Алексаньян И.М. Основы теории надежности. 2017

личными энергиями излучений и специальной аппаратуры для раздельной регистрации этих излучений. Кроме того, этот метод привязан к лабораторным условиям.

Метод спектрального анализа использованных масел. Это высокочув-

ствительный метод, позволяющий оценивать суммарный износ нескольких групп деталей. Необходимо только знать химических состав изнашиваемых деталей. С помощью этого метода можно установить долю коррозийного, абразивного и других видов изнашивания в общем износе.

К недостаткам можно отнести высокую стоимость оборудования. Необходимость в квалифицированном персонале, невозможность определить место наибольшего износа.

Диагностические методы

Измерение потерь на трение в механизмах. Метод используется при проверке агрегатов трансмиссии и механизмов ходовой части в целом (потери мощности в трансмиссии, выбег автомобиля) или при определении технического состояния подшипников колес, рулевого механизма и др.

Определение теплового состояния механизмов и систем. По тепловому состоянию можно судить о работоспособности систем смазки и охлаждения двигателя, неисправности заднего моста, тормозов, сцепления и. др.

Проверка состояния сопряжений и установочных размеров. По геомет-

рическим параметрам узлов и агрегатов проверяют установку управляемых колес, износы и нарушения регулировок различных механизмов.

Проверка герметичности и утечек. Показатели герметичности позволяют сделать заключение о техническом состоянии цилиндропоршневой группы, систем двигателя, приводов тормозов и шин.

Анализ шума и вибрации (скорость, ускорение), возникающих при работе механизма. Метод дает возможность диагностировать кривошипно-шатунный механизм двигателя, трансмиссию, проверять балансировку колес и амортизаторы автомобиля.

Анализ картерного масла двигателя и агрегатов трансмиссии. По кон-

центрации в масле продуктов износа можно определить техническое состояние основных трущихся сопряжений узлов и деталей.

Расчёт деталей на износ

Различают Допустимый износ – изделие сохраняет работоспособность.

Местный износ – на отдельном участке поверхности трения (графическое изображение распределения значений местного износа по поверхности трения или по определенному её сечению, называется эпюрой износа).

Предельный износ – износ, соответствующий предельному состоянию изнашивающегося изделия или его составной части, при достижении которого требуется либо ремонт, либо списание.

Определение величины износа

61

где – величина износа;

–интенсивность изнашивания;

–путь трения.

Определение скорости изнашивания

где – скорость относительного перемещения, или скорость трущихся деталей, или объём снятого слоя вследствие трения.

Определение интенсивности изнашивания.

где – поверхность контакта номинальная (геометрический фактор).

2.5 Виды смазки

1 По физическому состоянию:

-газовая смазка – разделение поверхностей трения осуществляется газовым смазочным материалом;

-жидкая смазка – разделение поверхностей трения осуществляется жидким смазочным материалом;

-твёрдая смазка – разделение поверхностей трения осуществляется твёрдым смазочным материалом.

2 По типу разделения поверхностей трения смазочным слоем:

-гидродинамическая (газодинамическая) смазка – жидкая (газовая) смазка, при которой полное разделение поверхностей трения осуществляется в результате давления, самовозникающего в слое жидкости (газа) при относительном движении поверхностей;

-гидростатическая (газостатическая) смазка – жидкая (газовая) смазка, при которой полное разделение поверхностей трущихся деталей, находящихся в относительном движении или покое, осуществляется в результате поступления жидкости (газа) в зазор между поверхностями трения под внешним давлением;

-эласто-гидродинамическая смазка – смазка, при которой характеристики трения и толщина плёнки жидкого смазочного материала между двумя поверхностями, находящимися в относительном движении, определяется упругими свойствами материала тел и реалогическими;

-граничная смазка – смазка, при которой трение и износ между поверхностями, находящимися в относительном движении, определяются свойствами поверхностей и смазочного материала, отличными от объёмных;

-полужидкостная смазка – смазка, при которой частично осуществляется жидкостная смазка.

62

Методы смазывания

По периодичности смазывания:

-непрерывное;

-периодическое.

По повторному использованию смазочного материала:

-циркуляционное;

-ресурсное;

-одноразовое проточное.

По способу подачи смазочного материала к поверхности трения:

-под давлением;

-погружением (опоры коленчатого вала);

-кольцом;

-капельное;

-масляным туманом;

-набивкой - смазывание, при котором жидкий смазочный материал подводится на существенном участке поверхности с помощью соприкасающегося с ней смачиваемого материала, обладающего капиллярными свойствами;

-фитильное;

-ротопринтное – смазывание, при котором на поверхность детали наносится твердый смазочный материал, отделяющийся от специального смазывающего твердого тела, прижимаемого к поверхности трения; -твёрдым покрытием.

Задача

Опираясь на данные, представленные в таблице, рассчитайте кинематическую вязкость моторного масла при 1000С, учитывая только те значения времени истечения, которые соответствуют точным измерениям. Дайте рекомендации по применению масла, обеспечивающего в условиях эксплуатации надёжную работу двигателя:

250,1 0,3% 250,85 249,35 ;

Все измерения соответствуют точным значениям.

3) с cp ;

63

0,04 250,1 10,004 10 cCm ;

4) Рекомендации

При применении масла с 10 cCm обеспечивается надёжная работа среднефорсированных и высокофорсированных автотракторных дизелей при эксплуатации – летом, а карбюраторных – всесезонно.

Марки масла с такой вязкостью М-10В2 или М-10В1; М-10Г2 или М-10Г1. Вязкостные свойства данного масла определяют надёжное образование масляного слоя между трущимися деталями, что снижает их износ и увеличи-

вает срок службы в условиях эксплуатации.

Задача

Определить цетановое число дизтоплива, зная его групповой состав, и аргументировать влияние ЦЧ на работоспособность и долговечность двигателя, а также на загрязнение окружающей среды.

Данные химического состава трёх марок дизельного топлива представлены в таблице.

Топливо № 1 – лучшее для работоспособности двигателя в зимнее время

– нормальный пуск и мягкая работа.

Топливо № 2 воспламеняется слишком рано, что ведёт к неполному сгоранию, дымному выхлопу и вредно не только из-за бесполезного выбрасывания из двигателя в атмосферу части горючего, но и из-за снижения экономичности и загрязнения воздуха. При дымлении загрязняются смазочные масла и механизмы двигателя, что повышает износ деталей и сокращает срок службы двигателя.

При работе на топливе № 3 двигатель работает жёстко, его трудно запустить не только в зимнее, но и в тёплое время. Всё это оказывает влияние на износ деталей, особенно верхнего пояса цилиндров и компрессионные кольца. Мощность и экономичность снижается.

64

Задача

В таблице приведены собранные в реальных условиях эксплуатации и обработанные по закону Гаусса технические ресурсы до выхода из строя и снятия с машины двигателя ЯМЗ-740 с 72 самосвалов КамАЗ-5510.

Необходимо построить кривые экспериментального и теоретического распределения и аргументировать причины расхождения опытных и теоретических частот с учётом технологических и эксплуатационных факторов, а также предложить мероприятия по повышению срока службы ДВС в эксплуатации.

Ответ на задачу.

Мероприятия по повышению безотказности и долговечности двигателей при их производстве

1 Использовать при изготовлении деталей широкую их унификацию и только те материалы, которые указаны в конструкторской документации, так как прочность и жесткость поверхностей, выносливость и другие качества зависят от свойств материала, из которого они изготовлены.

2 Шире применять ультразвуковую, магнитную, гамма-дефектоскопию, индуктивные дефектоскопы с использованием вихревых токов, что позволит убедиться в отсутствии внутренних трещин, пор, раковин и тем самым повысить надежность.

3 Не нарушать ТУ на всех операциях изготовления и сборки, обеспечивая оптимальные допуски, посадки, точность и шероховатость, зазоры в сопряженных деталях, несоблюдение которых может вызвать заедание, задиры и заклинивание деталей, перегрев, повышенный преждевременный износ или поломку деталей.

4Не нарушать режимы термической, термохимической, упрочняющей технологий, а также обкатки и окраски.

5Снижать загрязняющие примеси при производстве за счет:

65

-тщательной очистки корпусных деталей от формовочной земли;

-очистки и мойки деталей после механической обработки от абразива и эмульсии;

-исключения занесения грязи при сборке двигателя;

-промывки двигателя после сборки;

-регламентирования количества общих продуктов загрязнения при изготовлении двигателя;

-совместного использования в двигателях улучшенных надежных систем очистки воздуха, топлива и масла, простых и удобных при обслуживании;

-герметизации всех соединений.

Для повышения срока службы ДВС в эксплуатации необходимо:

1Использовать машины по назначению.

2Проводить ТО и Р своевременно в полном объеме.

3Применять марки ГСМ строго в соответствии с указанными в картах смазки.

4Широко внедрять средства технической диагностики.

5Регулярно повышать квалификацию работников.

3 ТЕСТЫ ДЛЯ УСВОЕНИЯ МАТЕРИАЛА ПО ИЗУЧАЕМОЙ ДИСЦИПЛИНЕ

Тема 1. Теоретические основы надежности машин

1 Направление по исследованию надёжности в машиностроении связано:

2 Направление по изучению надёжности в радиоэлектронике связано:

66

3 Закладываемая при проектировании и расчёте машины надёжность зависит от:

67

7 Соответствие связей проблемы надёжности, начиная с момента формирования и обоснования идеи создания новой машины до её списания, при:

8 Соответствие методов оценки старения машин, определяющих износ машин:

9 Соответствие характеристик интенсивности износа, связанных со старением техники и формулы зависимостей, существующих между ними:

10 Виды нарушения функциональных связей при механическом и молекулярном взаимодействии, ускоряющие старение деталей машин:

68

11Учитывать специфику возникновения и устранения отказов и прогнозировать надёжность изделий машиностроения позволяют … методы теории надёжности.

12Наука о надёжности базируется на фундаментальных математических и … науках.

13Необратимые процессы, приводящие к потере материалом начальных свойств при эксплуатации изделий, изучаются науками, получившими название … … (два слова).

14Основным критерием для оптимального решения большинства практических задач надёжности машин является …

15Процесс постепенного и непрерывного изменения эксплуатационных свойств, вызываемый действием механических, электрических, тепловых и других нагрузок, наличие которых определяется режимом работы машин и условиями эксплуатации, называется …

16Наибольшая величина атмосферной коррозии деталей из Cu, бронзы и латуни возникает при содержании в ней …

17Для обеспечения необходимого уровня пластичности содержание … (слово) должно быть 0,23 0,28 %.

18Для обеспечения вязкости при положительных и отрицательных температурах содержание S и в стали ограничивается … % (число с двумя знаками после запятой).

19Изменение температуры сопровождается изменением … размеров детали.

20Структурные изменения и напряжение в материалах деталей зависят от технологического процесса при … и условий эксплуатации.

21Материал, содержащий влагу, кроме ухудшения механических и химических свойств, имеет повышенную скорость …

22Повышение температуры деталей, изготовленных из однородного материала, вызывает пропорциональные … размеров без искажения формы.

23В реальных условиях эксплуатации в органических материалах наблюдаются остаточные изменения, так как скорость влаги … больше скорости влаги

…

24Под влиянием периодических увлажнений и высыханий в свойствах органических материалов наблюдаются остаточные и … изменения.

69

25 После наплавки крановых колёс и катков порошковой проволокой … можно не проводить.

Тема 2. Общие понятия и показатели надёжности

1 Комплексные показатели надёжности:

2 Срок сохраняемости объекта, входящий составной частью в срок службы …

3Для невосстанавливаемого объекта показателями безотказности служат:

-наработка на отказ - параметр потока отказов

-наработка до отка- - интенсивность отказов

за

4 Для восстанавливаемого объекта показателями безотказности служат:

-наработка до отка- - интенсивность отказов за

-наработка на отказ - параметр потока отказов

5 Показателями долговечности являются:

70