46. Регламентация предельных состояний в нормативно-технической документации.

Эффективность работы машины определяется ее назначением. Прогресс техники связан с ростом скоростей, нагрузок, темпера­тур, точности, производительности и других эксплуатационных показателей машин. Они определяют уровень развития машины, ее конкурентоспособность и составляют основное содержание ТУ, в которых должны быть указаны предельные значения выходных параметров.

Опасность дальнейшей эксплуатации машины может ограничить значение отдельных параметров, хотя эффективность ее работы может быть при этом достаточно высокой. Например ТУ могут устанавливать предельные значения на температуру масла в дви­гателе, на засоренность топлива, на деформацию конструкции и т. п., если это связано с опасностью нарушения норм. эксплу­ат.

Вредное влияние на окружающую среду. Ряд ограничений на выходные параметры машины может быть совершенно не связан с ее эффективностью, однако эти показатели оказывают недопу­стимое влияние на окружающую среду. Так, устанавливаются ограничения на шум машины, состав выхлопных газов автомобиль­ного двигателя, уровень радиации, вибрации, температуры и дру­гие показатели. Выход любого из них за установленные пределы будет являться также отказом, хотя сама машина при этом может функц-ть.

Трудоемкость восстановления. Изменение выходного параметра в допустимых по условиям эксплуатации пределах может иногда привести к такой степени повреждения изделия, при которой вос­становление утраченной работоспособности будет связано с повы­шенной трудоемкостью. Например, на работоспособность цилиндро­поршневой группы двигателя внутреннего сгорания влияет радиальный зазор между цилиндром и поршневым кольцом. Однако износ зеркала цилиндра приведет к необходимости проводить трудоемкий ремонт, в то время как при износе кольца осуществляется его замена. Поэтому допуск на предельное состояние — макси­мально допустимый износ кольца — должен назначаться с учетом минимального износа цилиндра.

47. Максимальные и допустимые значения параметров с учетом системы ремонта.

Для деталей и узлов, ремонтируемых при периодических плановых ремонтах, допустимые значения параметров Х_доп будут меньше или равны предельным Х_max, так как изделие не должно выйти из строя в течение межремонтного периода. Если длительность межремонтного периода, т. е. время между двумя плановыми ремонтами, Т₀, то за это время параметр изделия изменится на величину γ_хТ₀, где γ_х— скорость процесса изменения параметра. Поэтому допустимое значение параметра Х_доп, начиная с которого при периодических ремонтах необходимо ремонтировать изделие, будет

Х_доп = Х_max – γ_хT₀ (1)

Учитывая, что γ_х = Х_доп /T, где Т — время работы изделия до ремонта, получим

Х_доп = Х_max - Х_доп T₀/F (2)

откуда

Х_доп = Х_max/(1+T₀/T₁) (3)

Если k — данный периодический ремонт с момента последнего ремонта изделия, то время работы изделия будет Т= kT₀, и формула (1) примет вид

Х_доп = Х_max k/(k+1) (4)

Эта формула верна при γ_х = const, т. е. при изменении выходного параметра с постоянной скоростью от нуля до некоторого предельного значения.

Например, известно, что точность обработки на станке должна находиться в пределах 0,05 мм, т. е. допустимая погрешность Х_max = 0,1мм. Надо ли восстанавливать точность станка, если перед третьим плановым ремонтом фактическая погрешность обработки находилась в пределах Х_ф = 0,08 мм. Рассчитаем Х_доп по формуле (4)

Х_доп = 0,1 ∙ 3 /(3+1) = 0,075 мм < Х_ф.

Хотя выходной параметр еще и находится в допустимых пределах Х_ф < Х_max, но он выйдет за пределы в течение межремонтного периода, так как Х_ф > Х_доп что недопустимо, и, следовательно, станок нуждается в восстановлении точности.

При рассмотрении моделей отказов и установлении предельных значений выходных параметров условно говорилось о возрастании X и о его максимально допустимом значении. Общий методический подход не изменится, если происходит уменьшение выходного параметра и его предельное значение будет минимально допустимым X_min. Например, для показателей прочности конструкции, для создаваемого в гидросистеме давления, для наибольшей скорости перемещения транспортных средств и ряда других параметров ограничивается их нижний предел. Оценка предельного состояния изделия — необходимый этап при построении модели отказа.