5 Berechnungskriterien im Konstruktionsprozess von Maschinenteilen
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- 2021/7/14
Zusammenfassung
Maschinenteile müssen die Berechnungskriterien im Designprozess strikt befolgen, da dies die Vor- und Nachteile ihrer endgültigen Leistung bestimmt. In diesem Artikel werden die fünf Berechnungskriterien im Konstruktionsprozess von Maschinenteilen speziell vorgestellt.
Die Kriterien, die zur Berechnung von Maschinenteilen in der Konstruktion verwendet werden, stehen zweifellos in engem Zusammenhang mit den Ausfallarten der Teile. Die Genauigkeit dieser Berechnungskriterien hängt von der Leistung der Maschinenteile ab. Im Allgemeinen gibt es ungefähr die folgenden fünf Berechnungskriterien.
Festigkeitskriterium
Das Festigkeitskriterium bedeutet, dass die Spannung im Teil die zulässige Grenze nicht überschreiten darf. Das heißt: σ≤σlim
Darunter ist σlim die Bruchspannung des Materials, für spröde Materialien: σlim=σB (Festigkeitsgrenze), für Kunststoffe: σlim=σS (Streckgrenze).
Unter Berücksichtigung des Einflusses verschiedener Eventualitäten oder schwer genau zu analysierender Faktoren sollte die rechte Seite der obigen Formel durch den Bemessungssicherheitsfaktor (abgekürzt als Sicherheitsfaktor) dividiert werden, nämlich: σ≤σlim/S, dh σ≤[σ]
In der Formel: Der Sicherheitsfaktor S ist eine Zahl größer als 1, wenn S zu groß ist, ist es sicher, aber Materialverschwendung. S ist zu klein, spart zwar Material, ist aber tendenziell gefährlich, daher sollte die Auswahl von S angemessen sein. [σ] wird als zulässige Spannung bezeichnet.
Steifigkeitskriterium
Die elastische Verformung y des belasteten Teils ist kleiner oder gleich dem zulässigen Grenzwert [y] (zulässige Verformung) der Maschinenleistung, die angeblich die Steifigkeitsanforderungen erfüllt oder die Steifigkeitsberechnungskriterien erfüllt. Sein Ausdruck ist: y≤[y]
Die elastische Verformung y kann gemäß verschiedenen Verformungstheorien oder experimentellen Methoden bestimmt werden, und die zulässige Verformung [y] sollte gemäß der Theorie oder Erfahrung gemäß verschiedenen Anwendungsgelegenheiten bestimmt werden.
Lebenskriterium
Da die Hauptfaktoren des Lebens – Korrosion, Verschleiß und Ermüdung – drei unterschiedliche Problemkategorien darstellen, sind auch die Gesetzmäßigkeiten ihrer jeweiligen Entstehungsprozesse gleich. Bisher wurde kein effektives Verfahren zur Berechnung der Korrosionslebensdauer vorgeschlagen, sodass es unmöglich ist, Kriterien für die Korrosionsberechnung aufzulisten. Hinsichtlich der Berechnungsmethode des Verschleißes ist der Entstehungsmechanismus aufgrund seiner Vielfältigkeit noch nicht vollständig verstanden und die Einflussfaktoren sind auch sehr kompliziert, sodass es keine universelle Methode gibt, die quantitativ berechnet werden kann. Bei der Ermüdungslebensdauer wird die Ermüdungsgrenze während der Lebensdauer üblicherweise rechnerisch ermittelt.
Vibrationsstabilitätskriterium
Es gibt viele periodische Vibrationsquellen in der Maschine. Zum Beispiel Zahneingriff, Vibration in Wälzlagern, Ölfilmschwingung in Gleitlagern, exzentrische Drehung elastischer Wellen usw. Wenn die Eigenfrequenz eines Teils selbst mit der Frequenz der oben genannten Anregungsquelle übereinstimmt oder ein ganzzahliges Vielfaches davon wird die Beziehung, werden diese Teile mitschwingen, was zu einer Beschädigung der Maschinenteile oder einer Fehlfunktion der Maschinenarbeitsbeziehung führt. Die sogenannte Vibrationsstabilität bedeutet, dass die Eigenfrequenz jedes erregten Teils der Maschine mit der Frequenz der Anregungsquelle versetzt ist. Stellt beispielsweise f die Eigenfrequenz des Bauteils und fp die Frequenz der Anregungsquelle dar, sollten in der Regel folgende Bedingungen gewährleistet sein: 0,85f>fp oder 1,15f>fp
Wenn die oben genannten Bedingungen nicht erfüllt werden können, können Sie die Steifigkeit der Teile und des Systems ändern, die Stützposition ändern, die Hilfsstütze erhöhen oder verringern usw., um den f-Wert zu ändern.
Isolieren der Anregungsquelle von den Maschinengrundteilen, so dass die sich periodisch ändernde Energie der Anregung nicht auf die Teile übertragen wird; oder die Verwendung von Dämpfung zur Reduzierung der Amplitude der angeregten Vibrationsteile wird die Vibrationsstabilität der Teile verbessern.
Zuverlässigkeitskriterien
Wenn es sich um eine große Anzahl bestimmter wertvoller Maschinenteile handelt, ist die Stückzahl N0, die unter bestimmten Arbeitsbedingungen getestet werden muss. Wenn es nach der Zeit t immer noch N Teile gibt, die normal arbeiten, kann die Zuverlässigkeit R dieses Teils, das zur Zeit t unter den Bedingungen der Arbeitsumgebung arbeitet, als R = N/N0 ausgedrückt werden
Wenn sich die Testzeit weiter verlängert, wird N weiter abnehmen, sodass die Zuverlässigkeit des Teils eine Funktion der Zeit ist.
In der frühen Ausfallphase fällt die Ausfallrate stark von einem sehr hohen Wert auf einen bestimmten stabilen Wert ab. Der Grund für die besonders hohe Ausfallrate in diesem Stadium sind anfängliche Mängel der Teile und Komponenten. Wenn ein Fehler in der normalen Gebrauchsphase auftritt, wird er im Allgemeinen durch Zufall verursacht, so dass sein Auftreten zufällig ist und die Fehlerrate als Konstante ausgedrückt wird. Das Schädigungsstadium ist hauptsächlich auf die langfristige Verwendung der Teile zurückzuführen, die Verschleiß und Ermüdungsrisswachstum usw. verursacht, wodurch die Ausfallrate stark ansteigt.
Der Konstruktionsprozess von Maschinenteilen erfordert viele genaue Berechnungen, um einen guten Arbeitszustand in der Maschine zu gewährleisten. Wenn Sie nach dem Lesen des obigen Inhalts mehr über Maschinenteile wissen möchten, können Sie relevanteres Wissen erhalten, indem Sie uns kontaktieren.
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