Порошковые материалы
Порошковые материалы получают методом порошковой металлургии, сущность которой состоит в изготовлении деталей из порошков металлов путем прессования и последующего спекания в пресс-формах. Применяют порошки однородные или из смеси различных металлов, а также из смеси металлов с неметаллическими материалами, например с графитом. При этом получают материалы с различными механическими и физическими свойствами (например, высокопрочные, износостойкие, антифрикционные и др.
В машиностроении наибольшее распространение получили детали на основе железного порошка. Детали, изготовленные методом порошковой металлургии, не нуждаются в последующей обработке резанием, что весьма эффективно при массовом производстве. В условиях современного массового производства развитию порошковой металлургии уделяется большое внимание.
Использование вероятностных методов расчета. Основы теории вероятности изучают в специальных разделах математики. В курсе деталей машин вероятностные расчеты используют в двух видах: принимают табличные значения физических величин, подсчитанные с заданной вероятностью (к таким величинам относятся, например, механические характеристики материалов σΒ, σ-1 твердость Η и др., ресурс наработки подшипников качения и пр.); учитывают заданную вероятность отклонения линейных размеров при определении расчетных значений зазоров и натягов, например в расчетах соединений с натягом и зазоров в подшипниках скольжения при режиме жидкостного трения.
Установлено, что отклонения диаметров отверстий D и валов d подчиняются нормальному закону распределения (закону Гаусса). При этом для определения вероятностных зазоров Zp и натягов Np получены зависимости
Zp(min-max)=z+С(T2D+T2d)^0.5
Np (min-max)=N+ С(T2D+T2d)^0.5, (0.1)
где верхние и нижние знаки относятся соответственно к минимальному и максимальному зазору или натягу: Z = 0,5(Zmin+Zmax), N = 0,5(Nmin + Nmax); допуски TD = ES-EJ и Td = es — ei; ES, es — верхние, a EJ, ei—нижние предельные отклонения размеров.
Коэффициент С зависит от принятой вероятности Ρ обеспечения того, что фактическое значение зазора или натяга располагается в пределах ZPmin...ZPmax или NPmin...NPmax:
Ρ 0,999 0,99 0,98 0,97 0,95 0,90
С 0,5 0,39 0,34 0,31 0,27 0,21
На рис. 0.1 представлено графическое изображение параметров формулы (0.1) для соединения с натягом. Здесь f (D) и f(d) — плотности распределения вероятностей случайных
величин Dud. Заштрихованы участки кривых, которые не учитывают как маловероятные при расчетах с принятой вероятностью Р.
Применение вероятностных расчетов позволяет существенно повысить допускаемые нагрузки при малой вероятности отказов (см. пример 7.1). В условиях массового производства это дает большой экономический эффект.
В машиностроении наибольшее распространение получили детали на основе железного порошка. Детали, изготовленные методом порошковой металлургии, не нуждаются в последующей обработке резанием, что весьма эффективно при массовом производстве. В условиях современного массового производства развитию порошковой металлургии уделяется большое внимание.
Использование вероятностных методов расчета. Основы теории вероятности изучают в специальных разделах математики. В курсе деталей машин вероятностные расчеты используют в двух видах: принимают табличные значения физических величин, подсчитанные с заданной вероятностью (к таким величинам относятся, например, механические характеристики материалов σΒ, σ-1 твердость Η и др., ресурс наработки подшипников качения и пр.); учитывают заданную вероятность отклонения линейных размеров при определении расчетных значений зазоров и натягов, например в расчетах соединений с натягом и зазоров в подшипниках скольжения при режиме жидкостного трения.
Установлено, что отклонения диаметров отверстий D и валов d подчиняются нормальному закону распределения (закону Гаусса). При этом для определения вероятностных зазоров Zp и натягов Np получены зависимости
Zp(min-max)=z+С(T2D+T2d)^0.5
Np (min-max)=N+ С(T2D+T2d)^0.5, (0.1)
где верхние и нижние знаки относятся соответственно к минимальному и максимальному зазору или натягу: Z = 0,5(Zmin+Zmax), N = 0,5(Nmin + Nmax); допуски TD = ES-EJ и Td = es — ei; ES, es — верхние, a EJ, ei—нижние предельные отклонения размеров.
Коэффициент С зависит от принятой вероятности Ρ обеспечения того, что фактическое значение зазора или натяга располагается в пределах ZPmin...ZPmax или NPmin...NPmax:
Ρ 0,999 0,99 0,98 0,97 0,95 0,90
С 0,5 0,39 0,34 0,31 0,27 0,21
На рис. 0.1 представлено графическое изображение параметров формулы (0.1) для соединения с натягом. Здесь f (D) и f(d) — плотности распределения вероятностей случайных
величин Dud. Заштрихованы участки кривых, которые не учитывают как маловероятные при расчетах с принятой вероятностью Р.
Применение вероятностных расчетов позволяет существенно повысить допускаемые нагрузки при малой вероятности отказов (см. пример 7.1). В условиях массового производства это дает большой экономический эффект.