Технология отрасли

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Классификация технических средств измерений

Средство измерений (СИ) - техническое средство, предназначенное для измерений, имеющее нормированные метрологические характеристики, воспроизводящее или хранящее единицу физической величины, размер которой принимают неизменной в течение известного интервала времени.

Приведенное определение выражает суть средства измерений, которое, во-первых, хранит или воспроизводит единицу, во-вторых, эта единица неизменна. Эти важнейшие факторы и обуславливают возможность проведения измерений, т.е. делают техническое средство именно средством измерений. Этим средства измерений отличаются от других технических устройств. К средствам измерений относятся меры, измерительные: преобразователи, приборы, установки и системы.

Мера физической величины - средство измерений, предназначенное для воспроизведения и (или) хранения физической величины одного или нескольких заданных размеров, значения которых выражены в установленных единицах и известны с необходимой точностью. Примеры мер: гири, измерительные резисторы, концевые меры длины, радионуклидные источники и др. Меры, воспроизводящие физические величины лишь одного размера, называются однозначными (гиря), нескольких размеров - многозначные (миллиметровая линейка - позволяет выражать длину как в мм, так и в см). Кроме того, существуют наборы и магазины мер, например, магазин емкостей или индуктивностей. При измерениях с использованием мер сравнивают измеряемые величины с известными величинами, воспроизводимыми мерами. Сравнение осуществляется разными путями, наиболее распространенным средством сравнения является компаратор, предназначенный для сличения мер однородных величин. Примером компаратора являются рычажные весы. К мерам относятся стандартные образцы и образцовое вещество, которые представляют собой специально оформленные тела или пробы вещества определенного и строго регламентированного содержания, одно из свойств которых является величиной с известным значением. Например, образцы твердости, шероховатости.

Измерительный преобразователь (ИП) - техническое средство с нормативными метрологическими характеристиками, служащее для преобразования измеряемой величины в другую величину или измерительный сигнал, удобный для обработки, хранения, индикации или передачи. Измерительная информация на выходе ИП, как правило, недоступна для непосредственного восприятия наблюдателем. Хотя ИП являются конструктивно обособленными элементами, они чаще всего входят в качестве составных частей в более сложные измерительные приборы или установки и самостоятельного значения при проведении измерений не имеют.

Преобразуемая величина, поступающая на измерительный преобразователь, называется входной, а результат преобразования - выходной величиной. Соотношение между ними задается функцией преобразования, которая является его основной метрологической характеристикой. Для непосредственного воспроизведения измеряемой величины служат первичные преобразователи, на которые непосредственно воздействует измеряемая величина и в которых происходит трансформация измеряемой величины для ее дальнейшего преобразования или индикации. Примером первичного преобразователя является термопара в цепи термоэлектрического термометра. Одним из видов первичного преобразователя является датчик - конструктивно обособленный первичный преобразователь, от которого поступают измерительные сигналы (он «дает» информацию). Датчик может быть вынесен на значительное расстояние от средства измерений, принимающего его сигналы. Например, датчик метеорологического зонда. В области измерений ионизирующих излучений датчиком часто называют детектор.

По характеру преобразования ИП могут быть аналоговыми, аналого-цифровыми (АЦП), цифро-аналоговыми (ЦАП), то есть, преобразующими цифровой сигнал в аналоговый или наоборот. При аналоговой форме представления сигнал может принимать непрерывное множество значений, то есть, он является непрерывной функцией измеряемой величины. В цифровой (дискретной) форме он представляется в виде цифровых групп или чисел. Примерами ИП являются измерительный трансформатор тока, термометры сопротивлений.

Измерительный прибор - средство измерений, предназначенное для получения значений измеряемой физической величины в установленном диапазоне. Измерительный прибор представляет измерительную информацию в форме, доступной для непосредственного восприятия наблюдателем.

По способу индикации различают показывающие и регистрирующие приборы. Регистрация может осуществляться в виде непрерывной записи измеряемой величины или путем печатания показаний прибора в цифровой форме.

Приборы прямого действия отображают измеряемую величину на показывающем устройстве, имеющем градуировку в единицах этой величины. Например, амперметры, термометры.

Приборы сравнения предназначены для сравнения измеряемых величин с величинами, значения которых известны. Такие приборы используются для измерений с большей точностью.

По действию измерительные приборы разделяют на интегрирующие и суммирующие, аналоговые и цифровые, самопишущие и печатающие.

Измерительная установка и система - совокупность функционально объединенных мер, измерительных приборов и других устройств, предназначенных для измерений одной или нескольких величин и расположенная в одном месте (установка) или в разных местах объекта измерений (система). Измерительные системы, как правило, являются автоматизированными и по существу они обеспечивают автоматизацию процессов измерения, обработки и представления результатов измерений. Примером измерительных систем являются автоматизированные системы радиационного контроля (АСРК) на различных ядерно-физических установках, таких, например, как ядерные реакторы или ускорители заряженных частиц.

По метрологическому назначению средства измерений делятся на рабочие и эталоны.

Рабочее СИ - средство измерений, предназначенное для измерений, не связанное с передачей размера единицы другим средствам измерений. Рабочее средство измерений может использоваться и в качестве индикатора. Индикатор - техническое средство или вещество, предназначенное для установления наличия какой-либо физической величины или превышения уровня ее порогового значения. Индикатор не имеет нормированных метрологических характеристик. Примерами индикаторов являются осциллограф, лакмусовая бумага и т.д.

Эталон - средство измерений, предназначенное для воспроизведения и (или) хранения единицы и передачи ее размера другим средствам измерений. Среди них можно выделить рабочие эталоны разных разрядов, которые ранее назывались образцовыми средствами измерений.

Классификация средств измерений проводится и по другим различным признакам. Например, по видам измеряемых величин, по виду шкалы (с равномерной или неравномерной шкалой), по связи с объектом измерения (контактные или бесконтактные).

2. Общие сведения о процессах обработки давлением

Обработкой давлением называют технологический процесс получения фасонных деталей или заготовок путем их пластического деформирования в нагретом или холодном состоянии.

Холодное пластическое деформирование достигается путем изменения формы и размеров зерен металла и их относительного перемещения в холодном состоянии.

В процессе обработки давлением зерна металла дробятся и вытягиваются в направлении пластического течения металла, создавая полосчатую (волокнистую) микроструктуру. Искажение кристаллической решетки приводит к возникновению напряжений в металле, изменению физико-химических свойств металла, называемому упрочнением (наклепом). При наклепе возрастают прочность и твердость, снижается пластичность.

Волокнистое строение деформированного металла приводит к анизотропии его свойств (прочность и ударная вязкость вдоль его волокон выше, чем поперек). Поэтому течение металла при обработке давлением следует направлять так, чтобы волокна совпадали с направлением наибольших напряжений в детали при ее эксплуатации.

Наклеп при холодном деформировании в 1,5-2 раза увеличивает прочность и твердость металла при одновременном снижении его пластичности. Поэтому в ряде случаев изделия специально подвергают упрочняющему деформированию.

Горячая обработка давлением представляет собой процесс деформирования предварительно нагретого или нагрев холоднодеформированного металла.

При этом происходят разупрочняющие процессы, называемые возвратом и рекристаллизацией. Сущность этих явлений сводится к образованию нормальной (не волокнистой) структуры при температуре, достаточной для формирования кристаллической структуры (обычно 0,4 Ткр), т.е. действию, обратному наклепу. В результате исчезает анизотропия свойств металла, увеличивается пластичность, снижается твердость и улучшается обрабатываемость резанием.

Виды обработки давлением

Пластическое деформирование при обработке давлением, состоящее в преобразовании заготовки простой формы в деталь более сложной формы того же объема, относится к малоотходной технологии. Основная масса стали, выплавляемой в сталеплавильных цехах, поступает в прокатные цеха в виде слитков.

В зависимости от материала заготовки, формы и размеров изделий, типа производства применяют следующие виды обработки давлением: прокатку, волочение, прессование, ковку, штамповку.

Прокатка - деформирование холодного или нагретого металла вращающимися валками для изменения формы и размеров поперечного сечения и увеличения длины заготовки. Технологические процессы прокатки обычно состоят из двух стадий: прокатки слитка в полупродукт; прокатки полупродукта в готовый прокат.

Полупродуктом являются слябы, блюмы, а также более мелкие заготовки, которые прокатываются из блюмов.

Получаемый из полупродукта прокат применяют непосредственно в конструкциях либо в качестве заготовок для последующей ковки, штамповки, сварки. Совокупность различных профилей называют сортаментом. Сортамент прокатываемых профилей делят на четыре группы: листовой прокат, сортовой прокат, трубы и прокат специальных видов.

Листовой прокат получают прокаткой слябов на листовых станах. Листовую сталь делят также в зависимости от ее назначения на электротехническую, автотракторную, судостроительную и т.д. Изделия из холоднокатаной стали имеют более высокую точность и менее шероховатую поверхность, чем из горячекатаной.

Сортовой прокат простой формы (в сечении квадрат, круг, прямоугольник, шестигранник) и сложной фасонной формы (двутавровые балки, швеллеры, рельсы, уголки и т.п.) прокатывают на сортовых станах из блюмов и заготовок, пропуская их через ряд соответствующих калибров.

Трубы получают сваркой заготовок, свернутых из полосы, или прокаткой на автоматических трубопрокатных станах.

Специальные виды проката - колеса, кольца, оси, втулки, шары, сверла, зубчатые колеса, винты с крупной резьбой и т.п. - получают на деталепрокатных станах, при этом достигается большая производительность при экономном расходовании металла.

Волочение заключается в протягивании заготовок с силой Р через сужающееся отверстие в инструменте, называемом волокой. Конфигурация отверстия определяет форму получаемого профиля. Исходными заготовками служат прокатные или прессованные прутки и трубы. Волочением получают проволоку диаметром от 0,002 до 10 мм и фасонные профили, а также калибруют трубы диаметром от 0,3 до 200 мм и прутки диаметром от 3 до 150 мм. Волочение производят в холодном состоянии, что обеспечивает такую же точность размеров и шероховатость поверхности, как при обработке резанием.

Прессование - это выдавливание с силой Q заготовки из контейнера через отверстие в матрице, соответствующее сечению выдавливаемого профиля. Прессованием получают прутки диаметром от 3 до 250 мм, трубы диаметром от 20 до 400 мм и другие профили, сплошные и полые, с постоянным или переменным сечением.

Ковка - это деформирование усилием N нагретой заготовки рабочими поверхностями универсальных инструментов - бойков при свободном течении материала в стороны. Ковкой получают разнообразные по форме и размерам поковки массой до 300 т, которые служат заготовками для последующей обработки резанием.

Штамповка - обработка заготовок из сортового или листового проката давлением с помощью специального инструмента - штампа. Ее широко применяют для серийного изготовления деталей.

3. Технологические процессы на машиностроительном предприятии

измерение давление прибор технологический

Жизнь современного человека немыслима без машин оказывающих ему помощь в труде, в перемещениях на близкие и дальние расстояния, способствующих удовлетворению его материальных и духовных запросов. В жизни человека машина служит средством, с помощью которого выполняется той или иной технологический процесс. Таким образом, любая машина создается для осуществления определенного технологического процесса, в результате выполнения которая получается полезная для человека продукция.

Человеческое общество постоянно испытывает потребности в новых видах продукции, либо в сокращении затрат труда при производстве освоенной продукции. В обоих случаях эти потребности могут быть удовлетворены только с помощью новых технологических процессов и новых машин, необходимых для их выполнения. Стимулом к созданию новых машин всегда является новый технологический процесс, возможность осуществления которого, однако, зависит от уровня научного и технического развития человеческого общества.

Машина может быть полезна лишь в том случае, если она обладает надлежащим качеством, т.е. способностью удовлетворить потребности людей, побудившие ее создания. Некачественные машины не могут принести пользы. Наоборот, они наносят ущерб, так как труд, вложенный в их создание, частично или даже полностью оказывается затраченным напрасно.

Ресурсы труда в жизни человеческого общества представляют собой наивысшую ценность. Поэтому человек всегда стремиться к экономии затрат труда в любом выполняемом им деле. Создавая машину, человек ставит перед собой следующие две задачи:

сделать машину качественной и тем самым обеспечить экономию труда в получении производимой с её помощью продукции;

затратить меньшее количество труда в процессе создания и обеспечения качества самой машины.

Зарождение технологии машиностроении, как отрасли науки, необходимо отнести к периоду появления трудов, содержащих описания опыта производства машин.

Технология машиностроения - наука, изучающая и устанавливающая закономерности протекания процессов обработки и параметры, воздействие на которые наиболее эффективно сказываются на интенсификации процессов и повышении точности. Предметом и изучения в технологии машиностроения является изготовление изделий заданного качества в установленном программой выпуска количестве при наименьших затрат материалов, минимальной себестоимости и высокой производительности труда.

Совокупность всех действий людей и орудий производств, связанных с переработкой сырья и полуфабрикатов в заготовки, готовые детали, сборочные единицы и готовые изделия на данном предприятии, называется производственным процессом. В производственный процесс входят не только процессы непосредственно связанные с изменением формы и свойств материала изготовляемых деталей и сборки из них машин и механизмов, но и все вспомогательные процессы - транспортирование, изготовление и заточка инструмента, ремонт оборудования, технический контроль и т.д.

Технологический процесс - часть производственного процесса, содержащая действия по изменению и последующему определению состояния предмета производства. Технология производства складывается из ряда процессов, каждый из которых характеризуется определенными методами обработки и сборки. В структуру технологического процесса входит операции, состоящие в свою очередь из нескольких элементов. Под операцией понимают законченную часть технологического процесса, выполняемую на одном рабочем месте.

Переходом называется законченная часть операции, характеризуется постоянством применяемого инструмента и поверхностей, образуемых обработкой или соединяемых при сборке.

Вспомогательным переходом называется законченная часть операции, не сопровождаемая обработкой, но необходимая для выполнения данной операции или перехода и рабочего хода.

Рабочим ходом называется законченная часть перехода, состоящая из однократного перемещения инструмента относительно заготовки и сопровождаемая изменением формы, размеров, шероховатости поверхности или свойств заготовки.

Вспомогательным ходом называется законченная часть перехода, состоящая из однократного перемещения инструмента относительно заготовки, не сопровождаемая изменением формы, размеров и шероховатости поверхности или свойств заготовки, но необходимая для выполнения рабочего хода.

Установка - часть операции, выполняемая при неизменном закреплении обрабатываемых заготовок или собираемой сборочной единицы.

Позицией называется фиксированное положение занимаемое неизменно закрепленной обрабатываемой заготовкой или собираемой сборочной единицей совместно с приспособлением относительно инструмента или неподвижной части оборудования для выполнения определенной части операции.

В машиностроении в зависимости от программы выпуска изделий и характера изготовляемой продукции различают три основных типа производства: единичное, серийное и массовое.

Единичное - характеризуется широкой номенклатурой изготовляемых или ремонтируемых изделий и малым объемом из выпуска.

Серийное характеризуется ограниченной номенклатурой изделий, изготовляемых или ремонтируемых периодически повторяющимися партиями, и сравнительно большим объемом выпуска.

Массовое характеризуется узкой номенклатурой и большим объемом выпуска изделии, непрерывно изготовляемых или ремонтируемых в течении продолжительного времени. Высшей формой массового производства является производство непрерывным потоком, когда всех операций на технологической линии равны или кратны, что позволяет производить обработку без заделов в строго определенные промежутки времени.

Для обработки одной и той же детали могут быть применены различные варианты технологических требований к изделию, но имеющие значительные колебания по экономическим показателям. В крупносерийном производстве технологический процесс строится на принципе дифференциации технологический процесс расчленяется на элементарные операции с примерно одинаковым временем их выполнения, равным такту или кратным ему; на каждом станке выполняют определенные или двухмерные.

Литература

1. Колесов И.М. - Основы технологии машиностроения.

2. Гапонкин В.А. и др. Обработка резанием, металлорежущий инструмент и станки: Учебник для средних специальных учебных заведений по машиностроительным специальностям: - М.: Машиностроение, 1990.

3. Данилевский В.В. Технология машиностроения: Учебник для техникумов. - М.: Высш. шк., 1984.

4. Комаров О.С. Технология металлов и конструкционные материалы. - Мн.: Дизайн ПРО, 1998.

5. Никифоров В.М. Технология металлов и конструкционные материалы: Учебник для средних специальных учебных заведений. - Л.: Машиностроение, 1987.

Размещено на Allbest.ru