- •Работоспособность и надёжность изделий
- •Блок схема возникновения отказа направляющих станка
- •Безотказность изделия
- •Показатели для оценки безотказности изделия.
- •4. Долговечность изделия
- •Показатели для оценки долговечности изделия
- •5. Показатели для оценки безотказности работы
- •6. Законы распределения сроков службы до отказа
- •7.Экономические показатели надёжности
- •8. Классификация машин по надежности.
- •9. Выбор закона распределения
- •10.Источники и причины изменения начальных параметров машины.
- •11. Характеристики рассеивания результатов расчётов
- •12 Процессы, снижающие работоспособность изделия
- •13 Определение вероятности безотказной работы системы последовательно соединённых элементов.
- •14) Классификация процессов, действующих на машину по скорости их протекания
- •15) Определение вероятности безотказной работы системы параллельно соединённых элементов.
- •16) Допустимые и недопустимые виды повреждений
- •17 Параметрическая надежность.
- •18. Общая схема формирования отказа.
- •19. Постепенные и внезапные отказы.
- •20. Вероятность возникновения внезапного отказа.
- •21.Отказы функционирования и параметрические отказы
- •23. Фактические и потенциальные отказы
- •24. Область применения экспоненциального закона
- •25. Допустимые и недопустимые отказы.
- •26. Одновременное проявление внезапных и постепенных отказов
- •27. Допустимая вероятность безотказной работы, как мера для оценки последствий отказа
- •28.Случайный поток отказов
- •29. Система управления качеством в Республике Беларусь
- •Блок схема возникновения отказа направляющих станка
- •31) Дефектоскопия. Разрушающие методы контроля
- •32Блок-схема возникновения отказа шейки коленчатого вала автомобильного двигателя.
- •33. Дефектоскопия. Неразрушающие методы контроля.
- •34. Блок-схема возникновения отказа рессоры автомобиля.
- •35. Периоды эксплуатации автомобилей.
- •3 Энергия, действующая на колесо. 6. Блок-схема возникновения отказа автомобильного колеса.
- •37. Изменение свойств и состояния материалов как причина потери изделием работоспособности.
- •38. Причины отказа изделия раньше установленного ресурса.
- •40 Ремонт и техническое обслуживание – необходимые этапы эксплуатации автомобиля
- •41Законы состояния
- •42Виды ремонтных работ
- •44 Методика определения оптимального межремонтного периода.
- •45. Область существования процесса старения.
- •46. Ремонтопригодность автомобилей
- •47.Значение явлений в поверхностных слоях при разрушении и старении материалов
- •48. Факторы, определяющие ремонтопригодность автомобилей.
- •49 Геометрические параметры поверхностного слоя
- •50Диагностические признаки
- •51. Напряженное состояние поверхностного слоя.
- •52.Задачи технической диагностики.
- •54Сущность технической диагностики
51. Напряженное состояние поверхностного слоя.
Напряженное состояние поверхностного слоя имеет свою специфику не только вследствие изгиба и кручения, а максимальные напряжения, определяющие прочность детали, возникают у поверхности, но и из-за влияния следующих факторов.
1) при контакте поверхностей возникают местные напряжения, которые при начальном касании по линии или в точке определяются формулами Герца, а при касании по поверхности аналогичные явления возникают при контакте микронеровностей. Часто при моделировании контакта двух шероховатых поверхностей их представляют в виде набора полусфер, конусов или цилиндрических поверхностей с тем, чтобы для подсчета напряжений и деформаций использовать соответствующие зависимости Герца—Беляева при упругом взаимодействии или учесть также и пластическую деформацию.
2) у поверхности детали возникают местные концентрации напряжений, связанные с резкими изменениями формы поверхности. Концентраторами напряжений могут быть не только конструктивные элементы (галтели, отверстия, канавки), но и микрориски, трещины, впадины микронеровностей. Концентрация напряжений часто является причиной зарождения процессов усталостного разрушения.
3) специфической особенностью поверхностного слоя является возникновение внутренних остаточных напряжений.
В нутренние напряжения, возникающие в процессе нагрева и охлаждения детали, образуют равновесную систему и могут проявляться в виде макронапряжений, охватывающих крупные объемы детали (напряжения I рода), микронапряжений в пределах одного или нескольких кристаллических зерен (напряжения II рода) и субмикроскопических напряжений, действующих между элементами кристаллической решетки (напряжения III рода).
Различают литейные, сварочные, закалочные, шлифовочные и другие остаточные напряжения.
Остаточные напряжения, которые сохраняются в детали длительное время, алгебраически складываясь gрабочими (внешними) напряжениями, могут их усиливать или ослаблять.
Особенно опасны растягивающие напряжения, которые приводят к понижению усталостной прочности и износостойкости (для некоторых видов изнашивания).
Остаточные напряжения, возникающие в поверхностных слоях при механической обработке, могут относиться к напряжениям как I, так и II рода.
52.Задачи технической диагностики.
Широкий диапазон условий и режимов эксплуатации, а также вариация начальных показателей качества машины приводят к значительной дисперсии в скоростях потери ею работоспособности и соответственно во времени достижения машиной предельного состояния. Поэтому весьма важно иметь методы и средства для оценки технического состояния машины — определение степени ее удаленности от предельного состояния, выявление причин нарушения работоспособности, установление вида и места возникновения повреждений и т. п.
Эти задачи решаются методами диагностирования, применение которых, особенно для сложных систем, позволяет получить большой экономический эффект за счет более полного использования потенциальных возможностей машины и учета конкретных свойств и условий эксплуатации. Технической диагностике посвящено большое число работ и исследований.
Система диагностирования, которая включает объект и применяемые для этой цели средства, относится по существу к системам контроля. Однако специфика технической диагностики заключается и направленности ее методов на определение состояния изделий, находящихся в эксплуатации с выявлением необходимости в восстановлении утраченной работоспособности. Кроме того, как указывает проф. П. П. Пархоменко процесс проверки технического состояния сложного объекта есть процесс управления этим объектом, выполняемый по определенной программе.
Это накладывает отпечаток на методы и средства диагностики, которые должны быть удобны для применения в условиях эксплуатации, обеспечивать осуществление процесса в минимальное время, обладать большой точностью и достоверностью показаний, особенно при высоких требованиях к надежности изделий, применять в основном методы контроля без разборки, а в отдельных случаях и без нарушения работы механизма, быть экономически целесообразными.
Результаты диагностирования могут быть использованы для прогнозирования надежности объекта и для принятия решений о проведении ремонта или ТО. Объектом технического диагностирования может быть изделие в целом или его составные части. Однако в большинстве случаев для сложных машин контроль одного или нескольких элементов малоэффективен, так как остается неизвестным состояние остальных частей машины. Поэтому в последние годы разрабатываются системы диагностирования для оценки работоспособности всех основных элементов и машины в целом.
Для этой цели, особенно для объектов с высокими требованиями к надежности, создаются сложные автоматизированные системы диагностики, которые при помощи датчиков измеряют большое число параметров машины, обрабатывают эти показания и делают заключение о работоспособности объекта.
Так, например, для самолетов применяются системы автоматического контроля его состояния не только во время ТО (регламентных работ), но и во время полета. При этом обработка и анализ диагностической информации осуществляются непосредственно на борту с выдачей необходимых указаний или команд экипажу производится контроль порядка 800 элементов и устройств, информация о состоянии которых поступает в центральное контрольно-диагностическое устройство. Это устройство анализирует и сопоставляет текущие значения контролируемых параметров с допустимыми значениями и в случае обнаруженных отклонений выдает экипажу сведения о ненормально работающих узлах, агрегатах и блоках. В составе системы автоматизированного контроля имеются блоки памяти, библиотека необходимых указаний (до 10 000 шт.) и регистрирующее устройство для записи всех контролируемых параметров. Система может работать как автоматически, так и в полуавтоматическом режимах. Полуавтоматический режим позволяет бортинженеру самолета проверить работоспособность отдельных блоков или подсистем.
Автоматизированные диагностические системы существенно облегчают эксплуатацию машин, способствуют повышению безопасности их работы благодаря своевременному обнаружению возникающих повреждений и принятию необходимых мер по предотвращению опасных последствий.
Машина должна быть приспособлена для нужд диагностики — иметь встроенные приборы, оценивающие параметры машины (давление в гидросистеме, КПД, затрачиваемую мощность, точность движения, скорость и т. д.), или периодически подключаться к специальному устройству, осуществляющему контроль основных параметров машины и дающему заключение о ее состоянии.
53. Строение поверхностного слоя. Рассматривая строение поверхностного слоя следует иметь в виду, что оно резко отличается от основного материала, так как несет на себе следы технологического процесса обработки, в результате которого, как правило, образуется дефектный слой с искаженной структурой. Кроме того, при эксплуатации изделия постоянно идет процесс изменения свойств поверхности из-за силовых, температурных, окислительных и других воздействий.
Так, при обработке металлов резанием возникновение в поверхностном слое новых образований происходит в результате Действия двух противоположных процессов — упрочнения (наклепа) в результате воздействия на поверхность усилий резания и разупрочнения (снятия наклепа) в результате влияния температуры резания. В разных условиях превалирует влияние то одного, то другого фактора.
При пластической деформации в поверхностном слое металла происходит сдвиг в зернах металла, искажение кристаллической решетки, изменение формы и размеров зерен, образование текстуры. Образование текстуры и сдвиги при пластической деформации повышают прочность и твердость металла. Упрочнение (наклеп) металла под действием пластической деформации согласно теории дислокаций заключается в концентрации дислокаций около линии сдвигов, а так как дислокации окружены полями упругих напряжений, то для последующих пластических деформаций (т. е. для перемещения дислокаций) необходимо значительно большее напряжение, чем в неупрочненном металле.
Наклеп приводит к уменьшению плотности металла пропорционально степени пластической деформации, что объясняется увеличением количества дислокаций и вакансий в наклепанном металле. При наклепе происходит также изменение свойств металла: повышается сопротивление деформации и твердость, понижается пластичность.Глубину наклепанного слоя можно определить по изменению микротвердости, которая в поверхностных слоях всегда выше. О степени наклепа можно судить по отношению твердости поверхностных слоев и исходного металла (рис. 16). К наклепуболее склонны вязкие и малопрочные металлы. При обработке высокопрочных металлов большая температура резания действует как разупрочняющий фактор. Средние значения толщины наклепанного слоя при точении колеблются от 0,2 до 20 мкм.
Изменения в поверхностном слое происходят не только вследствие процессов упрочнения и разупрочнения, но и из-за структурных превращений и окислительных процессов, которые могут происходить в зоне температурных влияний по глубине Н (см. рис. 16, в). Так, при шлифовании углеродистой стали в поверхностном слое могут возникать участки, обезуглероженные под действием высоких температур, может происходить образование структурно-свободного цементита-и слоев, пронизанных окислами и нитридами.
Важным фактором, влияющим на структуру поверхностного слоя, являются окислительные процессы, которые быстро развиваются в новых поверхностях, появившихся в процессе обработки. У большинства металлов на поверхностях образуются тонкие окисные пленки. Так как пленка находится в напряженном состоянии, то при ее росте возможны разрывы пленки и она приобретает пористое строение. При трении поверхностей деталей машин тонкие слои подвергаются в зоне контакта многократным воздействиям нормальных и тангенциальных напряжений, в сочетании с температурными влияниями и действием среды приобретают рельеф, характерный для данных условий эксплуатации. Поэтому следует различать принципиально неодинаковые виды рельефа поверхности—технологический и эксплуатационный .
В общем виде строение поверхностного слоя сплава состоит из следующих характерных участков (см. рис. 15, б).
Рис 15,б
1-й слой повышенной твёрдости, содержащий окисные пленки, к которым примыкает аморфный адсорбированный слой из пленок влаги, газов и загрязнений.
2-й наклепанный слой с сильно деформированной кристаллической решеткой характеризуется определенной ориентацией (текстурой) зерен, возникшей под влиянием тангенциальных сил резания или трения.
3-й наклепанный слой с искаженной кристаллической решеткой, имеет увеличенное число дислокаций и вакансий.
4-й слой — металл с исходной структурой.
Стремление получить поверхностный слой с наилучшими эксплуатационными характеристиками привело к применению различных технологических процессов финишной обработки, таких как шлифование, суперфиниш, полирование, абразивная доводка и др. При этом на строение поверхностного слоя и его геометрические и физические параметры оказывает влияние не только вид технологического процесса окончательной обработки, но и режимы обработки, обусловливающие сложные процессы формирования данного рельефа.