机械工程师资格考试指导书(精编版)_图文

导读:是表面工程技术中最常用的方法,锌层对钢铁基体起机械保护作用,它仅能对基体金属起机械保护作用,对底金属仅起机械保护作用,影响装配质量的主要因素包括:机械产品结构的装配工艺性,习题2.生产车间中机械设备最容易对人身造成哪些伤害?,机械设备最容易对人身造成以下六种伤害:,1)卷绕和绞缠:做回转运动的机械部件在运转时,机械设备的尖棱,Cr2C3-NiCr涂层,在900℃以下是非常好的耐磨层。在900℃

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Cr2C3-NiCr涂层,在900℃以下是非常好的耐磨层。在900℃以上,则可以采用大气等离子喷涂氧化锆涂层。

2热喷涂涂层质量标准,常用的指标是显微硬度或宏观硬度、结合强度、涂层厚度及界面和涂层显微结构等。

2喷涂含碳化物金属陶瓷哪种热喷涂工艺最好?

2采用爆炸喷涂工艺,由于喷涂温度低,可有效地抑制碳化物的分解,同时其超音速的喷射速度可保证获得高密度、高结合强度的含碳化物金属陶瓷涂层,所以爆炸喷涂是喷涂含碳化物金属陶瓷的理想方法。超音速火焰喷涂同样适合喷涂含碳化物涂层材料,结合强度略低于爆炸喷涂。等离子喷涂、火焰喷涂均无法保证质量。

2电镀就是利用电解原理在某些金属表面上镀上一薄层其它金属或合金的过程,起到防止腐蚀、提高耐磨性、导电性、反光性及增进美观等作用。

2电镀的目的是改善材料的外观,赋予材料表面的各种物理化学性能,如耐蚀性、装饰性、耐磨性、钎焊性以及导电、磁、光学性能等。电镀具有工艺设备简单、操作方便、加工成本低、操作温度低等特点,是表面工程技术中最常用的方法。按镀层的性能可分为三类:防护性镀层、防护装饰性涂层和功能性涂层。任何一种电镀层都必须满足三个基本条件:与基体金属结合牢固,附着力好;镀层完整,结晶细致,孔隙少;镀层厚度分布均匀。

★常用电镀工艺及实施方式

电镀的实施方式最常见的方式有挂镀、滚镀、刷镀和高速连续电镀等。

挂镀是生产中最常用的一种方式。挂镀的特点是适合于各类零件的电镀,特别适合于外形尺寸较大的零件。挂镀时单件电流密度高且不会随时间而变化,槽电压低,镀液温升慢,带出量小,镀件均匀性好;但劳动生产率低,设备和辅助用具维修量大。挂镀的主要设备包括镀槽、电源、挂具等,辅助设备如阴极移动装置、压缩空气搅拌、连续过滤装置等。

滚镀是将欲镀零件置于多角形的滚筒中,依靠零件自身的重量来接通阴极,在滚筒转动过程中实现金属电沉积的。滚镀最大优点是节省劳动力,提高生产效率,设备维修费用少且占地面积小,镀层均匀性好。但镀件不宜太大和太轻;单件电流密度小,电流效率低,槽电压高,槽液温升快,镀液带出量大。滚镀设备包括镀槽、滚桶(多为六角形,也有圆形、八角形等)、电源等。滚镀主要通用于尺寸较小,批量较大的零件。

刷镀,也称涂镀、局部镀、选择性电镀。它是通过有饱吸电解液包套的阳极与作为阴极的零件表面接触,并做相对运动,电解液中的离子在阴、阳极间进行电化学反应,使金属离子沉积,在零件表面形成金属镀层的工艺过程。刷镀不需要电镀槽,具有设备简单、工艺灵便、沉积速度快、镀层与基体材料结合力好,环境污染小等优点。普遍用于填补零件表面的划伤、凹坑、斑蚀和孔洞、修复加工超差和尺寸磨损的零件以及改善局部性能等,但不适用于面积大、尺寸大的零件修复,也不能用于大批量零件的生产。刷镀的设备包括电源、镀笔等。可用刷镀的方法沉积的金属有20多种,合金10多种。

连续电镀主要用于薄板、金属丝和金属带的电镀。镀锡钢板、镀锌薄板和钢带、电子元件引线、镀锌铁丝等的生产均采用连续电镀技术。连续电镀采用垂直浸入式或水平运动式、盘绕式。连续电镀时金属丝或金属带在镀槽中连续通过,电镀时间较短,因此,要求镀液允许使用的电流密度高、导电性好、沉积速度快、镀液的成成分变化不显著和对杂质不敏感等。

电镀的工艺过程包括镀前处理(抛光或打磨、脱脂、除锈、活化等)、电镀、镀后处理(钝化和浸膜)。 镀层质量主要取决于镀层金属自身的性能,但镀液的组成、电镀规范、析氢的影响、基体金属的特征及镀前处理等均有重大影响。

2镀锌层纯度很高,属阳极性镀层。锌层对钢铁基体起机械保护作用,还起电化学保护作用。

2镀铜层属阴极性镀层,它仅能对基体金属起机械保护作用。镀铜层通常不单独用作防护装饰性镀层,而是作为镀层的底层或中间层,以提高表面镀层与基体金属结合力。

2镀镍层属阴极性保护层,对底金属仅起机械保护作用。除某些医疗器械、电池外壳直接使用外,镀镍层常常用作底层或中间隔层。

2镀铬层属阴极性镀层,仅起机械保护作用。装饰性镀铬,底层一般是经抛光或者说电沉积的光亮镀层(镀铜一锡合金或光亮镀镍层)。

2电镀层质量评价

电镀层质量检查包括镀层外观(均匀性、颜色、光亮度、结晶状况和宏观结合力等)、镀层厚度、耐蚀性、结合力,还有延展性、显微硬度、脆性、耐磨性、可焊性等。但镀层的外观、厚度、耐蚀性和结合力是所有镀层都必须检查的内容。检查方法和评判遵循国家标准。

★ 4.10 装配

任何机器或产品都是由许多零件和部件所组成。按照机器或其组成单元所规定的技术要求,将若干零件结合成组件,并进一步结合成部件及至整台机器或产品的装配过程,分别称为组装、部装和总装。

可以单独进入装配(组装、部装、总装)的零件、组件或部件均称为该装配过程的装配单元。任何装配过程均有若干装配单元参与。

基准零件与基准组件、基准部件是该装配过程的基础,其作用一是该装配过程从其开始,二是其连接进入该装配的其他有关装配单元并决定它们之间的相互位置。

装配是整个机器或产品制造过程的最后阶段,包括装配过程、调试、检验等工艺技术工作。凡是装配好的机器或产品必须达到规定的装配精度要求。

装配精度主要包括:零、部件间尺寸精度、相对运动精度、相互位置精度、接触精度等。

零件、部件间尺寸精度:包括配合精度和距离尺寸精度。

相对运动精度:系指具有相对运动的零件、部件在运动方向和运动位置上的精度。

相互位置精度:包括零件、部件间的平行度、垂直度、同轴度和各种跳动精度等。

接触精度:系指两配合表面、接触表面间的接触面积与接触点分布要求。

影响装配质量的主要因素包括:机械产品结构的装配工艺性,零件、部件的加工质量,装配工艺的合理性,零件、部件的清洁度,装配车间的环境条件(如温度、湿度、清洁度、振动、噪声、光照等),装配工具与工人技术水平,检验工具与仪器精度以及装配过程的管理等。

习题1. 何谓装配尺寸链,装配方法与装配尺寸链的关系。

反映进入装配的零件、组件、部件之间的尺寸和位置关系的尺寸链,称为装配尺寸链。

装配方法与装配尺寸链密切相关。选择何种在技术上和经济上合理可行的装配方法来保证达到规定的装配技术要求,从装配尺寸链的观点看,就是保证其封闭环达到规定的装配技术要求。可以讲,各种装配方法都是建立在装配尺寸链求解原理的基础上的,而所谓求解装配尺寸链,就是综合分析考虑装配技术要求和制造经济性等诸方面,确定其各组成环公差和达到封闭环精度的方法。

习题2. 从装配尺寸链求解原理分析,试述保证装配精度的五种方法以及它们的特点。

可保证装配精度常用的五种装配方法为:完全互换装配法、部分互换装配法、选择装配法、修配装配法和调整装配法。

完全互换装配法特点:进入装配的零件、组件、部件无需任何选择或修整,装配后即能达到规定的装配精度。

部分互换装配法(亦称大数互换装配法)特点:在绝大多数同批产品中进入装配的零件、组件、部件无需选择或修整,装配后即能达到规定的装配精度。但有极少量产品在装配后其封闭环误差可能会超过规定的装配精度要求。

选择装配法特点:其可将装配尺链中组成环的公差放大到经济可行的程度,装配时选择“合适”的零件进入装配,保证达到装配精度的要求。

修配装配法特点:装配时根据装配实际的需要,改变装配尺寸链中某一预定组成环的尺寸,即对该组成环(零件)进行补充加工或就地临时配制,使封闭环达到规定的装配精度要求。

调整装配法特点:其达到封闭环规定精度的原理与修配装配法相同,只是只是采取的补偿方法不同,它是采取改变可动补偿件的位置或选择装入一个合适的固定补偿件来改变补偿环的尺寸,以达到封闭环的规定精度。

滚动轴承部件装配

安装轴承时的装配压力应直接施加于轴承的配合套圈的端面上,严禁通过其滚动体传递装配压力。

1. 圆柱孔滚动轴承安装

不可分离型滚动轴承:若其内圈与轴为过盈配合,外圈与外壳孔为间隙配合时,可先将轴承安装在轴颈上,通过垫在轴承内圈上的套筒施加装配压力,将轴承压装在轴颈上,而后将轴与轴承组件装入外壳孔中。反之,则先通过装配套筒向轴承外圈施加装配压力,将轴承压入外壳孔,而后将轴的轴颈装入轴承内圈孔内。 分离型滚动轴承:可分别将轴承外圈和内圈装入外壳孔与轴的轴颈上,然后调整工作游隙。

精密轴承或配合过盈量大的轴承:常采用温差法装配,其加热温度不应高于100℃,冷却轴承多采用低温箱或固态二氧化碳(干冰)冷却。

2. 安装时轴承游隙的调整

⑴滚动轴承游隙与测量。滚动轴承游隙分为径向游隙和轴向游隙,分别表示轴承的外圈或内圈固定时,其内圈或外圈沿径向或轴向由一个极限位置到另一个极限位置的移动量。滚动轴承工作游隙过大,会造成其内载荷不稳定,运转时产生振动,轨迹漂移,精度与疲劳强度降低,寿命减低;工作游隙过小,会造成运转温度过高,易产生“热咬合”。

安装轴承时应根据机构工作精度、使用条件、转速,选择合适的工作游隙。同时应考虑安装时轴承与轴或轴承与孔的配合公差以及运转时的温升对工作游隙的影响。

轴承工作游隙可直接在安装到设备后进行测量,也可以将安装好轴承的组件或部件放置在检验装置上测量。

⑵圆锥孔滚动轴承径向游隙调整。通过调整该轴承内圈沿轴颈圆锥面的移动量L,可调整其与轴颈配合的过盈量和其径向工作游隙。其中,径向工作游隙减小量△与轴承内圈轴向移动量L之间的关系为△=(1/15)L。

⑶圆锥滚子轴承、角接触球轴承的工作游隙调整。这两类轴承通常都是成对使用,轴承的工作游隙必须在装配时调整,一般采用调整垫圈、调整螺母和调整隔套等方法进行轴承工作游隙的调整。

调整垫圈法的特点:通过调整法兰盘端面与壳体孔端面之间的调整垫圈厚度a改变轴承的轴向工作游隙。其应用场合:该类轴承一般是轴转动,其内圈与轴为过盈配合,而外圈与壳体孔为间隙配合。

调整螺母法的特点:轴承工作游隙由调整螺母进行调整,先锁紧螺母使轴承游隙为零,然后将螺母松开一定角度α,使轴承得到规定的工作游隙△。应用场合:该类轴承一般是其外圈为转动部分,轴静止,外圈与外壳孔为过盈配合,内圈与轴为间隙配合。

调整隔套法的特点:通过改变两轴承外圈之间的隔离套尺寸和两轴承内圈之间隔离套的尺寸,进行轴承工作游隙△的调整。应用场合:成对安装的角接触球轴承。

⑷滚动轴承负工作游隙的调整。为提高滚动轴承的支承刚度和回转精度,滚动轴承在安装时需要进行预紧,即进行负工作游隙调整。

①预紧方法。滚动轴承预紧分为径向和轴向两类。径向预紧可利用锥孔轴承内圈沿其相配合的锥颈作轴向移动,使其胀大来实现。②预紧力的测量。利用隔套预紧时,应测出在给定预紧力F作用下轴承内圈与外圈的端面间错位量,以确定隔套厚度,从而在安装轴承和隔套后获得预紧力F。

圆柱齿轮传动部件装配

1.装配质量要求。运动精度、齿轮副接触斑点、齿轮副隙和工作平稳性均应达到规定的质量要求。

2.运动精度的调整。为控制传动件误差的积累,装配精密齿轮传动部件时通常利用传动件误差的相位不同,即传动件的最大误差的最高点和最低点,采取定向装配法补偿齿轮齿圈径向跳动和齿距累积误差。

3.圆柱齿轮副接触斑点的调整。导致齿轮副接触不良的因素常是安装轴的轴线平行度误差,可通过修刮轴瓦或微量调节轴承支座位置,使安装轴的轴线平行度误差符合GB 1095-88的规定。平行度误差符合CAB 1095-58的规定。常见的接触斑点分布位置及相应调整方法如表4.10-2所示。(习题4)

4.齿轮副侧隙的调整。一般采取调整齿轮副的中心距方法进行齿轮副侧隙的调整。

习题3. 试述装配时滚动轴承游隙的调整方法。

圆锥孔滚动轴承径向游隙调整。通过调整该轴承内圈沿轴颈圆锥面的移动量L,可调整其与轴颈配合的过盈量和其径向工作游隙。其中,径向工作游隙减小量△与轴承内圈轴向移动量L之间的关系为△=(1/15)L。

习题4. 试述常见的圆柱齿轮副接触斑点分布位置及相应的调整方法。

第五部分 管理/经济

5.1 安全/环保

习题1. 什么是“预测性保养”?它比“预防性保养”有哪些优点?

答:预测性保养是使用各种类型的传感器来预测设备的磨损和潜在的损坏,从而来预测和判断设备的运行状态是否正常,是否需进行维护保养。

预测性保养是比预防性保养(PM)更为先进的一种保养形式。它是在设备监测技术基础上产生的一种新的设备维护保养方式,与“预防性保养”相比,其区别和优点如表5-1所示。

项目 预防性保养 预测性保养

分析方法 根据设备修理历史记录,估计零件使用期限 根据仪表指示,对设备进行全面评价,绘制零件的标准工作曲线图

异常现象测定方法 定期检查、直观检查有关零件的情况,发生故障很少有警报 用仪表在设备运行中连续进行监测,能早期测出即将发生的故障,故障发生前有警报信号

维修费用 零件更换数量大、费用多,但不用购置监测仪表 只对坏损的零件才更换,费用少,但要购置自动监测仪表,投资较多,一般在化工装置,自动流水线,大型设备等情况下才安装

生产设备的保养目前有三种方法:全面修理、预防性保养(又叫计划性保养,简写为PM)和预测性保养。

全面修理,指在日常正确保养下如每天清洗设备和加润滑油,某些机件损坏后的全面修理。

预防性保养的内容是:定时向设备注入润滑油;根据磨损寿命按时强迫更换设备中的易损零件;无论设备有无问题定时调整和全面检查设备。实施预防性保养(PM)可延长设备使用寿命,避免经常性的或突发严重的设备损坏事故,可靠地保证质量并提高生产安全水平,减少了平时的保养时间,由于设备利用率的增加而提高了生产率和降低了成本。

习题2. 生产车间中机械设备最容易对人身造成哪些伤害?

答:在生产车间中,机械设备最容易对人身造成以下六种伤害:

1)卷绕和绞缠:做回转运动的机械部件在运转时,人们靠近不慎头发、饰物(如项链)肥大的衣袖、裙子的下摆被卷入回转部件,卷缠后会对人身造成重大伤害。

2)卷入和碾压:在靠近相互啮合的齿轮间、齿轮与齿条、带与带轮、链与链轮进入啮合部位的夹紧点,以及两个轧辗之间夹口,不慎时均会引发卷入事件,滚动的旋转件会对人身造成严重的碾压伤害。

3)挤压、剪切和冲撞:做往复直线运动的设备零部件(机床移动工作台,输送带链,剪、冲床压料装置和刀具)当安全距离不够,常会对人身造成夹挤,冲撞和剪切手指等伤害。

4)飞物打击和物体坠落打击:由于紧固件松动或脱落引起被紧固运动零部件的飞出,高速运动零件的自身破坏碎块甩出,切屑的崩甩,高处掉下的零件,工具,吊挂零件因夹挂不住引起物体坠落;不平衡,重心不稳发生设备、装置倾翻,人工搬动不当脱手等均会对人身造成不同程度的砸伤。

5)切割,戳扎和擦伤:刀具的锋刃、工件毛刺、切屑的锋利飞边,机械设备的尖棱,锐边,砂轮或手坯

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