Критерии работоспособности и изнашивания деталей машин.

Основным критерием качества машин является н а д е ж н о с т ь – способность выполнять заданные функции, сохраняя во времени значения установленных эксплуатационных показателей в заданных пределах, соответствующих заданным режимам и условиям использования, технического обслуживания, ремонтов, хранения и транспортирования.

Надежность – комплексное свойство, которое может включать безотказность, долговечность, ремонтопригодность, сохраняемость. Безотказность и долговечность машины, прежде всего связаны с ее работоспособностью, т.е. способностью выполнять заданные функции, сохраняя значение заданных параметров в пределах, установленных нормативно-технической документацией. Нарушение работоспособности машины называется о т к а з о м.

Основными критериями работоспособности машин являются п р о ч- н о с т ь, ж е с т к о с т ь и и з н о с о с т о й к о с т ь, а в некоторых случаях т е п л о с т о й к о с т ь и в и б р о у с т о й ч и в о с т ь.

Понятия прочности и жесткости известны из сопротивления материалов.

П р о ч н о с т ь ю называется способность материала детали в определенных условиях и пределах воспринимать нагрузки не разрушаясь и без значительных остаточных деформаций. Основными критериями прочности материала являются предел текучести, предел прочности и предел выносливости.

Наиболее распространенным методом оценки прочности деталей машин является расчет по допускаемым напряжениям по условиям прочности

s_max£[s]

t_max£[t]

 

Второй метод расчета деталей машин на прочность – сравнение коэффициента запаса прочности S с допускаемым по условию S³ [S].

Выбор допускаемого коэффициента запаса прочности является очень ответственной задачей, так как завышение [S] ведет к чрезмерному увеличению массы и габаритов конструкции, увеличивает ее стоимость, а занижение [S] делает конструкцию недостаточно надежной.

Ж е с т к о с т ь ю называется способность материала деталей сопротивляться изменению формы и размеров при нагружении. Жесткость соответствующих деталей обеспечивает требуемую точность машины, нормальную работу ее узлов. Так, например, нормальная работа зубчатых колес и подшипников возможна лишь при достаточной жесткости валов.

И з н а ш и в а н и е м называется процесс разрушения и отделения материала с поверхности твердого тела и накопления его остаточной деформации при трении, проявляющийся в постепенном изменении размеров и формы тела. Результат изнашивания называют и з н о с о м. Свойство материала оказывать сопротивление изнашиванию в определенных условиях трения называется и з н о с о с т о й к о с т ь ю. Установлено, что 85–90% машин выходит из строя в результате изнашивания и лишь 10–15% в результате поломок, поэтому одним из важнейших условий прогресса является изыскание путей снижения трения и изнашивания деталей машин.

К о н т а к т н ы е н а п р я ж е н и я. Контактными называют напряжения и деформации, возникающие при взаимном нажатии двух соприкасающихся тел криволинейной формы. Вследствие деформации в местах соприкосновения элементов конструкций передача давлений происходит по весьма малым площадкам. Решение вопроса о контактных напряжениях и деформациях впервые дано в работах немецкого физика Г. Герца в 1881–1882 г.

Работоспособность деталей машин, находящихся под действием контактных напряжений, определяется сопротивлением усталости рабочих поверхностей этих деталей.

Расчет на контактную выносливость рабочих поверхностей деталей ведется по допускаемым контактным напряжениям.

Т е п л о с т о й к о с т ь ю называется способность конструкции работать в пределах заданных температур в течение заданного времени. Для обеспечения нормального температурного режима проводят тепловые расчеты конструкций.

В и б р о у с т о й ч и в о с т ь ю называется способность конструкции работать в заданном диапазоне режимов без недопустимых колебаний. В связи с повышением скоростей машин расчеты на виброустойчивость становятся все более актуальными.

 

 

Лекция 8