42Виды ремонтных работ
Для восстановления работоспособности и создания условий для замедления процессов старения применяются разнообразные виды ремонта и ТО, классификациякоторых приведена на рис. 168. Основу любой системы ремонтасоставляют периодические плановые ремонты, которые производятся через равные, заранее назначаемые промежутки времени.Такую систему часто называют планово-предупредительнымремонтом (ППР). Текущие плановые ремонты неодинаковы посодержанию. Их обычно подразделяют на малые (текущие) исредние (станки и технологическое оборудование); ТО и среднийремонт (автомобили); регламентные работы, профилактическийи средний ремонты (самолеты) и др.
Последним основным ремонтом в цикле является капитальный ремонт, при котором ставится задача полного восстановления работоспособности машины. Часто капитальный ремонт совмещается с модернизацией машины, когда повышаются или изменяются ее технические характеристики.Время до капитального ремонта машины, выраженное обычнов отработанных часах, называется длительностью ремонтногоцикла Тк, а время между двумя последовательно проведеннымиремонтами Т0 — межремонтным периодом (ГОСТ 18322—73).Число периодических ремонтов kв каждом цикле равно
Ресурс машины до капитального или текущего ремонтов определяется требованиями к ееосновным параметрам и объемом ремонтных работ,одной из характеристик которого являются относительныеремонтные потериz. Выбор оптимальной длительности межремонтного периода и соответственно ремонтного цикла является одной изосновных задач при построениирациональной системы ремонта.В промежутках между периодическими ремонтами осуществляется межремонтное обслуживание машины, основная целькоторого заключается в предупреждении отказов и ликвидации последствий недопустимых отказов. Межремонтное обслуживание включает периодические заранее планируемые осмотры машины, при которых производятся профилактическиемероприятия (смазка, регулировка, очистка машины), диагностика состояния основныхузлов и нетрудоемкий ремонт.Кроме того, поскольку существует вероятность отказа отдельных элементов и узлов машины,производится межремонтноеобслуживание по потребности.Такой вид межремонтного обслуживания необходим при заранее предусмотренном методеэксплуатации машины до первого отказа, привозникновении недопустимыхотказов, при аварийных ремонтах или при отказах, которыевозникнут раньше, чем наступит текущий периодический ремонт.Таким образом, системой ремонта предусматривается такойкомплекс ремонтных мероприятий, который должен обеспечить под- держание и восстановление работоспособности машины. Задача заключается в рациональном распределении объемов ремонтных работ и назначении их периодичности таким образом, чтобы обеспечить требования надежности с минимальными затратами времени и средств на ремонт машины.
43. Законы старения.Основное значение для оценки потери изделием работоспособности имеет изучение законов старения, которые раскрывают физическую сущность необратимых изменений, происходящих в материалах изделия. Хотя законы старения всегда связаны с фактором времени, в некоторых из них время непосредственно не фигурирует, так как в полученных зависимостях отыскивается связь с другими факторами (например, энергией), которые, в свою очередь, проявляются во времени.
Многие временные закономерности физико-химических процессов могут быть получены на основе рассмотрения кинетики термоактивационных процессов. Изменение свойств твердых тел происходит в результате перемещений и перегруппировок элементарных частиц (атомов, молекул, электронов, протонов и др.), изменения их положения в кристаллической решетке.
Это относится к той небольшой части элементарных частиц, энергия которых превосходит некоторый уровень, который называется энергией активации Еа. Скорость данного процесса тем больше, чем большее число частиц обладает энергией выше, чем энергия активации.
Законы статической физики определяют вероятность распределения частиц по скорости и вероятность данного положения частицы в пространстве, что позволяет оценить долю частиц, обладающих энергией Е, превышающей энергию активации Ел (например, распределение Максвелла—Больцмана для молекул и атомов).
Если учесть, что обычно имеет место экспоненциальная зависимость доли частиц с энергией Е> Еа от значения Еа и температуры 0, то скорость v многих физико-химических процессов может быть выражена зависимостью γ=с∙exp(-Еа/KѲ) где с — постоянный коэффициент, зависящий от механизма процесса и К — постоянная Больцмана (КѲ — имеет размерность энергии).
Как видно из формулы, скорость процесса постоянна для заданных условий и резко возрастает с повышением температуры, так как при этом увеличивается доля частиц, обладающих высокой энергией.
Для определения скорости химических реакций необходимо оценить изменение количества или концентрации реагирующих веществ в единицу времени. Протекание химических реакций происходит при столкновении молекул или атомов, когда разрушаются старые и образуются новые химические связи.
Кинетические уравнения реакций позволяют определить скорость их протекания. Так, для простейшей реакции разложения сходного вещества А на продукты В и D, т. е. А —> В +D, можносчитать, что скорость реакции γР пропорциональна концентрации исходного вещества:
γР= dz/dt=к (а -z),
где к — константа (удельная скорость) реакции; а — начальная концентрация реагирующего вещества; z—концентрация образующихся продуктов реакции.
В результате получим дифференциальное уравнениеdz/dt+kz=kaрешение которого будетz= a(1-e-kt)
Таким образом, концентрация образующихся продуктов z, которая при процессах старения может оценивать степень повреждения элемента (U = z), изменяется по экспоненциальному закону, и приt→∞z→ а. Вначале процесс идет более интенсивно, а затем из-за уменьшения количества исходного вещества замедляется.
Для процессов старения, при которых изменение исходного вещества незначительно и может не учитываться, основную роль играет начальный участок этой зависимости, который может быть аппроксимирован прямой, т. е. принимается γp = const.
Законы старения являются основным объектом рассмотрения в «физике отказов».