Динаміка зміни якості машини

Основні фактори, що спричинюють несправності.

У процесі експлуатації відбувається безперервна зміна експлуатаційних властивостей машини та її складальних одиниць.

Основними факторами, що спричинюють появу не­справностей і відмови машин та їх складальних одиниць є: спрацювання поверхонь деталей; механічні пошко­дження; руйнування матеріалу внаслідок утомленості; механічні і хіміко - теплові деформації та інші.

Спрацьовування — процес руйнування і відділення матеріалу з поверхні деталіі (або) накопичення залишкової деформації при тер­ті, якийпроявляється у поступовій зміні розмірів, форми, властивостей матеріалу спряжених деталей. При спра­цьовуванні змінюються розміри, геометрична форма деталі (наприклад, виникають конусність, овальність ши­йок вала), шорсткість, на поверхнях можуть з'явитися риски, задирн; під дією тертя і динамічних процесів ущі­льнюється поверхневий шар металу (наклепування), ут­ворюються внутрішнінапруження, що призводить до розтріскування поверхні (мікротріщин) тощо.

Існують три групи спрацьовування:

1. механічне, корозійно-механічне і електроерозійне.

Механічне спрацьовування є таких видів:

ü Абразивне спрацьовування — це процес зішкрібання
з поверхнідеталей найдрібніших часток металу«абразивними » часточками (наприклад, продуктами забруднення масла)або при безпосередньому контакті з абразивним середовищем(робочі органи сільськогосподарсь­кої деталі ходової частини гусеничного трактора

(гідроабразивнє і газоабразипне), ерозійне і від втомле­ності.

· Гідроабразивне) спрацьовування — результат дії твердих часток, які переміщаються в потоці рідини Гідроабразивне спрацьовування характер­не длядеталей дизельної паливноїапаратури, гідро­систем

· Газоабразивне спрацьовування — результат дії твердих часток, які переміщаються в потоці газу. Газоабразивне для деталей повітрооч

ü Ерозійне спрацьовування — механічне спрацьовуван­ня в результаті дії потоку рідини або газу.

· Гідроерозійне характерне для деталей водяної системи,

· Газоерозійне — для системи вентиляції тощо.

ü Спрацьовування від втомленості — руйнування мета­лу внаслідок великої повторюваності дії знакозмінних динамічнихнавантажень (шатуни, колінчасті вали, ре­сори, поршневі пальці, зубні шестерень та їн.).

ü Спрацьовування при заїданні - результат схоплення і глибинного виривання матеріалу (важко навантажені деталі — кулачки, шестерні), на поверхні утворюються канавки-лунки («піттінг», або віспа).

ü Спрацьовування при фреттингу («фреттинг-процес») відбувається тоді, коли деталі працюють в умовах склад­ного виду деформації (динамічне навантаження, переко чування і невеликі коливання). Це - кільця, шарики і роликипідшипників.

2. Корозійно-механічне спрацьовування. Найбільш характерним видом його є окислювальне спрацьовування. На поверхнях деталей, що контактують, внаслідок ди­фузії в зону тертя кисню утворюється оксидна плівка, яка руйнується і виступає в ролі «мікроабразиву», що інтенсифікує спрацьовування.

3. Електроерозійне спрацьовування має місце при дії розрядівелектричного струму (затискачі електроприла­дів, пластини акумуляторів тощо).

Однак механізм спрацьовування носить, як правило, складний, комплексний характер, включає одночасно кілька процесів, один з яких переважає і спричинює най­більше спрацювання.

Допустимі іграничні спрацювання. Допустимим на­вівають спрацювання деталі, при якому спряження або деталь зберігає роботоздатність, тобто задовільно вико­пує робочий процес. Граничним називають спрацювання, за якого подальша експлуатація неприпустима за техніко-економічними показниками або небезпечна. Напри­клад, при понаднормативному (більшому, ніж граничне) спрацюванні шийок колінчастого вала порушується кон­структивна міцність, спрацьовується поверхневий загар­тований (або цементований) шар металу; при гранично­му спрацюванні плунжерної пари вона не забезпечує не­обхідного тиску нагнітання палива та ін.

 

4 Методи визначення спрацювання деталей.

Прямі методи:

Лінійне спрацювання визначають методом мікрометричного ви­мірюванняштангенциркулем, мікрометром, індикаторним приладом (з потрібною точністю); для визначення дуже малих спрацювань (плунжерів, золотників) застосовують профілографи.

Вагове спрацювання визначають зважуванням деталі до і після досліду.

Метод «штучних баз» полягає в тому, що на тертьовій поверхні за допомогою спеціального інструмента виріза­ють канавку із заздалегідь заданими геометричними роз­мірами і профілем. За зміною глибини і профілю канав­ки визначають лінійне спрацювання.

Непрямі (діагностичні) методи — хімічний аналіз відпрацьованого масла та визначення кількості радіоактивних ізотопів.

Метод радіоактивних ізотопів ґрунтується на визна­ченні кількості радіоактивної речовини в маслі спеціальним лічильником. Зміна кількості цієї речовини в картерному маслі свідчить про наростання спрацювання. Радіо­активну речовину (ізотопи вольфраму, кобальту тощо) вводять у деталі при відливанні, гальванічному нарощу­ванні, дифузійному способі. Перевага цього способу в тому, що для визначення спрацювання немає потреби розбирати машину, але кількість «заліза» в маслі дає сумарне спрацювання всіх спряжених деталей, а не кож­ної окремо.

Несправності і пошкодження деталей.

Тріщини є на­слідком трьох процесів: втомленості матеріалу (деталі, які працюють в умовах знакозмінних динамічних наван­тажень,— колінчасті вали, шатуни); ударів і великих статичних навантажень (рами); тепла і внутрішніх на­пружені, (блоки, головки циліндрів).

Пробоїни мають, як правило, аварійний характер. Во­ни є результатом дії значних ударних навантажень на поверхню тонкостінних деталей — радіаторів, кабін, баків

Риска на робочих поверхнях (посадочних місцях валівпід сальники, підшипники та ін,) утворюються при абразивній дії часточками, що забруднюють масло, па­ливо, гальмову рідину і т. д.

Викришування і обломи результат дії великих удар­них навантажень і втомленості металу — притаманні ча­вунним деталям, шестерням, кулачкам тощо.

Руйнування деталей внаслідок втомленості відбува­ється так: у місцях концентрації напружень (галтелі, ка­навки, проточки та ін.) виникають мікротріщини, які під дією зовнішніх сил (навантаження па спряження) роз­виваються в глибину до макроскопічних розмірів, що по­слаблює переріз і призводить до облому (руйнування) деталі.

Вигин деталей (валів, осей, рам, деталей робочих ор­ганів сільськогосподарських машин) - результат дина­мічних і концентрованих статичних навантажень, залиш­кових (теплових, внутрішніх) напружень.

Скрученість деталей виникає під дією крутного мо­менту, який перебільшує границю текучості матеріалу.

Зміна властивостей матеріалу деталей з часом - втрата пружності пружин, ресор; старіння манжет, саль­ників; поява внутрішніх напружень у зварних швах тощо.

Жолоблення деталей (головки циліндрів, ведені дис­ки зчеплень) відбувається в результаті нерівномірного нагрівання й охолодження, що призводить до виникнен­ня великих внутрішніх напружень.

Корозія — іржавіння деталей з чорних металів. Ат­мосферна корозія відбувається внаслідок дифузії кисню повітря в кристалічну решітку металу з утворенням ок­сидів. Електрохімічна корозія протікає на стику двох різних за електричним потенціа­лом металів. Метал з більшим електродним потенціалом виступає як анод, інший - катод. У результаті слабкої електрохімічної реакції кородує анод.

Специфічні відкладання: нагар (клапани, днища порш­нів); накип (сорочка охолодження); масляно - смолисті речовини (фільтри, картери, циліндри). Під час ремонту ці забруднення треба ретельно очистити.