ЛЕКЦИИ_ЭиР / Лекция 17 (3.3)

Лекция 17

ХАРАКТЕРИСТИКИ С/Х МАШИН И ВИДЫ ИХ НЕИСПРАВНОСТЕЙ.

ХАРАКТЕРИСТИКА МАШИН. Основными характеристи­ками машин являются следующие.

Наработка — продолжительность или объем работы ма­шины, измеряемые в часах, километрах, гектарах и других единицах, в том числе условных. Различают общую наработку, наработку на отказ (характеризует безотказность), межремонт­ную наработку и др.

Срок службы — календарная продолжительность экс­плуатации изделия до момента возникновения предельного со­стояния, оговоренного в технической документации, или до списания. Различают срок службы до первого капитального ре­монта, между капитальными ремонтами, до списания, средний срок службы и др.

Ресурс (технический ресурс) — наработка изделия до предельного состояния, оговоренного в технической документа­ции. Для парка машин определяют гамма-процентный ресурс, т. е. ресурс, который имеет или будет иметь обусловленное число (у процентов) машин данного типа. Обусловленный про­цент изделий у является регламентированной вероятностью числа машин с указанным техническим ресурсом. Если, напри­мер, 7 = 90%, то соответствующий ресурс (наработку до пре­дельного состояния) называют «девяностопроцентным ресур­сом».

Различают ресурс машины до первого капитального ремон­та, между капитальными ремонтами, полный технический ре­сурс, остаточный ресурс и т. д.

Показатели срока службы и ресурса машин характеризуют их долговечность.

Кроме фактических и нормативных значений срока службы и технического ресурса, применяют также понятия гарантий­ных срока службы и ресурса, т. е. таких сроков, в течение ко­торых завод-изготовитель гарантирует исправность машин и несет материальную ответственность за возникшие неисправно­сти при условии соблюдения правил эксплуатации и техниче­ского обслуживания.

Техническое состояние и технико-экономические показатели работы машины нестабильны во времени и в процессе эксплуа­тации претерпевают изменения. Эти изменения зависят от мно­гих факторов, которые действуют не изолированно, а комплекс­но, находясь в сложной зависимости один от другого. Все основ­ные факторы, снижающие технико-экономические показатели (мощность, производительность, срок службы и др.) и способст­вующие возникновению неисправности машины, обычно делят на три группы: конструктивные, технологические и эксплуатаци­онные.

Причины возникновения неисправностей могут быть следую­щими: а) нарушение технических условий надежности при про­ектировании и изготовлении машин (конструктивные и техноло­гические факторы); б) износ деталей машин; в) трудные (не предусмотренные при проектировании) условия эксплуатации; г) нарушение правил эксплуатации и технического обслужива­ния машин.

Нарушение технических условий при проектировании и особенно при изготовлении су­щественно снижает надеж­ность машин в период эксплу­атации (ее обычно называют эксплуатационной надежно­стью) .

Рисунок. 17.1. График нарастания износа (зазора) в сопряженных деталях (а) и интенсивность (скорость) изнашива­ния этих деталей (б).

Износ деталей машин. Как бы ни была надежна машина, износ ее деталей во время экс­плуатации неизбежен. При этом детали изменяют не только размеры, но и форму (например, цилиндрические детали приобретают эллипс-ность, овальность).

Износ существенно зависит от своевременности и качества технического обслуживания — от качества смазывания, со­стояния деталей, регулировки механизмов и др.

Износ (зазор) i растет с увеличением срока службы де­талей t (выполненного объема работы). В нарастании износа сопряженных деталей отмеча­ются, как правило, три харак­терных периода (рисунке 17.1). В первом периоде (участок

ь первом периоде (участок OA) износ нарастает очень быстро. Он происходит главным об­разом за счет срабатывания неровностей — приработки трущих­ся поверхностей деталей. Износ второго периода называют ес­тественным (участок АВ)у а его продолжительность — периодом нормальной эксплуатации t₅. Износ нарастает относительно равномерно, и точка В является границей наибольшего допу­стимого срока службы детали t_M

(17.1)

где t₀ — продолжительность приработки деталей; 1_и — износ, соответствующий максимально допустимому зазору в сопряжениях деталей; i_H — износ, соот­ветствующий окончанию приработки деталей; tg а — характеристика темпа (скорости) изнашивания деталей.

На темп износа в этом периоде влияют следующие факто­ры: а) условия работы — удельные давления, характер нагруз­ки, относительные скорости, температура и др.; б) свойства ма­териалов, их соотношение и изменяемость в работе; в) условия сопряжения, характер контакта и обработки материала; г) вид и свойства продуктов износа, своевременность и качество технического обслуживания; д) качество применяемых масел и топлив.

Износы третьего периода (участок ВС) называют аварий­ными. В этом периоде износы быстро нарастают. Зазоры в со­пряжениях резко увеличиваются.

Анализируя графики износа типичных деталей, можно прий­ти к следующим выводам: а) период нормальной эксплуатации будет тем больше, чем меньше износ при обкатке и меньше ин­тенсивность изнашивания во время работы сопряжения после обкатки; б) так как то закономерное изменение из­носа деталей позволяет определить срок, когда необходимо восстановить сопряжение; в) нельзя допускать износ сопряжен­ных деталей сверх определенного предела, за которым может возникнуть неисправность сопряжения.

Предельно допустимый износ. Установление предельно до­пустимого износа или других показателей состояния машины, а отсюда и срок службы деталей имеет большое значение для правильной организации технического обслуживания и ре­монта.

Под предельными значениями величин понимают предель­ные размеры изнашивающейся детали или регулировочной ве­личины (зазоры, давление, углы и т. п.), предельное ослабление крепления и т. д., т. е. максимальные и минимальные значения величин, до достижения которых сборочная единица работает нормально. Их определяют по одному из следующих признаков (критериев): техническому, качественному или экономическому или по совокупности признаков.

Технический критерий оценивает повышение ин­тенсивности изнашивания или появление отказа механизма (ма­шины).

Качественный критерий характеризует изменение качества работы с ростом износа или изменением регулировки машины. Предельное значение величины в этих случаях зави­сит от допустимого предельного отклонения качества работы от нормы. Основанием для этого критерия является также со­хранение норм техники безопасности и производственной сани­тарии.

Экономический критерий применяет, когда изме­нение износа заметно ухудшает экономические показатели ра­боты машины.

Общий метод нахождения предельных значений величин сводится к следующему: предварительно машина проходит не­обходимую обкатку и создаются ( или имитируются) нормаль­ные условия эксплуатации. Величине, изменяющейся вследствие износа или разрегулировки, придают различные значения. В функции этих значений находят количественные характери­стики интенсивности изнашивания деталей или изменения дей­ствия сборочной единицы, качества работы, производительно­сти, суммарных затрат. При этом подразумевается, что харак терные точки полученных кривых (перегиба, близкие к обрыву кривой пересечения с предельной ординатой, точки максимума или минимума) соответствуют предельным значениям величин.

Так как деталь (или сопряжение деталей) в различных ме­стах может изнашиваться по-разному, в качестве объекта из­мерения нужно принимать величину, при измерении которой наиболее резко меняется экономичность или качество работы (часто эта величина — размер, изменяющийся с наибольшей скоростью).

Во многих случаях при нахождении предельного значения величины по техническому критерию используют допустимые напряжения и пределы прочности. Для нахождения предель­ных значений износа по критерию качества исходят из допус­ков технологических параметров, которые устанавливают с учетом агротехнических требований. Качество полевых работ оценивают по средним значениям величин и по допустимым от­клонениям от них.

При определении предельных значений величин по макси­муму производительности и минимуму затрат предусматрива­ется сохранение качества выполняемых работ в заданных пре­делах. Окончательно предельное значение износа принимают по минимуму (или максимуму), установленному по всем трем критериям, или по их компромиссному (комплексному) значе­нию.

Наиболее общим является комплексный технико-экономиче­ский критерий, обусловленный вероятностью безотказной ра­боты и затратами на техническое обслуживание (поддержание в работоспособном состоянии) детали, сборочной единицы при обязательном сохранении в пределах допуска качественных и экономических показателей работы.

ТРУДНЫЕ УСЛОВИЯ И НАРУШЕНИЕ ПРАВИЛ ЭКСПЛУАТАЦИИ. Для работы машинно-тракторного агрегата наиболее характерными условиями, влияющими на скорость изнашивания деталей ма­шин и возникновение неисправности, являются запыленность температура окружающего воздуха, влажность почвы, состоя­ние дорог и полей, качество применяемых топлив и смазочных материалов, режим работы агрегата при выполнении техноло­гического процесса и др.

Обычно из-за трудных условий работы неисправности ма­шин возникают быстрее внезапно.

Срок службы машин, агрегата в значительной мере зави­сит от культуры технической и производственной эксплуатации. Нарушение правил эксплуатации выражается в том, что агре­гат часто работает с перегрузкой или недогрузкой, а также в том, что его техническое обслуживание проводят несвоевремен­но, не полностью и недоброкачественно. Несоблюдение правил пуска двигателя, трогания трактора с места, выбора скорости движения, подбора машин в агрегате, теплового режима, эле­ментарных правил заправки трактора топливом и маслом, пренебрежение особенностями эксплуатации машин в холодное время, несвоевременное и небрежное устранение мелких непо­ладок, эксплуатация необкатанного, непроверенного, а иногда и неисправного трактора, плохое качество ремонта, нарушение правил хранения — причины возникновения неисправностей.