Механизация животноводства (стр. 3 )

Механические свойства – твердость, прочность, упругость, пластичность, вязкость.

Технологические свойства – ковкость, жидкотекучесть, свариваемость, обрабатываемость резанием и износостойкость.

Для улучшения механических, химических и технологических свойств металлов применяют термическую (отжиг, закалка, отпуск) и химико-термическую (цементация, азотирование, цианирование) обработки.

Металлы, используемые в машиностроении, делятся на черные (железо и сплавы на его основе) и цветные (все остальные металлы и сплавы).

Черные металлы. Железо – блестящий серебристо-белый металл с сероватым оттенком, легко обрабатывается давлением и резанием. В чистом виде вследствие низкой прочности практически не используется.

Сталь – сплав железа с углеродом (до 2,14 %) и другими элементами. Содержание углерода оказывает определенное влияние на свойства стали: с его увеличением возрастают, например, твердость, предел прочности, но уменьшаются пластичность и ударная вязкость.

По химическому составу стали подразделяются на углеродистые и легированные. Углеродистые стали, наряду с железом и углеродом, содержат марганец и кремний, а также вредные примеси (серу и фосфор). В состав легированных сталей, помимо указанных компонентов, входят легирующие элементы (хром, никель, титан и др.), повышающие качество сталей.

По назначению различают стали: конструкционные, инструментальные и с особыми физическими свойствами. Конструкционные стали применяются для изготовления деталей машин, конструкций и сооружений. Инструментальные стали обладают высокой твердостью, прочностью, износостойкостью и применяются для изготовления различного инструмента (режущего, измерительного и др.). Стали с особыми физическими свойствами используются в современных отраслях промышленности (атомной энергетике, химической промышленности, ракетной технике и др.).

Чугун – сплав железа с углеродом (более 2,14 %, обычно 3 … 4,5 %), некоторым количеством марганца, кремния, серы, а иногда и другими элементами. Чугун более хрупок, чем сталь, он хуже сваривается, но обладает лучшими литейными свойствами, поэтому изделия из чугуна получают исключительно литьем.

По назначению и химическому составу чугун разделяется на литейный (серый), передельный (белый), ковкий, высокопрочный и специальный.

Серый чугун сравнительно мягок, хорошо обрабатывается резанием и обладает отличными литейными свойствами, поэтому из него изготавливается чугунное литье для нужд машиностроения и других отраслей промышленности (корпусные детали, станины, блоки цилиндров и др.).

Белый чугун в изломе блестяще-белого цвета, хрупок, тверд и трудно обрабатывается резанием. Белый чугун перерабатывается в сталь, поэтому его и называют передельным.

Ковкий чугун обладает довольно высокими механическими свойствами и пластичностью. Такой чугун используют для изготовления ответственных и тонкостенных отливок (корпуса подшипников, картеры редукторов, звездочки и др.).

Высокопрочный чугун получают в результате обработки расплавленного чугуна специальными присадками. Этот чугун очень прочен и обладает хорошими физическими и технологическими свойствами. Из высокопрочного чугуна изготовляют как мелкие тонкостенные отливки (поршневые кольца), так и отливки массой более 10 т (шаботы ковочных молотов, рамы прессов и прокатных станов и др.).

Специальный чугун – ферросплавы (ферросилиций, ферромарганец, феррохром и др.) применяют для раскисления и легирования сталей.

Цветные металлы и сплавы. Цветные металлы и сплавы находят широкое применение в машиностроении, электро - и радиотехнике, приборостроении и других отраслях промышленности благодаря многим ценным физическим и химическим свойствам: хорошей тепло - и электропроводности, малой плотности, антифрикционным свойствам и др. Чистые металлы, такие, как медь, магний, олово, в технике используются сравнительно редко из-за их высокой стоимости и небольшой прочности. Применяются сплавы цветных металлов, особенно медные, алюминиевые, магниевые и титановые.

Медь – мягкий, пластичный металл розово-красного цвета. Обладает высокой электро - и теплопроводностью, коррозийной стойкостью, пластичностью. Широко применяется в электротехнической промышленности. На основе меди изготовляют сплавы (латуни, бронзы и др.).

Латунями называют медно-цинковые сплавы. Из них изготовляют листы, ленты, полосы, трубы, арматуру, втулки и др.

Бронзы – это сплавы меди с другими элементами, кроме цинка и никеля. В качестве компонентов сплава применяется олово, алюминий, бериллий, марганец, свинец, кремний и др. Бронзы обладают высокой прочностью, пластичностью, антифрикционными свойствами, коррозионной стойкостью и применяются в различных областях техники.

Алюминий – легкий металл серебристо-белого цвета, хороший проводник теплоты и электрического тока, легко поддается холодной и горячей обработке давлением. Его используют для изготовления электрических проводов, химической аппаратуры, для получения легких сплавов и др.

Основное промышленное применение получили алюминиевые сплавы, которые можно разделить на две группы: деформируемые и литейные.

Из деформируемых алюминиевых сплавов широко распространены дюралюмины, основу которых составляют алюминий, медь и магний. Из них изготовляют прутки, листы, проволоку, прессованные профили, поковки и др. Силумины – литейные сплавы алюминия с кремнием; применяются для отливки блоков, цилиндров, головок, тонкостенных и плотных отливок.

Сплавы на основе алюминия, которые содержат 4 … 6 % легирующих элементов, обладают хорошими физическими и механическими свойствами. Малая плотность у них сочетается с высокой прочностью, благодаря чему по удельной прочности (отношение прочности материала к его плотности) они раз в пять превосходят конструкционную сталь. Такие сплавы позволяют значительно уменьшить массу изделия.

От других материалов и сплавов, имеющих высокие механические свойства, алюминий выгодно отличается тем, что очень хорошо обрабатывается давлением, резанием. Например, в результате только одной операции прессования удается получить любую форму профиля – точного по размерам, жесткого, прочного и экономичного. Использование профилей из алюминиевых сплавов позволяет создать оптимальные (легкие, прочные, с минимальной стоимостью сборочных работ) конструкции стеновых панелей, подвесных потолков, дверных блоков, оконных рам и других элементов. Алюминию при помощи электрохимической и других видов обработки легко придать декоративный вид. Все это в сочетании с высокой коррозионной стойкостью и долговечностью алюминия определило его широкое применение в строительстве.

Алюминиевые сплавы широко используются в различных сферах агропромышленного комплекса. Они устойчивы к воздействию воды, солнца, гигиеничны и нетоксичны, легко дезинфицируются и при этом не подвергаются коррозии. Особо перспективны эти сплавы для сооружения различных хранилищ кормов.

Магний – металл белого цвета, активно окисляется на воздухе и при повышенных температурах воспламеняется, обладает низкими механическими свойствами. Поэтому применяют не чистый металл, а только сверхлегкие магниевые сплавы (в самолето - и приборостроении).

Титан – легкий, тугоплавкий, прочный и пластичный металл серебристо-белого цвета. Он используется в химической промышленности и для производства сплавов в самолето - и ракетостроении.

Антифрикционные сплавы – используют в подшипниках скольжения для уменьшения сил трения и износа трущихся поверхностей (свинцовистую бронзу и алюминиевые сплавы, содержащие олово, сурьму и магний).

Неметаллические материалы. Эти материалы во многих случаях служат не только заменителями, но и имеют важное самостоятельное значение, превосходя по некоторым свойствам все известные металлы и сплавы.

Пластические массы (пластмассы) – материалы, полученные на основе природных и синтетических полимеров. Из них при нагревании и под давлением можно получить изделия сложной конфигурации, устойчиво сохраняющие приданную форму и размеры после прекращения термомеханического воздействия

Пластмассы – важнейшие конструкционные материалы современной техники, они широко применяются в машиностроении, электро - и радиотехнике, строительстве и в быту. Изделия из них характеризуются высокими фрикционными и антифрикционными свойствами, хорошей химической и коррозионной стойкостью, низкой теплопроводностью, хорошими электроизоляционными свойствами, а главное, малой плотностью.

По отношению к тепловому воздействию пластмассы делятся на две группы: термопластичные (термопласты) и термореактивные (реактопласты).

Термопласты (органическое стекло, полиэтилен, полистирол, капрон, фторопласт и др.) при тепловом воздействии не претерпевают химических превращений и не теряют способности к повторной переработке.

Реактопласты (гетинакс, текстолит, асбоволокнит, стеклотекстолит и др.) при тепловом воздействии претерпевают химические изменения и необратимо теряют способность к повторному формованию.

Из пластмасс изготовляют шестерни, подшипники, втулки, детали электрооборудования, крыльчатки, шкивы, трубы и другие детали.

Резина – продукт вулканизации смеси каучука, серы и наполнителей. Используют ее для изготовления камер, трубок и др. В большинство резиновых изделий вводят ткани или нити, которые повышают прочность изделий

Керамика получается путем формования пластических глин и спекания их при высоких температурах. В народном хозяйстве широко применяются такие керамические материалы, как фарфор, фаянс, радиотехническая керамика. Последняя, в зависимости от назначения, подразделяется на конденсаторную, вакуумную, пьезоэлектрическую и ферромагнитную.

К прокладочным, уплотнительным, фрикционным и набивочным материалам относятся асбест, фибра, паронит, клингерит и пробка.

1.2.2. Соединения деталей машин и основные
типы механизмов

Деталь – изделие, изготовленное из материала одной марки без применения сборочных операций.

Под взаимозаменяемостью понимают способность одинаковых по назначению и наименованию деталей заменять друг друга без дополнительной их обработки, не нарушая при этом эксплуатационных показателей в соответствии с заданными технологическими условиями.