Снижение массы изделия

Наибольшие возможности экономии металла заложены в снижении массы изделий массового выпуска. Это не освобождает от необходимости добиваться снижения массы машин единичного и малого выпуска, поскольку суммарный их выпуск составляет значительную долю всей машиностроительной продукции, [c.100]

При этом эффект от экономии материалов проявляется в снижении массы изделий, совершенствовании структуры используемых видов материалов с заменой наиболее дефицитных видов сырья и материалов, повышении коэффициентов использования материалов, замене дорогостоящих материалов на менее дорогостоящие. [c.396]

Фактор технологичности конструкции может быть рассмотрен с позиции не только снижения себестоимости технологической обработки детали, но и с позиции не менее важного эффекта — снижения массы изделия за счет широкого применения уже на стадии проектирования малонагруженных и декоративных деталей из тонкостенных листовых, пластмассовых, композиционных и других материалов. Использование подобных материалов требует специальных конструктивных решений, определяемых свойствами этих материалов. В ряде отраслей машиностроения, таких, как авто-, авиа- и текстильное машиностроение, использование подобных материалов нашло широкое применение. [c.60]

Технико-экономическая эффективность применения пластмасс определяется в основном значительным снижением массы изделий и повышением их эксплуата- [c.98]

Унификация деталей в результате повышения серийности позволяет внедрять более совершенные технологические процессы изготовления деталей с применением пластического деформирования, литья и др. Это, в свою очередь, позволяет максимально приблизить форму и размеры заготовок к форме и размерам готовых деталей, а значит повысить коэффициент использования металла, уменьшить его потери. Кроме того при крупных сериях изготовления сама форма детали может быть принята более рациональной (в результате применения ковки, штамповки и т.д.) с заменой сплошных сечений более ажурными с соответствующими ребрами. Это способствует дальнейшему снижению материалоемкости детали и снижению массы изделия, в котором деталь будет применена. Особенно значительный эффект унификации в снижении материалоемкости проявляется при создании специализированных производств унифицированных деталей. [c.406]

Экономия металла. Поиск наилучших конструктивных форм, более точный учет характера и величины действующих нагрузок, применение уточненных методов расчета позволяют конструктору экономить металл, снижая запас прочности, уменьшая массу металла. При правильном выборе металла можно снизить массу изделия. Наибольшая экономия металла может быть получена при использовании прочных и высокопрочных сталей и сплавов с высокой удельной прочностью (алюминиевых, титановых), более прочных холоднокатаных элементов вместо горячекатаных. Повышение прочности, а следовательно, и снижение массы изделия может быть достигнуто термообработкой. Однако повышение прочности металла нередко сопровождается ухудшением его свариваемости или снижением сопротивления разрушению. Поэтому экономия металла за счет повышения его прочности требует учета этих факторов. Перспективным считают применение композиционных материалов, например двухслойных сталей. [c.431]

Сварное соединение является наиболее совершенным из неразъемных соединений, так как лучше других приближает составные детали к цельным. При сварном соединении проще обеспечиваются условия равнопрочности, снижения массы и стоимости изделия. [c.56]

Массовость применения этих сталей (строительство, газопроводные трубы большого диаметра, судостроение) и возможность снижения массы изготавливаемых изделий делают внедрение контролируемой прокатки важной задачей. [c.546]

Местное усиление. К одному из наиболее интересных применений композиционных материалов относится их использование для усиления отдельных участков металлоконструкций, для местного повышения жесткости или прочности. Такой подход имеет следующие преимущества 1) существенное снижение массы 2) более низкая цена 3) повышенная надежность 4) меньший риск срыва графика выпуска изделия. [c.103]

В результате местного усиления можно достигнуть снижения массы на 15—25%. Обычно для усиления какого-либо участка предварительно отвержденные полоски композиции наклеивают на фланцы крышки изделия. При этом достигается экономия расходов, так как сокращается общая потребность в композиции, упрощается его формовка и раскрой. Надежность возрастает, так как армирующие полоски имеют очень простую геометрию и изготовляются почти в идеальных условиях. Во многих случаях металлические детали конструируются исходя из допустимых напряжений выборочная армировка материала позволяет достигать в конструкции предельных напряжений. В связи с этим риск, связанный с использованием композиционных материалов, очень невелик. В конструкциях такого типа можно пользоваться обычными металлическими соединениями — сваркой либо клепкой. При этом надежность может быть существенно повышена вследствие значительного технологического опыта, приобретенного в части получения таких соединений в аэрокосмической технике. И, наконец, уменьшается риск срыва графика выпуска изделия. Если изделие, целиком изготовленное из композиционных материалов, не выдерживает приемные испытания, то переход на металлоконструкции может потребовать отсрочки несколько месяцев. Если же какая-либо деталь с местным усилием не проходит статические, циклические испытания или испытания на ползучесть, рабочий чертеж может быть легко переработан с целью увеличения сечения по металлу. [c.103]

Рассмотрев вопросы применения композиционных материалов, можно отметить, что ограничения, вызванные попытками использовать композиционные материалы в конструкциях, по традиции создаваемых из металлов, не давали возможности полностью раскрыть достоинства композиционных материалов. Несмотря на уже достигнутые высокие показатели экономии массы, жесткости, долговечности, повышение коррозионной стойкости, имеется возможность дальнейшего значительного совершенствования этих важнейших характеристик при условии, если развитие композиционных материалов не будет подавлено мощной, хорошо разработанной технологией металлов. Наиболее рациональные идеи конструирования и изготовления изделий из композиционных материалов, обеспечивающие максимальное использование представляемых ими возможностей в отношении снижения массы и стоимости, должны реализоваться, начиная с ранних стадий разработки проекта. По-видимому, необходимость именно такого подхода к проблеме композиционных материалов станет очевидной в самое ближайшее время. [c.171]

Приблизительно в 1 500 000 кондиционеров и 750 000 увлажнителей использованы детали из стеклопластиков. Конструирование кондиционеров и увлажнителей с применением стеклопластиков позволило объединить ряд деталей, тем самым исключив штамповку металлических деталей, точечную сварку, отделочные операции и сборку. Во многих случаях 2—3 детали из стеклопластика заменили 50 металлических. Такое объединение деталей обеспечивает снижение стоимости и массы изделия при одновременном повышении коррозионной стойкости. [c.368]

Если даже стоимость 1 кг стеклопластика выше, чем стоимость металла, общая цена изделия может быть ниже в результате возможности уменьшения числа деталей, снижения массы, отделочных операций, более низкой стоимости оснастки. [c.414]

Учет в тоннаже не отражает и изменений сортамента проката, хотя в зависимости от профиля, размера, марки стали, назначения проката производительность прокатного стана, выраженная в тоннах, может увеличиваться или снижаться в 2 раза и более. При учете выполнения плана в физических тоннах металлургические заводы стремятся производить больше простых, тяжелых профилей в ущерб освоению новых сложных, облегченных и экономичных видов проката. Это противоречит интересам потребителей, поскольку препятствует повышению эффективности производства и максимальному приближению заготовок к размерам готовых изделий. Поэтому перед металлургическими заводами ставится задача — внедрить учет проката по теоретической массе вместо физической. При учете поставок по теоретической массе обеспечивается заинтересованность производителей в снижении массы проката, в переходе к минусовым допускам (в пределах ГОСТов), что дает 2—3% экономии металла. Металлургическим заводам в этом случае выгодно поставлять заказчикам прокат, физическая масса которого ниже теоретической (расчеты с заказчиками и учет выполнения плана ведутся по теоретической массе). В результате достигается единство интересов металлургических заводов и государства. [c.18]

Основными направлениями экономии материальных ресурсов является внедрение в производство новых технологических процессов, конструкций оборудования, создание машин и изделий со сниженной массой, сокращение производственных и транспортных потерь и отходов, внедрение комплексного использования сырья, повторное использование в производстве материалов, замена дефицитных материалов новыми более экономичными видами материалов и полноценными заменителями. Так, например, эффективным мероприятием по сокращению удельного расхода стали на производство проката является замена проката из спокойных марок сталей прокатом из полуспокойных сталей (при этом без капитальных затрат обеспечивается экономия не менее 8% металла на каждой тонне проката). [c.170]

Снижение стоимости углеродных, борных волокон, разработка термостойких органических волокон делают экономически целесообразным внедрение волокнистых ПКМ в машино- автомобиле- и судостроение, медицину и т.д. Из этих ПКМ изготавливают однослойные изделия или их используют в качестве одного из слоев в многослойных конструкциях. Комбинированные конструкции обеспечивают снижение массы до 50% по сравнению с массой металлической конструкции равной прочности, повышение жесткости, демпфирующей способности и увеличение срока службы. Более четверти поли.мерных композиций идет на цели строительства, широкое применение ПКМ находят в производстве товаров народного потребления и др. [c.143]

Применение высокомодульных углепластиков в производстве лопастей несущих винтов, обшивок и других деталей вертолетов обеспечивает снижение массы и повышение долговечности изделия. [c.143]

Поперечное сечение горячекатаных профилей очень часто оказывается существенно завышено по сравнению с требованиями расчета и конструктивными особенностями изделия. Однако технологические особенности прокатки не позволяют получить сечения меньшей толщины. При необходимости снизить массу конструкции нередко приходится прибегать к механической обработке, уменьшать сечение элементов, переводя излишний металл в стружку. Во многих случаях более рациональным является применение гнутых профилей, изготавливаемых в холодном состоянии на роликовых листогибочных станах. Заготовкой для производства гнутых профилей является горяче- и холоднокатаная полоса или лента. Процесс профилирования прокаткой является непрерывным и заключается в изменении формы поперечного сечения полосы при сохранении толщины, равной толщине исходной ленточной заготовки. В зависимости от конструкции стана и конфигурации применяемых пар валков-роликов лента последовательно приобретает очертания сечения, приближающиеся к требуемому. Прокатку полосы осуществляют в нескольких клетях для сложных профилей их может быть 15 и более. Высокая производительность процесса (до 3 м/с) наряду с существенным снижением массы элементов определяет широкое применение гнутых профилей в автомобильной и авиационной промышленности, машиностроении и строительстве. [c.410]

В самом деле, только в этом случае может быть реализовано соответствующее инженерное решение, так как без учета возможностей достижения максимальных армирующих эффектов, без выбора целесообразных путей улучшения технологичности, снижения массы, без учета способов увеличения устойчивости, изделий к воздействию длительных знакопеременных нагрузок и внешней среды не представляется возможным создание экономически оправданных новых изделий. [c.16]

По мере совершенствования самих АП и технологии их переработки в изделия изменялось изготовление основных деталей автомобилей Корвет . Прежде всего отказались от получения деталей в формах открытого типа и из предварительно сформованных заготовок и перешли к прямому прессованию листового формовочного материала, обеспечивающему существенное повышение производительности труда. В 1970 г. в массовое производство легковых автомобилей была внедрена передняя панель с проемом под облицовку радиатора, впервые изготовлявшаяся из листового формовочного материала. Помимо снижения массы на 50 % было достигнуто значительное сокращение расходов за счет объединения нескольких деталей в одну. Эта цельная панель исключила множество операций листовой штамповки, механиче-486 [c.486]

Использование композиционных материалов конструкционного назначения для наземных транспортных средств имеет своей целью снижение массы и повышение эффективности использования топлива. Эта же цель предопределила создание композиционных материалов повышенной прочности для изготовления изделий методом прямого прессования. Содержание рубленого стекловолокна в интервале 50. .. 65 % с малым количеством или в отсутствие другого наполнителя в полимерной матрице позволяет получать листовые формованные изделия, из которых можно изготовлять детали, обладающие относительно высокой, но в достаточной мере изотропной (сбалансированной) прочностью, например с пределами прочности при растяжении до 207 МПа и при изгибе до 400 МПа. Если же необходимо иметь более высокие направленные показатели, как в случае использования пучков волокон для армирования (например, при изготовлении бруса буфера, объемном усилении секций опоры радиатора, а также деталей боковых и задних дверей), можно использовать армирование непрерывным волокном, имеющим одноосную ориентацию, как уже было сделано для ЛФМ предел прочности при растяжении сГв = 345. .. 550 МПа и модуль упругости при изгибе и = 21. .. 34 ГПа могут быть достигнуты при измерении в направлении ориентации непрерывного армирующего компонента. [c.497]

Нецелесообразно пытаться создать эффективную конструкцию детали из АП, которая бы предназначалась только для замены существующей детали из другого материала. Но такая возможность тем не менее достигается путем комплексной модификации группы соседних деталей с целью реализации преимуществ уникальных свойств и возможностей АП по снижению массы общего числа деталей в узле, качеству их отделки, а также вкладу в общую конструкцию изделия. Ежегодные модификации и изменения моделей существующих транспортных средств как раз и являются случаями такого рода. [c.503]

Примером современного применения композитов может служить эффективное использование в некоторых областях композиций на основе смесей фторполимера с сополимерами этилена и пропилена с полиамидом (найлоном) для изоляции проводов взамен системы поливинилхлорид—полиамид. Такая замена обеспечивает снижение массы на 10 %, снижение объема на одну треть и появление возможности непрерывной эксплуатации изделий при температуре 120 °С. [c.540]

Выбор металла открывает большие возможности снижеиня массы изделия. Наибольшая экономия металла может быть получена при использовании прочных и высокопрочных сталей, а также сплавов с высокой удельной прочностью (алюминиевых, титановых). Снижению массы изделия способствует применение более прочных холоднокатаных элементов вместо горячекатаных, а также использование термообработки. Однако повышение прочности металла нередко сопровождается ухудшением его свариваемости или снп-жение.м сопротивления разруше.иио. Поэтому экономия металла за счет повышения его прочности целесообразна только при учете всех этих факторов. Большие перспективы имеет применение композиционных материалов, например двухслойных сталей. [c.6]

При разработке на основе углепластиков конструкций космических аппаратов почти всегда приходится исходить из требований к их жесткости. Поэтому по мере увеличения модуля упругости используемых углеродных волокон становится возможным и дальнейшее снижение массы изделий. Например, углеродные волокна марки ЦелионСУ -70 производства фирмы elanese (США) имеют наибольший модуль упругости среди всех марок углеродных волокон на основе полиакрилонитрила -примерно 500 ГПа. Их стоимость очень высока и составляет 1450 дол./кг (около 330 ООО иен/кг). Стоимость обычных высокопрочных углеродных волокон с модулем упругости 240 ГПа равна 45-67 дол./кг. И тем не менее волокна Целион GV -70 широко применяются на практике [7]. [c.206]

Рис. 20.2. Снижение массы изделия Си в зависимости от массовой доли композита и (темные точки — реальные значения, светлые — расчетные) а — крыла и стабилизатора U 2 — облегченные соответственно крыло и стабилизатор коробчатой (кессонной) конструкции 3 — удешевленные крылья и стабилизаторы 4, б — масса и 6, 7 — стоимость соответственно крыла и стабилизатора 6 — фюзеляжа J — облегченного 2 — удешевленного в — рулей поворота и высоты, закрылков и др. 2 — пра сниженных соответствевао, массе и стоииости

Комплекс работ по снижению трудоемкости и себестоимости изготовления в общем виде предусматривает повышение серийности посредством стандартизации, унификации и группирования деталей и их элементов по конструктивно-технологическим признакам ограничение номенклатуры конструкций и применяемых материалов, преемственность конструктивных решений снижение массы изделия и применение высокопроизводительных типовых технологических процессов и средств технологического оснащения. Комплекс работ по снижению трудоемкости, цикла и стоимости работ при эксплуатации включает рациональное выполнение конструкций, обеспечивающих удобство технического обслуживания и ремонта при обеспечении необходимого качества изделия (надежности и дoлгojвeчнo ти). [c.105]

Пластмассы характеризуются малой плотностью и относительно высокой механической прочностью, высокой химической и коррозионной стойкостью, хорошими диэлектрическими свойствами. Благодаря своим ценным свойствам пластмассы уже сейчас используют в машиностроении и приборостроении не как заменители черных и цветных металлов, а как самостоятельные машиностроительные материалы. Применением их достигается экономия большого количества дорогостояш,их цветных металлоп, повышение стойкости деталей, работающих на трение и в агрессивных средах, снижение массы изделий и машин, уменьшение трудоемкости изготовления деталей. [c.626]

Обоснованный выбор материалов и термической обработки, обеспечивающий снижение массы изделия, расхода дефицитных материалов и стоимости конструкции. Для изготовления деталей, которые являются решающими в определении габаритов и массы изделия (например, зубчатые колеса редуктора), следует широко использовать легированные стали, термическую и хнмико-тер-мическую обработку, а также упрочняющую технологию (закалка, азотирование, наклеп и т. п.). Следует широко применять пластмассы, модифицированные чугуны и другие прогрессивные материалы. [c.11]

В соответствии с заданиями постановления ЦК КПСС и Совета Министров СССР от 12 июля 1979 г. [15] в 1979 - 1981 гг. были пересмотрены стандарты на машины и оббрудование с целью включения в них новых показателей технического уровня и качества, обеспечивающих снижение массы изделий, уменьшение расхода топлива и энергии. Было пересмотрено более 860 стандартов. Показатели, включенные в эти стандарты, позволили в народнрм хозяйстве ежегодно экономить 250 тыс. т металла, 1,2 млн т условного топлива, свыше 500 млн кВт-ч электроэнергии. Была снижена металлоемкость таких машин и оборудования, как котлы паровые стационарные — в 2,5 раза, генераторы трехфазные асинхрон- [c.49]

Плотность металла характеризуется его массой, заключенной в единице объема. По плотности все металлы делят на легкие (менее 4500кг/м ) и тяжелые. Плотность имеет большое значение при создании различных изделий. Например, в самолето- и ракетостроении стремятся использовать более легкие металлы и сплавы (алюминиевые, магниевые, титановые), что способствует снижению массы изделий. [c.14]

Достоинства и недостатки сварных соединений. К достоипсгвам сварки относятся высокая производительность, в частности благодаря простоте подготовительных операций н тому, что сварочные процессы сравнительно легко поддаются автоматизации универсальность — допускается сварка различных материалов и разнообразных заготовок (проката с лит1зем или поковками), а также изделий весьма сложной формы невысокая стоимость сварочного оборудования герметичность швов возможность получения равнопрочных соединений снижение массы сварных конструкций по сравнению с клепаными на 10—20% и по сравнению с литыми на 30—50%. [c.388]

Посмотрим тепер1> на эту же ситуацию с экономической точки зрения. Конкурентная борьба на рынках готовой продукции требует снижения материалоемкости изделий. В данном случае такая возможность имеется. В самом де.те, некоторое уменьшение площади поперечного сечения стержня при сохранении расчетной длины ведет к уменьшению массы стержня. Если такое сокращение невелико, то неравенство (2.28), указывающее на безопасность будущей эксплуатации, остается в силе. Допускаемое сокращение площади сечения определяется равенством [c.70]

По мере развития техники композиционных материалов проведен широкий круг исследований по определению экономии массы, получаемой в результате применения их в авиационных конструкциях. Министерство обороны и другие организации признали, что композиционные материалы обеспечивают существенное снижение массы и способствуют совершенствованию летных качеств авиационной техники [12]. Эти выводы в равной дшре применимы и к гражданским самолетам, однако они недостаточно серьезно рассматривались вплоть до недавнего времени, когда снизилась стоимость композиционных материалов и стали более доступными как сами материалы, так и технологические процессы изготовления изделий из них. [c.39]

Величина производственных затрат и рыночная цена изделия из этого материала зависят от большого числа тесно переплетающихся факторов. Во-первых, стеклопластики обычно более дорогие материалы, чем их конкуренты. Например, типовой стеклопластик на основе полиэфирной смолы, упрочненный стекло-матами из тканой ровницы, стоит около 0,30 долларов за фунт, что значительно выше стоимости дерева, стали или бетона, но дешевле алюминия. Во многих случаях эта более высокая цена за фунт может быть частично компенсирована снижением массы. С другой стороны, высокопрочные композиционные материалы, упрочненные графитом, углеродом и бором, могут быть дороже алюминия в 100—200 раз. Относительно более высокая стоимость стеклопластиков отчасти компенсируется и более низкой оплатой труда рабочих, обусловленной, во-первых, небольшими трудозатратами (в чел.-ч), требуемыми для изготовления детали во-вторых, использованием малоквалифицированных рабочих. Например, в США рабочий, занятый изготовлением изделий из стеклопластиков, зарабатывает в час в 2 раза меньше вapщиIia или рабочего-прокатчика и меньше, чем квалифицированный плотник. [c.253]

Замена вольфрама молибденом приводит к снижению стоимости и массы изделия. Технология получения псевдосплавов Мо-Си, Mo-Ag практически не отличается от технологии получения композиций W- u, W-Ag. Из этих псевдосплавов изготовляют контакты. В качестве легирующих добавок используют кобальт и никель. Псевдосплавы, легированные кобальтом, служат для изготовления сильноточных контактов. Увеличение концентрации кобальта в псевдосплаве вьпывает повьшхение его твердости и электросопротивления. Оптимальное содержание кобальта, обеспечивающее максимальную эрозионную стойкость и стабильное переходное сопротивление электрических контактов, составляет 1-3%. [c.126]

Технология производства высокоглиноземистых изделий муллитокорундового состава при оформлении масс в изделие методами пластичной технологии основана на принципах технологии фарфора. Отличительные особенности 1) предварительный обжиг глинозема при 1450°С для модификационного превращения АЬОз, снижения усадок изделия 2) совместный мокрый помол глинозема и вводимых плавней с последующим их смешиванием с глиной в шаровой, мельнице 3) обжиг изделий при 1400—1450°С в зависимости от вида и количества плавней. Изделия из массы после фильтр-прессования и вакуумирования могут быть оформлены протяжкой (трубки), обточкой заготовок (изоляторы и другие изделия подобной конфигурации). При изготовлении изделий прессованием из подсушенной фильтр-прессной массы подготавливают пресс-порошок. [c.162]

Деформируемые сплавы после литья имеют структуру -твердого раствора и избыточной фазы типа Mg3Al2. Использование таких сплавов дает высокую массовую эффективность для крупных корпусных деталей экономия по массе составляет 21, 57 и 111% по сравнению с алюминиевыми, титановыми и стальными деталями соответственно. Для снижения стоимости изделий из магниевых деформируемых сплавов (на 30%) и повышения уровня механических свойств используют гранульную технологию изготовления полуфабрикатов. [c.220]

Особую область прогрессивных и металлосберегающих технологий представляет применение композиционных материалов. Основными целями здесь являются снижение массы и повышение надежности создаваемых изделий. [c.344]

В табл. 20.2 представлены данные по снижению массы благо даря использованию композитов в проектируемых летательны) аппаратах. Такие данные дают возможность представить, каки( компоненты конструкций могут дать максимальную экономик массы с некоторым снижением цены изделия. Указанные выше величины снижения массы были приведены в справочнике [1 и использованы для предварительного изучения на моделя) летательных аппаратов. Полученные экспериментальные резуль таты хорошо подтвердили надежность сделанных оценок об экономии массы. [c.306]

Современная промышленность, выпускающая композиты с большими затратами ручного труда, имеет тенденцию к автоматизации при крупносерийном и массовом производстве изделий. Однако при разработке новых изделий, опытных образцов, а также в мелкосерийном производстве все еще будут применяться ручные и полуавтоматические методы. Композиты на основе органических матриц по-прежнему остаются основными материалами, а композиты на основе металлических матриц обнаруживают признаки роста производства на ближайшие 8—10 лет. Основными высокомодульными волокнами останутся углеродные и арамидные ( Кевлар ) одновременно с борными и волокнами карбида кремния, имеющими специальное применение. Перспективы для расширения промышленности производства композитов благоприятные, так как конструктивная эффективность снижения массы становится определяющей в экойомии энергии. [c.565]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...