Билет 11
Обеспечение надежности изделия при проектировании.
При проектировании и доводке изделий прогнозирование возникновения отказов и дефектов затруднено из-за малой статистики. По этому количественная оценка надёжности главным образом базируется на инженерно физических показателях работы изделия. Правильный выбор данных показателей должен гарантировать надёжность изделия. Для инженерно физических показателей характерна следующая группа оценок.
1). Статическая прочность элемента конструкции.
2). Вибрационное состояние деталей и узлов.
3). Тепловое состояние изделия.
4). Работоспособность всех систем изделия в целом на земле и в воздухе.
5). Результаты проверок длительными испытаниями изделия.
При этом количественными показателями надёжности выступают.
1). Коэффициенты запаса прочности при работе ряда изделий на наиболее напряжённых режимах работ.
2) Ползучесть лопаток и дисков.
3) Уровни вибростойкости деталей и агрегатов, запасы по автоколебательным процессам.
4) Уровни температур и равномерность температурных полей.
К инженерно физическим показателям относятся.
1). Показатели безотказности.
2). Показатели долговечности.
3). Прочностные показатели.
4). Показатели безопасности.
Обеспечение надёжности при проектировании.
При проектировании изделия следует выдерживать следующие мероприятия.
1).Тщательное изучение причин отказов и неисправностей.
2). Оценка надёжности вновь создаваемой техники осуществляется путём сопоставления с предшествующими изделиями, условиям работы, по свойствам применяемых материалов, а также по технологии изготовления (метод эквивалентного двигателя).
3). Упрощение схемы конструкции изделия. Сокращение числа последовательно соединённых элементов в схеме.
4). Агрегатирование, т.е. объединение элементов конструкции, выполняющих замкнутый цикл функции в единый легкосъёмный легко ремонтируемый агрегат (сборочно-модульная конструкция изделия).
5). Унификация и стандартизация, позволяющая использовать во многих изделиях элементы, которые одинаково работают и обладают высокой надёжностью. 6). Резервирование элементов конструкции.
7). Ограничение последствий отказа (пример – использование бронированного корпуса двигателя).
8). Введение неразрушающих проверок.
Регулирование наклепа при обработке.
1). Лезвийная обработка. Зависит от доминации теплового либо силового фактора.
График 3.
Наклёп и его глубина снижаются.
Влияние подачи связано с уровнем температуры в зоне резания.
Если температура в зоне резания меньше чем температу термопластической деформации то возрастания подачи способствует увеличению наклёп и глубина залегания наклёпанно слоя. В случае, если температура термопластической деформации меньше, то наклёпа становится меньше.
Влияние глубины резания на налёп.
Глубина резания оказывает незначительное влияние на образование наклёпа, однако отмечено что с возрастанием глубины резания происходит увеличение степени наклёпа и глубины наклёпа.
Влияние износа режущего инструмента на наклёпа инструмента на величину наклёпа и режущего образования.
Рост износа режущей поверхности при точении или фрезеровании способствуют увеличению наклёпа на 30-50%.
Абразивная обработка.
При ней оказывает влияние зернистости шлифовальноинструмента. Чем больше зернистость тем выше наклёп.
Влияние скорости резания на наклёпо-образование. Пи увеличении скорости шлифования глубина наклёпа уменьшается, поскольку при данном виде обработки начинает доминировать тепловой фактор, приводящий к разупрочнению.
Влияние подачи и глубины шлифования. Отмеается что при росте глубины и подачи происходит увеличение наклёпа, посколько при этом начинает доминировать силовой фактор обработки. При доводочных операциях, таких как хонингование, кода силы резания малы, малы размеры абразива, формируется маленькая глубина наклёпанного слоя, толщиной 50 – 20 мкм .
Электрополирование – разновидность химической обработки. Т – 50 градусов. Нет наклёпа как следствие. Регулирование остаточных напряжений при механической обработке.
Лезвийная обработка. При обработке лезвийным инструментом существенное влияние на остаточное напряжение оказывает силовой фактор, влияющий на стружкообразование, которое зависит от пластических свойств материала, условий деформирование и трения в зоне обработки.
Для малопластичных материалов, когда при резании будут иметь место элементая стружка. Будут возникать остаточные напряжения остаточного типа. Для пластичных материалов, когда появляется сливная стружка в поверхностном слое образуется растягивающее напряжение.
Влияние скорости резания.
При увеличении скорости резания снижаются прочностные и увеличиваются пластические свойства материала с ростом температуры в зоне резания. Также при этом возрастает коэффициент трения.
График 4.
Влияние подачи – в пределах от 0,03 до 0,3 на оборот имеет место следующая закономерность.
С увеличением подачи происходит снижение остаточных напряжений сжатий.
При это глубина остаточных напряжений возрастает. Особенно заметно это для интервала малых подач от 0,03 до 0,08 мм на оборот, что объясняется выглаживающим действием.
Влияние глубины резания. Оно не существенно.
Абразивная обработка.
При образивной обработкев значительной степени влияет тепловой фактор. При возрастании температуры увеличивается пластичность материала. Это приводит к образованию вьющейся стружки и формированию растягивающих остаточных напряжений.
Дальнейшее увеличение приводит к термопластичекой деормации, что приводит к структурно фазовым превращением, которые увеличивают растягивающие напряжения. При доводочных операциях действие теплового фактора невелико и существенно является пластической деформацией. По этому при доводочных операциях в поверхностном слое формируется сжимающее напряжение.