Основные операции

Большинство сложных процессов в машинах можно свести к относительно малому числу элементарных действий (основных операций), приведенных в табл. 1.1 [51].

Основные операции

 

Обратимые операции (схемы 1-3,8), такие как увеличение - уменьшение, смена направления, преобразование вращения, включение - прерывание, не требуют дополнительных пояснений.

Операция композиция-декомпозиция может предполагать смешивание или разделение веществ, отличающихся по физическим параметрам. В схеме 4, а вещества с различной плотностьюγ1 и γ2 разделяются (декомпозиция) при их погружении в жидкую среду (отстаивание и др.). Сортирование предметов (схема 4, б), различающихся коэффициентами трения (f1 > f2), также является примером декомпозиции. Принцип действия насоса (схема 4, в) иллюстрирует операцию «композиция», в которой в жидкость «впускают» энергию движения.

Операция объединения—дробления (или разделения) имеет место, если вещества смешиваются (разделяются) не по качественному признаку. Суммирование (объединение) мощности двух двигателей (схема 5, а) происходит на зубчатом колесе 1 привода перемещения стола 2 продольно-обрабатывающего станка. Сваривание двух (или более) элементов конструкций (схема 5, б) также является примером объединения. Процесс резания, сопровождающийся получением деталей (из одной заготовки), является примером дробления. В качестве примера дробления на схеме 5, в показана конструкция подшипника 3, установленного в стакане 4, а не непосредственно в корпусе 5.

Операция накапливание-расходование - это накопление (расходование) инструмента в инструментальном магазине 1 (схема б, а); накопление энергии маховиком 2 в приводе главного движения зубофрезерного станка (схема б, б); накопление энергии пружины рычага 3 (схема б, в) и др.

Операция преобразование-восстановление предполагает изменение свойств энергии, вещества, а также сигнала. В схемах 7 сигнал одной физической величины преобразуется в соответствующий сигнал другой физической величины. В радиальном гидростатическом подшипнике (схема 7, а) давления р1 и р2 в вертикальных карманах преобразуются в электрический сигнал и служат показателем нагрузки. В схеме 7, б нагрузка на шарикоподшипник контролируется тензометрическими датчиками 1, установленными в кольцевой проточке наружного кольца, и деформация проволоки тензодатчиков от сил, действующих в подшипнике, преобразуется в электрический сигнал. В схеме 7, в энергия поступающей в гидроцилиндр жидкости преобразуется в поступательное перемещение поршня 1.

Операции колебание-выравнивание показаны на схемах 9. Колебания используются для дробления стружки за счет вибраций резцедержавки гидроцилиндром 1 и для транспортирования стружки путем сообщения соответствующих движений лотку 2 со стружкой. В схеме 9, в предприняты меры по снижению колебаний (выравнивание) резца 3 повышением демпфирования корпуса (армирование полимербетоном).

Операции управления—неуправления (отсутствие управления) могут осуществляться гидростатическими направляющими, в которых предусмотрены дроссели 7 и 2 с постоянным (неуправление) и изменяющимся (управление) сопротивлением соответственно (схема 10, а), управляемым двигателем 4, регулирующим частоту вращения шпинделя 3 в широких пределах (схема 10, б). Струя жидкости в системе охлаждения круглошлифовального станка, свободно вытекающая из сопла 5, может служить примером неуправления (схема 10, в).

Операции концентрирования - это такие, как направление стружки в требуемую емкость с помощью лотка 1 (схема 11, а), а также концентрация (фокусирование) лазерного луча, дающая возможность проводить резку материала 2 (схема 11,6). В схеме 11, в при перемещении поршня 3 гидроцилиндра вправо происходит рассеяние энергии за счет увеличения сопротивления дросселированию масла.

Операции пропускание-изолирование иллюстрируются на примерах: обгонной муфты (схема 12, а), в которой вращение кольца 1 передается на вал 2 только в одном направлении (показано стрелкой); дросселя 3 (схема 12, б), через который жидкость протекает в обоих направлениях; обратного клапана 5 (схема 12, в), изолирующего выходной канал 4 от давления при направлении подачи жидкости, указанном стрелкой.

Операция испускание-поглощение - это, например, когда энергия колебаний поршня 1 возбуждается при подаче масла в правую и левую полости гидроцилиндра от золотника управления 2 (схема 13, а). Поглощение колебаний происходит в несущей конструкции (схема 13, б) при заполнении свободного пространства между стенками песком, а также при изолировании трубопровода 3 от корпуса 4 с помощью резинового кольца (схема 13, в).

Операция сжатие-разрежение часто используется, например, при зажиме детали (инструмента). В схеме 14, а масло под давлением (сжатие) подводится в правую полость гидроцилиндра 7, осуществляя зажим. В схеме 14, б подача воздуха под давлением р1 (сжатие) в карман 2 опоры обеспечивает разделение поверхностей воздушным зазором толщиной /г. В схеме 14, в закрепление заготовки 3 обеспечивается за счет создания вакуума (разрежение) в камере 4. Подпружиненная мембрана 5 повышает надежность механизма.

Операция фиксирование-расфиксирование связана с закреплением и освобождением узлов, с их позиционированием в определенном положении.

Кроме рассмотренных действий при создании машины используют операции математические (сложение, вычитание и др.) и логические (блокировка движений и др ).

Смотрите также