- •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
8.3. Нанесение покрытий на поверхности деталей машин.
Нанесение различного вида покрытий на поверхности деталей машин в настоящее время является широко применяемым способом в машиностроении. Покрытия имеют следующие основные цели.
Повысить служебные свойства машин (износостойкость, усталостную прочность и т. д.).
Повысить сопротивляемость внешним воздействиям (коррозионную стойкость, сопротивляемость тепловым воздействиям и т.д.).
Придать изделию хороший декоративный вид.
Во многих случаях нанесение покрытий имеет двоякие цели для улучшения коррозионной стойкости и декоративного вида или, например, износостойкости и коррозионной стойкости.
1 Наплавка и напыление материала на рабочие поверхности деталей
Чтобы повысить служебные свойства деталей, на их рабочие поверхности наносится слой материала с высокими эксплуатационными свойствами. До недавнего времени этот метод имел широчайшее распространение в ремонтном деле для восстановления изношенных, деталей.
В настоящее время в связи с новыми тенденциями в эксплуатации машин до первого капитального ремонта и в связи с этим создания так называемых машин с «равнопрочными» узлами, эти методы начинают широко внедряться в машиностроение.
Повышение общего ресурса машины достигается резким увеличением ресурса ее наиболее слабых быстроизнашивающихся узлов. Этой цели и служат различные способы упрочнения и покрытий.
2. Нанесение защитно-декоративных покрытий
Поверхности изделий как рабочие, так и нерабочие, соприкасающиеся с агрессивной средой или атмосферной, должны быть защищены антикоррозионными покрытиями.
Нередко подобные покрытия преследуют и эстетические цели: создать для человека, использующего это изделие, ощущение комфорта, удобства в работе и т. д.
Существуют следующие методы нанесения покрытий на поверхности деталей машин: гальванические, химические, электрофизические, механико-пневматические, ионная имплантация и т.д.
Гальваническое хромовое покрытие обладает хорошим антикоррозийным свойством, имеет после полирования хороший декоративный вид и повышает износостойкость тех поверхностей, на которые оно наносится.
Основные виды металлических покрытий и область их применения.
Таблица 8.1
|
Способ нанесения покрытий |
Толщина покрытия в мкм |
Область применения |
|
Цинкование |
7—12 в легких условиях, 13—20 в средних условиях, 25—30 в тяжелых условиях. |
Для защиты от коррозии изделий, работающих во влажной атмосфере, главным образом деталей из стали и чугуна; детали машин, стальные листы, детали ширпотреба, работающие на открытом воздухе, для повышения защитных свойств подвергают фосфатированию. |
|
Кадмирование |
7—10 в легких условиях, 10—15 в средних условиях, 20—50 в тяжелых условиях, 35—45 в специальных условиях. |
Для защиты от коррозии конструкций, работающих в контакте с морской водой; защита от коррозии пружин, резьбовых и крепежных деталей, работающих в легких условиях. |
|
Меднение |
5—35 |
Медное покрытие не может служить защитой от коррозии для железа, поэтому применяется как подслой никелевого и хромового покрытий. |
|
Свинцевание |
75—100 в средних условиях, 100—200 и даже 400 в тяжелых условиях. |
Защита от коррозии металлических конструкций, работающих в условиях контакта с серной кислотой, растворами солей серной кислоты и сернистыми газами. Свинцеванию подвергаются изделия из стали, чугуна, меди, медных сплавов, алюминия и его сплавов. Для надежности защиты не должно быть пор. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Способ нанесения покрытий |
Толщина покрытия в мкм |
Область применения |
|
Никелирование |
Никель без подслоя; 12 в легких условиях, 24 в средних условиях, 36 в тяжелых условиях. |
Для защиты от коррозии и для получения декоративной поверхности; как подслой при хромировании; никелем покрываются также детали приборов, аппаратов, автомобилей. |
|
Хромирование |
Многослойное: 15 в легких условиях, 30 в средних условиях, 45 в тяжелых условиях. |
Хромовое покрытие стойко против действий влажной атмосферы, азотной и щелочной кислот, большинства газов и органических кислот; горячая концентрированная серная кислота и галоидные кислоты растворяют хром; хромовое покрытие хорошо выдерживает равномерно распределенную нагрузку, но разрушается при сосредоточенном ударе. |
|
Лужение |
3—5 консервная тара, 20—25 пищевые котлы и посуда, I—2 контакты приборов. |
Лужению подвергаются детали из железа и стали, чугуна, меди, латуни; широко применяется в пищевой промышленности, для покрытия контактов приборов; для защиты медных кабелей от серы, находящейся в резине для защиты деталей специальной аппаратуры. Защитные свойства покрытия на стали, железе, чугуне надежны только при отсутствии пор; беспористость достигается увеличением толщины покрытия. |
|
Латунирование |
3-5 |
Латунные покрытия хорошо сцепляются с различными покрытиями, обладают хорошей сцепляемостыо с каучуком; применяются как подслой при серебрении, никелировании, лужении и других покрытиях. |