Работоспособность. Отказы и критерии работоспособности деталей машин

Требования к проектируемым техническим объектам

Исходными положениями для выбора метода проектирования технического объекта служат требования к нему. Среди многочисленных требований к ТО можно выделить ряд наиболее универсальных и чаще всего выдвигаемых: функциональные, технологические, антропологические, экономические [7]. К функциональным относят требования, обеспечивающие работу объекта с требуемыми параметрами. К ним естественно отнести как работоспособность объекта в целом, так и отдельных его элементов. Кроме того, к функциональным требованиям сложных ТО можно отнести производительность, энергонасыщенность, устойчивость и другие специальные требования. Технологические требования заключаются в возможности изготовления изделия с минимальной трудоёмкостью и использованием высокотехнологичных материалов и современных способов и средств производства. Среди антропологических требований можно назвать: эргономичность, эстетичность, безопасность, экологичность. Экономические требования определяются затратами материалов, энергии, затратами на подготовку и получение информации. В курсах ДМ и ОК, ОП, являющимися первыми дисциплинами, осуществляющими конструкторскую подготовку, основное внимание уделяется функциональным требованиям. Подробнее о требованиях к техническим объектам см. лаб. зан. 1.

Для деталей технических объектов первичным функциональным требованием является требование работоспособности. Нарушение работоспособности простейших элементов машин, механизмов общемашиностроительного назначения происходит по причине их поломки, износа, излишних деформаций, повышенного нагрева, излишней интенсивности колебательных процессов, нарушения фрикционной связи пары трения. В соответствии с перечисленными отказами работоспособность рассматриваемых деталей и узлов оценивается рядом критериев (табл.1.1).

В перечень отказов и критериев работоспособности деталей машин, по сравнению с предлагаемым традиционно , дополнительно включен отказ «Нарушение фрикционной связи» с соответствующим критерием работоспособности. Дополнительное включение критерия «Достаточность сцепления пар трения» в типовые связано с тем, что отмеченный отказ весьма характерен для большого класса узлов и деталей общего назначения. В качестве примера можно назвать болтовые соединения, не допускающие смещения соединяемых деталей под действием сдвигающих сил или моментов, шпоночное соединение фрикционными шпонками, многочисленные передачи трением, фрикционные муфты и тормоза.

Таблица 1.1. Виды отказов и критерии работоспособности деталей машин

Виды отказа	Критерии работоспособности	Условия обеспечения критериев работоспособности
Поломка	Прочность	По номинальным напряжениям: По коэффициенту запаса прочности:
Износ	Износостойкость	По интенсивности износа: По удельному давлению:
Излишние деформации	Жёсткость	По линейным деформациям: По угловым деформациям: при изгибе при кручении
Повышенный нагрев	Теплостойкость	По температуре:
Излишняя интенсивность колебательных процессов	Вибростойкость	По условию исключения резонанса:
Нарушение фрикционной связи пары трения	Достаточность сцепления пар трения	По силе трения: По моменту трения:
Принятые обозначения: - соответственно рабочее и допускаемое напряжения. - соответственно общий рабочий и допускаемый коэффициент запаса прочности. - соответственно рабочая и допускаемая интенсивности износа. - соответственно рабочее и допускаемое давление на поверхности трения. - соответственно рабочие деформации линейные и угловые при изгибе и кручении. - соответственно допускаемые деформации линейные и угловые при изгибе и кручении. - соответственно рабочая и допускаемая температура узла. - частоты собственных колебаний упругой системы и возмущающих факторов. - движущая сила и сила трения. - движущий момент и момент трения.

Большинство отказов простейших элементов машин общемашиностроительного назначения относятся к поломкам и износу, в связи с чем, большая часть рассматриваемых курсов посвящена вопросам конструирования элементов машин из условия их прочности и износостойкости. По этой причине в первом разделе специально выделены темы, освещающие общую методику расчётов деталей машин на прочность и износостойкость. Проектирование по другим критериям работоспособности рассматривается в частном виде на конкретных примерах (валов – на жесткость, червячных передач – на теплостойкость, передач трением – на достаточность сцепления).

Лекция №2. Тема 2 «Общая методика расчетов деталей машин на прочность и износостойкость»

Дата добавления: 2014-11-29