Файл: Смирнов С.А. Эксплуатационная надежность машин.pdf

физическое тело, обладающее комплексом нужных частных свойств, а узел или машину как систему фи­ зических тел, обладающих комплексом нужных част­ ных и общих свойств, причем общие свойства или ка­ чества обусловлены или сборкой или работой узла. В этом случае изнашивание детали или узла и ма­ шины следует рассматривать как процесс уменьше­ ния или ухудшения нужных частных или частных и общих свойств, а износ как величину уменьшения или ухудшения этих свойств, причем износ в единицу вре­ мени— удельный износ (скорость изнашивания), из­ нос за межремонтный период или срок службы — пре­ дельный износ, по достижении которого дальнейшая работа невозможна.

Выше говорилось о том, что нужные свойства мо­ гут быть различного вида. Для машин и их деталей более важными являются геометрические и механи­ ческие. Для примера рассмотрим геометрические свойства узла — многоопорного вала. Здесь качест­ венно две детали — вал и подшипник (количественно подшипников несколько), которые должны, каждая порознь, обладать определенными нужными частными свойствами. Воссоединение деталей в узел предопре­ делит необходимость некоторых общих свойств, обус­ ловленных сборкой и работой узла.

28

Частные геометрические свойства вала (рис. 2, <7):

а)

29*

Частные свойства деталей могут быть сведены в три группы: I — свойства, связанные с формой; II — размеры; III — чистота поверхностей. Геометрические свойства II и III групп регламентируются государ­

ляющие возможность сопряжения ее с контрдеталью, никаким стандартом не регламентированы. Здесь можно говорить не только о макрогеометрии детали, но и о геометрии сборки (узла) — перекосы, пересе­ каемость осей, перпендикулярность, параллельность, зазоры и т. д. Очевидна практическая необходимость в разработке системы допусков на форму деталей и сборку узлов по аналогии с системой допусков на не­ точность размеров и посадок. В настоящее время в этой области имеются лишь отдельные и разрознен­ ные, а подчас и противоречивые материалы.

При сборке валовой линии к частным свойствам деталей (вала и подшипников) добавляются общие геометрические свойства, заключающиеся в том, что оси всех подшипников должны лежать на одной пря­ мой, параллельной оси вала (соосность подшипни­ ков) , и между трущимися поверхностями должен быть определенной величины масляный зазор 5 М0НТ (мон­

30

тажный зазор). Обеспечение двух общих геометриче­ ских свойств узла показано на рис. 3, а. На рис. 3, б показано то же соединение (многоопорный вал), но узел работать не будет, так как не обеспечено одно из двух общих геометрических свойств — соосность подшипников, хотя второе из общих свойств (вели-

Еа:

а) о

YZZZ2 \zzzA

Рис. 3. Эскиз узла многоопорного вала для выявления общих геометрических свойств.

чина масляного зазора) и все частные свойства со­ единяемых деталей обеспечены.

Необходимость ремонта или замены отдельных деталей здесь будет вызываться ухудшением или уменьшением различных геометрических свойств и в первую очередь свойств, связанных с формой дета­ лей. Так, если нагрузка сбалансирована и подшип­ ники неразъемные, то при равномерном износе необ­ ходимость ремонта будет вызвана изменением одного

31

из общих геометрических, свойств— увеличением мас­

ляного зазора от монтажного (начального) до пре­ дельного. Если же нагрузка не сбалансирована и под­ шипники разъемные, то износ шеек и подшипников будет неравномерным, однако масляный зазор при разъемных подшипниках может регулироваться, и не­ обходимость ремонта в виде проточки или шлифовки шеек вала будет вызываться эллиптичностью или экс­ центричностью (биением) шеек, т. е. потерей округ­ лости или соосности шеек.

Если, например, лимитирующим свойством, при­ водящим к необходимости ремонта, является округ­ лость шеек, причем установлена предельная эллип­

ляться как 75, 50 и 25 процентов от полного.

Оценку технического состояния машин и следует производить по важнейшим группам деталей или узлам (например, для дизеля — валовая и цилиндро­ поршневая группы, газораспределительный механизм и топливная аппаратура) по линии лимитирующих свойств, уменьшение или ухудшение которых и при­ водит к необходимости ремонта.

Для отдельных деталей могут ,быть установлены частные измерители технического состояния по линии лимитирующих свойств, однако очень важно для ма­ шин и особенно автоматических линий разработать обобщенные или косвенные показатели технического состояния для важнейших узлов или групп деталей,.

32

данной технологией) лимитирующих свойствах и о предельных, когда дальнейшая работа машины или автоматической линии становится невозможной.

Время изменения лимитирующих свойств от на­ чальных до предельных и будет являться межремонт­ ным периодом или сроком службы для данной детали или узла. При проектировании машин и автомати­ ческих' линий эти сроки службы и межремонтные пе­ риоды должны обеспечиваться в тех или иных грани­ цах как гарантированные в соответствии с ремонтной схемой.

Диапазон изменения лимитирующих свойств, т. е. их изменение от начальных до предельных, для раз­ личных узлов и деталей будет определяться разными условиями, например, недостаточной прочностью или точностью, прогрессивным нарастанием износов (ра­ бота на износ), недостаточной экономичностью или маневренностью и т. п.

Повысить надежность и улучшить качество машин, установок, агрегатов, механического оборудования — значит существенно сократить огромные потери, ко­ торые наносят народному хозяйству частые и большие ремонты, а также простои, связанные с этими ремон­ тами. Потери достигли особенно больших размеров- в связи с автоматизацией производства, когда недо­ статочно надежные отдельные узлы и детали приво­ дят к неожиданным остановкам автоматических ли­ ний, участков и целых автоматизированных цехов. В некоторых случаях весь эффект автоматизации сво­ дится к .нулю.

Обеспечение нужного уровня надежности машин, установок и механического оборудования должно

34