ما هي العوامل التي يجب مراعاتها عند اختيار الأجزاء؟

المبادئ العامة لاختيار الأجزاء المعدنية:
في صناعة تصنيع الآلات، سواء كان الأمر يتعلق بتطوير منتجات جديدة أو تحديث المنتجات القديمة، في عملية تصميم وتصنيع الأجزاء الميكانيكية، بالإضافة إلى الأجزاء القياسية التي يمكن للمصممين اختيارها بالرجوع إلى الدليل، يجب على معظمهم مراعاة القضية المهمة المتمثلة في كيفية اختيار المواد بشكل معقول. لقد أثبتت الممارسة أن هناك العديد من العوامل التي تؤثر على جودة وتكلفة إنتاج المنتجات، ومن بينها غالبًا ما يلعب ملاءمة اختيار المواد دورًا رئيسيًا.
من الإجراء العام لتصميم الأجزاء الميكانيكية وتصنيعها، حدد أولاً المواد وفقًا لمتطلبات ظروف عمل الأجزاء، ثم حدد الشكل الهيكلي وحجم الأجزاء وفقًا للخصائص الميكانيكية وخصائص عملية المواد المختارة. عند البدء في تصنيع الأجزاء، يجب أيضًا صياغة خطة تقنية المعالجة وفقًا للمواد المستخدمة. على سبيل المثال، إذا كانت المادة المختارة من الحديد الزهر، فلا يمكن إنتاجها إلا عن طريق الصب. عند اختيار الأجزاء الميكانيكية، يتم النظر بشكل أساسي في ظروف عمل الأجزاء وخصائص عملية المواد وتكلفة المنتجات. يتم وصف بعض المبادئ الأساسية لاختيار المواد على النحو التالي:
(1) يجب أن تفي المواد المختارة بمتطلبات ظروف عمل الأجزاء
تختلف ظروف عمل الأجزاء. على سبيل المثال، يمكن أن تكون حالة الإجهاد عبارة عن شد أو ضغط أو انحناء أو التواء أو قص وما إلى ذلك؛ يمكن أن تكون خصائص الحمل ثابتة أو صدمية أو متناوبة؛ يمكن أن تكون درجة حرارة العمل درجة حرارة الغرفة أو درجة حرارة عالية أو درجة حرارة منخفضة؛ يمكن أن تكون الوسائط البيئية حمضية أو قلوية أو مياه البحر أو مواد التشحيم. من ظروف العمل المذكورة أعلاه، تعكس حالة الإجهاد وخصائص الحمل الخصائص الميكانيكية؛ تنتمي درجة حرارة العمل والوسائط البيئية إلى بيئة الاستخدام. الخصائص الميكانيكية للمواد مختلفة أيضًا. على سبيل المثال، حد الخضوع وحد القوة وحد التعب وما إلى ذلك هي مؤشرات تعكس قوة المادة؛ الاستطالة والانكماش المقطعي وما إلى ذلك هي مؤشرات تعكس مرونة المادة؛ صلابة التأثير وصلابة الكسر وما إلى ذلك هي مؤشرات تعكس صلابة المادة.
نظرًا لأن نقطة البداية الأساسية لاختيار المواد هي تلبية متطلبات قوة الأجزاء، فإن مؤشرات القوة المختلفة تُستخدم عادةً بشكل مباشر لحساب تصميم أبعاد المقطع العرضي للأجزاء. ومع ذلك، لا تُستخدم δ وψ وk وK10 وما إلى ذلك بشكل مباشر لحسابات التصميم. في بعض الأحيان، من أجل ضمان سلامة الأجزاء، تُستخدم للتحقق غير المباشر من القوة لتحديد ما إذا كانت قوة ومرونة وصلابة المواد المختارة مطابقة بشكل صحيح. أما بالنسبة لمؤشر صلابة المادة، فعلى الرغم من إمكانية إجراء قدر معين من تقدير أداء القوة، إلا أنه لا يُستخدم لتصميم وحساب الأجزاء. ومع ذلك، فإن قياس الصلابة بسيط نسبيًا ويُستخدم على نطاق واسع في الإنتاج.
أما بالنسبة لبيئة الاستخدام، فيجب أيضًا أخذها في الاعتبار عند اختيار المواد. على سبيل المثال: بالنسبة للأجزاء التي تعمل في درجات حرارة عالية، يمكن اختيار الفولاذ المقاوم للحرارة؛ بالنسبة للأجزاء التي تتطلب مقاومة للتآكل، يمكن استخدام الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي؛ بالنسبة للأجزاء التي تتطلب مقاومة للتآكل، يمكن استخدام كربيد الأسمنت؛ بالنسبة للأجزاء التي تتطلب صلابة عالية، يمكن استخدام فولاذ الأدوات؛ وهكذا.
⑵ أداء عملية المواد هو أيضًا أحد الأسس المهمة لاختيار المواد
نظرًا لأن طرق إنتاج الأجزاء مختلفة، فسوف تتأثر جودتها وتكلفة إنتاجها بشكل مباشر.
تشمل طرق المعالجة الأساسية للمواد المعدنية الصب والمعالجة بالضغط واللحام ومعالجة القطع والمعالجة الحرارية.
⑶ عند اختيار المواد، يجب إيلاء اهتمام كبير لاقتصاد المواد
يجب أن تكون المواد المختارة رخيصة وعالية الجودة، ويجب اختيار المواد المحلية قدر الإمكان. بشكل عام، إذا كان الحديد الزهر قادرًا على تلبية المتطلبات، فلا حاجة إلى الفولاذ المصبوب؛ إذا كان الفولاذ الكربوني قادرًا على تلبية المتطلبات، فلا حاجة إلى الفولاذ السبائكي. على سبيل المثال، تستخدم بعض أعمدة الكرنك وقضبان التوصيل الحديد المطاوع بدلاً من الفولاذ المزور للإنتاج، مما يقلل من كمية القطع ويقلل التكاليف.
عند اختيار المواد، يجب أن ننتبه إلى الكفاءة الاقتصادية للمواد. يجب ألا نأخذ في الاعتبار فقط سعر المادة نفسها وجميع التكاليف المطلوبة لتصنيع الأجزاء، ولكن أيضًا وظيفة المادة. وفقًا لمبدأ هندسة القيمة: القيمة=دالة/تكلفة. عند مقارنة النتائج المحسوبة من خلالها، فإن القيمة ليست فقط سعر المادة نفسها، ولكن أيضًا وظيفة وعمر خدمة المادة، لذلك يمكن أن تعكس بشكل أكثر شمولاً الكفاءة الاقتصادية لاختيار المواد. على سبيل المثال: لتصنيع حاوية مقاومة للتآكل، هناك ثلاثة خيارات لاختيار المواد. الأول هو استخدام الفولاذ الكربوني العادي، بتكلفة تصنيع 5،000 يوان ويمكن استخدامه لمدة عام واحد؛ والثاني هو استخدام الفولاذ المقاوم للصدأ المقاوم للحامض الأوستنيتي، بتكلفة تصنيع 40،000 يوان ويمكن استخدامه لمدة 10 سنوات؛ والثالث هو استخدام الفولاذ المقاوم للصدأ الفريتي، بتكلفة تصنيع 15،000 يوان ويمكن استخدامه لمدة 6 سنوات. وفقًا لمبدأ هندسة القيمة، فإن معاملات القيمة للخيارات الأول والثاني والثالث هي 1:1.25:2، مما يدل على أن خيار اختيار المواد الثالث أكثر اقتصادا.