Неисправности и отказы машин

Ухудшение технического состояния машин в процессе эксплуатации является следствием появления неисправностей и отказов. Момент наступления отказа всегда случаен. По характеру процесса отказы делят на постепенные и внезапные.

Постепенный отказ характеризуется постепенным изменением значений одного или нескольких параметров технического состояния машины. Причиной могут быть изнашивание и коррозия деталей, накопление усталостных повреждений и т.д. Вероятность возникновения постепенного отказа повышается с увеличением наработки машины.

Внезапный отказ характеризуется скачкообразным изменением одного или нескольких параметров состояния машины. Он вызывается обычно неожиданным изменением внешних условий (перегрузка, попадание посторонних предметов в рабочие органы машины, наезды и т.д.). Внезапный отказ может возникнуть с одинаковой вероятностью независимо от наработки машины.

Параметр состояния — физическая величина, характеризующая работоспособность или исправность ТС и изменяющаяся в процессе работы.

Важно установить вид и причины возникновения отказов, которые можно распределить на следующие группы: отказы конструктивные, производственные и эксплутационные отказы.

Наиболее распространенным видом неисправностей деталей и их соединений (сопряжений) является изнашивание рабочих поверхностей.

Изнашивание — это процесс разрушения и удаления материала с поверхности твердого тела и (или) накопления остаточной деформации при трении, проявляющийся в постепенном изменении размеров и (или) формы тела.

Износ — это результат изнашивания, проявляющийся в виде изменения размеров и свойств материала детали.

Основными характеристиками процесса изнашивания являются его скорость и интенсивность, а также износостойкость материала.

Скорость изнашивания — отношение значения износа к интервалу времени, в течение которого он возник.

Интенсивность изнашивания — отношение значения износа к обусловленному пути, на котором происходило изнашивание, или объему выполненной работы.

Износостойкость — свойство материалов оказывать сопротивление изнашиванию в определенных условиях трения, оцениваемое величиной, обратной скорости изнашивания или его интенсивности.

Износ деталей оказывает решающее влияние на долговечность и эксплуатационную надежность машин. Процесс изнашивания деталей подвижных сопряжений за период работы машины до ее ремонта можно условно разделить на три характерных этапа (рис. 1.2): приработка деталей (обкатка ТС), Период нормальной работы и период аварийного (предельного) износа.

1.2. Динамика процесса изнашивания:

1 — абсолютный износ (U); 2 — скорость изнашивания (V)

Зная закономерность нарастания износа детали или увеличения зазора в соединении деталей, можно определить предельные и допустимые износы деталей или зазоры. Например, при измерении размера детали во время ремонта износ ее будет ОР (рис. 1.2). Отложив это расстояние на оси ординат, из точки Р проводят прямую, параллельную оси абсцисс до пересечения с кривой износа. Из точки Б1 опускают перпендикуляр на ось абсцисс. Если отрезок БВ равен или больше межремонтного периода, то износ считается допустимым. Таким образом, допустимым считается износ, при котором деталь (соединение) может нормально работать еще весь следующий межремонтный период, т. е. сохраняет работоспособность. При предельном износе дальнейшая нормальная работа соединения в течение очередного межремонтного периода невозможна.

Кроме износа, проявляющегося при трении, детали машин могут иметь и другие дефекты: механические повреждения, усталостное, коррозионное, электроэрозионное разрушения, деформацию, потерю упругости или намагниченности, образование нагара или накипи.

В соединениях деталей наиболее распространенным дефектом является нарушение посадок вследствие увеличения зазора или уменьшения натяга, в соединениях ослабляются резьбовые и заклепочные соединения. В результате изнашивания деталей, изменения соосности отверстий в корпусных деталях, перпендикулярности поверхностей и параллельности валов нарушаются размерные цепи. Это приводит к потере точности замыкающего звена, что вызывает повышение нагрузки, нагрев, ускоренное изнашивание и разрушение деталей.

Дата добавления: 2014-01-04