Лекція 6. Причини відмов механічних систем План
Основні положення.
Порядок встановлення причин відмов.
Вплив різних видів енергій на роботоздатність машин.
Вплив різних видів процесів на роботоздатність машин.
Класифікація відмов.
Література [2, 4, 6, 7]
Основні положення
Причина відмови – це явище, процеси, події і стани, що обумовлюють виникнення відмови об’єкта.
Дослідження причин відмови неможливе без залучення фізичної теорії надійності та ряду інженерних дисциплін. Наприклад, до явищ, що призводять до відмови окремих деталей, можна віднести: пластичну деформацію, радіаційне опромінення, зміну міцності поверхонь і т.ін.
В свою чергу, окремі явища призводять до появи процесів і подій, які викликають відмови. До таких процесів можна віднести: спрацювання, ріст тріщин, корозію, старіння матеріалів і т.ін.
Подіями, що спричиняють відмови, являються: поява перевантажень, попадання абразивних часток до мастила, схоплювання спряжених поверхонь, порушення режимів та правил експлуатації і.ін.
Станами, котрі являються причинами відмов, можуть бути: відсутність захисту від попадання пилу і вологи, наявність залишкових напружень чи концентраторів напружень, макротріщини, мікротріщини, дефекти складання і т.ін.
Порядок встановлення причин відмов
Порядок встановлення причин відмов наступний: встановлення факту відмови, зовнішніх проявів відмови, виду відмови, технічної сутності відмови і причин відмови.
Факт відмови визначають на основі критеріїв відмови, що встановлюються у нормативно-технічній документації. Зовнішній прояв відмови встановлюють органолептичними методами без використання діагностичних засобів. До них відносяться, наприклад, шум у коробці передач, просочування мастила, поява диму і запаху горілого і т.ін.
Вид відмови встановлюють після виконання діагностичних процедур. До видів відмов відносяться, наприклад, спрацювання зубців шестерень, руйнування підшипника, послаблення пружини фіксатора, деформація вала, кавітація трубопровода і т.ін.
Технічна сутність характеризує фізико-технічні фактори, що призводять до даної відмови. Наприклад, технічною сутністю такої відмови, як граничне спрацювання зубців шестерень, являється перекошування шестерень, відсутність припрацювання, попадання сторонньої частки у зачеплення; для граничного спрацювання шліцьових з’єднань – недостатня змащуваність, непаралельність осей шліцьових валів, неспіввісність посадочних місць підшипників шліцьового з’єднання.
Згідно з наведеним вище означенням, причинами відмов, наприклад, причинами недостатнього змащування шліцьового з’єднання, можуть бути: недотримання правил затягування болтів кріплення кришок і корпусів коробки передач, зріз різьби болта кріплення кришок чи корпусів при ремонті, недотримання технології виготовлення прокладки, низька якість гуми, сальника, недотримання правил заправки мастилом.
Вплив різних видів енергій на роботоздатність машин
На роботоздатність машини впливають усі види енергій: механічна, теплова, електромагнітна, хімічна та інші, що діють на окремі складальні одиниці й деталі у вигляді статичних і динамічних навантажень і, взаємодіючи з середовищем, передаються по всіх ланках машини в цілому.
Сили, що виникають у машині, визначаються характером робочого процесу, інерцією частин, які переміщуються, а також тертям у кінематичних парах. Ці сили є випадковими функціями часу, а тому зміна технічного стану машини і, як наслідок, роботоздатності, має також випадковий характер, бо природа виникнення шкідливого впливу пов'язана, як правило, зі складними фізичними явищами.
Різні види енергій, діючи на машину, спричиняють в її вузлах і деталях процеси, які змінюють початкові параметри машини, що, в свою чергу, може призвести до відмови (рис. 6).
Рис. 6. Схема зміни технічного стану машини
Механічна енергія в машині може виникнути як результат перерозподілу внутрішніх залишкових напружень, які є наслідком затрат енергії при виготовленні окремих деталей, і які збереглися в них у потенціальній формі.
Теплова енергія діє на машину та її частини у взаємодії власної теплової енергії (за рахунок роботи двигуна та зчленувань, що функціонують в умовах тертя) з температурою навколишнього середовища і пов'язана переважно зі зміною властивостей палива, мастил, робочих рідин і режимом роботи.
Електромагнітна енергія у вигляді радіохвиль (електромагнітних коливань) пронизує весь простір навколо машини і може негативно впливати на роботу електронної апаратури.
Хімічна енергія також впливає на роботу машини внаслідок взаємодії машини із середовищем і шкідливими компонентами палива, мастил і робочих рідин.