Вопросы на срез с ответами по дисциплине «Ремонт мСиДм»

1. Дайте понятие качества и надежности машин. Раскройте свойства надежности машин. Приведите классификацию отказов машин по характеру и причине возникновения. Опишите виды трения и приведите примеры каждого вида, рассматривая их с точки зрения износа деталей и сборочных единиц машин.

Качество машины — это совокупность свойств, определяющих ее способность выполнять свои функции в соответ­ствии с требованиями. Все показатели качества машины делятся на несколько групп.

Надежность — это свойство изделия, обеспечиваю­щее выполнение заданных функций при сохранении эксплу­атационных показателей в течение требуемого промежутка времени или требуемой наработки.

Надежность машины — комплексное свойство, которое характеризуется безотказностью, ремонтопригодностью, дол­говечностью и сохраняемостью. Каждое из указанных свойств надежности оценивается рядом технических и эко­номических показателей, физическая сущность и количество которых зависит от конструкции машин, технологии изго­товления и условий эксплуатации, качества технического обслуживания и ремонта.

Безотказность — свойство машины сохранять работо­способность при эксплуатации в течение определенного вре­мени или наработки без вынужденных перерывов. Показа­тели безотказности определяются опытным путем.

Ремонтопригодность — свойство машины, заключающе­еся в приспособленности ее конструкции к предупреждению, обнаружению и устранению отказов и неисправностей путем проведения технического обслуживания и ремонтов для поддержания и восстановления работоспособности. Другими словами, ремонтопригодность — эксплуатационно-техническое свойство машины, характеризующее приспособленность ее конструкции к ремонтно-обслуживающим работам (проверка технического состояния, регулировка сопряжений, устранение отказов, замена деталей и т.д.).

Долговечность — свойство машины сохранять работоспособность с необходимыми перерывами для технического обслуживания и ремонта до предельного состояния, указан­ного в нормативно-технической документации.

Предельное состояние — состояние машины, при кото­ром ее дальнейшее применение по назначению недопустимо или не целесообразно, либо восстановление ее работоспособности или исправного состояния невозможно или нецелесообразно.

Сохраняемость — свойство машины сохранять значения показателей безотказности, ремонтопригодности и долговечно­сти в течение и после хранения и (или) транспортирования. Для оценки надежности машины или сборочной единицы используются единичные и комплексные показатели надеж­ности.

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 машин и изменяющаяся в процессе работы. Важно установить вид и причины возникновения отказов, которые можно распределить на следующие группы.

Конструкционные отказы возникают вследствие ошибок конструктора (недостаточная прочность, незащищенность механизмов от воздействия пыли, влаги и т.д.).

Производственные отказы возникают в результате на­рушения установленного процесса изготовления или ремонта машины.

Эксплуатационные отказы являются следствием наруше­ния правил эксплуатации машин или влияния непредусмот­ренных правилами внешних воздействий, что приводит к преждевременным остановкам машины.

Трение — это явление сопротивления относительному перемещению, возникающее между двумя телами в зонах соприкосновения по­верхностей по касательным к ним. Трение сопровождается переходом части кинетической энергии в теплоту.

Изнашивание деталей, образующих неподвижные соединения, зависит от силы трения покоя.

Трение покоя — трение двух тел при микросмещениях без макросмещения (до перехода к относительному движению).

Для деталей, входящих в подвижное соединение, изнашивание будет зависеть от силы трения движения.

Трение движения - трение двух тел, находящихся в движении относительно друг друга.

По характеру относительного движения трение движения разделяют на трение скольжения и трение качения.

Трение скольжения - кинематическое трение, при котором одна и та же точка одного тела соприкасается со следующими одна за другой точками другого тела.

Трение качения - кинематическое трение, в котором каждая из точек одного тела приходит в соприкосновение только с одной из точек другого тела, а точка их касания является мгновенным центром вращении (подшипники качения, зацепление шестерен и др.). По характеру протекания процесса различают трение без смазочного материала и со смазочным материалом.

Трение без смазочного материала — трение двух тел при отсутствии на поверхности трения введенного смазочного материала любого вида. Такое трение сопровождается повышением температуры, прочным сцеплением отдельных точек контакта, что вызывает интенсивное разрушение трущихся поверхностей. В условиях такого трения работают диски сцепления, тормозной барабан — колодки, гнездо клапана — клапан, звенья гусениц — пальцы и др.

Трение со смазочным материалом — трение двух тел при наличии на поверхности трения введенного смазочного материала любого вида.

Смазочный материал — материал, вводимый на поверхность трения для уменьшения силы трения и (или) интенсивности изнашивания. Смазка — действие смазочного материала, в результате которого между двумя поверхностями уменьшается износ, повреждения поверхности и (или) сила трения.

2. Дайте определение понятию изнашивание. Приведите основные характеристики процесса изнашивания. Укажите и кратко охарактеризуйте, какие дефекты помимо износа, проявляющегося при трении, могут иметь детали машин. Перечислите и проанализируйте характерные этапы изнашивания.

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.

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.

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.

Механические повреждения (разрушения) деталей - результат действия больших нагрузок. К ним относятся трещины, пробоины, обломы и т.п.

Усталостное разрушение проявляется в виде трещин и поломок деталей от длительного воздействия повторно-переменных нагрузок. Усталостному разрушению подвержены коленчатые валы, шатуны, шатунные болты, шестерни.

Коррозия - это разрушение металлов вследствие химического и электрохимического их взаимодействия с окружающей (коррозионной) средой, в результате которого изменяются свойства металла. В процессе коррозии металлы самопроизвольно окисляются и переходят в химические соединения (оксиды, гидрооксиды, соли). Коррозионному разрушению подвержены работающие и неработающие машины.

Электроэрозионное разрушение возникает в результате воздействия искровых электрических разрядов на поверхности деталей. Такие повреждения характерны для контактов прерывателей магнето и распределителей, электродов свечей, коллекторов генераторов и стартеров.

Деформация деталей проявляется в виде изгиба, скручивания или коробления под действием ударных или периодически повторяющихся нагрузок и температуры.

Накипь — это отложение малорастворимых солей каль­ция, магния и других элементов на внутренних поверхностях водяной системы охлаждения. Теплопроводность накипи в 50-100 раз ниже металла. Неравномерное отложение накипи вы­зывает неравномерный нагрев деталей, в результате чего про­исходит их коробление, возможно образование трещин.

Нагар — это твердые нерастворимые углеродистые от­ложения, образующиеся на поверхностях деталей, температура которых более 150°С. Источниками образования нагара являются масло и топливо.

Процесс изна­шивания деталей подвижных сопряжений за период работы машины до ее ремонта можно условно разделить на три ха­рактерных этапа (рис. 1). В первый период работы (этап I) сопрягаемые детали изнашиваются быстро, так как происхо­дит приработка трущихся поверхностей. В этот период нагруз­ка воспринимается преимущественно выступами, имеющими­ся на поверхностях деталей после механической обработки. Поэтому удельные давления значительно превышают расчет­ные значения и условия смазки нарушаются. По мере изна­шивания выступов зазор в сопряжении быстро увеличивает­ся. Чтобы избежать образования задиров трущихся поверхно­стей и выхода деталей из строя, в начальный период эксплуа­тации новой или отремонтированной машины работу начина­ют с минимальной нагрузки, постепенно увеличивая ее до но­минальной. На первом этапе t_п происходит приработка дета­лей, т.е. сопряжение как бы приспосабливается к условиям нагружения. Интенсивность изнашивания постепенно снижает­ся. Этап приработки деталей называют обкаткой машин.

После приработки деталей скорость изнашивания их ста­билизируется или возрастает медленно вследствие сглаживания неровностей на трущихся поверхностях. Наступает период нор­мальной работы t_н (этап II) с установившейся скоростью изнашивания. Этот период составляет наибольшую часть времени работы сопряжении, и окончание его должно определить конец нормальной эксплуатации.

Скорость изнашивания остается постоянной в том случае, если условия смазки, характер нагрузки, свойства поверхно­стного слоя материала деталей после частичного износа не меняются или меняются незначительно.

В случае чрезмерного увеличения зазоров в сопряжени­ях динамические нагрузки возрастают настолько, что возни­кают удары, вызывающие дополнительные деформации де­талей и резко повышающие скорость изнашивания (этап III). Наступает период аварийного (предельного) износа. Увели­чение зазоров может привести к поломкам деталей.

При достижении пре­дельных значений параметров состояния продолжать эксплуа­тировать машину экономически нецелесообразно, так как это вызывает увеличение расхода топлива, масла, затрат на ремонт.

3. Дайте классификацию видов изнашивания. Опишите характер каждого вида. Приведите приме­ры из конструкции мелиоративных, строительных и дорожных машин. Определите диаметр первого ремонтного размера d _Р1 для отверстия, если известно, что номинальный диаметр d_Н=86,00 мм, а ремонтный интервал =0,25мм.