機(jī)器設(shè)備設(shè)計(jì)制造基礎(chǔ)
知識點(diǎn)：機(jī)器設(shè)備的定義和分類
一、機(jī)器設(shè)備定義
(一)一般定義
人們利用機(jī)械原理制造的裝置，以及將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為某種非機(jī)械能，或利用機(jī)械能來做一定工作的裝備或器具。
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動力機(jī)械 |
自然界中的能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械能而做功的機(jī)械裝置 |
內(nèi)燃機(jī)、電動機(jī)、汽輪機(jī)、水輪機(jī)、風(fēng)力機(jī) |
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能量變換機(jī)械 |
進(jìn)行能量的轉(zhuǎn)換 |
發(fā)電機(jī)、熱泵、液壓泵、壓縮機(jī) |
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工作機(jī)械 |
利用自然界或動力機(jī)械所提供的機(jī)械能來改變工作對象的物理狀態(tài)、性質(zhì)、結(jié)構(gòu)、形狀、位置 |
車床、刨床等 |
動力機(jī)械 自然界中的能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械能而做功的機(jī)械裝置 內(nèi)燃機(jī)、電動機(jī)、汽輪機(jī)、水輪機(jī)、風(fēng)力機(jī)
能量變換機(jī)械 進(jìn)行能量的轉(zhuǎn)換 發(fā)電機(jī)、熱泵、液壓泵、壓縮機(jī)
工作機(jī)械 利用自然界或動力機(jī)械所提供的機(jī)械能來改變工作對象的物理狀態(tài)、性質(zhì)、結(jié)構(gòu)、形狀、位置 車床、刨床等
【提示1】機(jī)械為機(jī)器和機(jī)構(gòu)的泛稱，各種機(jī)械的共同特征是：由零件和部件組成;零件、部件之間有確定的相對運(yùn)動和力的傳遞;有機(jī)械能的轉(zhuǎn)換或機(jī)械能的利用。
【提示2】裝置或器械，其零件、部件之間沒有相對運(yùn)動，也沒有機(jī)械能的轉(zhuǎn)換和利用，如壓力容器、反應(yīng)塔、換熱器等，但由于它們是通過機(jī)械加工而制成的產(chǎn)品，也被認(rèn)為屬于機(jī)械范疇。
(二)評估學(xué)中的定義
機(jī)器設(shè)備是指人類利用機(jī)械原理以及其他科學(xué)原理制造的裝置，它們是被特定主體擁有或控制的不動產(chǎn)以外的有形資產(chǎn)，包括機(jī)器、儀器、器械、裝置，以及附屬的特殊建筑物等資產(chǎn)。
【提示】評估中的定義注意其自然屬性和資產(chǎn)屬性兩方面。
二、機(jī)器設(shè)備分類
(一)按國家固定資產(chǎn)分類標(biāo)準(zhǔn)分類
固定資產(chǎn)分類代碼的第1位所表示的6個(gè)門類如下：
(1)土地、房屋及構(gòu)筑物;
(2)通用設(shè)備;
(3)專用設(shè)備;
(4)文物和陳列品;
(5)圖書、檔案;
(6)家具、用具、裝具及動植物。
(二)按會計(jì)核算中的分類方法分類
機(jī)器設(shè)備按其使用性質(zhì)分為六類，包括：
(1)生產(chǎn)用機(jī)器設(shè)備;(2)非生產(chǎn)用機(jī)器設(shè)備;(3)租出機(jī)器設(shè)備;(4)未使用機(jī)器設(shè)備;(5)不需用機(jī)器設(shè)備;(6)融資租入機(jī)器設(shè)備。
(三)按機(jī)器設(shè)備的組合形式分類
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機(jī)組 |
兩臺以上的機(jī)器組成的一組機(jī)器，配合起來共同完成某項(xiàng)特定工作。如柴油發(fā)電機(jī)組；制冷機(jī)組；水輪發(fā)電機(jī)組 |
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自動生產(chǎn)線 |
由工件傳送系統(tǒng)和控制系統(tǒng)將一組自動機(jī)床（或其他工藝設(shè)備）和輔助設(shè)備，按工藝順序聯(lián)合起來，完成產(chǎn)品全部或部分制造過程的生產(chǎn)系統(tǒng)。聯(lián)接方式有柔性和剛性兩種 |
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柔性制造系統(tǒng) |
統(tǒng)一的信息控制系統(tǒng)、物料儲運(yùn)系統(tǒng)和一組數(shù)字控制加工設(shè)備組成的，能適應(yīng)加工對象變換的自動化的機(jī)械制造系統(tǒng)，簡稱FMS |
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車間 |
企業(yè)內(nèi)部在生產(chǎn)過程中完成某些工序或單獨(dú)生產(chǎn)某些產(chǎn)品的單位 |
【結(jié)論1】機(jī)器設(shè)備的評估對象分為單臺機(jī)器設(shè)備和機(jī)器設(shè)備組合。機(jī)器設(shè)備組合的價(jià)值不必然等于單臺機(jī)器設(shè)備價(jià)值的簡單相加。
【結(jié)論2】在進(jìn)行機(jī)器設(shè)備評估時(shí)，經(jīng)常是以機(jī)器設(shè)備的組合作為評估對象。
(四)按可移動性分類
按不動產(chǎn)、動產(chǎn)、以及無形資產(chǎn)等來劃分資產(chǎn)，也是經(jīng)常采用的資產(chǎn)分類方法。
機(jī)器設(shè)備有些屬于動產(chǎn)、有些是不動產(chǎn)。另外很大一部分是界于兩者之間的，稱之為“固定裝置”或“固置物”。
我國的評估準(zhǔn)則規(guī)定，評估師應(yīng)當(dāng)根據(jù)機(jī)器設(shè)備的預(yù)期用途，明確評估假設(shè)。
包括：是原地使用還是移地使用。在進(jìn)行企業(yè)搬遷評估，以及被評估的設(shè)備在未來的使用中可能會因工藝調(diào)整等因素發(fā)生移動，判斷被評估的設(shè)備是否可以移動，以及移動資產(chǎn)可能會導(dǎo)致的損壞，是評估師必須考慮的因素。
知識點(diǎn)：螺旋傳動和蝸桿傳動特點(diǎn)對比
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傳動方式 |
優(yōu)點(diǎn) |
缺點(diǎn) |
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普通螺旋傳動 |
結(jié)構(gòu)簡單；降速比大，可以實(shí)現(xiàn)微調(diào)和降速傳動；省力；可逆行自鎖；工作連續(xù)、平穩(wěn)，無噪聲 |
摩擦大，效率低（如果有自鎖要求，效率低于50%） |
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滾珠螺旋傳動 |
機(jī)械效率高（0.90～0.95）；摩擦小，能長時(shí)間保持精度，使用壽命長；啟動轉(zhuǎn)矩接近于運(yùn)動轉(zhuǎn)矩，傳動靈敏磨損��；給予適當(dāng)預(yù)緊可以消除間隙，提高傳動精度和軸向剛度 |
不能逆向自鎖；制造工藝復(fù)雜，成本較高 |
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蝸桿傳動 |
降速效果好；傳動平穩(wěn)；可自鎖 |
效率低（一般為0.7～0.8，要求自鎖時(shí)，效率小于0.5） |
知識點(diǎn)：帶傳動、齒輪傳動和螺旋傳動機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)
帶傳動機(jī)構(gòu)特點(diǎn)：
(1)運(yùn)動平穩(wěn)無噪聲，可以緩沖沖擊和吸收振動;
(2)結(jié)構(gòu)簡單，傳遞距離遠(yuǎn);
(3)制造和安裝簡單，維護(hù)方便，不需潤滑;
(4)當(dāng)機(jī)器發(fā)生過載時(shí)，傳動帶可以打滑，對整機(jī)起保護(hù)作用;
(5)外廓尺寸大，效率較低，傳動帶壽命較短，傳動精度不高。
齒輪傳動機(jī)構(gòu)特點(diǎn)：
(1)傳遞運(yùn)動可靠，瞬時(shí)傳動比恒定;
(2)適用的荷載和速度范圍大;
(3)使用效率高，壽命長，結(jié)構(gòu)緊湊，外觀尺寸小;
(4)可傳遞在空間任意配置的兩軸之間的運(yùn)動;
(5)振動和噪聲較大不可無級調(diào)速;
(6)傳動軸之間的距離不能太大;
(7)加工復(fù)雜，制造成本高。
螺旋傳動特點(diǎn)如下：
(1)結(jié)構(gòu)簡單：
(2)降速比大;
(3)普通螺旋傳動能實(shí)現(xiàn)自鎖;
(4)工作連續(xù)平穩(wěn)，無噪聲;
(5)摩擦大、效率低。
知識點(diǎn)：壓力加工
利用外力使金屬材料產(chǎn)生永久變形，制成所需尺寸和形狀毛坯或零件的加工方法。壓力加工的主要生產(chǎn)方法有鍛造和沖壓。
(一)自由鍛
加熱坯料放在平砧之間，受鍛擊力或壓力作用。
【結(jié)論1】精度低、生產(chǎn)率不高;單件、小批量、形狀簡單。
(二)模鍛
加熱坯料放在鍛模模膛內(nèi)，由模腔限制金屬變形，從而獲得與模膛一致的鍛件。
【結(jié)論2】精度高、復(fù)雜零件，加工余量小，生產(chǎn)率高，需要鍛模，只適用于生產(chǎn)大批量中小型零件。
(三)沖壓
利用沖模對板料(包括帶材、管材、型材)加壓，使之產(chǎn)生分離或變形。
【結(jié)論3】主要應(yīng)用于加工塑性良好的板材或其它薄壁的型材�？梢詻_制出形狀復(fù)雜、尺寸精度較高的零件，一般不經(jīng)機(jī)械加工即可使用。
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鍛造 |
自由鍛 |
精度低、生產(chǎn)率低；單件、小批量、形狀簡單 |
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模鍛 |
精度高、復(fù)雜零件，加工余量小，生產(chǎn)率高，需要鍛模，只適用于生產(chǎn)大批量中小型零件 | |
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沖壓 |
主要應(yīng)用于加工塑性良好的板材或其它薄壁的型材�？梢詻_制出形狀復(fù)雜、尺寸精度較高的零件，一般不經(jīng)機(jī)械加工即可使用 | |
【提示】1.鋼的始鍛溫度一般在1200℃，終鍛溫度為800℃。2.鍛造需要對毛坯加熱，然后再施加外力使之變形;而沖壓則在常溫下進(jìn)行。
知識點(diǎn)：機(jī)器設(shè)備的評定
一、機(jī)器設(shè)備完好的主要評價(jià)內(nèi)容
(一)主要性能
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生產(chǎn)性 |
生產(chǎn)效率，生產(chǎn)率。效率高就是指機(jī)器設(shè)備在單位時(shí)間內(nèi)能生產(chǎn)更多的產(chǎn)品或提供更多的服務(wù)。功率、行程、速度等。 |
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可靠性 |
規(guī)定的時(shí)間和條件下，完成規(guī)定功能的能力。設(shè)備的精度、準(zhǔn)確度的保持性及零件的耐用性、安全可靠性等。 |
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節(jié)能性 |
節(jié)約能源能力。每小時(shí)耗電量、耗油量，每百公里耗油量等。 |
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維修性 |
維修程度的難易，影響著維修工作量大小和費(fèi)用的高低。 |
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耐用性 |
使用過程中，經(jīng)歷的自然壽命時(shí)間。并非越長越好，應(yīng)結(jié)合技術(shù)壽命和經(jīng)濟(jì)壽命綜合考慮設(shè)備的耐用性。 |
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環(huán)保性 |
可將ISO14000環(huán)境管理標(biāo)準(zhǔn)作為衡量指標(biāo)。 |
(二)精度要求
精度指數(shù)T是評價(jià)機(jī)器設(shè)備有形磨損造成各部件之間相互位置變動的一個(gè)重要數(shù)據(jù)。
式中：TP—實(shí)測精度 TS—標(biāo)準(zhǔn)精度 n—實(shí)測項(xiàng)數(shù)
設(shè)備精度指數(shù)T值越小，說明其精度越高。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)：
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T≤0.5 |
新設(shè)備驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn) |
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0.5＜T≤1 |
大修和重點(diǎn)修理后驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn) |
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1＜T≤2 |
可繼續(xù)使用注意調(diào)整 |
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2＜T≤2.5 |
需要重點(diǎn)修理或大修 |
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T＞2.5 |
需要大修或更新 |
此外，機(jī)床的運(yùn)動系統(tǒng)、操作系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、動力系統(tǒng)、環(huán)境保護(hù)和工業(yè)衛(wèi)生、安全可靠、維護(hù)保養(yǎng)與配套齊全等方面均應(yīng)該達(dá)到應(yīng)有的要求。
二、機(jī)器設(shè)備質(zhì)量評定中應(yīng)注意的問題
(一)機(jī)器設(shè)備主要質(zhì)量指標(biāo)的劣化程度
輸出參數(shù)是判斷機(jī)器設(shè)備質(zhì)量的重要依據(jù)之一。
可以是工作精度、運(yùn)動參數(shù)、動力參數(shù)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。
(二)機(jī)器設(shè)備的可靠度
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可靠性 |
機(jī)器設(shè)備在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，完成規(guī)定功能的能力。體現(xiàn)機(jī)器設(shè)備耐用和可靠程度的一種性能。 |
定性 |
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可靠度 |
在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定功能的概率。 |
定量 |
【提示】可靠度的最大值為1，稱為100%可靠;最小值為0，稱為完全不可靠。由此可見：0≤R(t)≤1。又可稱為無故障工作概率。
機(jī)器設(shè)備可靠度的大小主要取決于設(shè)計(jì)、制造，此外，使用、維修、周圍環(huán)境、運(yùn)輸和保管等因素也影響其可靠度。
(三)機(jī)器設(shè)備的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)
1.機(jī)器設(shè)備在使用過程中，是否能以最小的消耗獲得盡可能大的效益。
2.機(jī)器設(shè)備在使用過程中，其維持費(fèi)的高低。
知識點(diǎn)：普通螺旋傳動的特點(diǎn)
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優(yōu)點(diǎn) |
結(jié)構(gòu)簡單；降速比大，可以實(shí)現(xiàn)微調(diào)和降速傳動；省力，如千斤頂；在一定條件下實(shí)現(xiàn)逆行自鎖；工作連續(xù)、平穩(wěn)，無噪聲 |
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缺點(diǎn) |
摩擦大，效率低（如果有自鎖要求，效率低于50%） |
知識點(diǎn)：滾珠螺旋傳動的特點(diǎn)
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優(yōu)點(diǎn) |
機(jī)械效率高（0.90～0.95）；摩擦小，能長時(shí)間保持精度，使用壽命長；啟動轉(zhuǎn)矩接近于運(yùn)動轉(zhuǎn)矩，傳動靈敏磨損��；給予適當(dāng)預(yù)緊可以消除間隙，提高傳動精度和軸向剛度 |
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缺點(diǎn) |
不能逆向自鎖；制造工藝復(fù)雜，成本較高 |
，我們將會及時(shí)處理。