1.3.3.Критерии: теплостойкость, надежность, безотказность(Вопрос 6)

ТЕПЛОСТОЙКОСТЬ. Работа некоторых машин сопровождается тепловыделением, которое вызывается трением. Работа тепловых двигателей, литейных машин, прокатных станов связана со значительным тепловыделением. Чрезмерное тепловыделение снижает работоспособность деталей машин и ухудшает качество ее работы. В стальных деталях при непродолжительном действии температур выше 300...400^оС и в деталях из легких сплавов и пластмасс при температурах 100...150^оС значительно снижаются механические свойства (предел прочности, предел текучести, предел выносливости). При длительном действии высокой температуры в деталях машин наступает явление ползучести, т.е. непрерывная пластическая деформация при постоянной нагрузке. При высокой температуре понижается защитная способность масляного слоя, что повышает износ этих деталей или вызывает их заедание.

(Примеры работы механизмов при высокой температуре и при низкой температуре (минус 50^о С).)

Расчеты на теплостойкость механизмов основаны на составлении уравнений теплового баланса. При расчете сопоставляют действительное повышение температуры механизма с допускаемой температурой. Расчеты на теплостойкость деталей находящихся в напряженном состоянии, заключаются в определении прочности по пониженным допускаемым напряжениям с учетом температуры их нагрева.

Примеры: Самолет ТУ-144 - вынужденная замена материала деталей из алюминия на сталь и титан. Самолет МИГ-25 практически весь изготовлен из стальных и титановых сплавов, для расчетной скорости он имеет практически неограниченный запас прочности по теплостойкости.

НАДЕЖНОСТЬ – свойство изделия выполнять заданные функции, сохраняя во времени значения установленных эксплуатационных показателей в нужных пределах, соответствующих заданным режимам и условиям использования, технического обслуживания, ремонтов, хранения и транспортирования. Надежность машин и их деталей тесно связана с их работоспособностью. Надежность характеризует вероятность работоспособности машины на протяжении определенного времени или определенной наработки.

Событие, связанное с нарушением работоспособности объекта, называется ОТКАЗОМ.

БЕЗОТКАЗНОСТЬ - свойство объекта непрерывно сохранять работоспособность в течение некоторого времени или некоторой наработки. НАРАБОТКА – продолжительность или объем работы изделия. ДОЛГОВЕЧНОСТЬ – свойство изделия сохранять работоспособность до наступления предельного состояния.

Надежность деталей машины зависит в основном от качества изготовления и от того, насколько режимы их работы по напряжениям, скоростям, температурам соответствуют условиям, принятым при расчетах и проектировании. Поэтому расчеты и проектирование деталей должны наиболее точно отражать действительные условия работы и качество изготовления их должно быть достаточно высоким.

Одной из основных качественных характеристик надежности машин и их деталей – вероятность безотказной работы Р(t), т.е. то, что в заданном интервале времени или в пределах заданной наработки не возникает отказа машины.

Вероятность безотказной работы машины до момента времени или конца наработки приближенно определяется по формуле:

Р(t)≈ 1 – N(t) / N , P(t)≈ 1 – 23/500 ≈ 0,954

где N(t) – число машин, отказавших к моменту времени или концу наработки t; N –число машин, подвергнутых испытанию. Так, например, если N=500 и N(t)= 23. то надежность безотказной работы