Ответы к госам по дисциплине «Теория машин и механизмов»

1. Пневмогидравлические приводы станочных приспособлений.
Пневмогидравлические приводы применяют для перемещения зажимных устройств приспособлений. Они состоят из преобразователя давления, который соединен с гидроцилиндрами приспособлений и необходимой аппаратуры.
По виду работы пневмогидроприводы бывают с преобразователями давления прямого действия и с преобразователями давления последовательного действия.

Пневмогидравлические приводы питаются сжатым воз¬духом из цеховой сети через пневматическую аппаратуру под давлением 0,39-0,58 Мн/м2 (4-6 кгс/см2) при давлении масла в гидравлической части привода 7,8-9,8 Мн/м2 (80-100 кгс/см2).
Высокое давление масла в пневмогидроприводе создается пневмогидравлическим и преобразователями прямого или последовательного действия, превращающими давление сжатого воздуха в высокое давление масла.

Пневмогидравлические приводы, сочетающие в себе простоту конструкции пневматических с преимуществами гидравлических приводов, обеспечивают быстроту перемещения зажимных устройств, небольшие габариты конструкции, создание больших сил зажима, сравнительно небольшую стоимость. Пневмогидроприводы применяют для за¬жима заготовок в одно-, многоместных и многопозиционных приспособлениях в серийном производстве.

Принципиальная схема работы пневмогидравлического привода с преобразователем давления прямого действия основана на непосредственном преобразовании давления сжатого воздуха в высокое давление масла.
Пневмогидропривод состоит из пневмоцилиндра одностороннего действия с поршнем и гидравлического ци¬линдра одностороннего действия с поршнем. Сжатый воздух поступает из воздушной сети через распределительный кран в бесштоковую полость пневмоцилиндра и перемещает поршень со штоком влево. Шток давит на мас¬ло, которое перемещает в гидроцилиндре поршень со штоком влево. При этом шток через промежуточные звенья перемещает зажимные устройства приспособления при зажиме заготовки. При разжиме поршни со што-ками, пружинами перемещаются вправо.

2. Особенности технической обработки деталей ТВЧ.
Представим себе проводник электрического тока, например в виде медной трубки, свернутой в незамкнутое кольцо. Внутрь такого кольца вставили металлический стержень так, чтобы он не касался трубки. Если теперь концы трубки включить в цепь переменного тока высокой частоты, то появится переменное электромагнитное поле такой же частоты. Силовые линии поля будут пронизывать стержень, благодаря чему в нем возникнет переменный ток высокой частоты. Это так называемые вихревые токи Фуко. Такой способ наведения переменного тока в проводнике без непосредственного включения его в электрическую цепь называется электромагнитной индукцией, а медная трубка, которая используется для нагрева, — индуктором. Индукция в переводе с английского значит наведение.

Особенностью тока высокой частоты является то, что он проходит не по всему сечению проводника, а только у его поверхности. При этом, чем выше частота тока, тем меньше глубина его проникновения в поверхность. Прохождение тока по проводнику, как известно, сопровождается выделением теплоты. Роль такого проводника выполняет нагреваемая деталь. Поскольку ток проходит только по ее поверхности, то и нагревается не вся деталь, а лишь ее поверхность. Продолжительность нагрева поверхности до закалочной температуры очень небольшая, обычно 1 -10 с. Во избежание нагрева индуктора внутри его циркулирует проточная вода.
Если нагретую до закалочной температуры поверхность детали быстро охладить, например, с помощью водяного душа, то произойдет поверхностная закалка. Таким образом, закалка ТВЧ, или, как ее иногда называют, индукционная закалка, это по существу поверхностная закалка, отличающаяся лишь способом нагрева деталей.

При закалке ТВЧ применяют три метода: одновременный, последовательный, непрерывно-последовательный.
Одновременный метод заключается в том, что закаливаемая деталь устанавливается в индуктор и нагревается одновременно по всей поверхности, которую нужно закаливать. Этот метод применяют для деталей с небольшой поверхностью (втулок, пальцев, роликов и т. п.). Если деталь круглой формы, то для более равномерного нагрева ее приводят во вращение. После нагрева до требуемой температуры индуктор отключается, и автоматически включается подача охлаждающей воды. Охлаждение, как и нагрев, проводится одновременно по всей поверхности. При таком методе обработки целесообразно охлаждающую воду подавать через спрейерное устройство, смонтированное в самом индукторе. С этой целью внутренняя часть индуктора выполняется в виде двух кольцевых камер. В наружной камере циркулирует вода, охлаждающая индуктор в период нагрева детали, а во внутреннюю вода подается только в период охлаждения детали, когда индуктор отключен. На внутренней стенке этой камеры, обращенной к поверхности детали, имеется множество отверстий, через которые вода тонкими струйками подается на поверхность детали.

Последовательный метод обработки предусматривает последовательную (поочередную) закалку отдельных элементов детали, например шеек коленчатого вала или зубьев крупных шестерен (зуб за зубом). Применение такого метода позволяет упростить конструкцию индуктора и снизить потребную мощность высокочастотного генератора.

Непрерывно-последовательный метод обработки состоит в том, что индуктор непрерывно перемещается относительно детали, а за индуктором движется сблокированное с ним охлаждающее устройство в виде спрейера. Таким образом последовательно нагрева¬ется и закаливается вся поверхность детали. Если де¬таль имеет круглую форму, то для большей равномерности нагрева она вращается вокруг своей оси.

Такой метод обработки применяют для деталей, имеющих сравнительно большую закаливаемую поверх¬ность, например длинных валов, направляющих станин и др. В этих случаях для одновременного нагрева мощность генератора может оказаться недостаточной, либо индуктор получается неконструктивных размеров. Для закалки этим методом плоских поверхностей применяют петлевые индукторы.