- •Введение.
- •Раздел №1
- •1. Краткая историческая справка. Основные понятия и определения по дисциплине «Теория надежности изделий в машиностроении».
- •1.1 Краткая историческая справка.
- •1.2 Основные понятия и определения.
- •Раздел №2
- •2. Математические основы расчета характеристик надежности и долговечности.
- •Раздел №3
- •3. Надежность технической системы
- •3.1. Надежность единичного элемента
- •3.2. Надежность элемента, работающего до первого отказа
- •3.3 Надежность технической системы
- •1. Надежность системы с независимыми элементами, работающими до первого отказа
- •1. Все элементы системы имеют основное (последовательное) соединение
- •2. Все элементы системы имеют резервное (параллельное) соединение
- •Раздел №4
- •5. Резервирование в технических системах
- •4.1. Резервирование без восстановления
- •Резервные
- •4.2. Некоторые принципиальные вопросы резервирования системы
- •4.3. Резервирование с восстановлением
- •4.4 Коэффициент готовности системы
- •Раздел №5
- •5. Основы технической диагностики
- •5.1. Основные направления технической диагностики
- •5.2. Постановка задач технической диагностики
- •5.3 Метод Байеса
- •Раздел №6
- •6. Старение технических устройств.
- •6.1 Физико-химическая механика старения технических устройств
- •6.2 Трение и износ элементов машин
- •1. Физико-механические основы процесса трения
- •2. Износ элементов и узлов машин и механизмов
- •6.3 Старение технических устройств в условиях воздействия внешней среды
- •1. Классификация внешних сред и условий.
- •2. Коррозия металлов
- •Раздел №7
- •7. Испытание элементов машин, узлов и изделий в целом на надежность и долговечность.
- •7.1 Основы статистических испытаний элементов машин на надежность
- •7.2. Обработка результатов испытаний и оценка их доброкачественности
- •7.3. Организация и планирование испытаний на надежность
- •7.4. Методы форсирования испытаний
- •Раздел №8.
- •8. Технологические способы повышения надежности и долговечности машин.
- •8.1. Упрочнение деталей машин пластическим деформированием поверхностного слоя.
- •8.1.1. Физические основы упрочнения
- •8.1.2. Дробеструйная обработка деталей машин
- •8.1.3. Упрочнение центробежно-шариковым наклепом
- •8.1.4. Упрочнение обкаткой роликами и пружинящими шариками
- •8.1.5. Упрочнение чеканкой и точением
- •8.1.6. Упрочнение наклепом деталей машин, имеющих отверстие
- •8.2. Упрочнение термическими и химико-термическими способами
- •Поверхностная закалка деталей машин
- •8.3. Нанесение покрытий на поверхности деталей машин.
- •1 Наплавка и напыление материала на рабочие поверхности деталей
- •2. Нанесение защитно-декоративных покрытий
- •Раздел №9.
- •9. Стабильность технологического и производственного процессов.
- •9.1. Оценка и управление точностью металлообрабатывающего технологического процесса.
- •9.2. Статистико-вероятностная оценка и обеспечение надежности выпускаемой продукции в различных условиях производства.
- •9.3. Организация статистического контроля и управления качеством изделий
- •9.3.1. Общие принципы организации статистического контроля
- •9.3.2. Сбор информации
- •9.3.3. Обработка статистической информации
- •9.3.4. Анализ результатов обработки
- •9.3.5. Выдача рекомендации и принятие мер по ликвидации нестабильности
- •9.4. Организация службы надежности на промышленном предприятии
6.3 Старение технических устройств в условиях воздействия внешней среды
1. Классификация внешних сред и условий.
Работу машин и их деталей нельзя рассматривать в отрыве от внешних условий, от воздействия внешней среды.
Внешняя среда вызывает разрушение поверхностных слоев деталей под воздействием химических и электрохимических процессов. Внешняя среда меняет механические свойства деталей и материалов. Некоторые изделия даже не будучи использованными по назначению стареют под воздействием времени хранения и внешней среды. К таковым следует отнести большинство разновидностей боеприпасов, некоторые измерительные устройства, электрические батареи, аккумуляторы пищевые продукты и т.д.
Под внешней средой в теории надежности следует понимать физические, химические, магнитоэлектрические, гравитационные и другие условия, сопровождающие работу или хранение элемента или технической системы. Внешние условия не являются функцией деятельности машины, а определяется исключительно окружающей элемент средой.
Внешняя среда подразделяется на следующие виды:
Безвоздушная среда — глубокий вакуум.
Атмосферная среда, которая может быть различной в зависимости от содержания влаги.
а) сухая среда,
б) средней влажности,
в) весьма влажная среда.
3. Газовая среда, имеет место при работе различной газоаппаратуры: печей газопламенной обработки, компрессоров холодильных и газовых машин и др.
4 Жидкостная среда, которую можно подразделить на:
а) нейтральную,
б) агрессивную.
5. Комбинированная среда имеет место, когда изделие циклически меняет среду, например, газовую на жидкостную, жидкостную на атмосферную и т.д.
Воздействие внешней среды усугубляется наложением на элемент или изделие температурных и электрических полей или воздействия особых факторов (например, живых микроорганизмов и т.д.).
Все это заставляет самым серьезным образом заниматься обеспечением надежности изделий в условиях внешних воздействий.
2. Коррозия металлов
Под коррозией металлов понимают разрушение, вызванное химическим или электрохимическим воздействием внешней среды. При этом образуются продукты химических взаимодействий, состав которых зависит от условий протекания процесса.
Коррозия металлов заставляет принимать меры защиты иногда весьма дорогостоящие. Для успешной борьбы с явлениями корродирования необходимо изучать сущность этих явлений.
По механизму процесса, зависящему от характера внешней среды, различают:
Коррозию химическую.
Коррозию электрохимическую.
К химической коррозии относятся:
а) Газовая коррозия, протекающая в газах и парах при невозможности конденсации влаги на поверхности металла обычно при высоких температурах (например: коррозия печной арматуры, двигателей внутреннего сгорания, лопаток паровых и газовых турбин и т. д.).
б) Коррозия в неэлектролитах — в жидкостях, не проводящих электрического тока (например, в органических жидкостях: спирте, бензине, керосине, растворителях и т.д.).
К электрохимической коррозии относится: а) атмосферная коррозия во влажном газе или воздухе; о) почвенная, коррозия в почве (например, коррозия трубопроводов, уложенных в земле);
6. Точечную коррозию (питтинг), сосредоточенную на очень малой поверхности; ее еще называют «осповидной».
4. Межкристаллитную (интеркристаллитную) коррозию, при которой разрушение сосредоточивается на границах кристаллов.
Коррозия изменяет внешний вид изделия, делает его шероховатым, изъязвленным. Особенно опасна межкристаллитная коррозия, т.к. она значительно снижает прочность детали.
Если не применять специальных защитных мер, то изделие может выйти из строя от коррозии раньше, чем наступит отказ от износа или усталости деталей.