Пути_и_средства_повышения_долговечности_оборудования

Пути_и_средства_повышения_долговечности_оборудования

Долговечность машины зависит от совокупности влияния самых разнообразных факторов, которые проявляются на всех этапах ее создания и эксплуатации, при этом долговечность отдельных деталей может существенно отличаться от долговечности машины в целом.

В процессе разработки конструкции машины, станка, агрегата закладываются фундаментальные основы долговечности и надежности отдельных узлов и деталей машины. Ошибка конструктора на этой стадии создания машины может привести к тому, что машина из-за недостаточной долговечности отдельных деталей окажется неэкономичной или вовсе неработоспособной.

При изготовлении машины большое влияние на качество и долговечность деталей оказывают различные технологические факторы. От правильности выбора метода изготовления, назначения соответствующей упрочняющей обработки металла, качества сборки, во многом зависит надежность и долговечность наиболее нагруженных сопряженных деталей, рабочих органов машины. И, наконец, в эксплуатации надежность и долговечность машины, созданной конструкторами и технологами, попадает в зависимость от индивидуальных особенностей машиниста, оператора или техника, которые в процессе эксплуатации машины могут оказать значительное влияние на срок службы ее деталей и механизмов. Таким образом, при создании машины и последующей эксплуатации используются разнообразные приемы повышения срока службы ее деталей и узлов.

Методы повышения долговечности деталей машины можно разделить на три основных группы:

Конструктивные методы повышения долговечности деталей машин включают в себя комплекс мероприятий, связанных с созданием рациональной конструкции машины. Среди них наиболее важными являются: правильный выбор конструктивного решения, от которого зависит работоспособность сопряженных деталей в эксплуатации, экономичность и эффективность агрегата, а также правильный выбор конструктором материалов и обеспечение равнопрочности деталей и узлов. Практика показывает, что неудачную конструкцию можно значительно улучшить путем правильного подбора материалов для ее деталей; но нельзя успешно эксплуатировать самую «разумную» по замыслу машину, если материал деталей и их свойства выбраны заведомо неверно. Чтобы обеспечить длительную эксплуатацию узлов машины, конструктор обязан предусмотреть простоту их обслуживания и ремонта.

Особым, перспективным направлением в совершенствовании конструкции машины является создание саморегулирующихся и самовосстанавливающихся узлов и устройств. Сущность подобных конструктивных решений заключается в том, что система или устройство автоматически подналаживается или регулируется, при этом соблюдается постоянство основных геометрических параметров сопряженного узла в процессе эксплуатации.

К технологическим методам повышения долговечности деталей машин относятся мероприятия по улучшению свойств материалов, применяемых в данной конструкции. Свойства детали начинают формироваться в процессе отливки, сварки, обработки давлением и механической обработки. При выполнении указанных операций закладываются прочностные характеристики и другие показатели долговечности будущих деталей машины. Все последующие операции изготовления детали сводятся к улучшению свойств материала заготовки. Поэтому прежде чем назначать улучшающую обработку, необходимо убедиться в правильности выбора материала и метода получения заготовки детали.

Некоторые механические характеристики стального литья, проката и поковок после нормализации могут повышаться на 50 – 100%, в зависимости от условий выплавки или обработки стали давлением. Особенно велико влияние способа получения заготовки на динамическую прочность материала. Еще более значительно можно изменить свойства деталей, применив новые методы получения заготовок и новые материалы типа металлокерамики, пластических масс или композиционных веществ.

Дальнейшее повышение долговечности деталей машин при их изготовлении осуществляется путем применения различных методов термической и химико-термической обработки. Эти виды обработки позволяют значительно повысить прочность и износостойкость деталей. Так, после обычной закалки и соответствующего отпуска прочность углеродистой стали можно повысить в 1,5 – 2 раза, легированной стали в 2 – 3 раза. В результате химико-термической обработки представляется возможным в гораздо больших масштабах, чем при термической обработке, увеличить твердость поверхностных слоев изделий до 1200 – 2200 кГ/мм 2 . Поверхностное химико-термическое упрочнение деталей машин позволяет повысить их износостойкость во много раз. Например, износостойкое борирование и хромирование увеличивают срок службы деталей, работающих в контакте с абразивной средой, в 8 – 10 раз, цементация и нитроцементация шестерен из средне-углеродистой стали повышают их износостойкость в 1,5 – 2 раза по сравнению с объемной закалкой.

Читайте также:  Костюм_огурца_из_картона

Большое распространение получили также методы нанесения износостойких материалов на поверхности трения путем наплавки, напыления плакирования. В качестве мероприятий, повышающих коррозионную стойкость деталей, широко используются методы нанесения гальванических, лакокрасочных, пластмассовых и эмалевых покрытий. Процесс нанесения защитных покрытий, как правило, является заключительным в технологическом комплексе операций по созданию деталей и узлов машины, и от качества его выполнения во многом зависит долговечность изделия.

Машина, созданная конструкторами, технологами и заводскими рабочими, сдается в эксплуатацию, в которой проявляются новые факторы долговечности и надежности. Как бы хорошо ни была сконструирована и изготовлена машина, ее эффективное использование окажется возможным только при нормальном уходе за ней и нормальном режиме работы. Практика показывает, что полный ресурс локомотивов, станков, автомобилей, сельскохозяйственных и других машин в зависимости от условий эксплуатации значительно изменяется. При неудовлетворительном уходе имеют место случаи выхода из строя новых машин в самом начале эксплуатации. Поэтому эксплуатационные методы являются составной частью комплекса мероприятий по увеличению долговечности машин.

К ним в первую очередь относятся организационные мероприятия, способствующие реализации установленных графиков планово-предупредительного ремонта, осуществление систематического контроля за износом сопряженных деталей. Большое влияние на интенсивность износа ответственных деталей машины оказывает качество ухода за машиной в эксплуатации, особенно своевременная смазка трущихся частей, предохранение их от загрязнения. И, наконец, весьма эффективным методом продления срока службы машины или станка является применение наиболее рациональных режимов эксплуатации, исключающих недозволенную перегрузку двигателя и рабочих элементов машины.

Характер и признаки износа деталей. Пути и средства повышения долговечности.

Износ – это значительная утрата механизмом первоначальных эксплуатационных качеств.

Изнашивание – это не обратимый процесс изменения размеров деталей во время эксплуатации машин возникающих в следствии трения.

Процесс изнашивания сопровождается изменением формы, размеров и состоянием рабочих поверхностей деталей.

Виды износа:

1. Механический износ.

Возникает в результате действия сил трения, скольжения одной детали по другой.

Происходит истирание поверхностного слоя металла.

Частным видом механического износа являются:

— ковитационный износ (хрупкое разрушение поверхности металла в результате местных гидравлических ударов);

— хрупкое разрушение, — возникает при действии переменных нагрузок и вызывается усталостью металла;

— пластическое деформирование – это смятие металла при взаимодействии поверхностей без относительного перемещения (шпонка).

2. Молекулярно – механический износ.

Заключается в прилипании одной поверхности к другой.

Наблюдается при значительном удельном давлении и высоких температурах, когда поверхности сближаются на столько плотно, что действуют молекулярные силы.

3. Коррозионный износ.

Возникает при непосредственном действии воды, воздуха и химических веществ.

— шум, резкие толчки, вибрация;

— изменение выполняемых функций оборудованием.

По направляющим плоскостям.

Цилиндры, гильзы, поршни.

Износ происходит в месте соприкосновения зубьев.

Постепенное нарастание износа лишь до определенного предела не влечет качественных изменений в работе механизма, и до этого он считается допустимым, после допустимого износа наступает аварийный отказ оборудования.

Предельно-допустимый износ – это величина износа, при которой дальнейшая эксплуатация этой детали недопустима.

Пути и средства повышения долговечности оборудования.

Чтобы уменьшить трение механизмов и увеличить срок службы деталей, необходимо:

1. обеспечить хорошую подачу смазки трущимся поверхностям;

2. повышать износостойкость поверхностей деталей;

3. обеспечивать требуемую шероховатость обработки рабочих поверхностей;

4. обеспечить правильность эксплуатации оборудования (использование оборудования в соответствии с техническими характеристиками, производить уборку и чистку механизмов).

Читайте также:  Схема_подключения_пожарной_кнопки

Значение режима смазывания: смазка хорошо отводит тепло; смазка уносит частицы металла обладающего образивными свойствами; предохраняет детали от коррозии; смазанные поверхности во время работы разделяются слоем смазочного материала, в результате этого мельчайшие неровности не сопрягаются между собой.

Виды износа и дефектов зубчатых передач. Ремонт и методы восстановления зубчатых передач.

Зубчатые передачи применяют с целью изменения по величине и направлению скорости и крутящих моментов движущихся частей оборудования.

Поступающие в ремонт зубчатые колеса могут иметь следующие дефекты:

1. износ зубьев по рабочему профилю;

2. один или несколько сломанных зубьев;

3. трещины в венце, ступице, спице;

4. смятие торцов зубьев.

1. Восстановление зубчатых шестерен наваркой, наплавкой.

Наплавку применяют только в том случае, когда зубья имеют только естественный износ, без признаков аварийного износа.

Поверхность детали очищают от грязи. Перед наплавкой слоем металла вдоль вершины зуба наплавляют валик (1), валик и примыкающую к нему поверхность зачищают от шлака и брызг; затем наплавляют всю остальную изношенную поверхность зуба (2); затем также очищают слой (2) от шлака и окалины, засыпают слой шихты (сталенит, флюсы) все это уплотняют, а затем также расплавляют электродом, получая слой наплавки (3) затем аналогично производят наплавку слоя (4). Величину наплавленного слоя определяют с учетом припуска в дальнейшую механическую обработку.

2. Восстановление шестерен с заменой части деталей.

Таким способом устраняют поломку отдельных зубьев, крупных колес, тихоходных передач работающих с незначительной окружной скоростью без толчков.

— установка нового зуба на винтах;

— установка нового зуба в канавку в виде ласточкиного хвоста;

— установка нового зуба при помощи сварки.

Кроме установки нового зуба аналогично производится установка секции зубьев (2-3зуба).

Основные виды дефектов и износов муфт. Способы ремонта и восстановления работоспособности муфт.

Муфты служат для соединения соостно расположенных валов.

1. Жесткие втулочные муфты.

Соединение производится при помощи втулок и штифтов.

Не допускаются отклонения соединяемых валов.

Ремонт: замена штифтов новыми; наплавка и механическая обработка отверстия втулки и валов.

2. Упругие пальцевые муфты.

Данные муфты допускают незначительное отклонение соединяемых валов от соостности, они смягчают толчки и удары.

Состав: две полумуфты, пальцы и резиновые кольца.

Дефекты: износ отверстий полумуфты; износ колец резиновых; износ посадочных мест под пальцы; износ пальцев.

Ремонт: механическая обработка посадочных отверстий для пальцев в полумуфтах; изготовление новых пальцев, в том числе с увеличенными размерами под расточенное посадочное отверстие; замена резиновых колец.

3. Кулачково – дисковые самоцентрирующиеся муфты (крестовые муфты).

Такая муфта состоит из двух полумуфт, имеющих по одному прямоугольному пазу на торце, а также в ее состав входит промежуточная деталь. Своими выступами промежуточная деталь входит в пазы фланцев.

Дефекты: износ пазов полумуфт; износ выступов промежуточных деталей.

Ремонт: пазы исправляются фрезерованием; изготавливают новую промежуточную деталь.

Ремонт шкивов и ременных передач.

Данный вид передачи позволяет наиболее просто и бесшумно передавать крутящие моменты.

Нагрузка передается силами трения, возникающими между шкивом и ремнем в следствии натяжения.

Типы ремней: плоские, клиновые, округлые.

Типы ременной передачи:

1. Открытая – валы расположены параллельно друг другу и вращаются в одном направлении.

2. Перекрестная – валы расположены параллельно друг другу, при этом вращаются в противоположных направлениях.

3. Полу перекрестная – валы расположены в разных плоскостях.

Дефекты шкивов: износ обода; надлом обода; трещины в спицах; износ поверхности канавок в клиноременных передачах; излом буртиков.

У шкивов клиноременной передачи обтачивают поверхность обода и стенки канавок до устранения износа. Дно канавок углубляют.

Читайте также:  Калорифер_из_автомобильного_радиатора_своими_руками

Качество ремонта проверяют шаблоном. Для сохранения передаточного отношения между шкивами производится обточка до соответствующего диаметра второго шкива, не нуждающегося в ремонте. В случае невозможности обточки изготавливают новый шкив.

Изменение частоты вращения ременной передачи допускается до 5% от номинальной. Изломы и трещины устраняют заваркой после соответствующей подготовки. Шкив нагревают равномерно по всему диаметру, иначе есть риск появления внутреннего напряжения в шкиве. По окончанию заварки шкив погружают в нагретый песок для медленного охлаждения.

При передаче с несколькими ремнями на одном шкиве необходимо тщательно подбирать комплект ремней по длине, иначе не обеспечивается равномерная нагрузка на каждый ремень, что вызывает быстрый износ перегруженных ремней и соответствующих канавок шкивов.

Долговечность деталей двигателей внутреннего сгорания и других машин в значительной степени зависит от качества рабочих поверхностей деталей. Понятие качество поверхности, определяющее эксплуатационные свойства и износостойкость деталей, характеризуется совокупностью геометрических параметров и физических свойств их поверхностного слоя.

Повысить долговечность деталей можно несколькими путями: улучшением условий эксплуатации и ухода за оборудованием и повышением качества материала, из которого изготовляются детали. Последнее может быть достигнуто при применении более прочных материалов и улучшении поверхностной механической обработки деталей.

Если долговечность детали зависит от длительности обоих этапов повреждения ( возникновение и развитие трещин), то при ее определении нельзя пользоваться простыми формулами, выведенными с учетом соображений о развитии трещины в детали.

На долговечность деталей трансмиссий, силовых агрегатов, шасси наружная коррозия не оказывает определяющего влияния. Уход за ними сводится к периодическому удалению грязи, зачистке от продуктов коррозии и подкрашиванию нитроэмалями, что позволяет сохранять эстетический вид автомобиля.

Продление долговечности деталей, сборочных единиц и изделия в целом необходимо обосновать технически. Технологические принципы увеличения долговечности, а также некоторые конструктивные принципы связаны с повышением трудоемкости изготовления изделия. Поэтому конструктор должен избегать того, чтобы изделие обладало излишней долговечностью. Желательно, чтобы узлы, механизмы и детали изделия в равной степени имели долговечность, незначительно превышающую срок службы изделия в целом.

Требования долговечности деталей, подвергающихся износу, могут быть удовлетворены обеспечением таких физико-механических свойств материала ( с учетом химико-термической обработки), пр которых интенсивность износа рабочих поверхностей деталей будет в допустимых пределах.

Повышение долговечности деталей достигается также применением при их изготовлении упрочняющей обработки: закалки и цементации.

Повышение долговечности деталей и узлов оборудования. Основными факторами, лимитирующими долговечность, а следовательно и надежность оборудования, являются: поломки деталей; износ трущихся поверхностей; повреждения поверхностей в результате коррозии, действие контактных напряжений и наклепа; пластические деформации деталей, вызываемые местным или общим переходом напряжений за предел текучести или ( при повышенных температурах) за предел ползучести.

Продление долговечности деталей, сборочных единиц и изделия в целом необходимо обосновать технически. Технологические принципы увеличения долговечности, а также некоторые конструктивные принципы связаны с повышением трудоемкости изготовления изделия. Поэтому конструктор должен избегать того, чтобы изделие обладало излишней долговечностью. Желательно, чтобы узлы, механизмы и детали изделия в равной степени имели долговечность, незначительно превышающую срок службы изделия в целом.

Рассеивание долговечности деталей узлов машины является основным препятствием для создания надежных машин, дешевых в эксплуатации и ремонте. Поэтому основное внимание при проектировании должно быть направлено на возможное сближение вероятных сроков службы деталей узла и целых узлов, что может быть достигнуто установлением для них четырех — пяти градаций сроков службы. В процессе эксплуатации необходимо стремиться к сокращению по возможности заложенных градаций сроков службы.

Ссылка на основную публикацию
Противопожарная_перегородка_на_чердаке
Для того чтобы лучше понимать устройство и назначение огнестойких перегородок, сначала нужно разобраться с определениями и узнать в чем же...
Пропиленгликоль_расширение_при_нагреве
23.07.2019 Антифризы для отопительных систем могут производиться на основе разных компонентов. Один из самых популярных – пропиленгликоль. Характеристики вещества Пропиленгликоль...
Простая_схема_регулятора_тока_для_зарядного_устройства
Принципиальные электросхемы, подключение устройств и распиновка разъёмов Как всегда неожиданно пришли холода и снова пришло понимание, что нужно купить для...
Птицы_из_дисков_мастер_класс
Наталья Черникова Оформление зимнего участка. Птицы из CD дисков Предлагаю оформить участок детской площадки в зимний период: сделать птичек из...
Adblock detector