5 Criterios de Cálculo en el Proceso de Diseño de Partes de Máquinas
Los criterios utilizados para el cálculo de las piezas de las máquinas en el diseño están, sin duda, muy relacionados con los modos de fallo de las piezas. La precisión de estos criterios de cálculo está relacionada con el rendimiento de las piezas de la máquina. En términos generales, existen aproximadamente los siguientes cinco criterios de cálculo.
Criterio de fuerza
El criterio de resistencia significa que la tensión en la pieza no debe exceder el límite permitido. Es decir: σ≤σlim
Entre ellos, σlim es la tensión última del material, para materiales frágiles: σlim=σB (límite de resistencia), para materiales plásticos: σlim=σS (límite de elasticidad).
Teniendo en cuenta la influencia de varias contingencias o difíciles de analizar con precisión, el lado derecho de la fórmula anterior debe dividirse por el factor de seguridad de diseño (abreviado como factor de seguridad), a saber: σ≤σlim/S, es decir, σ≤[σ]
En la fórmula: el factor de seguridad S es un número mayor que 1, si S es demasiado grande, es seguro pero un desperdicio de materiales. S es demasiado pequeño, aunque ahorra materiales, pero tiende a ser peligroso, por lo que la selección de S debe ser adecuada. [σ] se denomina tensión admisible.
Criterio de rigidez
La deformación elástica y de la parte bajo carga es menor o igual al valor límite permitido [y] (deformación permitida) del rendimiento de la máquina, que se dice que cumple con los requisitos de rigidez o cumple con los criterios de cálculo de rigidez. Su expresión es: y≤[y]
La deformación elástica y se puede determinar de acuerdo con varias teorías de deformación o métodos experimentales, y la deformación permitida [y] debe determinarse de acuerdo con la teoría o la experiencia según las diferentes ocasiones de aplicación.
criterio de vida
Dado que los principales factores que afectan la vida: la corrosión, el desgaste y la fatiga son tres categorías diferentes de problemas, las leyes de sus respectivos procesos de desarrollo también son las mismas. Hasta el momento, no se ha propuesto ningún método eficaz de cálculo de la vida útil frente a la corrosión, por lo que es imposible enumerar los criterios de cálculo de la corrosión. Con respecto al método de cálculo del desgaste, debido a sus muchos tipos, el mecanismo de generación no se ha entendido completamente y los factores que influyen también son muy complicados, por lo que no existe un método universal que pueda calcularse cuantitativamente. Con respecto a la vida de fatiga, el límite de fatiga durante la vida útil generalmente se calcula como un cálculo.
Criterio de estabilidad de vibraciones
Hay muchas fuentes de vibraciones periódicas en la máquina. Por ejemplo, el engrane de engranajes, la vibración en los rodamientos, la oscilación de la película de aceite en los cojinetes deslizantes, la rotación excéntrica de los ejes elásticos, etc. Si la frecuencia natural de una pieza en sí misma coincide con la frecuencia de la fuente de excitación mencionada anteriormente o se convierte en un múltiplo entero de la relación, estas piezas resonarán, lo que provocará daños en las piezas de la máquina o un mal funcionamiento de la relación de funcionamiento de la máquina. La llamada estabilidad de vibración significa que la frecuencia natural de cada parte de la máquina que está sujeta a la excitación se alterna con la frecuencia de la fuente de excitación. Por ejemplo, si f representa la frecuencia natural de la pieza y fp representa la frecuencia de la fuente de excitación, normalmente se deberían garantizar las siguientes condiciones: 0,85f>fp o 1,15f>fp
Si no se pueden cumplir las condiciones anteriores, puede cambiar la rigidez de las piezas y el sistema, cambiar la posición del soporte, aumentar o disminuir el soporte auxiliar, etc. para cambiar el valor f.
Aislar la fuente de excitación de las partes básicas de la máquina para que la energía de excitación que cambia periódicamente no se transmita a las partes; o usar amortiguación para reducir la amplitud de las partes de vibración excitadas mejorará la estabilidad de vibración de las partes.
Criterios de fiabilidad
Si hay una gran cantidad de ciertas piezas preciosas de la máquina, la cantidad de piezas es N0 para probarse en ciertas condiciones de trabajo. Si todavía hay N partes funcionando normalmente después de t tiempo, la confiabilidad R de esta parte trabajando t tiempo bajo las condiciones ambientales de trabajo puede expresarse como R=N/N0
Si el tiempo de prueba continúa extendiéndose, N continuará disminuyendo, por lo que la confiabilidad de la pieza es una función del tiempo.
En la etapa de falla temprana, la tasa de falla cae bruscamente desde un valor muy alto hasta cierto valor estable. La razón de la tasa de fallas particularmente alta en esta etapa son los defectos iniciales de las piezas y componentes. Si ocurre una falla en la etapa de uso normal, generalmente es causada por causas accidentales, por lo que su ocurrencia es aleatoria y la tasa de falla se expresa como una constante. La etapa dañina se debe principalmente al uso a largo plazo de las piezas que provocan el desgaste y el crecimiento de grietas por fatiga, etc., lo que hace que la tasa de fallas aumente considerablemente.
El proceso de diseño de las piezas de la máquina requiere muchos cálculos precisos para garantizar un buen estado de funcionamiento de la máquina. Si desea saber más sobre las piezas de la máquina después de leer el contenido anterior, puede obtener conocimientos más relevantes poniéndose en contacto con nosotros.
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