамичким прорачунима и избором одговарајућег материјала и облика.

На слици  су приказани облици попречног пресека носача изложених савијању. За једнак момент савијања у попречном пресеку носача и за једнако дозвољено напрезање приближан однос тежина је                      G₁: G₂ :G₃ : G₄  = 1 : 2 : 3 : 4

Стандарди

Стандарди су обавезни за конструкторе, јер скраћују време конструисања и цену коштања.

Избор материјала

Цена материјала је битна због могућности замене другим материјалима итд.

Битна су механичка, физичка, хемијска и технолошка својства за избор материјала.

Челици

Челици су најподеснији за израду већине елемената конструкције. Имају добра механичка својства, велику статичку и динамичку чврстоћу ( при свим напрезањима ), високу границу пропорционалности, еластичности и течења, већу тврдоћу и површинску чврстоћу и отпорност на ударна оптерећења.

Подаци о механичким карактеристикама одабраних машинских материјала су дати  табеларно.

Код избора челика треба се опредељивати према њиховим карактеристикама

За конструкције спојене закивцима или завртњима, и за мање статички оптерећене заварене конструкције,као и за мање одговорне отковке, користе се : Č.0270,  Č.0370 и Č.0460 .

За одговорне отковке и друге елементе у машиноградњи( осовине, вратила, вретена, ручице, клинове, зупчанике, пужеве исл.) користе се следећи челици: Č.0545,  Č.0645 и Č.0745 .

Ови челици не препоручују се за јача наизменична оптерећења.

Челици за побољшање

За веће отковке, делове возила и бицикле, осовине, бандаже, клипњаче, и сл. Користе се : Č.1330,  Č.1530 и Č.1730 .

За делове возила,моторе и машине и уопште за динамички оптерећене делове пречника до 100 мм, користе се Č. 3130 и Č.4130.

За отковке пречника до 500мм, за статички и динамички високо оптерећене делове мотора, возила и машина, користе се Č.4732 и Č.5431.

Челици за цементацију

За израду малих машинских делова- шиваћих и писаћих машина, клинова, завртњева и сличног, користи се Č.1120.

За ручице, сворњаке и осовинице, зглобове, чауре, полуге и сл. Употребљава се Č.1220 .

За мале зупчанике, осовине, вратила у мењачима, делове разводника и погона, ланце, делове од којих се захтева повећана жилавост и чврстоћа језгра, за делове динамички оптерећене затезањем, притиском и савијањем, примењује се Č.4320.

За завртње, радилице, зупчанике механичких преносника и друге делове изложене хабању, за делове изложене ударним оптерећењима, чије језгро и цементирана кора треба да су жилави, примењује се Č.4721.

За високо оптерећене зупчанике и венце зупчаника, осовине, полуге погонских механизама и друге машинске делове са наизменичним и ударним оптерећењима, примењује се Č.5421.

Сиви и Нодуларни лив

За делове великих димензија и сложеног облика( постоље машина, кућице и поклопци лежишта и редуктора и слично) користи се сиви лив.

SL000 користи се за споредне делове, јер је негарантоване чистоће.

За мање оптерећене делове –постоља, мењачке кутије, канализациони и санитарни лив, користи се SL100.

За мало оптерећене цилиндре, клипове, водоводне цеви и арматуре, употребљава се SL150.      За добоше кочница и делове са појачаним хабањем, цилиндре, делове пумпи и редуктора, делове машина за електроиндустрију и арматуре, примењује се SL200.

За цеви и арматуре под притиском, за блокове мотора, цилиндре дизел-локомотива, примењује се SL250, лив велике чврстоће.

За нарочито оптерећене одливке употребљавају се SL300 и SL350.

Треба водити рачуна да сиви лив слабо подноси затезање и савијање, а добро- притисак.      Одлике нодуларног лива су: веома добра затезна чврстоћа и релативно издужење, повећана отпорност на смицање и удар. Најчешће се користе следеће врсте нодуларног лива:

NL370-17- има гарантовану затезну чврстоћу Rm = 370 N/mm² ;

NL400-12- Rm =400 N/mm² ; NL500-7, Rm =500 N/mm² ;

NL600-3,- Rm =600 N/mm² ; NL700 -2, Rm =700 N/mm² ;

NL800-2,- Rm =800 N/mm² .

Осим наведених, примењују се и темперовани лив, легирана ливена гвожђа и други материјали на бази гвожђа.

Бакар и легуре бакра

Када се од елемената конструкција захтева велика отпорност према корозији или добра топлотна и електрична проводљивост, користе се бакар и његове легуре.

Они се лију, кују, извлаче и ваљају у хладном или топлом стању и лако су обрадиви резањем.

За израду ливова, трака, цеви и жице користи се топионички бакар ,а у електротехници се користи електротехнички бакар .

Знатно већу употребу у машинству имају бакарне легуре за ливење и легуре за гњечење, бронза и месинг.

Месинг Р.Сu64Zn примењује се за арматуре, оклопе, окове итд.

Месинг Р. Сu62 Zn, Т. Сu60 Zn и Р. Сu58 ZnМn2- Č.45 примењује се за одливке изложене високом притиску воде и гаса .

Калајна бронза Р. СuSn12 примењује се за делове изложене високом притиску и трењу, за аксијална лежишта, вођице, звона и сл.

Калајна бронза Р. СuSn14 употребљава се за јако оптерећена клизна лежишта, венце пужастих зупчаника, делове арматуре за високе притиске и сл.

Алуминијумска бронза Р. СuАl10Fe служи за делове изложене корозији и делове од којих се захтева велика чврстоћа и отпорност према киселинама.

Црвени лив Р. СuSn10 Zn4 је за јако напрегнуте лежишне постељице, пужасте точкове, арматуре и сл .

Калајно – оловна бронза Р. СuSn10Рb5 је за клизна лежишта и арматуре отпорне на сумпорну и сону киселину.

Алуминијум и легуре алуминијума

Поред велике применене у машинству, алуминијум и његове легуре највише се примењују у ваздухопловству, електротехници и грађевинарству.

AlSi12 (P.AlSi12, K.AlSi12, T.AlSi12) има примену за средње оптерећене танкозидне одливке  и има добру хемијску отпорност. Ознаке :Р –легуре за ливење у песку , К – легуре за ливење у кокили и Т- легура за ливење под притиском.

Пластичне масе

Материјали добијени на бази природних, синтетичких или модификованих полимера који постају пластични (омекшавају )на одговарајућим температурама су пластичне масе.Имају велику примену у изради цеви, елемената за спајање и заптивање и др.

Гума

Вулканизацијом природног (или синтетичког ) каучука настаје гума, која се може поделити на :

-гума за опште намене (пнеуматици, транспортне траке, каиши итд)

-гума која је отпорна на дејство разних агресивних средина  и

-гума отпорна на дејство топлоте итд.

Произвођачи пластичних маса и гумених делова дају каталоге производа са препорукама за избор одговарајућег производа.

Научити:

1. Зашто су стандарди обавезни за конструкторе?

2. Шта је меродавно за избор материјала?

3. Шта су челици?

4. Које су карактеристике сивог лива? А нодуларног ?

5. Када се користе бакар и његове легуре?

6. Где се највише користе алуминијум и његове легуре?

7.  Шта су пластичне масе?

8. Како настаје гума?

НАМЕНА И ФУНКЦИЈА КОНСТРУКЦИЈЕ

Захтеви и ограничења конструисања односе се на: намену, функцију, облик, избор материјала, примену стандарда, поузданост, начин израде, монтаже, транспорт, руковање, одржавање, економске и еколошке услове.

Намена конструкције се не односи само на конструкцију као целину, већ на сваки њен део и посебно на њене склопове.

– Конструктор бира и проверава велики број стандардних делова и склопова за своју конструкцију.

– Конструкција мора да функционише потпуно сигурно и свим елементима мора се посветити потпуна пажња.

– Разлике у решењима су веће ако је постављен већи број захтева. Али, на различитим машинама једнаке намене има заједничких и стандардних елемената (завртњи, лежаји, уређаји…).

– Методе проверавања карактеристика машинских конструкција (атест ) морају бити прилагођене одговарајућим прописима да би биле одобрене за функцију и употребу.

Савремене машинске конструкције све више се одликују аутоматизацијом. У њих се уграђују разни: мерни, контролни и други инструменти а производни процеси се програмирају и воде надређеним компјутером. Сваки машински део има одређену улогу и треба да буде пажљиво проучен ( последице неисправности сваког елемента нису једнаке). Елементимашина могу постати неупотребљиви због пластичних деформација, статичког или динамичког лома, похабаности, спољних оптерећења и слично.

За обновити:

1. Који се захтеви при конструисању постављају у погледу намене и функције?

2. Шта су атести?

3. Да ли су последице неисправности сваког појединачног елемента једнаке?

ЦИЉ И САДРЖАЈ ПРОЦЕСА КОНСТРУИСАЊА

               Циљ конструисања је да се постигне оптимално решење које ће испунити све захтеве за функцију конструкције, производњу, максимално искоришћење и рециклажу-али и минималне трошкове прераде или дораде и употребе делова. Оптимално решење подразумева и минимално време за израду машинских делова и уградњу у машински систем.

                       Сложени процес конструисања може се раставити на следеће фазе:

1. Прецизно постављање задатка

У овој фази анализира се задатак са циљем добијања спецификације (листе захтева )

kоју машински систем мора да испуни.

2.   Конципирање идејног решења

Ова фаза подразумева парцијалне и елементарне функције: трансформацију енергије

снага, обртни момент силе…) материјала и информација.

3.   Развој концепта машинског система(његово принципско решење)

Први део развоја овог концепта је дефинисање полазних димензија и облика делова( прорачун) и захтева креативност.

Други део фазе развоја концепта подразумева израду склопног цртежа са саставницом и оптимизацију облиka делова, дефинисање квалитета, толеранције, класе храпавости површина, толеранцију облика и положаја.

4.   Израда документације

Ова фаза подразумева израду цртежа делова који се раде, комплетира се техничка документација и проверава тачност података на цртежима. При утврђивању основне концепције, проблем се решава у неколико варијанти, па се усваја коначна концепција.

Комбиновањем појединих принципских решења добија се већи број варијантних решења, чијим процењивањем ( са аспекта техничког и економског критеријума ) долази до избора оптималне варијанте.

Системи у машинству

Системи у машинству представљају скупове елемената и релација између њих  и њихових карактеристика, повезаних међусобно у једну целину тако да систем може да функционише.

На слици 1 – дат је:  Кибернетски модел претварања улазних величина у излазне величине у процесу рада система

.

Системи у машинству су:  енергетски,  тхнолошки и транспортни системи( радни системи који претварају улазне у излазне величине у складу са потребама које врше одређени рад).

У лазне величине су : материјал, енергија и информација, а излазне : производи различите врсте (снага, обртни момент, радионички цртежи, информација, количина топлоте, машине и др.).

Претварање улазних величина у излазне , врши се у процесу рада система ( представљено као на слици ), а начин претварања је условљен пројектованим поступком рада тј. концепцијом машине.

Функција циљева система у машинству представља меру усаглашености између захтева  основних потреба производа с једне стране и захтева доносиоца одлука, услова околине и параметара процеса рада са друге стране. Функција циља различитих система у машинству може бити дата као потреба остваривања :

–          максималног учинка

–          максималне економичности

За проверу наученог:

1. Објаснити појмове конструисање и пројектовање.
2. Који је циљ процеса конструисања?
3. На које фазе се може раставити сложени процес конструисања?

Вируси, антивируси и ауторска права

Вируси, антивируси и ауторска права

Решења првог теста

Решења првог теста

Основни појмови конструисања

Обнављање појмова машинских елемената

Конструисање је прва и најважнија фаза  у реализацији неког производа. Обухвата процес утврђивања плана за физичку реализацију машина, опреме и система уз осмишљавање принципа рада, обликовање  и израду техничке документације производа.

Конструкционо решење мора да оптимално задовољи захтеве тржишта: производност, економичност, чврстоћу, крутост, тежину, рентабилност, поузданост, степен аутоматизације и стандардизације, лако управљање, опслуживање…

Зато конструктор при решавању задатка мора да узме у обзир све захтеве које поставља наручилац конструкције и које конструкција мора да задовољи. Такође мора имати у виду и услове који потичу из намене конструкције.

Најчешће, конструкција се своди на усавршавање већ постојеће конструкције да би се њене функције прилагодиле измењеним или новим захтевима.Такво усавршавање зове се реконструкција.

Први корак конструисања је стварање основне концепције конструкције.То се постиже креативним размишљањем о намени и условима које конструкција треба да испуни.

1. Шта је конструисање?

2. Које захтеве тржишта мора да задовољи конструкционо решење?

3. Шта је реконструкција?

4. Који је први корак конструисања?

Софтвер, преводиоци

Софтвер, преводиоци

Структура рачунарског система

Структура рачунарског система

I наставни материјал – основе информационих технологија

I наставни материјал – основе информационих технологија