1где No число однотипных объектов элементов поставленных на испытания находящихся под контролем; во врем
Работа добавлена на сайт samzan.net:
1 билет. 1 вопрос Основные показатели безотказности. Вероятность безотказной работыВероятность безотказной работы - это вероятность того, что в пределах заданий наработки отказ объекта не возникает. На практике этот показатель определяется статистической оценкой(2.1)где No - число однотипных объектов (элементов), поставленных на испытания (находящихся под контролем); во время испытаний отказавший объект не восстанавливается и не заменяется исправным; n(t) - число отказавших объектов за время t.Из определения вероятности безотказной работы видно, что эта характеристика является функцией времени, причем она является убывающей функцией и может принимать значения от 1 до 0.График вероятности безотказной работы объекта изображен на рис. 2.1.Как видно из графика, функция P(t) характеризует изменение надежности во времени и является достаточно наглядной оценкой. Например, на испытания поставлено 1000 образцов однотипных элементов, то есть No = 1000 изоляторов.При испытании отказавшие элементы не заменялись исправными. За время t отказало 10 изоляторов. Следовательно P(t) = 0,99 и наша уверенность состоит в том, что любой изолятор из данной выборки не откажет за время t с вероятностью P(t) = 0,99.Иногда практически целесообразно пользоваться не вероятностью безотказной работы, а вероятностью отказа Q(t). Поскольку работоспособность и отказ являются состояниями несовместимыми и противоположными, то их вероятности [4,13] связаны зависимостью:Р(t) + Q(t) = 1, (2.2)следовательно: Q(t) = 1 - Р(t). Если задать время Т, определяющее наработку объекта до отказа, то Р(t) = P(T і t), то есть вероятность безотказной работы - это вероятность того, что время Т от момента включения объекта до его отказа будет больше или равно времени t, в течение которого определяется вероятность безотказной работы. Из вышесказанного следует, что . Вероятность отказа есть функция распределения времени работы Т до отказа: . Статистическая оценка вероятности отказа:; (2.3) Из [4, 13, 15] известно, что производная от вероятности отказа по времени есть плотность вероятности или дифференциальный закон распределения времени работы объекта до отказа. (2.4)Полученная математическая связь позволяет записать.Таким образом, зная плотность вероятности ¦ (t), легко найти искомую величину P(t).На практике достаточно часто приходится определять условную вероятность безотказной работы объекта в заданном интервале времени Р (t1, t2) при условии, что в момент времени t1 объект работоспособен и известны Р (t1) и Р (t2). На основании формулы вероятности совместного появления двух зависимых событий, определяемой произведением вероятности одного из них на условную вероятность другого, вычисленную при условии, что первое событие уже наступило [4, 13], запишем, откуда . (2.5) По известным статистическим данным можно записать:,где N (t1), N (t2) - число объектов, работоспособных соответственно к моментам времени t1 и t2:.Отметим, что не всегда в качестве наработки выступает время (в часах, годах). К примеру, для оценки вероятности безотказной работы коммутационных аппаратов с большим количеством переключений (вакуумный выключатель) в качестве переменной величины наработки целесообразно брать количество циклов "включить" - "выключить". При оценке надежности скользящих контактов удобнее в качестве наработки брать количество проходов токоприемника по этому контакту, а при оценке надежности движущихся объектов наработку целесообразно брать в километрах пробега. Суть математических выражений оценки P(t), Q(t), f(t) при этом остается неизменной. 2 вопрос Основные формулы для расчета храповых механизмов. Наиболее опасным для элементов останова является положение, когда собачка упирается в вершину зуба храпового колеса. Так как зацепление зубьев с собачкой происходит с некоторым ударом, то кромки зуба колеса и собачки сминаются. Прочность кромок определяют по уравнению:где P – окружная сила, H; b – ширина колеса, см; [q] – допускаемое линейное давление с учетом динамического характера нагружения, Н/см Окружную силу определяют из уравнения:где D — внешний диаметр храпового колеса; z — число зубьев храпового колеса; m — модуль зацепления храпового колеса; Mк — крутящий момент, действующий на валу храпового колеса. Поверхность зуба колеса, упирающуюся в собачку, делают плоской. При вращении храпового колеса в направлении, соответствующем подъему груза, собачка свободно скользит по наклонным поверхностям зубьев. Если направление вращения колеса изменяется на противоположное, то собачка, упираясь в верхнюю кромку зуба колеса , соскальзывает во впадину и прижимается к рабочей грани зуба всей торцевой поверхностью, создавая необходимый упор. При этом на собачку от окружной силы P будут действовать сила нормального давления N = Pcosα и сила R = Psinα, направленная вдоль рабочей грани зуба и стремящаяся сдвинуть собачку к основанию зуба (рис. 1, б). Кроме того, на собачку действуют сила трения fN вдоль рабочей грани и момент трения Pfıd/2 в опоре Oı, препятствующие входу собачки в зацепление (здесь fı – коэффициент трения между собачкой и ее осью, имеющей диаметр d). Приведенная к плоскости рабочей грани зуба сила трения от момента трения на оси собачки выражается уравнением:Если пренебречь влиянием силы тяжести собачки и силы пружины, способствующих созданию зацепления, то для обеспечения входа собачки в зацепление с зубом должно быть удовлетворено неравенство:откуда после преобразований получаем:то есть беспрепятственное движение собачки к основанию зуба колеса будет обеспечено, если угол α отклонения передней грани зуба колеса будет больше приведенного угла трения собачки по зубу храпового колеса с учетом коэффициентов трения f и fı и геометрии зацепления. Нормально на построение профиля зубьев храпового колеса при наружном и внутреннем зацеплении [1] предусмотрен угол α = 20°, что учитывает и влияние трения в опоре Oı и возможное загрязнение, и повреждение контактных поверхностей зуба колеса и собачки.Собачка воспринимает сжимающие, растягивающие и изгибающие нагрузки. Расчет ведут при положении собачки, упертой концом в кромку зуба колеса.
2 билет.
1 вопрос:
"Надежность" – свойство системы сохранять во времени в установленных пределах значение всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания ремонтов, хранения и транспортирования.
Надежность изделий, предназначенных для длительной эксплуатации, а к ним относится и аппаратура ТСО, обуславливается безотказностью, ремонтопригодностью и сохраняемостью, а также долговечностью.
Безотказность – свойство изделия сохранять работоспособность в течение некоторой наработки без вынужденных перерывов вследствие отказов.
Ремонтопригодность – свойство изделия, заключающееся в приспособленности и предупреждению, обнаружению причин возникновения его отказов, повреждений и устранению их последствий путем проведения ремонтов и технического обслуживания.
Для ТСО, периоды использования которых чередуются с периодами хранения, а также транспортировкой, большое значение имеет сохраняемость – свойство непрерывно сохранять исправное и работоспособное состояние в течение и после хранения и транспортировки.
Не менее важным свойством является долговечность – свойство изделия сохранять работоспособность до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонтов. Предельное состояние определяется невозможностью дальнейшей эксплуатации изделия из-за снижения эффективности, либо требованиями безопасности.
Деление изделий на две группы: невосстанавливаемые и восстанавливаемые.
1.Типичными представителями первой группы являются простейшие элементы аппаратуры ТСО: микросхемы, транзисторы, конденсаторы, резисторы, и т.д.
2.Сама же аппаратура ТСО относится к восстанавливаемым изделиям. При выходе из строя она подвергается ремонту и вновь используется по назначению.
Одним из основных понятий в теории надежности является отказ. Отказ определяется как событие, заключающееся в нарушении работоспособности.
Если нарушение работоспособности имеет такой характер, что дальнейшее использование ТСО без проведения ремонтных работ становится невозможным, то отказ называется полным.
Когда при ухудшении работоспособности имеется возможность использовать ТСО с ограниченным выполнением функций. отказ называют частичным. Внезапный отказ характеризуется скачкообразным изменением одного или нескольких параметров в случайный момент времени. Внезапный отказ – случайное событие. Как правило, внезапные отказы приводят к полной потере работоспособности.
Постепенный отказ характеризуется постепенным изменением одного или нескольких параметров работоспособности, выходящих за допустимый уровень в случайный момент времени. Он обусловлен процессами старения и износа.
Зависимым называют отказ элемента объекта, обусловленный отказами других элементов. Если же отказ наступает по любым причинам, кроме действия другого отказа. то он считается независимым.
В практике часто наблюдаются отказы, имеющие временный характер. Они устраняются без вмешательства обслуживающего персонала и поэтому называются самоустраняющимися.
К конструкционным относятся отказы, вызванные ошибочными конструктивными решениями или несовершенством принятых методов конструирования, а к технологическим – вызванные нарушениями производственной технологии.
Эксплуатационные отказы являются следствием нарушения правил эксплуатации ошибок персонала
Билет №3.1.Показатели надежности. Функция распределения вероятностей отказа. Показатели надёжности количественно характеризуют, в какой степени данному объекту присущи определенные свойства, обуславливающие надёжность. Показатели надёжности (например, технический ресурс, срок службы) могут иметь размерность, ряд других (например, вероятность безотказной работы, коэффициент готовности), являются безразмерными. Количественной характеристикой только одного свойства надёжности служит единичный показатель. Количественной характеристикой нескольких свойств надёжности служит комплексный показатель. Отказы в системах возникают под воздействием разнообразных факторов. Поскольку каждый фактор в свою очередь зависит от многих причин, то отказы элементов, входящих в состав системы, относятся, как правило, к случайным событиям, а время работы до возникновения отказов - к случайным величинам. В инженерной практике возможны и не случайные (детерминированные) отказы (отказы, возникновение которых происходит в определенный момент времени, т.е. в момент возникновения причины, так как существует однозначная и определенная связь между причиной отказа и моментом его возникновения). Например, если в цепи аппаратов ошибочно поставлен элемент, не способный работать при пиковой нагрузке, то всякий раз когда возникает эта нагрузка, он обязательно перейдет в отказовое состояние. Такие отказы выявляются и устраняются в процессе проверки технической документации и испытаний.
При анализе надежности объектом исследования являются случайные события и величины. В качестве теоретических распределений наработки до отказа могут быть использованы любые применяемые в теории вероятностей непрерывные распределения. В принципе можно взять любую кривую, площадь под которой равна единице, и использовать ее в качестве кривой распределения случайной величины. Поэтому прежде чем приступить к инженерным методам расчета надежности и испытаний на надежность, следует рассмотреть закономерности, которым они подчиняются.
4 билет.Показатели безотказности. Основные показатели безотказности
Безотказность — это свойство объекта непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение некоторого времени или наработки. Наработка — это про- должительность или объем работы объекта. Наработка может измеряться в еди-ницах времени или объема выполненной работы (длины, площади, массы, числа срабатываний и пр.), например: для автомобилей наработка может измеряться1.3. Безотказность. Ремонтопригодность. Сохраняемость. Долговечность 21 километражем пробега, для реле — количеством переключений на некотором временном интервале. Если наработка измеряется в единицах времени, то в случае непрерывного применения объекта она может совпадать с календарным временем. Наработку, в течение которой объект, снимаемый с эксплуатации послепервого же отказа, сохраняет работоспособность, называют наработкой до первого отказа. Если наработка совпадает с календарным временем, она называется временем до первого отказа, или временем безотказной работы. Для других объ- ектов наряду с наработкой до первого отказа может рассматриваться наработка между соседними отказами. Ремонтопригодность — это свойство объекта, заключающееся в приспособленности к поддержанию и восстановлению работоспособного состояния путем техническо- го обслуживания и ремонта. Ремонтопригодное изделие должно иметь соответствующую конструкцию, быть приспособленным к контролю работоспособностипо всем основным параметрам, демонтажу отказавшего и монтажу работоспособного оборудования. Близким к ремонтопригодности понятием является восстанавливаемость. Восстанавливаемость зависит не только от приспособленности аппаратуры к предупреждению, обнаружению и устранению отказов, но и от подготовленности обслуживающего персонала, от организационно-технических мероприятий по обслуживанию и снабжению изделия необходимыми запасными частями, от внешних условий функционирования. Ремонтопригодное изделие становитсявосстанавливаемым, если при его применении допускаются вынужденные перерывы в работе всего изделия или его составных частей, имеются необходимая контрольно-измерительная аппаратура, запасные части и обслуживающий персонал соответствующей квалификации. Из сказанного следует, что не каждое ремонтопригодное изделие является восстанавливаемым. Более того, одно и то же изделие в различных ситуациях может быть либо восстанавливаемым, либо невосстанавливаемым. С другой стороны, не каждое восстанавливаемое изделие ремонтопригодно. Примером может служить изделие, в котором отказ возникает вследствие резкого ухудшения условий функционирования. Его работоспособность восстанавливается без вмешательства персонала сразу же после возвращения к нормальным условиям функционирования. Работоспособность может восстанавливаться и путем реконфигурации технических и программных средств без проведения ремонта или замены отказавшего модуля. Время, затрачиваемое на восстановление работоспособности объекта, называют временем восстановления. Оно состоит из времени обнаружения отказа, времени его локализации, времени устранения отказа путем ремонта или замены неисправной части на запасную, времени наладки и предпусковой проверки работоспособности. Время устранения отказа, кроме времени собственно ремонта или замены, включает в себя время доставки отказавшего модуля или прибора с места эксплуатации до ремонтной базы и обратно и время ожидания (в случае ремонта) либо время доставки запасной части со склада к месту эксплуатации (в слу-чае замены).Совокупность ремонтного персонала, контрольно-измерительной аппаратуры, средств технической диагностики и наладки, запасного имущества и принадлежностей (ЗИП), испытательного и вспомогательного оборудования, необходимых22 Глава 1. Основные понятия для восстановления работоспособности, называют ремонтным органом. Часть ремонтного органа, необходимая для восстановления работоспособности одного модуля или блока, называют ремонтной бригадой, или восстанавливающим (об- служивающим) прибором. Последний термин заимствован из теории массового обслуживания, используемой для решения задач оценки надежности. Таким образом, для характеристики ремонтного органа необходимо знать не только производительность бригад, но и их количество. Сохраняемость — это свойство объекта сохранять в заданных пределах значения параметров, характеризующих способность объекта выполнять требуемые функции в течение и после хранения и/или транспортирования. Сохраняемость характеризует поведение объекта в условиях, весьма существенно отличающихся от условий эксплуатации. Прежде всего во время хранения и транспортирования объект находится в выключенном состоянии. Кроме того, есть различия в температуре окружающей среды, влажности, других климатических условиях, механических нагрузках.Долговечность — это свойство объекта сохранять работоспособное состояние до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонта. Предельное состояние — это такое состояние объекта, при котором его дальнейшая эксплуатация недопустима или нецелесообразна либо восстановление его работоспособного состояния невозможно или нецелесообразно. Предельное состояние возникает вследствие старения, износа или существенного снижения эффективности применения объекта. В технической докумен-тации обычно указывают, какое состояние объекта следует считать предельным.2 вопрос Основные формулы для расчета мальтийских механизмов
Для успешной работы мальтийского механизма необходимо, чтобы кривошип О1А, при его заходе в паз, была перпендикулярен оси этого паза О2А, то есть угол О1АО2 должен быть прямым.
Угол α между осями соседних пазов определяется по формуле ха. (1)
Из прямоугольного треугольника О1АО2 находим радиусы кривошипа и мальтийского креста
, . (2)
Ширина паза креста b равна диаметру цевки dц. Параметр u, равный расстоянию АО2, в момент прохождения оси цевки (точки А) через линию О1О2
. (3)
Тогда длина паза может быть определена по следующей формуле
. (4)
где – радиус цевки, обычно ≈ 0,08, с – радиальный зазор между цевкой и впадиной паза, измеряемый на линии межосевого расстояния О1О2, обычно с ≈ 0,01r1.
Радиус диска фиксатора rф находится по формуле
, (5)
где δ ≈ 0,05r2 – конструктивный параметр.
Радиус выреза сегмента на фиксаторе определяется выражением
, (6)
при этом центр окружности выреза находится (как это видно из чертежа) на осевой линии цевки в точке О, (рисунок 2), при этом ОО1 равняется а.
Из рисунка 2 также следует, что радиус вырезов на кресте равен , а центры окружностей этих вырезов должны находиться на продолжениях осевых линий пазов на расстоянии а от точки О2.
Из треугольника О1АО2 следует, что угол поворота кривошипа φ, соответствующий углу поворота мальтийского креста α
φ = 180º – α. (7)
Этот угол не может превосходить угол между цевками γ. При равенстве числа пазов и цевок на фиксаторе, (если цевки размещены симметрично), φ = γ. В противном случае φ < γ, и максимальное количество цевок, которое может быть размещено на кривошипе
≤ (360º – φ)/γ (8)
Проверку выполнения условия (8) необходимо производить в начале расчетов, чтобы убедиться в возможности синтеза мальтийского механизма в соответствии с исходными данными.
Пο результатам вычислений геометрических размеров выполняется чертеж мальтийского механизма в удобном масштабе.
При кинематическом исследовании мальтийских механизмов дополнительным исходным данным является частота вращения кривошипа n1 и определяются следующих параметры:
Τ - время одного оборота кривошипа;
tД - время движения мальтийского креста в течение времени Т;
КД - коэффициент движения мальтийского креста;
- максимальная угловая скорость мальтийского креста;
- максимальное передаточное отношение мальтийского механизма.
Время одного оборота кривошипа при частоте его вращения n1 об/мин
. (9)
Для мальтийского механизма с одной цевкой время движения мальтийского креста равно времени, в течение которого кривошип поворачивается на угол φ, то есть отношению угла поворота кривошипа к его угловой скорости ω1
= φ/ω1 =, где (10)
Учитывая, что, а также (1), имеем
. (11)
Коэффициентом движения мальтийского креста называется отношение
. (12)
В тех случаях, когда на кривошипе устанавливается nц цевок, то время движения креста увеличивается пропорционально числу цевок
(16), и соответственно (13)
Кинематическое исследование мальтийского механизма также предполагает определение максимальной угловой скорости креста , максимального передаточного отношения и характера движения мальтийского креста при равномерном вращении кривошипа.
Угловая скорость креста максимальна в момент прохождения точкой А линии О1О2. Линейная скорость точки А
, или с учетом (2) и (11) ,
При этом точка А находится на расстоянии а – r1, следовательно, мальтийский крест должен вращаться с угловой скоростью
. (14)
Разумеется, будет измеряться в рад/с, а знак минус означает, что мальтийский крест вращается в направлении противоположном относительно направления вращения кривошипа.
Минимальное передаточное отношение мальтийского механизма, согласно определению, будет равно
Учитывая (11) и (15), получим
(15)
Билет№5.1.Основные показатели ремонтопригодностиРемонтопригодностью называется способность технического устройства к восстановлению в процессе эксплуатации. Показателями ремонтопригодности могут быть: вероятность восстановления системы за заданное время , среднее время восстановления , закон распеределения времени восстановления , интеносивность восстановления .Вероятность является интервальным показателем , - интегральным, а и -точечными показателями ремонтопригодности.Наиболее часто для оценки ремонтопригодности ВС применяется среднее время восстанавления. Эта характеристика наиболее наглядна, она во многом определяет такой важный показатель качества ВС, как готовность. Она является интегральной, поэтому обладает следующим недостатком: неполно характеризует ремонтопригодность ВС, если закон распределения времени восстаналения не однопараметричный и для оценки ремонтопригодности требуется знание моментов высшего порядка. Важнейшей характеристикой ремонтопригодности технических устройств вычислительных машин и систем является интенсивность их восстановления. Это объясняется тем, что большинство показателей качества ВС в процессеих проектирования вычисляются через интенсивности восстановления их устройств2Основные формулы расчета кулачковых механизмов. Кинематические характеристики кулачкового механизма при задании функций через безразмерные коэффициенты могут быть представлены на фазе удаления в следующем виде:перемещение толкателя - кинематическая передаточная функция скорости толкателя ;кинематическая передаточная функция ускорения толкателя .Определение кинематических передаточных функций кулачковогоМасштаб времени, мм / c Масштаб перемещений, мм / м Масштаб скор1Масштаб ускорений, мм / мс-2
Билет 6.Металлы в отличие от неметаллов имеют следующие характерные признаки: внешний блеск, хорошую проводимость теплоты и электрического тока, достаточно высокую прочность, хорошую ковкость и свариваемость, кристаллическое строение тела, определенную температуру плавления и кристаллизации.
Металлы и сплавы классифицируют по числу, содержанию и характеру легирующих компонентов и по степени чистоты. Компонентом называют химический элемент, входящий в состав металла или сплава. Компоненты подразделяют на основные и легирующие. Основным называют компонент, который преобладает в металле или сплаве, легирующим - компонент, вводимый в состав сплава для получения необходимых свойств.
По числу компонентов металлы разделяют на простые металлы и металлические сплавы.Простым металлом называют металл, не содержащий в себе легирующих компонентов,металлическим сплавом называют сложное кристаллическое вещество, в составе которого имеется несколько металлов и металлоидов. Сплавы бывают двух-, трех- и более компонентными.
По содержанию легирующих компонентов сплавы делят на низко-, средне- и высоколегированные. Низколегированным называют сплав, содержащий в своем составе легирующих компонентов менее 2,5%, среднелегированным - 2,5-10%, высоколегированным - более 10%.
По степени чистоты металлы и сплавы делят на металлы пониженной, средней, повышенной, высокой чистоты и особо чистые.
Механические свойства металлов и сплавов. К механическим свойствам металлов и сплавов относятся: прочность, твердость, упругость, пластичность, ударная вязкость, ползучесть и усталость.
Рис. 76. Виды нагрузок, вызывающих изменение формы металла или cплава Прочность - это способность металла или сплава противостоять деформации и разрушению под действием приложенных нагрузок - растягивающих, сжимающих, изгибающих, скручивающих и срезающих (рис. 76). Нагрузки бывают внешними (вес, давление и др.) и внутренними (изменение размеров тела от нагревания и охлаждения, изменение структуры металла и т. д.), а также статическими, т. е. постоянными по величине и направлению действия, или динамическими, т. е. переменными по величине, направлению и продолжительности действия. Методы определения прочности рассмотрены отдельно.
Твердостью называется способность металла или сплава оказывать сопротивление проникновению в него другого, более твердого тела. Применяют следующие способы испытания твердости металлов и сплавов вдавливанием в поверхность образца:
стального закаленного шарика диаметром 2,5; 5 или 10 мм - определение твердости по Бринеллю;
стального закаленного шарика диаметром 1,588 мм или алмазного конуса с углом 120° - определение твердости по Роквеллу;
правильной четырехгранной алмазной пирамиды – определение твердости по Виккерсу.
Упругостью называется способность металла или сплава восстанавливать первоначальную форму после прекращения действия внешней нагрузки (рис. 77).
Рис. 77. Деформация, характеризующая упругость (после снятия нагрузки образец возвращается в исходное положение) Пластичностью называется способность металла или сплава, не разрушаясь, изменять форму под действием нагрузки и сохранять эту форму после ее снятия.
Ударной вязкостью называется способность металла или сплава сопротивляться действию ударных нагрузок. Ударная вязкость измеряется в кгс•м/см2 (Дж/м2).
Ползучестью называется свойство металла или сплава медленно и непрерывно пластически деформироваться под действием постоянной нагрузки (особенно при повышенных температурах).
Усталостью называется постепенное разрушение металла или сплава при большом числе повторно-переменных нагрузок; свойство выдерживать эти нагрузки называется выносливостью.
Испытания образцов металлов и сплавов на растяжение. При испытании образцов на растяжение определяют предел прочности (временное сопротивление) σв, предел текучести (физический) σт, предел текучести условный (технический) σ0,2, предел пропорциональности σпц, истинное сопротивление разрыву Sк и относительное удлинение и сужение δ, φ.
Рис. 78. Диаграмма растяжения (зависимость удлинения ∆l от нагрузки Р) Рассмотрим показанную на рис. 78 диаграмму, на которой по вертикальной оси отложена приложенная нагрузка Р в килограммах (чем выше точка по оси, тем больше нагрузка), а по горизонтальной оси - абсолютное удлинение ∆l образца. Такие диаграммы строят по результатам растяжения образцов на специальных испытательных разрывных машинах. Полученная кривая позволяет судить о прочности образца на растяжение.
Начальный прямолинейный участок 0-Рпц характеризует упругость образца, пропорциональность между удлинением материала и нагрузкой (Рпц - нагрузка при пределе пропорциональности).
Точка Р׳т резкого перегиба кривой определяет величину нагрузки при верхнем пределе текучести. Участок Р׳т-Рт (площадка текучести), параллельный горизонтальной оси 0-∆l, в пределах которого образец удлиняется при постоянной внешней нагрузке.
Точка Рв отмечает наибольшую растягивающую силу - нагрузку при пределе прочности, по которой рассчитывают предел прочности материала образца.
Точка Рк определяет величину растягивающей силы в момент разрушения образца.
Предел прочности при растяжении (временное сопротивление) - это напряжение, отвечающее наибольшей нагрузке, предшествовавшей разрушению образца: σв=Pв/F0, где F0 - площадь поперечного сечения образца перед испытанием, мм2 (м2); Рв - наибольшая растягивающая сила, кгс (Н).
Предел текучести (физический) - это наименьшее напряжение, при котором происходит деформация испытуемого образца без увеличения нагрузки (нагрузка не увеличивается, а образец удлиняется): σт=Pт/F0, где Рт – нагрузка растяжения, вызывающая удлинение образца на площадке текучести, кгс (Н).
Предел текучести условный (технический) σ0,2 – это напряжение, при котором остаточная деформация образца достигает 0,2%: σ0,2= Р׳т/F0, где Рт - нагрузка растяжения в начале площадки текучести, кгс (Н).
Предел пропорциональности σпц - условное напряжение, при котором отступление от линейной зависимости между напряжениями и деформациями достигает определенной степени, устанавливаемой техническими условиями: σпц=Рпц/F0, где Рпц - нагрузка в конце площадки упругости, кгс (Н).
Истинное сопротивление разрыву - это напряжение в шейке растягиваемого образца, определяемое как отношение растягивающей силы, действующей на образец непосредственно перед его разрывом, к площади поперечного сечения образца в шейке: Sк=Pк/F, где Рк - нагрузка в момент разрыва образца, кгс (Н); F - истинное сечение образца в момент разрыва, мм2 (м2).
Относительное удлинение δ и относительное сужение – φ определяются по формулам: δ=∆l/l0∙100%, φ=(F0-F)/F∙100%, где ∆l=l1-l0 - абсолютное удлинение образца при разрыве; l1 - длина образца в момент разрыва; l0 - первоначальная длина образца; F0 – первоначальная площадь поперечного сечения образца; F - площадь образца после разрыва. Билет71.Комплексные показатели надежности. Основные законы распределения вероятностей безотказности. Интервальные оценки показателей надежности. Процесс функционирования восстанавливаемого объекта можно представить как последовательность чередующихся интервалов работоспособности и восстановления (простоя).
Коэффициент готовности - это вероятность того, что объект окажется в работоспособном состоянии в произвольный момент времени, кроме планируемых периодов, в течение которых применение объекта по назначению не предусматривается [7]. Математическое определение этого показателя дано ниже (разд. 7) при анализе надежности восстанавливаемых систем. Этот показатель одновременно оценивает свойства работоспособности и ремонтопригодности объекта. Для одного ремонтируемого объекта коэффициент готовности
Из выражения 2.23 видно, что коэффициент готовности объекта может быть повышен за счет увеличения наработки на отказ и уменьшения среднего времени восстановления. Для определения коэффициента готовности необходим достаточно длительный календарный срок функционирования объекта. Зависимость коэффициента готовности от времени восстановления затрудняет оценку надежности объекта, так как по КГ нельзя судить о времени непрерывной работы до отказа. К примеру, для одного и того же численного значения КГ можно иметь малые интервалы и ti (см. рис. 2.4) и значительно большие. Таким образом можно доказать, что на конкретном интервале работоспособности вероятность безотказной работы будет больше там, где больше ti, хотя за этим интервалом может последовать длительный интервал простоя . Коэффициент готовности является удобной характеристикой для объектов, которые предназначены для длительного функционирования, а решают поставленную задачу в течение короткого промежутка времени (находятся в ждущем режиме), например, релейная защита, контактная сеть (особенно при относительно малых размерах движения), сложная контрольная аппаратура и т.д.Средний срок службы (математическое ожидание срока службы) Для восстанавливаемого объекта, средний срок службы представляет собой среднюю календарную продолжительность эксплуатации объекта от ее начала или ее возобновления после ремонта определенного вида до перехода в предельное состояние. Средний ресурс (математическое ожидание ресурса) Средний ресурс представляет собой среднюю наработку объекта от начала эксплуатации или ее возобновления после предупредительного ремонта до наступления предельного состояния. В эксплуатации весьма важно так подобрать параметры объекта по мощности, стратегии технического обслуживания и ремонта, режимов работы, чтобы срок службы и срок срабатывания ресурса совпадали. Опыт эксплуатации объектов массового производства (трансформаторов, выключателей, разъединителей, автоматов и т.п.) показывает, что как наработка на отказ, так и наработка между отказами имеют значительный статистический разброс. Аналогичный разброс имеют также ресурс и срок службы. Этот разброс зависит от технологической культуры и дисциплины, а также достигнутого уровня технологии, как изготовления объектов, так и их эксплуатации (использования по назначению, технического обслуживания, ремонта). Разброс наработки до первого отказа, ресурса и срока службы можно уменьшить при увеличении их значения вышеназванными способами.
Среднее время восстановления - это математическое ожидание времени восстановления работоспособного состояния объекта после отказа . Из определения следует, чтогде n - число восстановлений, равное числу отказов; - время, затраченное на восстановление (обнаружение, поиск причины и устранение отказа), в часах. Показатель можно определить и на основании статистических данных, полученных для М однотипных восстанавливаемых объектов. Структура расчетной формулы остается той же: где М - количество однотипных объектов, для каждого из которых определено общее время восстановления за заданное время наблюдений;
2. Основные формулы для расчета рычажно-зубчатого механизма.
1 Структурный анализ и геометрический синтез рычажного механизмаСтруктурная схема рычажного механизма, показанная на рис. 1
Размеры коромысла: lBE = 0,6 м; y = 0,2 м;
Углового размаха коромысла ψ = 550. Входное звено – кривошип. Коэффициент изменения средней скорости выходного звена k = 1,07. Максимальные углы давления в кинематических парах В и D δmax = 380. Направление действия силы полезного сопротивления FПС - по стрелке. Угловая скорость кривошипа: 1 =12 рад/с. Значение силы полезного сопротивления: Fпс=3000Н. Модуль зубчатого зацепления: m=30 мм. Числа зубьев колёс: Z1=16, Z 2=20.
2 Структурный анализ рычажного механизма Вычерчиваем структурную схему механизма и указываем на ней номера и наименования звеньев. Звено 5 является выходным, так как к нему приложена сила полезного сопротивления FПС.
Рисунок 2 – Структурная схема механизма: 1 – кривошип; 2, 4 – шатуны; 3-коромысло; 5 – ползун; 6 – стойка.Составляем таблицу кинематических парОпределяем число степеней подвижности механизма по формуле ЧебышеваW = 3n – 2 p5 – 2p4 + qПС, (1)где n = 5 – число подвижных звеньев (см. рис. 2); p5 = 7 – количество пар 5 класса (см. табл. 1); p4 = 0 – количество пар 4 класса (см. табл. 1); qПС = 0 – число пассивных связей. В рассматриваемом механизме нельзя отбросить ни одно из звеньев так, чтобы это не сказалось на законе движения выходного звена.Подставляем значения в формулу (1) и выполняем вычисления. W = 3 · 5 – 2 ·7 = 1 В механизме одно входное звено. Расчленяем механизм на простейшие структурные составляющие. Формула строения I (1,6) → II (2,3) → II (4,5) Механизм в целом относится ко второму классу. 3. Определение недостающих размеров звеньев Размер звеньев будем определять графоаналитическим методом. Для построения планов механизма выберем стандартный масштабный коэффициент длины μ1 = 0,01 м / мм. Определяем длины отрезков на планах, соответствующие звену 3.
|ВЕ| =|ЕС| = lBE / μ1 = 0,6 / 0,01 = 60 мм
Вычерчиваем планы звена 3 в крайних положениях, выдерживая между ними угол размаха ψ = 550 (рисунок 4). Крайнее правое положение в дальнейшем будем обозначать верхним индексом К1, а крайнее левое – К2. Из точки В проводим вектор её скорости VB. Ввиду того, что звено 3 совершает вращательное движение вокруг точки Е, он направлен перпендикулярно ВЕ. Вследствие расположения центра вращения кривошипа (точка О) слева от коромысла угол давления δmaxвр принимает наибольшее значение, равное 38°, в положении К1. Проводим под этим углом к вектору VВ прямую Вk1 N1, по которой направлены звенья 1 и 2 в этом положении. Вычисляем величину угла перекрытия:
Θ = =6°5´
Из точки Вk2 проводим вспомогательную прямую Вk2Н, параллельную Вk1 N1.
Строим угол НВk2N2, равный Θ, и проводим прямую Вk2N2, пресекающую Вk1 N1. Точка О, в которой пересеклись прямые, и является центром вращения кривошипа. Изображаем соответствующий элемент стойки. Для определения размеров на плане отрезков, соответствующих звеньям 1 и 2, составляем и решаем систему уравнений.
|AB| =
|ОA| =
Билет №8 1вопрос
1. Основные математические модели, наиболее часто используемые в расчетах надежности
1. Распределение Вейбулла
Опыт эксплуатации очень многих электронных приборов и значительного количества электромеханической аппаратуры показывает, что для них характерны три вида зависимостей интенсивности отказов от времени (рис. 3.1), соответствующих трем периодам жизни этих устройств [3, 8, 10, 19].
Нетрудно увидеть, что этот рисунок аналогичен рис. 2.3, так как график функции (t) соответствует закону Вейбулла. Указанные три вида зависимостей интенсивности отказов от времени можно получить, используя для вероятностного описания случайной наработки до отказа двухпараметрическое распределение Вейбулла [12, 13, 15]. Согласно этому распределению плотность вероятности момента отказа
, (3.1)
где - параметр формы (определяется подбором в результате обработки экспериментальных данных, > 0); - параметр масштаба,
.
Интенсивность отказов определяется по выражению
(3.2)
Вероятность безотказной работы
, (3.3)
а средняя наработки до отказа
. (3.4)
Отметим, что при параметре = 1 распределение Вейбулла переходит в экспоненциальное, а при = 2 - в распределение Рэлея.При 1 интенсивность отказов монотонно убывает (период приработки), а при монотонно возрастает (период износа), см. рис. 3.1. Следовательно, путем подбора параметра можно получить, на каждом из трех участков, такую теоретическую кривую (t), которая достаточно близко совпадает с экспериментальной кривой, и тогда расчет требуемых показателей надежности можно производить на основе известной закономерности. Распределение Вейбулла достаточно близко подходит для ряда механических объектов (к примеру, шарикоподшипников), оно может быть использовано при ускоренных испытаниях объектов в форсированном режиме [12].
Билет №8 вопрос 2
В общем, как известно, под эксплуатационной надежностью машины понимается ее способность сохранять работоспособность при использовании в течение определенного промежутка времени. В свою очередь, под нарушением работоспособности машины понимается остановка ее работы по техническим причинам (из-за поломки элемента, вследствие достижения предельного состояния и др.).
Формирование уровня эксплуатационной надежности характеризуется схемой на Рис. 1.
Рис. 1 Схема формирования уровня эксплуатационной надежности машины В передовой практике используют ряд важных для потребителей показателей эксплуатационной надежности.
В качестве основных обобщенных показателей уровня надежности машины («А», Рис. 1) за календарный период времени Тк. используются:
Коэффициент технической готовности Кт.г. = Траб. /( Траб. + Трем.), где Траб. – время работы машины (в часах); Трем. – время ремонта машины (в часах), приходящееся на плановое время ее использования.Коэффициент технического использования Кт.и. = Траб. / ( Траб. + Трем. + ТТО + Тд.), где ТТО и Тд. – суммарное время технического обслуживания и диагностирования (в часах), приходящееся на плановое время работы машины. Основными показателями группы мер «Б» (Рис. 1) для машин за период времени Тк. являются:
среднее время То.р. (в ч) между остановками машины из-за ремонтов; среднее время То.ТО (в ч) между остановками машины из-за проведения технического обслуживания; среднее время То.д. (в ч) между остановками машины между проведением мер по диагностированию. Основными показателями группы мер «В» (Рис. 1) за период времени Тк. являются:
среднее время одного ремонта Трем.1 (в ч); среднее время одного технического обслуживания ТТО1 (в ч); среднее время одного диагностирования Тд.1 (в ч). Между группами показателей «А», «Б» и «В» для одной машины имеются следующие взаимосвязи:
Различают планируемые и фактические значения показателей эксплуатационной надежности. Соответственно их привязывают к году эксплуатации машины (1-й, 2-й и т.д.) и условиям работы (природно-климатическим и виду выполняемых работ). Следует иметь в виду, что уровень надежности отдельной машины уменьшается по годам эксплуатации. Особенно интенсивно это наблюдается после 3-4-х лет использования.
В передовой практике широко используются эффективные информационные системы, позволяющие определять показатели надежности отдельных машин за определенный календарный промежуток времени.
По отношению к лучшим мировым образцам машин применительно к конкретной модели техники можно различить «высокий», «средний» и «низкий» уровень эксплуатационной надежности, характеризуемый определенными значениями показателей надежности.
Прогрессивные значения важнейших показателей эксплуатационной надежности машины составляют: То.р. = 120 – 200 ч, Трем.1 = 3 – 6 ч. В российской практике часто То.р. = 40 – 100 ч, Трем.1 = 5 – 20 дней.
Следует отметить, что характеристики эксплуатационной надежности оказывают непосредственное влияние на другие важнейшие характеристики работы машины, такие как эксплуатационная производительность и эксплуатационная экономичность. В составе последней существенными являются потери от простоев машин по техническим причинам (Пт.п.), которые практически не учитываются в российской практике.
Приблизительно Пт.п. рассчитываются как:
Пт.п. = Трем. × Ач = Траб. × Ач × Трем.1 / То.р.,
где Ач – средняя часовая арендная ставка машины в руб./ч.
Значимость показателя Пт.п. может быть проиллюстрирована следующими данными. Например, за полгода машина проработала (Траб.) 1000 ч,
То.р. = 80 ч,
Трем.1 = 24 ч (8 ч × 3 дня),
Ач = 1600 руб./ч,
Пт.п. = 1000 × 24 / 80 × 1600 = 0,48 млн. руб.
Характеристики надежности также влияют на экономически целесообразный срок службы машины и ее цену при продаже после определенного срока применения. Таким образом, можно утверждать, что характеристики эксплуатационной надежности по сравнению с другими характеристиками машины оказывают наибольшее влияние на успех деятельности потребителя этой машины. Они являются важнейшими показателями потребительской ценности машины.8билет 2вопрос часть 2 Восстановление работоспособности машины при эксплуатации может осуществляться как заменой сборочной единицы, так и проведением восстановительных работ, когда неисправная сборочная единица снимается с машины, восстанавливается и устанавливается на место. [1]
Восстановление работоспособности машин должно достигаться также путем профилактических ремонтов, которым способствует применение встроенного и обегающего контроля надежности. [2]
Поддержание и восстановление работоспособности машин в течение их срока службы осуществляется путем проведения технического обслуживания и ремонта. Применительно к строительным машинам различают обособленно три группы изделий ( А, Б, В), отличающихся характеристиками предельных состояний. К группе А относятся детали, которые не восстанавливаются после первого отказа: изношенные фрикционные накладки тормозов и муфт, пружины, подшипники качения, зубчатые колеса, уплотнения, вкладыши подшипников скольжения и др. Предельное состояние объектов группы А наступает при возникновении первого отказа. К группе А могут быть также отнесены несложные узлы, которые нецелесообразно ремонтировать по каким-либо причинам. Группа Б включает детали, узлы и агрегаты машин, которые могут иметь в эксплуатации более одного отказа. Работоспособность объектов этой группы до возникновения предельного состояния поддерживается регулировкой, очисткой, смазкой, заменой элементов и др. Предельное состояние объектов данной группы наступает при возникновении отказа, вызывающего необходимость в капитальном ремонте. К объектам группы В можно отнести машины в целом. Работоспособность объектов рассматриваемой группы до возникновения предельного состояния поддерживается в результате проведения мероприятий по техническому обслуживанию и текущему ремонту. Предельное состояние объектов группы В наступает при возникновении необходимости в их капитальном ремонте или списании. [3]
Назначение текущего ремонта - восстановление работоспособности машины путем частичной ее разборки, замены мелких деталей, выверки совместно работающих деталей. [4]
Для устранения неисправностей и восстановления работоспособности машин принимаются следующие меры: чистка и смазка, регулировка, замена испорченных деталей новыми или их исправление и восстановление. [5]
Как правило, для восстановления утраченной работоспособности машины создается специальная система ремонта и профилактических мероприятий. Последующая эксплуатация машины и вероятность возникновения повторных или новых отказов тесно связана с содержанием и структурой данной системы. Однако если при отказе для восстановления работоспособности машины необходимо устранить неисправность в аппаратуре, то при сбое для получения правильного решения задачи требуется восстановить лишь достоверность информации, что хотя и связано с потерями рабочего времени ЦВМ ( например, на повторный пуск программы или ее части), но не требует ремонта или регулировки аппаратуры. В силу этого восстановление достоверности функционирования сравнительно легко может быть автоматизировано. [7]Под планово-предупредительным ремонтом следует понимать восстановление работоспособности машин ( точности, мощности и производительности) путем рационального технического ухода, замены и ремонта изношенных деталей и узлов, проводимых по заранее составленному плану. [11] Ремонты, осуществляемые с целью восстановления работоспособности машины или ее конструктивных элементов, должны обеспечивать их использование с заданной эффективностью в соответствующие межремонтные периоды при условии, что установленные виды технического обслуживания в соответствующих межремонтных периодах строго выполняются. Текущий ремонт выполняют для обеспечения или восстановления работоспособности машин при эксплуатации. Он состоит в замене и ( или) восстановлении отдельных составных частей машины. Билет 9.1вопрос. Экспоненциальные распределения Рассматривается суммарный поток, составленный из большого числа независимых потоков, ни один из которых не оказывает преобладающего влияния на суммарный поток. Например, поток вызовов, поступающих на телефонную станцию, слагается из большого числа независимых потоков вызовов, исходящих от отдельных абонентов. Доказано [6], что в случае, когда характеристики потоков не зависят от времени, суммарный поток полностью описывается одним числом - интенсивностью потока. Для суммарного потока рассмотрим случайную величину Х - длину промежутка времени между последовательными событиями. Ее функция распределения имеет вид
(10)
Это распределение называется экспоненциальным распределением, т.к. в формуле (10) участвует экспоненциальная функция e-λx. Величина 1/λ - масштабный параметр. Иногда вводят и параметр сдвига с, при этом экспоненциальным распределением называют распределение случайной величины Х + с, где распределение Х задается формулой (10).
В формуле (10) е = 2,718281828… - основание натуральных логарифмов. Функция экспоненциального распределения F(x, λ) и его плотность f(x. λ) связаны простым соотношением
Это соотношение имеет простую интерпретацию в терминах теории надежности технических изделий и устройств. Оно означает, что интенсивность отказов (т.е. интенсивность выхода изделий из строя) постоянна, другими словами, не зависит от того, сколько времени изделие уже проработало. Обычно интенсивность отказов постоянна на основном этапе эксплуатации, после того, как на начальном этапе выявлены скрытые дефекты, и до того, как из-за естественного старения материалов начинает происходить ускоренный износ с резким возрастанием интенсивности выхода изделия из строя. Распределения Рэлея и экспоненциальное распределение при расчёте показателей надёжности Экспоненциальное распределение является частным случаем распределения Вейбулла, в том случае, когда параметр формы δ =1. Таким образом, экспоненциальное распределение имеет единственный параметр λ (параметр масштаба), измеряемый в ч-1. При экспоненциальном распределении времени отказов изделий интенсивность отказов определяется по формуле λ(t)= λ=const Таким образом, интенсивность отказов постоянна и численно равна параметру λ. Иначе говоря, при постоянной интенсивности отказов вероятность безотказной работы подчиняется экспоненциальному закону распределения. Вероятность безотказной работы при экспоненциальном распределении:Р(t)=e-λt Средняя наработка до отказа при экспоненциальном распределении:Т=1/ λ Распределение Рэлея является частным случаем распределения Вейбулла, в том случае, когда параметр формы δ =2. Распределение Рэлея имеет единственный параметр δ*, измеряемый в часах. При распределении Рэлея времени отказов изделий интенсивность отказов определяется по формуле: λ(t)=t/ δ*2 Вероятность безотказной работы при распределении Рэлея определяется так:
Средняя наработка до отказа при распределении Рэлея:
Нормальное распределение, также называемое распределением Гаусса, —распределение вероятностей, которое играет важнейшую роль во многих областях знаний, особенно в физике. Физическая величина подчиняется нормальному распределению, когда она подвержена влиянию огромного числа случайных помех. Ясно, что такая ситуация крайне распространена, поэтому можно сказать, что из всех распределений, в природе чаще всего встречается именно нормальное распределение — отсюда и произошло одно из его названий. Нормальное распределение зависит от двух параметров — смещения и масштаба, то есть, является, с математической точки зрения, не одним распределением, а целым их семейством. Значения параметров соответствуют значениям среднего (математического ожидания) и разброса (стандартного отклонения).Стандартным нормальным распределением называется нормальное распределение с математическим ожиданием 0 и стандартным отклонением 1.Характеристики распределения Плотность вероятности нормальнораспределённой случайной величины с параметром смещения и масштаба (или, что тоже самое, дисперсией ) имеет следующий вид:
Функция распределения такой величины не выражается через элементарные функции и записывается по определению через интеграл Римана как Функция распределения стандартной нормальной случайной величины (т. е. при ) часто обзначают как :
Функцию распределения нормальной случайной величины с любыми параметрами легко выразить через :
Характеристическая функция нормального распределения имеет вид
где — нормально распредёленная с параметрами и случайная величина.
Производящая функция моментов определена для всех вещественных t задаётся формулой
Процентили стандартного нормального распределения
Процентили стандартного нормального распределения задаются уравнением
.
Билет10.1 Отказ(повреждение) – это нарушение работоспособности объекта, т.е. система или элемент перестает выполнять целиком или частично свои функции. Приведенное определение отказа является качественным. Обычно возникает вопрос, что является критерием отказа?
Отказом называется событие, заключающееся в переходе объекта с одного уровня работоспособности или функционирования на другой, более низкий, или в полностью неработоспособное состояние. Понятие отказа в теории надежности является одним из основных.
Нарушением работоспособного состояния называется выход хотя бы одного заданного параметра за установленный допуск. Так, например, поставляемая системой электроснабжения потребителю энергия характеризуется рядом параметров, в том числе напряжением U и частотой f .
Отказы классифицируются по ряду признаков:
1) по степени нарушения работоспособности: полные и частичные;
2) по характеру процессов проявления: внезапные и постепенные;
3) по связи с другими отказами: зависимые и независимые;
4) по времени существования: устойчивые и неустойчивые (сбои). 10.2 Определение закона распределения отказов имеет большое значение при исследованиях и оценках надежности. Определение P(t) по одной и той же исходной информации о T, но при различных предположениях о законе распределения может привести к существенно отличающимся результатам.
Закон распределения отказов можно определить по экспериментальным данным, но для этого необходимо проведение большого числа опытов в идентичных условиях. Практически эти условия, как правило, трудно обеспечить. Кроме того, такое решение содержит черты пассивной регистрации событий.
Вместе с тем во многих случаях за время эксплуатации успевает отказать лишь незначительная доля первоначально имевшихся объектов. Полученным статистическим данным соответствует начальная (левая) часть экспериментального распределения.
Более рационально - изучение условий, физических процессов при которых возникает то или другое распределение. При этом составляются модели возникновения отказов и соответствующие им законы распределения времени до появления отказа, что позволяет делать обоснованные предположения о законе распределения.
Опытные данные должны служить средством проверки обоснованности прогноза, а не единственным источником данных о законе распределения. Такой подход необходим для оценки надежности новых изделий, для которых статистический материал весьма ограничен.
Определение показателей надежности при экспоненциальном законе распределения Пример. Пусть объект имеет экспоненциальное распределение времени возникновения отказов с интенсивностью отказов l = 2,5 Ч 10-5 1/ч.Требуется вычислить основные показатели надежности невосстанавливаемого объекта за t = 2000 ч.Решение. \Вероятность безотказной работы за время t = 2000 ч равна
2.Вероятность отказа за t = 2000 ч равна
q (2000) = 1 - Р (2000) = 1 - 0,9512 = 0,0488.
- Используя выражение (2.5), вероятность безотказной работы в интервале времени от 500 ч до 2500 ч при условии, что объект проработал безотказно 500 ч равн.
- Средняя наработка до отказа
ч.
11.Билет 1. Старение – совокупность физических и химических процессов, протекающих в полимерном материале, приводящих к изменению его состава и структуры под действием влияющих факторов. Объекты исследования старения – полимеры, полимерные материалы и покрытия, изделия из них, детали машин, оборудования, сооружений.Полимеры – высокомолекулярные соединения, молекулы которых состоят из большого числа одинаковых или чередующихся группировок, соединенных химическими связями.Полимерные материалы состоят из полимеров и добавок и характеризуются совокупностью свойств. Полимерные покрытия – пленки из полимерных материалов на поверхностях изделий. Полимерные изделия – изделия из полимерных материалов (детали, узлы), имеющие определенную форму и способные выполнять необходимые эксплуатационные функции.Совокупность факторов, действующих на полимерные материалы и покрытия объекта, в процессе производства, хранения и эксплуатации определяет условия старения.Факторы, влияющие на стабильность полимеров, как и при исследовании процессов коррозии, можно условно разделить на внешние, эксплуатационные (связанные с влиянием среды и нагрузок) и внутренние или факторы состояния полимеров (определяемые химическим составом, строением, особенностями структуры и фазовым состоянием, молекулярной массой, силами межмолекулярного взаимодействия, деформационными, реологическими и другими свойствами), а также конструктивно-технологическими факторами (характеризующими особенности конструктивного и технологического изготовления изделий). Кроме этого, следует учитывать свойства полимера (плотность, свето-, влаго-, тепло-, биохимическую стойкость, прочность), определяющие стойкость его к факторам среды. Ниже приведена классификация факторов по указанным группам. Термины и определения приведены в ГОСТ 9.710–84.Внешние эксплутационные факторы: Свет: рассеянный свет; прямой солнечный свет (ультрафиолетовое облучение). Воздух: кислород; озон; воздухообмен. Температура: повышенная; пониженная; перепады. Искусственное облучение: α, b, g-лучи. Влага (вода): нейтральная; ионизированная; масса раствора; характер действия. Нагрузки: механические (постоянные, переменные, растяжения, сжатия, внутренние, внешние); давления; истирания. Активные среды: физическое состояние (жидкость, газ); движение сред; pH; характер контакта (постоянный, переменный) окислительный (восстановительный); наличие ингибиторов, нейтрализующих веществ в среде. Микроорганизмы: бактерии; грибы; актиномицеты; наличие биоцидов в среде. Классификация процессов старения по их внешнему проявлению. Поскольку процессы старения характеризуются сложными и разнообразными явлениями, происходящими в материалах деталей машины, их классификацию целесообразно провести в зависимости от того внешнего проявления, к которому привел данный процесс. По внешнему проявлению, т.е. по деформации детали, ее износу, изменению свойств и другим показателям, можно судить о степени повреждения материала детали и, следовательно, оценить близость изделия к предельному состоянию. Процесс старения может затрагивать весь объем материала детали, или поверхностные слои, либо протекать при контакте двух сопряженных поверхностей. В таблице 1 приведена классификация процессов старения по их внешнему проявлению и указаны основные разновидности каждого процесса. Процессы повреждения материала детали (объемные явления) Разрушение материала детали (его излом) относится, как правило, к недопустимым видам повреждения. Это связано с тем, что поломка деталей в результате разрушения часто носит лавинообразный характер и протекает с большой скоростью. Поэтому расчеты, связанные с прочностью, оценивают не скорость процесса разрушения, а те условия, при которых данный процесс не возникает. Разрушение материала детали может произойти как в результате возникновения недопустимых статических или динамических нагрузок, так и при длительном действии переменных нагрузок, приводящих к усталостным разрушениям. В первом случае будут иметь место внезапные отказы, так как превышение внешними нагрузками допустимых значений не связано с длительностью предшествующей эксплуатации изделия. Усталостные разрушения относятся к постепенным отказам, так как при работе детали происходит изменение несущей способности материала, и время предшествующей эксплуатации (число циклов нагружения) влияет на вероятность возникновения отказа – усталостной поломки детали. Процесс усталостного разрушения рассматривается как три последовательные стадии: Начальная стадия действия циклических напряжений, когда в металле происходит накопление упругих искажений кристаллической решетки. После определенного числа циклов нагружений упругие напряжения кристаллической решетки достигают критической величины и появляются субмикроскопические трещины. Затем субмикроскопические трещины развиваются до размеров микротрещин, и происходит окончательное разрушение испытуемого образца. 2 вопрос. Диагностика машин. Основные пути повышения надежности машин В настоящее время количество эксплуатируемых машин и оборудования в любой стране существенно превышает возможности их обслуживания и ремонта в соответствии с рекомендациями производителей. Выходом из сложившейся ситуации становится, во-первых, увеличение доли необслуживаемого оборудования, а, во-вторых, переход на ремонт машин и оборудования по фактическому состоянию. Но это возможно лишь при использовании методов и средств глубокой диагностики и долгосрочного прогноза состояния оборудования в процессе его эксплуатации, которые лишь в последние годы стали развиваться быстрыми темпами. Кроме того, важную роль при эксплуатации машин и оборудования по переработке макулатуры играет диагностирование технического состояния на основе измерения и анализа вибрационных характеристик. Современные возможности вибродиагностики машин и оборудования Информация о состоянии работающего оборудования с вращающимися узлами содержится, прежде всего, в сигнале вибрации. Поэтому анализ вибрации, а также температуры отдельных узлов, тока приводного двигателя и, в некоторых случаях, состава смазки стал основой нового направления технической диагностики, получившего название контроля состояния и диагностики машин. Именно это направление расширило возможности существующих методов неразрушающего контроля, позволило решать практические задачи долгосрочного прогноза состояния вращающегося оборудования и, как следствие, переходить на обслуживание и ремонт вращающегося оборудования по фактическому состоянию. 1. Основные направления вибрационного контроля и диагностики Многие годы вибрационный контроль и диагностика машин включали в себя два основных направления, а именно вибрационный контроль, постепенно развившийся до вибрационного мониторинга, и поиск источников (причин) повышенной вибрации. В рамках вибрационного контроля обычно решаются три основные задачи: · допуск оборудования в эксплуатацию при заданных требованиях к надежности и влиянию на обслуживающий персонал; · аварийная защита оборудования; · оценка состояния оборудования. В рамках поиска источников (причин) повышенной вибрации также решаются три основных задачи: · обеспечение заданных виброакустических характеристик (ВАХ) нового оборудования, его виброналадка после изготовления (ремонта); · обеспечение стабильности ВАХ в процессе эксплуатации оборудования; · поиск опасных дефектов. Из первой группы задач, необходимо выделить аварийную защиту оборудования, которая требует создания встроенных в оборудование систем защиты. Наибольший вклад в решение этих задач внесли предприятия авиационной и космической промышленности, где последствия аварий наиболее опасны. Для этого стали разрабатываться и выпускаться не только собственно системы аварийного отключения оборудования, но и системы записи информации (т.н. «черный ящик»), в том числе и вибрационного сигнала, позволяющие в рамках расследования аварийных ситуаций выявлять и на будущее устранять их причины.
По мере развития системы аварийной защиты ответственного оборудования в некоторых отраслях промышленности стали трансформироваться в системы защитного мониторинга, позволяющие хранить в базе данных результаты измерений, анализировать их и прогнозировать вибрационное состояние оборудования. Кроме вибрации системы мониторинга стали измерять и другие сигналы, прежде всего температуру, а в дальнейшем стали объединяться вместе с элементами управления в единую систему защиты, мониторинга и управления оборудованием. В последнее время ведущие западные производители оборудования идут в этом направлении, часто включая в подобные системы и функции контроля состояния оборудования, и функции автоматического поддержания оптимальных по надежности и запасу работоспособности режимов его работы. Пути повышения надежности деталей машин на стадии проектирования 1. Разумный подход к получению высокой надежности состоит в проектировании по возможности простых изделий с меньшим числом деталей. Каждой детали должна быть обеспечена достаточно высокая надежность, равная или близкая к надежности остальных деталей. 2. Одним из простейших и эффективных мероприятий по повышению надежности является уменьшение напряженности детали (повышение запаса прочности). Однако это требование надежности вступает в. противоречие с требованиями уменьшения габаритов, массы и стоимости изделий. Для примирения этих противоречивых требований надо рационально использовать высокопрочные материалы и упрочняющую технологию: легирование стали, термическую и химико-термическую обработку, наплавку твердых и антифрикционных сплавов на поверхность деталей и др. Так, например, путем термической обработки можно увеличить нагрузочную способность зубчатых колес в 2...4 раза. Хромирование шеек коленчатого вала автомобильных двигателей увеличивает срок службы по износу в 3...5 раз. 3. Эффективной мерой повышения надежности является хорошая система смазки, правильный выбор сорта масла, рациональная система подвода смазки к трущимся поверхностям, защита трущихся поверхностей от абразивных частиц (пыли и грязи) путем размещения изделий в закрытых корпусах, установка эффективных уплотнений и т.п. 4. Если условия эксплуатации таковы, что возможны случайные перегрузки, то в конструкции следует предусматривать предохранительные устройства (предохранительные муфты или реле максимального тока). 5. Конструируемая машина должна отвечать требованиям унификации и стандартизации. а). Унификация - рациональное сокращение многообразия видов, типов и типоразмеров изделий одинакового функционального назначения. Унификация представляет собой эффективный и экономичный способ создания на базе исходной модели ряда производных машин одинакового назначения, но с различными показателями мощности, производительности и т.д., или машин различного назначения, выполняющих качественно другие операции, а также рассчитанных на выпуск иной продукции. б). Стандартизация — установленные и применение единообразия и обязательных требований к изделиям и продукции массового производства. Унификация и стандартизация позволяют организовать серийное и массовое производство деталей и сборочных единиц на специализированных предприятиях, приводят к уменьшению трудоемкости и стоимости изготовления, повышению качества и увеличению долговечности деталей, сокращают время конструирования и освоения новых машин, обеспечивают взаимозаменяемость деталей. Величина коэффициента унификации служит одним из показателей качества конструкторской разработки проекта машин. Этот коэффициент показывает насколько велико использование в проекте стандартных деталей, заимствованных из других аналогичных машин. Коэффициент унификации машины (узла) может быть определен по количеству наименований (типоразмеров) К и по количеству деталей Кд:
КТ = ·100%,= ·100% ≈ 69%, (9) где n – общее количество наименований деталей по спецификации; n- количество оригинальных наименований деталей, т.е. не стандартных и не зависимых из других конструкций: Кд = ∙100%,=∙100% ≈ 69%, (10) где N – общее количество деталей в узле, машине; N0 - количество оригинальных деталей. Пример: гидравлический насос НШ-32: n =9, n=6, N= 226, N= 40,К=·100=82%,К= ·100=50%.
12 билет: 1.Общее резервирование замещением. Надежность системы при раздельном резервировании и с целой кратностью всем элементам. Смешанное резервирование неремонтируемых систем. Резервирование – повышение надежности объекта введением избыточности, т.е. дополнительных средств и возможностей сверх минимально необходимых для выполнения объектом возложенных на него функций. В энергетике, в основном, применяют структурное резервирование, т.е. используют избыточные (резервные) конструктивные элементы, включенные параллельно основным (рабочим) и дублирующие их. При этом основным называют такой элемент структуры объекта, который минимально необходим для выполнения объектом заданных функций, а резервный обеспечивает работоспособность объекта в случае отказа основного элемента.Структурное резервирование может осуществляться разными способами. При общем резервировании резервируется объект в целом.П резервировании замещением основной элемент в случае его отказа отключается от электрической схемы, и вместо него подключается один из резервных элементов.
Основной характеристикой резервирования замещением является кратность резерва, Резервирование с дробной кратностью – когда два и более однотипных элементов резервируются одним и более резервными элементами.Дублирование – резервирование кратность которого равна 1. При наличии идеального переключателя все формулы общего резервирования с постоянно включенным резервом подходят и для данного способа резервирования. Но с учетом отказов переключателя: При резервировании замещением резервные элементы до вступления их в работу могут находиться в одном из трёх режимов нагрузки:
а) в нагруженном режиме. В этом случае говорят о нагруженном резерве или «горячем» резервировании. Здесь резерв находиться в таком же электрическом режиме, как и основной элемент, и его ресурс вырабатывается одновременно с ресурсом основного элемента, точно так же, как и при постоянном резервировании;
б) в облегченном режиме. В этом случае говорят об облегченном резерве или «теплом» резервировании. Ресурс резервных элементов начинает расходоваться с момента включения всего устройства в работу, однако интенсивность расхода ресурса резервных элементов до момента включения их вместо отказавших значительно ниже, чем в обычных рабочих условиях;
в) в ненагруженном режиме. В этом случае говорят о ненагруженном резерве или «холодном» резервировании. При этом условия, в которых находиться резерв, настолько легче рабочих, что практически резервные элементы начинают расходовать свой ресурс только с момента включения их в работу вместо отказавших.
Надежность системы при раздельном резервировании и с целой кратностью по всем элементам Расчетная схема надежности для этого случая изображена
Отказ этой системы может произойти при отказе любого блока. Совпадение работоспособных состояний n блоков системы гарантирует работоспособное состояние системы. Следовательно, если известны вероятности безотказной работы каждого из блоков, то вероятность безотказной работы системы выражается формулой . Смешанное резервирование неремонтируемых систем Смешанное – это сочетание различных видов резервирования.
При общем резервировании резервируется вся система в целом. Общее резервирование, в зависимости от способа включения резервных устройств можно разделить на постоянное резервирование и резервирование замещением, при котором резервные изделия замещают основные только после отказа. При общем постоянном резервировании резервные устройства подключены к основному в течение всего времени работы и находятся в одинаковом с ним режиме работы.По одному из вариантов повышения надежности предлагается повысить надежность системы поблочно: в блоке кабелей используется нагруженное дублирование, на трансформаторной подстанции - дублирование замещением в блоке ВЛ - нагруженное дублирование. Предполагается, что надежность выключателей значительно выше ВЛ, кабелей и трансформаторов. Принимаем вероятность безотказной работы выключателей равной единице. 2. Шарнирно-стержневые механизмы. Область применения, назначения и устройство. Основные схемы кривошипно-ползунных механизмов. Шарнирно-стержневые механизмы широко используются в технологическом оборудовании предприятий пищевой промышленности для преобразования вращательного движения ведущего вала в периодическое качательное или возвратно-поступательное движение ведомого звена и соответствующего ему рабочего органа машины. К основным базовым шарнирно-стержневым механизмам относятся кривошипно-ползунные, кривошипно-коромысловые и кривошипно-кулисные механизмы с низшими кинематическими парами и жесткими звеньями. Они характеризуются как абсолютными, так и относительными параметрами, среди которых размеры звеньев, интервалы рабочих и холостых ходов ведущих и ведомых звеньев в характерных положениях механизма, связанных с выполнением технологических операций. Кривошипно-ползунные механизмы применяются для преобразования вращательного движения кривошипа (обычно с постоянной угловой скоростью) в возвратно-поступательное движение шатуна. Они делятся на центральные и внецентренные. В центральных механизмах ось вращения кривошипа лежит на продолжении траектории движения центра шарнира ползуна, поэтому , а коэффициентК=1. Кроме того, полное перемещение ползуна равно двум длинам кривошипа.Механизм характеризуется размерами кривошипа и шатуна, геометрическим параметром, эксцентриситетом, геометрическим параметром, конструктивными размерами и, полным перемещением ползуна, углами и рабочего и холостого поворотов кривошипа, углами давления и в начальном и конечном положении механизма (ползуна), максимальными углами давления и при рабочем и холостом ходах ползуна, угловой скоростью кривошипа, линейными скоростью v и ускорением а ползуна, технологической нагрузкой на ведомом звене (ползуна), движущим моментом на валу кривошипа, а также другими параметрами. Кривошипно-ползунные механизмы преобразуют вращение кривошипа в прямолинейное возвратно-поступательное движение ползуна или наоборот, широко используются в поршневых двигателях, насосах, компрессорах, прессах и других машинах. По расположению кривошипа и ползуна различаются центральные и смещенные.
– Структурная схема механизма
Структурная схема механизма состоит из четырех звеньев:1 – кривошип,2 – шатун АВ,3 – ползун В, 0 – стойка, при этом звенья 1 – 3 являются подвижными звеньями, а стойка 0 – неподвижным звеном. Она представлена в составе структурной схемы двумя шарнирно-неподвижными опорами и направляющей ползуна 3
13 билет1. Для восстанавливаемых систем характерно чередование времени исправной работы и времени восстановления (ремонтов).
Система, проработав случайное время tp1, выходит из строя. После отказа происходит восстановление, и система работает вновь время tp2 до отказа. Этот процесс продолжается неограниченно. Полагаем, что время восстановления пренебрежимо мало по сравнению со временем работы. Можно считать, что восстановление происходит мгновенно. Отказавший, испорченный элемент немедленно заменяется новым. Элемент после восстановления имеет такую же надежность, что и в начальный момент.
Пусть интервалы времени безотказной работы между двумя соседними отказами распределены по экспоненциальному закону. Тогда вероятность того, что за промежуток времени t в системе произойдет n отказов, определится по формуле Пуассона:
, (n = 0, 1, 2, 3, …),
где λ – среднее число отказов в единицу времени или интенсивность отказов,
λ = const;
λ = Λ, где Λ – параметр потока отказов. Этот параметр определяется по статистической формуле:
,(12)
где N – общее число отказавших элементов, или число восстановлений, остается неизменным. Отказавшие элементы заменяются новыми.
Поток отказов восстанавливаемой системы является простейшим, пуассоновским.
Параметром потока отказов называется отношение числа отказавших изделий в единицу времени к числу испытываемых изделий при условии, что все вышедшие из строя изделия заменяются исправными (новыми или отремонтированными) Согласно определению,где– число отказавших образцов в интервале времени отдо; N – число испытываемых образцов;– интервал времени.
НАДЕЖНОСТЬ ВОССТАНАВЛИВАЕМЫХ СИСТЕМ
Сложные технические объекты (системы), рассчитанные на длительный срок службы, создаются, как правило, ремонтируемыми. В разделе 2 дано толкование основных показателей надежности восстанавливаемых объектов (элементов): средняя наработка на отказ; параметр потока отказов; среднее время восстановления; интенсивность восстановления; коэффициенты готовности и оперативной готовности. В данном разделе рассматривается методика анализа надежности восстанавливаемых систем при различных схемах включения элементов.
При анализе используем ряд наиболее часто вводимых допущений.
Поток отказов в системе простейший, то есть выполняются требования ординарности, стационарности и отсутствия последствия ( = = const), см. 2.1.5.
Поток восстановлений простейший, то есть , см. 2.3.2.
Восстановление происходит путем ремонта или замены с последующей настройкой и проверкой работоспособности или исправности системы за одно и то же время .
2. Храпово́й механи́зм (храпови́к) — Кроме непрерывного вращательного движения, в машинах очень часто применяется прерывистое вращательное движение. Такое движение осуществляется при помощи так называемого храпового механизма (рис. 17).
Основными частями храпового механизма являются: храповик (диск с зубцами), рычаг и собачка. Зубцы храповика имеют особую форму. Одна сторона у них сделана пологой, а другая отвесной или несколько подвнутренной.
Храповик насажен на вал неподвижно. Рычаг же, сидящий рядом с храповиком, может свободно качаться. На рычаге имеется собачка, которая одним концом лежит на храповике.
С помощью шатуна или тяги от того или иного ведущего механизма рычаг приходит в карательное движение, При отклонении рычага влево собачка скользит свободно по пологому склону зубцов, не поворачивая храповик. При отходе вправо собачка упирается в уступ зубца и поворачивает храповик на некоторый угол. Так, непрерывно качаясь в ту и другую сторону, рычаг с собачкой приводит храповик с валом в периодическое вращательное движение.
Для надежного прилегания собачки к храповику собачка снабжается нажимной пружиной.
Но бывает и другое назначение храпового механизма: для предохранения вала с храповиком от проворачивания. Так, у лебедки при подъеме груза храповик с собачкой не дают барабану провертываться обратно.
14билет1Надёжность нерезервированной системы с последовательно включенными восстанавливаемыми элементами.Надёжность восстанавливаемой дублированной системы.Система, состоящая из N последовательных восстанавливаемых элементов, отказывает, когда отказывает любой из элементов системы. Предполагаются простейшие потоки отказов и восстановлений . Как показано в [15, 19], при заданных допущениях и известных значениях коэффициентов готовности каждого из последовательно включенных элементов , коэффициент готовности системы определяется по выражению
и соответственно при заданных ,
.
Пример. Восстанавливаемая система состоит из трех последовательно включенных элементов с параметрами надежности:
= 0,6; = 0,8; = 0,7. Известно, что .
Определить коэффициент надежности.
Решение. Подставив заданные значения коэффициентов готовности в выражение КГ системы, получим
.Здесь же отметим, что в расчетной практике нередко пользуются формулой вероятности безотказной работы неремонтируемой системы с основным соединением элементов, когда
.
В этом случае , что, как видим, сопряжено с грубой ошибкой. Произведение вероятностей безотказной работы элементов неремонтируемой системы есть математическая оценка факта совпадения работоспособного состояния трех, составляющих систему невосстанавливаемых элементов, то есть работоспособного состояния системы. Произведение коэффициентов готовности ремонтируемых элементов факта совпадения работоспособных состояний элементов не отражает. Рассмотрим систему, для обеспечения надежности которой используется дублирование: основной системе добавляется параллельно такая же система. В обеих системах (цепях) параметры потоков отказов одинаковы, = const, такая же картина и для потока восстановлений, то есть = const. Такая дублированная система может находиться в трех состояниях: "0" - обе системы (цепи) работоспособны; "1" - одна цепь восстанавливается, другая работоспособна "2" - обе цепи восстанавливаются. С точки зрения выполнения функциональных задач, возложенных на систему, состояние "2" соответствует отказу. У этой системы возможны семь видов перехода из состояния в момент времени t в состояние в момент времени t + t:
2.Механизмы мальтийского креста.Область применения,назначение и устройство.Основные схемы мальтийских механизмов. Мальтийский механизм, мальтийский крест, устройство для преобразования непрерывного вращения в прерывистое. М. м. — одна из составных частей механических систем станков-автоматов, кинопроекционных аппаратов и установок, в которых необходимы периодические остановки в движении, например для выполнения определённой технологической операции, выдержки кадра и т. п. Применяются М. м. с внешним и внутренним зацеплением. В М. м. с внешним зацеплением (рис. 1) при вращении ведущего звена (кривошипа) 1 его палец 2 в точке A входит в прорезь 3 ведомого звена (креста) 4 и, скользя в ней, поворачивает крест. В точке B палец выходит из прорези. Крест останавливается и остаётся неподвижным, пока палец кривошипа, продолжая своё движение, не переместится снова в точку A, где войдёт в следующую прорезь креста, и т. д. Для фиксации креста, то есть предотвращения самопроизвольного поворота креста во время остановки, кривошип снабжен запирающим цилиндрическим выступом 5 с выемкой, а крест очерчен дугами окружностей (это придаёт ему сходство с мальтийским крестом — эмблемой Мальтийского ордена, откуда и произошло название механизма). Поворот креста возможен только тогда, когда его луч совмещен с выемкой выступа. Обычно кресты изготовляют с числом прорезей z от 3 до 12. За один оборот кривошипа происходит поворот креста на 1/z часть оборота. При вращении кривошипа с постоянной угловой скоростью отношение времени движения креста к времени его остановки равно отношению длин дуг ÈАСВ к ÈAC’B или (z — 2)/(z + 2). Для увеличения продолжительности остановок кривошипу сообщают переменную скорость вращения: большую во время поворота креста и малую вплоть до остановки креста. Если же требуется сократить время остановок, кривошип снабжают несколькими пальцами. М. м. с внутренним зацеплением (рис. 2) отличаются плавностью поворота креста и имеют небольшие габариты.
В узлах металлообрабатывающих станков находят применение пространств. М. м., предназначенные для передачи вращения на вал, скрещивающийся с ведущим валом обычно под углом 90°.
|
Мальтийский механизм |
БИЛЕТ 15. ПРИРОДА И КЛАССИФИКАЦИЯ ПРОЦЕССОВ ИЗНАШИВАНИЯ. ОСНОВНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ИЗНАШИВАНИЯ. Изнашивание - это процесс постепенного изменения размеров тела при трении, проявляющийся в отделении с поверхности трения материала и его остаточной деформации. Изнашивание может сопровождаться различными процессами, вызывающими изменение физико-химического состояния материала поверхностей трения. Механическая теория изнашивания не дает полного представления о природе изнашивания, поскольку в ряде случаев наблюдается повышение интенсивности изнашивания при снижении шероховатости поверхности трения. Исследования процесса трения, привлечение современных методов физического эксперимента к опытному изучению процесса, физико-химическое исследование природы поверхностных слоев и накопленный большой экспериментальный материал позволяет глубже познать механизм изнашивания. Основными факторами, влияющими на трение и износ, являются: - материалы трущихся деталей и их микроструктура; - волнистость и шероховатость поверхностей; - твердость, упругость, теплопроводность фрикционной пары; - виды смазки и методы смазывания; - окружающая среда; - кинематика и динамические условия перемещения деталей. Указанные факторы вызывают изменения на поверхностях трения, заключающиеся в следующем. 1. Упругие деформации, вызванные несовершенством структуры материала, в определенных условиях вызывают усталостное выкрашивание соприкасающихся поверхностей и разрыхление структуры. 2. Пластическое деформирование изменяет структуру материала поверхностного слоя и может способствовать ее разрушению. Разрушение структуры - это заключительный этап пластической деформации по мере увеличения силового воздействия. Смещение кристаллических зерен сопровождается частичным нарушением сцепления, которое в результате возрастания напряжения или многократном их повторении приводит к разрыву структуры. 3. Пластическая деформация при температуре ниже температуры рекристаллизации приводит к наклепу поверхностного слоя, т.е. к его упрочнению. Детали после сборки сопрягаются по выступам неровностей поверхностей, и площадь их фактического контакта в начальный период трения мала. Поэтому при нагружении пары трения действуют большие давления, что вызывает значительную пластическую деформацию. Неровности поверхности частично сминаются и частично разрушаются. Срабатывание и сглаживание микронеровностей поверхностей сопровождается увеличением несущей поверхности, интенсивность изнашивания снижается. Продукты износа в направлении относительной скорости поверхностей создают новые неровности, ориентированные вдоль направления движения. По истечении определенного времени при неизменных условиях работы создается стабильная шероховатость поверхностей трения. К концу приработки сопрягаемые поверхности приобретают определенную шероховатость в данных условиях трения, а их микротвердость стабилизируется. Происходит переформирование поверхности и изменение ее физико-механических свойств. Износ деталей может существенно изменять свойства сопряжения. Увеличение зазоров ухудшает условия жидкостной смазки и может повысить фактор динамичности, способствующий большему истиранию цементированного или закаленного слоя. Изменения в макрогеометрии поверхностей также являются причинами ухудшения условий трения. Эти и подобные им факторы могут вызвать при дальнейшей работе сопряжения увеличение интенсивности изнашивания. Подавляющее большинство пар трения работают с перерывами вследствие остановки машины. Скорости изнашивания в периоды остановки и запуска выше, чем при установившемся режиме. В ряде случаев износ за один пуск машины может оказаться равнозначным износу за несколько часов ее работы на установившемся режиме (рис. 1). Ступенчатая ломаная может быть заменена прямой. Однако ее угловой коэффициент, равный средней скорости за определенное время работы сопряжения, будет выше скорости изнашивания при непрерывном установившемся режиме.Рассматривая механизм изнашивания нельзя не сказать про особенность распределения износа между поверхностями пары трения. При одинаковых материалах и прочих равных условиях их износ будет одинаковым, а при разных материалах деталей износ по геометрии и массе будет различным. Интенсивность изнашивания каждой детали определяется его видом. Исследования показали, что при одинаковых материалах деталей их износы по массе различны: большая поверхность теряет больше массы. Соотношение линейных износов зависит от соотношения поверхностей трения. По средней величине потери массы ролика и колодочки делалась оценка интенсивности износа. При вибрационном деформировании износ ролика в 1,15, а колодочки в 1,21 раза меньше, чем при обычном. Меньшая величина износа при вибрационной обработке свидетельствует о более высокой износостойкости деталей, восстановленных методом вибрационного деформирования. Формирование изнашиваемой поверхности происходит в результате суммирования различных по интенсивности и видам элементарных актов разрушения и изменений механических и физико-химических свойств материала под воздействием таких факторов, как среда, температура, давление, вид трения, скорость относительного перемещения поверхностей и др. Совокупность явлений в процессе трения определяет вид изнашивания и его интенсивность. Вследствие разнообразия исходных материалов деталей пар трения и условий их работы виды изнашивания чрезвычайно разнообразны (рис. 3).
Рис. 3. Классификация процессов изнашивания
Исследование процессов изнашивания показывает, что интенсивность их протекания зависит от скорости процесса разрушения поверхностных микрообъемов материала при каждом элементарном акте взаимодействия пятен контакта. По скорости процессов разрушения фрикционных связей виды изнашивания можно разделить на три группы: быстро протекающие, средней скорости и медленные процессы . Быстро протекающие процессы характеризуются тем, что уже при первых взаимодействиях происходит отделение частиц изнашивания. Эти явления приводят к большому изнашиванию, которое, как правило, относится к недопустимым видам повреждения. Процессы средней скорости отделения элементарных микрообъемов материалов характерны при циклических видах разрушения, интенсивность которых может изменяться в достаточно широких пределах. Медленные процессы разрушения микрообъемов происходят, когда для отделения частиц износа требуется большое число циклов (усталостное и окислительное изнашивания) или при стабилизации процесса взаимодействия. 16 билет. 1 вопрос Методы измерения износа. Выбор износостойких материалов. В настоящее время известны пять методов измерения износа деталей: интегральный; определения суммарного износа; микрометража; профилографирования; искусственных баз. Интегральный метод основан па проверке показателей работы отдельных узлов или агрегатов машины, изменяющихся в ре-зультате изнашивания. Контролируемые показатели характеризуют гак называемые <служебные свойства> узлов и агрегатов. В частности, степень износа цилиндро-поршневой группы двигателя внутреннего сгорания может быть измерена по данным снижения давления в ци-линдрах в результате прорыва газов в картер. Износ маслосъемных колец и цилиндра можно определить на основании повышенного рас-хода смазки из картера двигателя. Метод суммарного износа служит для оценки со-стояния детали, узла или машины в целом путем взвешивания изна-шивающихся деталей до постановки на машину и после использова-ния или анализа продуктов износа. Суммарный износ деталей можно измерить также при помощи радио-активных элементов. Их в определенной дозе добавляют в металл при отливке детали или помещают в специальное отверстие готовой дета-ли на поверхности, подверженной износу. В процессе изнашивания атомы радиоактивных элементов попадают вместе с продуктами изно-са в смазку. При анализе пробы <загрязненной> смазки устанавлива-ют количество этих продуктов и определяют степень износа.Метод микрометража состоит в измерении размеров деталей до постановки их в работу и после износа. Этот метод с ис-пользованием микрометров, индикаторных приборов, а также приборов с показателями от датчиков получил наиболее широкое распростра-нение в практике эксплуатации машин. Метод профилографирования основан на измере-нии шероховатости поверхности. До постановки детали на машину с изнашиваемых поверхностей снимают профилограммы, на которых отображаются, помимо обычной шероховатости, и контрольные риски или царапины. Если таких рисок и царапин нет, их специально наносят режущим инструментом.После износа детали с одной и той же поверхности снимают повтор-ную профилограмму. По изменению глубины отмеченных рисок и ца-рапин судят о величине линейного износа поверхности детали. Этот метод на практике не получил распространения и обычно используется в лабораторных условиях. При методе искусстве н н ы х баз на поверхности трения деталей наносятся углубления (лунки) определенной геомет-рической формы и сечения. При износе поверхности детали с умень-шением глубины лунки уменьшаются и размеры ее сечения. Например, в результате износа детали длина лунки (рис. 4) умень-шилась с величины l1 до величины l2, т. е. деталь получила линейный износ ∆h (мм). Значение ∆h вычисляется по формуле где r – радиус вращения резца, мм. В полный комплект прибора для измерения износа методом искус-ственных баз, помимо приспособления для нарезания лунок, входит микроскоп, позволяющий определять значение l2 отсчетом делений на линзе. Выбор и разработка износостойких материалов — весьма сложная задача, так как поведение материалов при трении обусловлено не только их физико-механическими свойствами, но и конкретными условиями нагружения (нагрузка, скорость, характер среды, температура и др.)- В зависимости от условий трения и назначения узла меняется и комплекс требований к материалам. Опыт показывает, что при создании износостойких пар трения следует основываться на физических и механических свойствах контактирующих тел и разделяющих их пленок, покрытий. Износостойкие материалы в общем случае должны обладать высокой прочностью, высоким сопротивлением усталостному разрушению, теплостойкостью, способностью к образова-• шо при трении прочных пленок вторичных структур, способностью к хорошему удержанию смазки на поверхности, хорошей технологичностью. При ударно-усталостном изнашивании выбор износостойких материалов устанавливается не только исходя из твердости. Динамический характер приложения нагрузок не даст возможности использовать инструментальные стали, обладающие высокой твердостью. Стали высокой твердости (HRC 60—68) обладают малой пластичностью, в том числе ударной вязкостью, и плохо перераспределяют напряжения на участках их концентраций. Поэтому сопротивляемость изнашиванию, связанная с накоплением повреждений при циклическом нагружении, будет снижаться у сталей, не обладающих определенным запасом пластичности. В связи с этим работа па зарождение трещины, а главное работа, затрачиваемая на ее развитие, у сталей, имеющих высокую твердость, но малый запас пластичности, невелика. 2 вопрос Основыне формулы для расчета параметров кривошипных механизмов по заданному коэффициенту интервалов перемещений рабочего органа. Не нашла.
Билет №18. Пневмотранспорт нагнетающего действия, принцип работы и основные узлы. Пневмотранспорт техника транспортировки сыпучих и штучных (пневмопочта) грузов по действием сжатой или разрежённой газовой смеси (чаще воздушной). Вариантами пневматической транспортировки сыпучих материалов являются: Плотная транспортировка, при которой фаза сыпучего материала передается импульсным методом Разреженная — подразумевает непрерывный метод. Системы пневмотранспорта (ПТС) разделяются По способу создания транспортного потока и назначению использования: нагнетающие ПТС. Разрабатываются на базе пневмокамерных насосов (ПКН), пневмоструйных насосов (ПСН)(нагнетательный пневмотранспорт). Нагнетающие ПТС - разрабатываются преимущественно для режима транспортирования в плотном слое (Dense Phase) c высокими концентрациями материала и низкими скоростями потока. вакуумные (всасывающие) Всасывающие ПТС разрабатываются на базе вентиляторов, водокольцевых насосов. Применяются так же для перемещения порошкообразных материалов. Комбинированные Пневмотранспортная система (ПТС) включает в себя следующие основные узлы: питатель — устройство для ввода материала или аэросмеси в трубопроводы, системы пневмопроводов и материалопроводов, разгрузители с фильтром для воздуха, воздуходувную машину приёмник материала Билет 19,Износ сопряжений с переменными условиями контакта.
Износ - изменение размеров, формы, массы твердых тел или состояния их поверхностей вследствие либо остаточной деформации от постоянно действующих нагрузок, либо разрушения поверхностного слоя при трении. Износостойкость (износоустойчивость) - сопротивление материалов деталей машин и других трущихся частей износу. Износостойкость оценивается, например, уменьшением массы литой детали за время работы, ее линейных размеров или изменением объема детали. Следует отметить, что изнашивание - это прежде всего процесс взаимодействия поверхностей, который сопровождается не только их микрорезанием, деформированием и нагреванием, но также и изменением механических свойств, структуры, фазового состава и химической активности поверхностных слоев. В процессе длительного воздействия на поверхность детали микро- и макроскопических абразивных частиц происходит износ, оцениваемый по уменьшению размеров, объема, массы деталей в абсолютных или относительных единицах. Износ, отнесенный к пути трения, объему выполненной работы, работе трения и т.д., является показателем интенсивности изнашивания. 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. затрагивает ли он весь объем материала детали, проявляется лишь в поверхностных слоях или протекает при контакте двух сопряженных поверхностей. Специфические процессы протекают при контакте двух сопряженных поверхностей, что наиболее характерно для механизмов и элементов машин. Для подвижных и неподвижных соединений может произойти изменение условий контакта, что приводит, как правило, к изме Поверхность (поверхностные явления) Детали Разъедание Коррозия, эрозия, кавитация, прогар, тре-щинообр азовани е Нарост Налипание (адгезия, ко-гезия, адсорбция, диффузия), нагар, облитерация (заращива-ние) Изменение свойств поверхностного слоя Изменение: шероховатости, твердости, отражательной способности, напряженного состояния Пары Износ Износ (истирание), усталость поверхностных слоев, смятие, перенос материала Изменение условий контакта Изменение: площади контакта, глубины внедрения микровыступов, СПЛОШНОСТИ смазки нению жесткости, коэффициента трения и других параметров сопряжения. Газовая (химическая) коррозия возникает при контакте металлов и сплавов с сухими газами или неэлектролитными теплоносителями. Процессы старения, протекающие при контакте поверх-ностей4 Наиболее характерные для машин процессы старения протекают при контакте двух поверхностей, особенно если имеет место их относительное перемещение. Основные виды износа связаны главным образом с характером контакта поверхностей и их относительного движения. Качение без скольжения (обкатка) двух тел, как правило, вызывает усталость поверхностных слоев, которая проявляется в виде отслаивания мелких частиц металла с поверхности контакта. При контакте поверхностей, если износ и не проявляется в течение некоторого периода времени, может произойти изменение условий контакта: изменение площади контактирующих поверхностей, глубины взаимного внедрения микровыступов, разрыв масляной пленки и другие, что, в свою очередь, изменит выходные параметры сопряжения — коэффициент трения, контактную жесткость и др. При контактной усталости рабочих поверхностей зубьев зубчатых передач под действием касательных напряжений трещины начинают развиваться с поверхности, хотя при нормальных нагрузках, согласно теории Герца, зона максимальных напряжений находится ниже поверхности контакта. Однако при дальнейшем увеличении скорости резания возрастание температуры в зоне контакта инструмента с деталью и стружкой приводит к изменению физической природы процесса изнашивания, когда основную роль начинают играть диффузионные процессы. При контакте двух сопряженных поверхностей и их относительном перемещении в поверхностных слоях возникают механизм.Дискретный характер касания и наличие большого числа пятен контакта и соответственно фрикционных связей является следствием того, что реальные поверхности имеют сложный рельеф, характеризующийся шероховатостью и волнистостью (см. Таким образом, I—III виды фрикционных связей возникают при механическом взаимодействии материалов микровыступов, IV — при механическом (уп-ругопластический контакт пленок) или молекулярном (схватывание пленок) и V вид—при молекулярном взаимодействиях. При встрече субмикрошероховатостей мгновенно возникают новые дислокационные образования, которые охватывают не только места фактического контакта, но и прилегающие участки металла. образование пленок окисла или других химических соединений; растворение одного из трущихся тел под влиянием механохими-ческих процессов, протекающих в зоне контакта (например, исследованное акад. Последнее явление происходит при трении пары «сталь—сплав меди» и заключается в выделении меди путем разрушения межатомных связей, переносе меди на поверхность стали и образовании тончайшего слоя меди, который не уносится из зоны контакта и переходит с одной поверхности на другую, что придает высокую износостойкость узлу трения. При большем проскальзывании основную роль играет изнашивание, которое протекает•; интенсивнее, чем образование осповидных (питтинговых) разрушений поверхности, Адгезионное изнашивание связано с возникновением в локальных зонах контакта поверхностей интенсивного молекулярного (адгезионного) взаимодействия, силы которого превосходят прочность связей i материала поверхностных слоев с основным материалом, Образование адгезионных связей происходит в процессе механического взаимодействия микровыступов контактирующих тел и сопровождается, как правило, значительным изменением потенциальной энергии поверхностных слоев. Изнашивание в условиях избирательного переноса, наоборот, характеризуется атомарными явлениями в зоне контакта (см. Вначале происходит упрочнение поверхностей контакта и циклическая текучесть подповерхностных слоев. Износ связан с образованием и удалением из зоны контакта разрушающихся окисных пленок» В зоне контакта может образоваться повышенное количество продуктов износа, что способствует интенсификации процессов разрушения вплоть до абразивного изнашивания. Рассматривая различные процессы изнашивания, можно сделать вывод, что интенсивность их протекания зависит от скорости процесса разрушения микрообъема материала при каждом элементарном акте взаимодействия пятен контакта На значение коэффициента k влияют характеристики применяемых материалов пары, условия в зоне контакта и в первую очередь смазка поверхностей. Обычно контакт бывает упругим, поэтому Vh: R = 0,1-г-0,001.
2 вопрос .Храпово́й механи́зм (храпови́к) — зубчатый механизм прерывистого движения, предназначенный для преобразовательного возвратно-вращательного движения в прерывистое вращательное движение в одном направлении. Проще говоря, храповик позволяет оси вращаться в одном направлении и не позволяет вращаться в другом. Храповые механизмы используются достаточно широко — например, в турникетах, гаечных ключах, заводных механизмах, домкратах, лебёдках, замках наручников и т. д.
Храповик обычно имеет форму зубчатого колеса с несимметричными зубьями, имеющими упор с одной стороны. Движение колеса в обратную сторону ограничивается собачкой, которая прижимается к колесу пружиной или под собственным весом. Храповые механизмы относятся к механизмам прерывистого действия, которые обеспечивают движения ведомого звена в одном направлении с периодическими остановками. Конструктивно храповые механизмы делятся на нереверсивные с внутренним зацеплением и с храповым колесом, а также реверсивные в виде зубчатой рейки.
Нереверсивный храповый механизм с внутренним зацеплением (рис. 12). Ведущим звеном может быть как храповое колесо внутреннего зацепления 1, соединенное с зубчатым колесом внешнего зацепления, так и втулка 4 с закрепленной на ней собачкой 3, подпружиненной к зубьям храпового колеса 1 пружиной 2.
Рис. 12. Нереверсивный храповый механизм с внутренним зацеплением:
1 — храповое колесо; 2 — пружина; 3 — собачка; 4 — втулка
В нереверсивных механизмах (рис. 13) храповое колесо выполняют в виде рейки 1 в направляющих, и тогда собачка 2 сообщает рейке с храповым зубом прерывистое прямолинейное движение. В этом случае предусматривает устройство, которое возвращает рейку в начальное положение.
Рис. 13. Нереверсивный храповый механизм: Рис. 14. Реверсивный храповый механизм:
1 — рейка; 2 — собачка 1- храповик; 2 — ведущий рычаг; 3 — собачка
Реверсивные храповые механизмы (рис. 14) имеют: храповое колесо 1 с зубьями эвольвентного профиля, а на ведущем рычаге 2 шарнирно устанавливают собачку 3, которую при необходимости реверса перебрасывают вокруг оси Ох.В машино- и приборостроении применяют храповые механизмы, в которых механизм (ведомое звено) двигается в одном направлении с периодическими остановками (металлообрабатывающие станки, задняя ведущая втулка у велосипеда и др.). Подшипники блоков
Частота вращения отклоняющего блока, об/мин nоткл.бл.=αV/(π(Dбл+dкан))
Радиальную нагрузку на подшипники отклоняющего блока определяют аналитически или графически в предположении, что в канате действует наибольшее натяжение Fмах. Частота вращения наиболее быстроходного блока подвески крюка nбл=V(α-1)/(π(Dбл+dкан))
Наибольшая нагрузка на подшипник блока полиспастаFп=2Fмах/zn, где zn – число подшипников в блоку, обычно zn = 1(или 2) .
Эквивалентная динамическая нагрузка на подшипник блокаРЕ=FnVKB=Fn·1,2·1,3·KHE, где KHE – коэффициент эквивалентности (см. табл.1); V=1,2 – коэффициент вращения наружного кольца; КБ=1,3 – коэффициент безопасности.
Обычно, как более нагруженные, подшипники блоков подвески должны иметь большую грузоподъемность, однако, по соображениям унификации, подшипники всех блоков выбирают такими же, как и у блоков подвески.
2.6 ПодвескиКрюки выбирают по ГОСТ 6627-66 в соответствии с грузоподъемностью и группой режима работы. Дополнительных расчетов крюка не требуется. Упорные подшипники крюков выбирают по диаметру шейки крюка и статической грузоподъемности: C0>=FQ.
Ось блоков и траверсу крюка рассчитывают по условию отсутствия общих пластических деформаций при постоянной нагрузке. Коэффициент запаса прочности по отношению к текучести составляет 2..2,5. Опорные поверхности осей блоков, траверсы, а также проушины щек проверяют на смятке, если оси блоков и траверса крбка не совмещены.
2.7. Передаточное отношение привода
Частота вращения барабана, об/мин,
nбар=αV/(π(Dбар+dкан)) Необходимое передаточное отношение привода t’=nдв/nбар
Полученное значение округляют до стандартного (см. п. 1.7) в меньшую сторону, если двигатель недогружен, и в большую, если он загружен полностью.
Применение открытых передач следует, по возможности, избегать. Наибольшие передаточные отношения редукторов: цилиндрических и конически-цилиндрических двухступенчатых – 40, глобоидных – 63, планетарных двухступенчатых – 125, волновых – 315.
Фактическая скорость подъема
Vср=nдв·π ·(Dбар+dкан)/(i·α) не должна отличаться от заданной более чем на 10%. Если допуск не соблюден, изменяют i или, что нежелательно, Dбар.
2.8 Редуктор Крутящий момент на барабане Tбар=Fмах(Dбар+dкан)·m/2 где Fмах – наибольшее натяжение в канате; m – число канатов, наматываемых на барабан (число полиспастов).
Наибольший крутящий момент на тихоходном валу редуктора
Tmax=Tбар/(ηбар·ηм)
При консольном размещении барабана КПД муфты ηм=1. Если между барабаном и редуктором находится открытая зубчатая пара (ОЗП), то можно записать Tmax=Tбар/(ηбар·uозп·ηозп) Выбор размера редуктора приведен в п.1.9, проверка выходного вала редуктора по консольной нагрузке обязательна. Определение требуемого крутящего момента тормоза Момент от груза на валу тормозного шкива Tгр=ηобр(FQ+Gзахв)(Dбар+dкан)/(2·α·i) где ηобр – КПД при обратном движении (движение механизма под действием груза при отключенном приводе); для зубчатого редуктора (с учетом того, что фактические потери могут быть меньше расчетных) ηобр=0,5(1+η); для глобоидного или червячного редуктора ηобр=0,5(1+η/ηч)(2-1/ηч) КДП при подъеме груза η=ηп·ηбар·(ηм)s·ηобд·ηозп где s – число муфт в приводе; при отсутствии ОЗП ηозп=1. Требуемый тормозной момент тормоза TT>=Tгр·Кторм,где Кторм – коэффициент запаса торможения при установке одного стопорного тормоза (табл.9)
Тип тормоза: при заданных группах режима 1М, 2М, 3М – ТКТ, ТКП или с гидротолкателем; при группах 4М, 5М, 6М – ТКП или с гидротолкателем. В электроталях при группах 4М и 5М на промежуточном валу редуктора устанавливают грузоупорный тормоз. В электроталях рекомендуется использовать колодочный или дисковый тормоз.
Если установлено два тормоза: грузоупорный и стопорный, то для первого Кторм=1,1; для второго Кторм=1,25. Если установлено два стопорных тормоза, то для каждого их них Кторм=1,25.
Билет№201.Износ жестко связанных сопряжений Износ - изменение размеров, формы, массы твердых тел или состояния их поверхностей вследствие либо остаточной деформации от постоянно действующих нагрузок, либо разрушения поверхностного слоя при трении.В соответствии с ГОСТ 27674-88 изнашивание классифицируется как процесс отделения материала с поверхности твердого тела и увеличения его остаточной деформации.Чаще всего под износом принято понимать постоянное срабатывание поверхности деталей в результате процесса трения. Износ, отнесенный к промежутку времени процесса трения, определяет скорость изнашивания.Практика эксплуатации машин и другого оборудования показывает, что большая его часть теряет работоспособность не вследствие поломок, а в результате износа отдельных деталей. Высказано мнение о необходимости исследования износа и сопутствующих процессов, реализующихся при трении, и показано, что взаимодействие поверхностей при трении проявляется в формировании дискретных контактов - пятен, в котором участвуют выступы и покрывающие их пленки, а также прилегающие к этим выступам соседние участки материала. Считается, что силы, приложенные к разным участкам пятен контакта, образующихся при относительном движении сопряженных поверхностей, неодинаковы, а температура материалов, даже в пределах площади контактов, различна. Это приводит к различной реакции локальных микрообъемов мате-риалов при износе трением.Принят ряд классификаций по видам износа при трении, построенных в основном на базе внешних условий и признаков процесса. Различают также четыре главные формы износа и несколько второстепенных (сопутствующих) процессов, которые часто классифицируются как самостоятельные виды износа. К главным видам износа можно отнести следующие виды.адгезионный износ возникает в условиях трения, когда два гладких тела скользят друг по другу и частицы материала, вырванные с одной поверхности, прилипают к другой. Этот вид износа имеет место, когда атомы контактирующих поверхностей входят в близкий контакт. На площадях контакта при скольжении поверхностей всегда существует вероятность того, что из-за адгезионных сил разрушение этого контакта происходит не по первоначальной поверхности раздела одного материала, а внутри него.Абразивный износ возникает в условиях трения, когда более твердые шероховатые поверхности скользят по более мягким, царапают или пропахивают ее, образуя свободные частицы. Абразивный износ может возникнуть и тогда, когда твердые частицы попадают между поверхностями фрикционной связи и изнашивают их.Коррозионный износ имеет место, когда контакт поверхностей происходит в коррозионных средах. В процессе скольжения образующиеся на поверхности пленки разрушаются и коррозионное воздействие распространяется вглубь материалов.Поверхностная усталость наблюдается во время многократного скольжения или качения по одним и тем же поверхностям с непрерывно повторяющимися циклами нагружения и разгрузки. По ГОСТ 27674-88 различают механическое, коррозионно-механическое и электроэрозионное изнашивание, а изнашивание деталей машин и механизмов принято классифицировать по причинам, в соответствии с которыми различают механическое, коррозионно-механическое, абразивное, гидроабразивное, газообразивное, эрозионное, кавитационное, усталостное, окислительное, электроэрозионное изнашивание и фреттинг-коррозию. К основным явлениям и процессам при трении и изнашивании относятся: схватывание, перенос материалов, задирание, выкрашивание и отслаивание. Различают схватывание 1-го рода (холодный задир) и 2-го рода (горячий задир).2Основные формулы для расчета кулачковых механизмов Кинематические характеристики кулачкового механизма при задании функций через безразмерные коэффициенты могут быть представлены на фазе удаления в следующем виде:перемещение толкателя - кинематическая передаточная функция скорости толкателя ;кинематическая передаточная функция ускорения толкателя .Определение кинематических передаточных функций кулачковогоМасштаб времени, мм / c Масштаб перемещений, мм / м Масштаб скор1Масштаб ускорений, мм / мс-2 Билет 22 1 Изнашивание деталей машин приводит к изменению их геометрических размеров или накоплению усталостных повреждений. В сопряжениях деталей увеличиваются зазоры, вызывающие ухудшение работы отдельных узлов и агрегатов или машины в целом. По мере роста износа работа машины становится менее надежной, снижаются технико-экономические показатели ее использования. В одних случаях повышение износа сверх определенного значения вызывает существенное понижение прочности или жесткости деталей, в других обусловливает появление недопустимых динамических нагрузок.
К серьезным последствиям могут привести большие износы деталей крановых механизмов, обеспечивающих подъем груза или изменение вылета стрелы. Снижение прочности деталей этих механизмов в результате изнашивания ни в коем случае не должно приводить к падению груза или стрелы, а также к любым нарушениям условий безопасности труда обслуживающего персонала. Учитывая серьезность последствий из-за недостаточной прочности изношенных деталей крановых механизмов предельные износы зубчатых колес и шестерен в механизмах подъема груза и изменения вылета стрелы, грузовых канатов, крюков особо регламентируются Правилами устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов Котлонадзора МПС. Предельный износ крюка в зеве не должен превышать 10% первоначальной высоты сечения. Для большинства зубчатых колес и шестерен в механизмах подъема груза и изменения вылета стрелы кранов уменьшение толщины зуба на диаметре делительной окружности не должно превышать 10%, а для других механизмов кранов предельные износы зубьев допускаются до 20—25% первоначального значения.
Под предельным износом понимают такие значения, которые соответствуют предельному состоянию изнашивающей машины или ее составных частей. Условно можно считать, что при увеличении износа детали сверх предельного характер процесса изнашивания изменяется и становится форсированным.
Нарушение нормального функционирования отдельных деталей погрузочно-разгрузочных машин приводит к неодинаковым последствиям. Обрыв грузоподъемного каната козлового или стрелового крана по характеру и серьезности последствия не может сравниваться с разрушением реборды колеса, например механизма передвижения козлового крана. Поэтому при установлении предельных износов необходимо руководствоваться различными соображениями.
При назначении предельных износов большинства деталей по-грузочно-разгрузочных машин следует принимать во внимание один из следующих критериев: безопасности труда, технический, экономический.
Предельный износ деталей, удовлетворяющий требованиям обеспечения безопасной эксплуатации машин, выбирается с таким расчетом, чтобы его превышение не приводило к нарушению условий безопасности труда, т. е. предусматривается запас прочности в зависимости от ответственности деталей. Независимо от значения запаса прочности эксплуатация машин с износом деталей, превышающим установленные предельные значения, должна быть исключена.
Билет 23.
1. Изменение положения ведомого звена механизма как его выходной параметр. Для многих механизмов основное влияние на изменение выходных параметров оказывает износ сопряжений ведомого звена. Обычно, если требуется осуществить заданное перемещение ведомого звена, то в его формировании участвуют все звенья механизма и их износ может быть учтен или возможна компенсация износа, как это показано в гл. 7, п. 2 и 3. Если же предъявляются требования и к точности положения или траектории движения ведомого звена, то основное значение имеют сопряжения ведомого звена, определяющие его положение и направление движения. Если эти сопряжения обеспечивают постоянный контакт поверхностей трения, т. е. относятся к 1-й и 2-й группам классификации (сод. рис. 85), то основным выходным параметром будет изменение положения ведомого звена в процессе изнашивания его направляющих. При изменении зон касания, как правило, следует рассматривать искажение траектории движения ведомрго звена. Приведем пример расчета изменения положения вращаю-: щейся детали (планшайбы, стола, ротора) при износе кольцевых направляющих и нецентральной нагрузке, точка приложения которой зафиксирована относительно неподвижного основания.
1. Искажение траектории ведомого звена при износе сопряжения^
При применении в качестве ведомого звена механизма сопряжений 3-й и 4-й групп (см. классификацию, рис. 85), для которых характерно изменение зон касания, их износ приведет к искажению траектории движения. Это изменение закона движения^ и будет являться основным фактором, определяющим выходные параметры изделия. В ряде случаев на искажение траектории ведомого звена будет оказывать влияние износ и промежуточных или ведущих звеньев. Например, при работе кулачкового механизма основную роль в точности передачи движения играет пара кулачок •—толкатель, а не последующие звенья механизма. Однако в большинстве случаев износ направляющих именно ведомого звена, непосредственно выполняющего заданные функции, определяет изменение траектории его перемещения. Например, рабочие органы (целевые механизмы) многих технологических машин — металлорежущих станков, текстильных, полиграфических машин, прессов, машин для литья под давлением и других •— для обеспечения работоспособности должны при перемещении выдерживать заданную точность траектории. В гл. 7, п. 3 установлены предельные значения износа сопряжения из условия точности перемещения ведомого звена для простейшего случая, когда траекторию можно аппроксимировать дугой окружности. В этом случае'имеет место простая связь между износом сопряжения и параметрами траектории движения заданной точки ведомого звена [см. формулу (28)]. В большинстве механизмов неравномерность износа направляющих ведомого звена приводит к более сложным взаимосвязям между формой изношенной поверхности сопряжения и траекторией движения ведомого звена. Рассмотрим типичные случаи для направляющих скольжения поступательного перемещения ведомого звена (рис. 117). Как было показано выше (см. гл. 6, п. 3), форма изношенной поверхности направляющих может быть определена аналитически, причем в зависимости от соотношения длины ползуна /0 и величины его хода L эпюра износа V (х) будет состоять из трех участков. Взаимодействие направляющих ползуна и направляющих, по которым он перемещается, характеризуется изменением зон контакта, и в данном случае нельзя говорить о постоянном соблюдении условия касания по всей поверхности трения. Для установления связи между траекторией , движения какой-то зафиксированной точки ползуна и износом сопряжения можно установить три характерных случая (рис. 117). При малом ходе ползуна L <^С /0, когда основную зону эпюры износа занимает средний (второй) участок, именно он оказывает главное влияние на искажение траектории (рис. Ц7, а). Ползун обычно прирабатывается в средней части к этому участку и имеет несколько повышенный износ по краям. Влияние износа направляющих ползуна можно, как правило, компенсировать ив искажении траектории основную роль играет форма изношенной поверхности основания (станины) — ее участок //. При перемещении зафиксированной точки ползуна из одного крайнего положения С в другое D при износе произойдет опускание ползуна на величину е, которую можно компенсировать. Искажение траектории зависит от А0 = ?/п гаах — U\\ mln, т. е. разности наибольшего и наименьшего износа на втором участке. Угол наклона траектории, если она близка к линейной,
Билет №23 2вопрос Базирование по плоскости и двум отверстиям наиболее рационально при необходимости последующей обработки (например, для базирования при финишных операциях, выполняемых вне линии). Заготовки устанавливаются преимущественно на неподвижные фиксирующие пальцы, которые должны быть легко демонтируемы для удобства замены при ремонте, для чего отверстия под фиксаторы в корпусе спутника выполняют сквозными либо в торце фиксаторов предусматривают резьбовые демонтажные отверстия.
Точность и стабильность базирования во многом зависят от конструкции механизмов фиксации и зажима. С этой точки зрения удачна конструкция механизма зажима и фиксации спутника на рабочей позиции в автоматической линии для обработки деталей карбюратора.
Спутник фиксируется с помощью пальца, а прижим усилием обеспечивается клиновым механизмом, приводимым в действие качающимся рычагом от гидроцилиндра. В ряде автоматических линий для обработки стальных штампованных рычагов для исключения вибраций на рабочих позициях спутники оборудованы системой подводных опор, к которым они дополнительно поджимаются специальными рычагами. Кроме того, для уменьшения износа базовых поверхностей спутников создается воздушная подушка. Для ориентации заготовок в зажимных приспособлениях спутника в автоматической линии применяются устройства ориентации специальной конструкции. Устройство для ориентации заготовок смонтировано на загрузочной позиции.
Заготовка устанавливается на ползушку с тремя клиновидными платиками. В горизонтальной плоскости перемещается вручную с помощью маховика. На заготовке выполнены три технологических прилива, которыми она опирается на базовые поверхности зажимного приспособления. При горизонтальном перемещении связанные с ней рычаги приподнимают или опускают отливку. В наклонное отверстие сзади заготовки вводится трех кулачковый патрон, винт которого шарнирно связан с вертикальным рычагом. В большую полость отливки вставляется распорка, связанная со вторым вертикальным рычагом. Эти устройства служат для подъема, опускания, поворота и наклона заготовки. Они снабжены стрелочными указателями, которые отмечают на шкалах положение заготовки. После выверки и придания отливке правильного положения в зажимном устройстве спутника оператор производит ее закрепление. Данная конструкция, несмотря на относительную сложность, обеспечивает заданную точность и стабильность установки заготовки. Применение спутников для нежестких деталей позволяет повысить точность обработки также за счет стабильности усилия зажима. Практика создания агрегатных станков и автоматических линий для обработки корпусных деталей показала, что вместо специальных приспособлений все тире распространяются приспособления многократного применения типа УНП и СНП, так как имеется тенденция перехода к переналаживаемому оборудованию даже в условиях массового производства. Крепление обеспечивает система зажимных устройств. Такие плиты с зажимными устройствами могут устанавливаться на приспособлениях-спутниках для переналаживаемых агрегатных станков и автоматических линий. При переходе на обработку других заготовок приспособление может быть разобрано на элементы для многократного применения, а на его место установлено новое.
Билет 24.1 Исследования износа машин. ВИДЫ ИЗНОСА МАШИН И ОБОРУДОВАНИЯ
В зависимости от причин, вызвавших износ машины, различают три его вида: физический износ — потеря стоимости вследствие ухудшения работоспособности машины (объекта оценки), обусловленного естественным ее изнашиванием в процессе эксплуатации или длительного хранения; функциональный износ — потеря стоимости машиной (объектом оценки) в результате применения новых технологий и материалов при производстве аналогичного оборудования; внешний экономический износ — потеря стоимости машиной (объектом оценки), обусловленная влиянием внешних по отношению к ней факторов. При определении стоимости подержанного оборудования с применением различных подходов не всегда приходится учитывать все три вида износа. При использовании доходного подхода вообще не требуется специальный учет какого-либо вида износа, так как влияние каждого из них проявится в величине дохода, создаваемого объектом оценки. Очевидно, что чем больше будет каждый из износов, тем меньше будет величина дохода и, соответственно, стоимость объекта оценки. При использовании сравнительного подхода определение физического износа часто требуется для корректировки цен близких аналогов по степени износа. При этом функциональный и внешний экономический износы могут учитываться косвенно, через цены близких аналогов или идентичных объектов, у которых они одинаковы с объектом оценки. Лишь при использовании затратного подхода процесс определения стоимости объекта оценки сводится к определению полной стоимости воспроизводства (восстановительной стоимости) с последующим учетом обесценения вследствие действия всех трех видов износа. Важность учета всех трех видов износа при оценке машин и оборудования обусловлена следующими причинами: относительно небольшими (на фоне других активов) нормативными сроками службы большинства машин, что свидетельствует о существенности влияния физического износа на их стоимость; высокой динамикой появления новых технологий, материалов и конструкций машин, способствующей их относительно быстрому функциональному износу; относительно быстрым изменением спроса на многие виды продукции, производимые технологическим оборудованием, а также конкуренцией этой продукции с иностранными товарами, что приводит в ряде случаев к внешнему экономическому износу этого оборудования.
Билет 25. .1 Прогнозирование. Для различных категорий машин необходимо дальнейшее развитие и воплощение идей о прогнозировании надежности на основе моделей отказов, которые базируются на закономерностях процессов повреждения (физики отказов) с учетом их вероятностной природы. Развитие методов испытания в сочетании с прогнозированием и использованием априорной информации, разработка алгоритмов по оценке надежности с учетом постоянно поступающей. информации о фактическом состоянии изделия, выявление экстремальных реализаций потери изделием работоспособности, сочетание испытания со статистическим моделированием, оценка и прогнозирование ведущих процессов старения — все это является основой для разработки методик испытаний сложных объектов, позволяющих на ранних стадиях создания новых изделий получить информацию об уровне их надежности. (Прогнозирование на основе комплексного метода исследований).В условиях технической революции практика с ее разнообразными запросами в области проектирования, производства и эксплуатации машин ставит перед наукой о надежности новые задачи по отысканию оптимальных конструктивных решений, по прогнозированию состояния машины, диагностике, обеспечению работоспособности в тяжелых условиях эксплуатации и при возникновении неожиданных ситуаций.
25,2 Определяем угол поворота колеса f, соответствующий углу поворота кривошипа ОА из положения OA1 в положение ОА2, т.е. углу (α2—α1). Для этого отбросим мысленно шарнир О и переместим механизм из положения ОА2В2С, сохраняя углы γ2 и δ2, в положение 0'А'В1С, т.е. повернем механизм вокруг центра С до тех пор, пока звено СВ2 не перейдет в положение СВ1. При таком перемещении колесо е не будет вращаться относительно своей оси, и колесо f, находящееся в зацеплении с колесом е. повернется на угол (β2 – β1).
Затем, сохраняя угол γ2, повернем вокруг центра B1 звенья 0'А'В1 в положение 0"А1В1 с тем, чтобы шатун А'В1 оказался в положении А1В1. При таком перемещении колесо е повернется вокруг своей оси на угол (δ1—δ2), а колесо f с учетом соотношения радиусов колес повернется на угол
В результате этих трех частичных вращений колесо f попадает в положение, характеризуемое углом поворота θ1. Следовательно, угол поворота колеса f, соответствующий углу поворота кривошипа (α2—α1), равен
Для бесконечно малого угла поворота
При этом следует иметь в виду, это значение отрицательно, если δ1 > δ2.
Отношение угловых скоростей ведомого и ведущего звеньев рассматриваемого рычажно-зубчатого механизма имеет вид
Подставив значения dγ и dδ в формулу, получим
Дифференцируя это выражение по переменной α, получим
Таким образом, в рассматриваемом механизме должно быть такое соотношение размеров звеньев:
При этом соотношении размеров звеньев из уравнения получим: при отношение , приотношение. Из указанных выше соображений число зубьев колеса k принято равным и модуль зацепления мм.Тогдамм.
Принимаем мм.
Тогда по формуле мм.
Из формул мм;
мм.
26 билет1 Вопрос Методика расчета и прогнозирование износа машин с учетом макроприработки Поскольку, в отношении машин и оборудования всегда имеется техническая возможность ремонта, то главным критерием «устранимости» износа машин и оборудования является экономическая целесообразность. Классификация износа машин и оборудования исходя из причин его возникновения Физический износ ,Функциональный износ,Экономическое устаревание, или износ внешнего воздействия, Физический износ (ФИ)ФИ возникает вследствие эксплуатации или длительного хранения. ФИ это Изменение размеров формы массы, состояние поверхностей под воздействием нагрузок или сил трения., Скорость, интенсивность развития износа определяю: Условия и режим работы, Материал изнашиваемой детали , Характеристики смазки поверхностей трения, Характеристики силовых и динамических взаимодействий, Температурные условия, Окружающая среда, Характеристики величины износ ,Единицы длины, массы, объема, выражается,Представление износа, Отношение отклонения фактического значения параметра от нормативного к нормативному.
Проявление износа Изменение величины зазоров между сопрягаемыми поверхностями, появление течей в уплотнениях, снижение количественных и качественных характеристик продукции. Физический износ может быть:Нормальный, Аварийный
В результате правильной эксплуатации в течении длительного периода (нормальный расход ресурса) Аварийный (прогрессирующий) за короткое время достигает значений, исключающих дальнейшую эксплуатацию В любом случае накопление износа приводит к невозможности эксплуатации после достижения предельных значений, и обуславливает необходимость ремонта. Решение о производстве ремонта принимается из соображений экономической целесообразности. Износ Актуальность учета физического износа при оценке машин и оборудования. Актуальность учета физического износа при оценке машин и оборудования проистекает из следующих особенностей этого вида оценки: Относительно короткий (по сравнению с объектами недвижимости) срок жизни объекта. Существенное влияние величины износа на стоимость объекта (как правило, величина физического износа составляет десятки процентов от стоимости объекта).В общем виде, учет ФИ выполняется при расчете стоимости объекта затратным методом по формуле Сост=С(1-Фи)Где:С - первоначальная (восстановительная) стоимостьФи - физический износ в относительном выражении.
Виды физического износа,Вид ,Происхождение, Механический износ , Результат действия сил трения между поверхностями совместно работающих деталей, Абразивный износ , В случае усугубления воздействия трения за счет попадания в зону контакта абразивных частиц. ,Смятие ,Нарушение геометрии поверхностей из-за чрезмерных, для материала данной прочности усилий без относительных перемещений ,Усталостный износ ,Накопление дефектов в узлах кристаллической решетки в результате знакопеременных или циклических нагрузок, температурных воздействий, времени эксплуатации.
Износ при заедании ,Возникает в условиях недостаточности смазки, высокого давления что приводит к возникновению взаимодействия двух поверхностей на межмолекулярном уровне.Коррозионный износ-Результат воздействия химически активных составляющих окружающей среды .Диагностика физического износа. При диагностике обратить внимание на Стуки, нерегулярные шумы. В целом, - отклонение от нормального режима. Снижение качественных и количественных характеристик результатов работы. При сложных объектах (технологических комплексах и т.д.) проведение достоверной диагностики силами оценщика нереально. Выход из положения:Затребовать документацию по объекту, его техническим и производственным характеристикам, документы по эксплуатации объекта, график и акты проведения ремонтных работ, акты осмотра технического состояния. Сопоставить режим эксплуатации и выполнение графика ремонтных работ с паспортными требованиями или рекомендациями по эксплуатации объекта. Пригласить экспертов из отраслевых институтов или независимых экспертных организаций. Методы расчета износа Эффективного срока жизни основан на допущении о достоверности определения оставшегося срока жизни объекта (Тост)Расчет по формуле: Тэфф= Тн - ТостГде Тн - нормативный срок жизни. Тогда физический износ Фи определяется как Фи = Тэфф/ ТнНедостатки – Формальность При неформальном подходе упирается в качество диагностики (т.е. определения остаточного срока жизни)Реальные сроки жизни объектов значимо отличаются от нормативных. Возможная область применения такого подхода - для оборудования, - 1. Характеризующегося дискретным числом рабочих циклов (дискретно сформулированный ресурс )Строгим учетом наработки оборудования. Экспертный анализ Применение укрупненной оценки износа производится в соответствии с таблицей №1
|
Таблица №1 |
|
Физический износ, % Оценка технического состояния |
|
Общая характеристика технического состояния 0-20 |
|
Хорошее Повреждений и деформаций нет. Имеются отдельные неисправности, которые не влияют на эксплуатацию объекта в целом и могут быть устранены в ходе текущего ремонта 21-40 |
|
Удовлетворительное Объект в целом пригоден для эксплуатации, однако, требует ремонта уже на данной стадии эксплуатации |
|
41-60 |
|
Неудовлетворительное |
|
Эксплуатация объекта возможна лишь при условии проведения ремонта. |
|
61-80 |
|
Аварийное |
|
Состояние объекта аварийное. Выполнение им своих функций возможно лишь при проведении ремонтных работ или полной замены отдельных узлов и деталей. |
|
81-100 |
|
Непригодное |
|
Объект находится в непригодном к эксплуатации состоянии. |
2.Вопрос Кулачковые механизмы. Область применения, назначение и устройство.Основыне схемы кулачковых механизмов. В автоматах пищевой промышленности кулачковые исполнительные механизмы получили широкое распространение среди механических приводов рабочих органов. Этому способствовала возможность обеспечения почти любого закона движения ведомого звена при постоянной угловой скорости вращения вала кулачка. В отдельных случаях скорость вращения кулачка может быть и переменной Под кулачковым механизмом понимают совокупность трёх элементов: стойки - базы механизма, ведущего звена - кулачка и ведомого звена - толкателя или коромысла. Большое количество различных конструктивных форм кулачковых механизмов можно подразделить на: - Плоские кулачковые механизмы; - Пространственные кулачковые механизмы; - Обращенные кулачковые механизмы; - Кулачковые механизмы с неподвижными кулачками.
Рисунок 1. Схемы плоских кулачковых механизмов
У плоских кулачковых механизмов траектории движения толкателя и профиля кулачка располагаются в одной плоскости, перпендикулярной к оси вращения кулачка. Ведущее звено плоского механизма может совершать вращательное (рисунок 1, д. е, ж, з) или поступательное (рисунок 1, а, б, в, г) движения. Ведомое звено (толкатель) может совершать поступательное (рисунок 1, а, б, д, е), качательное (рисунок 1, в, ж) движение. В пространственных кулачковых механизмах кулачок выполняется в виде цилиндра с одинарной наружной торцовой (сбоку) рабочей поверхностью сложного профиля – переменной длины по образующим цилиндра и в виде паза, выфрезерованного на наружной поверхности цилиндра. В случае применения качающихся толкателей замыкание пары осуществляется так же, как в плоских кулачковых механизмах. 27 Билет: 1. Оценка изменения динамических параметров машины при ее износе. Учет динамического поведения машины при оценке качества ее работы в настоящее время приобретает все большее значение. Это связано со сложностью и интенсификацией режимов современных технических объектов, содержащих динамические системы с обратными связями, рабочие процессы в приводах и соединениях, взаимодействующих с окружающей средой. Работа реальной машины всегда сопровождается вибрационными явлениями и случайными возмущениями в широком спектре частот. Создание оптимальной конструкции при противоречивых показателях (критериях) приводит к компромиссу, для которого особое значение имеет объективная оценка предельных с точки зрения динамики состояний машины.Это значит, что, во-первых, должны применяться четкие понятия о количественных показателях динамического качества машины, позволяющие ответить на вопрос: насколько хорошей или насколько плохой получилась данная модель. Во-вторых, процесс получения этой ценной информации должен быть достаточно простым, чтобы не усложнять и не тормозить основную созидательную деятельность конструктора. Поэтому представляют интерес экспериментальные экспресс-методы автоматизированного исследования динамики (идентификации) систем. В ходе такого экспериментального изучения объекта обычно ставятся и решаются задачи оценки его качества с целью дальнейшего совершенствования конструкции: анализ устойчивости и вынужденных колебаний системы; определение показателей динамического качества; сравнение с требуемыми показателями; разработка рекомендаций по совершенствованию конструкции; оценка эффективности конструктивных рекомендаций. Решение этих задач обычно проводится по следующим этапам экспериментального исследования динамики систем.1. Определение динамической податливости системы, например, в виде амплитудно-фазовой частотной характеристики (АФЧХ), содержащей информацию о собственных частотах, величине жесткости и декрементах колебаний, позволяет оценить запас устойчивости и параметры обратной связи замкнутой динамической системы и дает объективную оценку фактического динамического состояния исследуемого образца машины. Другими словами, это констатация определенных динамических свойств конструкции машины. Для улучшения конструкции необходимо выявить пути уменьшения динамической податливости (повышения динамической жесткости).2. Построение собственных форм колебаний определяет доминирующий (наиболее податливый) элемент конструкции, показывает баланс виброперемещений различных элементов, а также определяет во многом структуру математической модели исследуемой колебательной системы. Благодаря графическому построению форм колебаний удается выявить наиболее слабые элементы и разработать рекомендации по улучшению конструкции. Чтобы принять то или иное решение по изменению конструкции, необходимо оценить величину положительного эффекта в каждом случае с точки зрения повышения показателей динамического качества объекта. Оценка эффективности рекомендаций до их реализации в опытном образце может быть получена только с помощью математической модели колебательной системы.3. Разработка математической модели динамической системы, отражающей инерционные, упругие, диссипативные свойства системы, взаимосвязь различных движений, а также внешние воздействия, позволяет оценить эффективность конструктивных рекомендаций и выбрать наиболее оптимальный вариант новой.конструкции.машины. 2. Рычажно-зубчатые механизмы. Область применения, назначение и устройство. Основные схемы. Изобретение относится к механизмам, преобразующим постоянное вращение ведущего звена в периодическое вращение ведомого звена с выстоем, и может быть использовано, например, в машинах-автоматах для периодической смены позиций изделия.Недостатком такого механизма является малая длительность выстоя ведомого звена.Рычажно-зубчатые приборы находят широкое распространение в промышленности в виде универсальных показывающих малогабаритных приборов (измерительных головок), предназначенных для построения разнообразных контрольных приспособлений.Валики для подачи рулонных оберточных материалов к ножницам, отрезающим заготовку, часто приводятся в движение рычажно-зубчатым механизмом (рисунок 24.1, а). Этот механизм обеспечивает периодическое движение ведомого звена с мгновенной остановкой его в соответствующий момент.Механизм состоит из ведущего кривошипа а, шатуна b, коромысла c, неподвижного звена d и трех зубчатых колес k, е и f; колеса k и f имеют равные размеры. Колесо k жестко соединено с кривошипом а, колесо е свободно вращается на валике В звена b, колесо f жестко закреплено на валу С и является ведомым звеном механизма.Повернем кривошип ОА (рисунок 24.1, б) из положения ОА1 характеризуемого углом α1 в положение ОА2, характеризуемое углом α2. Тогда шатун АВ перейдет из положения А1В1 в положение А2В2 и коромысло СВ из положения СВ1 в положение СВ2.4
Билет28.1. Методы повышения износостойкости деталей
Существующие методы повышения износостойкости деталей определяются этапами их применения: при проектировании, изготовлении или эксплуатации машин.
Например, сопротивляемость машин внешним воздействиям зависит от прочности, жесткости и износостойкости их узлов, т.е, необходимо создавать более рациональные конструкции, подвергающиеся меньшим нагрузкам. Износостойкость различных узлов определяется правильным подбором материалов для узлов трения, твердостью контактирующих поверхностей, уменьшением давления трения, улучшением условий смазывания, качеством поверхностей деталей. Увеличение твердости поверхностей трения и повышение усталостной прочности деталей достигается закалкой, химико-термической обработкой, пластическим деформированием, нанесением износостойких наплавок и покрытий. Создание неметаллических защитных пленок на поверхности металлических деталей фосфатированием, сульфидированием и другими методами повышает их износостойкость в 10 и более раз.
Изоляция деталей машин от вредных воздействий включает в себя защиту их поверхностей от пыли и грязи, создание для различных механизмов специальных температурных условий, применение антикоррозионных покрытий и т.д.
Износостойкость деталей машин повышается также за счет использования топлива с пониженным содержанием серы, синтетических масел с эффективными противоизносными, антикоррозионными и другими присадками.
Наличие автоматических и электронных устройств, обеспечивающих саморегулирование, повышает приспосабливаемость машин к изменяющимся условиям работы.
2. Механизм фиксации С02 за счет энергии солнечного света оставался загадкой до конца сороковых годов, когда в биологических исследованиях впервые был использован метод радиоактивных изотопов. [1]
Механизмы фиксации предназначены для установки с требуемой точностью очередного гнезда с ПО над ( под) рабочим инструментом. Эти механизмы должны как можно дольше сохранять первоначальную точность и жесткость, зависящие в основном от длительности скольжения фиксиру-юших и направляющих поверхностей, материала и термообработки фиксаторов и сопряженных деталей, величины давлений, действующих на контактные поверхности, а также от ударов, возникающих в случаях, когда угловая скорость в момент фиксации не равна нулю. Механизмы фиксации предназначены для точной установки поворотных устройств и предотвращения их смещения под действием усилий, возникающих в процессе обработки. [5]
Механизмы фиксации служат для точной установки поворотных устройств и предотвращения их смещения под действием усилий, возникающих в процессе обработки. [6]
Механизмы фиксации служат для точной установки поворотных устройств ипредотвращенияихсмещенияпод действием усилий, возникающих в процессе обработки.
29билетАттестация качества и надёжности.Контроль качества и надёжности продукции в процессе её изготовления. В современных условиях наиболее перспективным способом проверки достигнутого качества функционирования и уровня защищенности автоматизированных систем (АС) является процедура аттестации. В то время как для многих коммерческих АС аттестация носит добровольный характер, существует достаточно многочисленная категория АС, для которых аттестация, согласно действующему законодательству, является обязательным условием для начала или продолжения их эксплуатации. В их число входят АС, предназначенные для обработки информации, составляющей государственную тайну, для управления экологически опасными объектами и для ведения секретных переговоров. Контролем качества продукции принято называть проверку соответствия показателей качества продукции установленным требованиям, которые могут быть зафиксированы, например, в стандартах, чертежах, технических условиях, договорах о поставке, паспорте изделия и в других документах. Например, для машиностроительного производства качество его продукции характеризуется теми свойствами, которые определяют ее эксплуатационную пригодность и проявляются в процессе использования.Такие показатели качества, как производительность, безаварийность или безотказность работы, срок службы, внешний вид, являются общимидля всех машин и механизмов.Качество изделия оценивается относительно, т. е. путем сопоставления его с другим изделием, имеющим оптимальные показатели качества, которые фиксируются в ГОСТах.
2.Звездчатые механизмы.Область применения,назначение и устройство.Основные схемы звездчатых механизмов. Основными механизмами упаковочных автоматов являются транспортирующие устройства … Такими механизмами являются звездчатые механизмыВедущее звено звездчатого механизма закреплено на оси кривошипа. применение звездчатых механизмов ограничено из-за сложности их изготовления) Основными механизмами упаковочных автоматов являются транспортирующие устройства различных типов и исполнительные механизмы, рабочие органы которых выполняют все технологические операции. При выборе кинематических схем для этих механизмов необходимо прежде всего учитывать возможности механизмов для получения требуемого вида и закона движения.Кинематические схемы транспортирующих устройств с непрерывным движением несущих органов не отличаются от обычно применяемых для транспортеров соответствующих типов. Если необходимо осуществить транспортирующее устройство с периодическим движением несущих органов, то в кинематическую схему привода этого устройства должен быть включен механизм, в котором, при непрерывном вращении ведущего звена, ведомое звено имело периодическое движение с остановками. Такими механизмами являются мальтийские, храповые, звездчатые, рычажно-зубчатые и кулачково-цевочные механизмы.
Билет 30.Выбор материала для какой-либо определенной цели делают на основе его механико-технологических, физических и химических свойств. Контролировать эти свойства необходимо как в процессе изготовления, так и в ходе эксплуатации для выявления недопустимых изменений, а в случае повреждения изделия – определять его причину.
Важной характеристикой материалов является количество компонентов, из которых они состоят. Анализ состава предполагает проведение элементарного анализа для определения рода и количества элементарных компонентов. В данной работе задачи теоретического определения состава материала не ставились.
Для выявления состояния и эксплуатационного контроля конструкций, за которыми предусмотрен технический надзор, например транспортные средства, преимущественно применяют методы неразрушающего контроля. Если, несмотря на проведение такого предупредительного контроля, все же в процессе эксплуатации произойдет разрушение конструкции вследствие дефектов самого материала, недостатков конструкции или ее изготовления, либо ошибок при эксплуатации необходимо всесторонне изучить характер этого разрушения с тем, чтобы определить его причины. Применяемые для этой цели традиционные металлографические, механические и технологические способы испытания могут быть весьма эффективно дополнены, к примеру, исследованиями поверхности излома микроскопами, акустическими и другими методами.
Классификация методов испытаний представлена на рис. 2.1.
Рис. 2.1. Классификация методов испытаний и контроля
Часто требуется сочетать различные способы испытания материалов. Чем выше требования к свойствам материала, тем необходимее становится дальнейшее совершенствование способов испытания 2.1. Механические испытанияМеханические и технологические методы испытаний используются для исследования прочности, деформируемости, пластичности, вязкости и характера разрушения изделия. К этой же группе относят определение свойств поверхности, например, твердости и сопротивления износу.
Различают механические испытания, использующие статическое нагружение [4–6]. В этом случае для определения характеристик прочности и пластичности образец исследуемого материала подвергается действию постоянной или медленно и плавно (квазистатически) повышающейся нагрузки. Виды нагружения при этом: растяжение; изгиб; кручение; срез.
Статические испытания на растяжение. Из всех способов механических испытаний наибольшее распространение имеют испытания на растяжение. Их применяют при разработке новых материалов, при расчете их характеристик и для контроля качества изготовления. В целом эти испытания служат для исследования поведения материала при одноосном нагружении, при котором растягивающая нагрузка равномерно распределена на все поперечное сечение образца. Качественное сравнение материалов производят по диаграммам напряжение – относительное удлинение. По ним видно различие материалов по своим характеристикам прочности и пластичности.
Характеристики прочности играют существенную роль при определении геометрических размеров статически нагруженных элементов несущих конструкций. Модуль упругости определяет жесткость строительных сооружений и геометрическую устойчивость деталей механизмов и машин, а также находит применение при выборе коэффициента запаса.
Характеристика пластичности используется в качестве показателя, определяющего в какой-то мере вероятность хрупкого разрушения, а также для оценки обрабатываемости материалов.
Испытания на изгиб и кручение. Испытание на изгиб в основном находит применение для исследования сравнительно хрупких материалов. Для вязких металлических материалов изгибающую нагрузку можно продолжать прикладывать за пределом текучести без разрушения материала.
Характеристики прочности и пластичности при изгибе определяют при двух модификациях этого испытания: трехточечном и четырехточечном изгибе.
При испытании проволочных материалов разрушение образцов часто не достигается, тогда целесообразно определять предельный прогиб при условии, что величина прогиба в точке приложения силы в 1,5 раза превышает толщину образца. Прочностной характеристикой, соответствующей этому прогибу, является временное сопротивление при изгибе. Кроме того, поведение материала можно охарактеризовать жесткостью, определяемой соотношением между прочностью при изгибе и величиной стрелы прогиба.
В отличие от трехточечного при четырехточечном изгибе вследствие постоянства изгибающего момента между точками приложения нагрузки создаются условия, при которых получаемые результаты испытаний правильно характеризуют материал и не зависят от возможных неоднородностей образца, в частности структурных, в области максимального изгибающего момента.
Испытание на кручение имеет второстепенное значение. Оно вводится для оценки материалов валов или проволоки, а также для определения прочности и пластичности твердых сталей. Расчетная длина образца чаще всего составляет 10 диаметров.
Определение твердости. В технике наиболее часто понятие «твердость» определяют как сопротивление, оказываемое телом при внедрении в него другого, более твердого тела. Испытание на твердость относится к наиболее часто используемым методам механических испытаний материалов, поскольку, с одной стороны, с его помощью можно
определить с известными ограничениями и оговорками количественные связи с иными свойствами или поведением материала при определенных нагрузках; с другой стороны, процесс определения твердости требует относительно небольших затрат. При этом речь идет только о сравнительных измерениях. Непосредственное заключение об эксплуатационных характеристиках материала возможно лишь в случае подбора для узких конкретных условий эмпирических коэффициентов.
Методы измерения твердости отличаются друг от друга формой индентора (шарик, пирамида, конус), его материалом (закаленная сталь, твердый сплав, алмаз) и величиной приложенной нагрузки (измерение при больших нагрузках – макротвердости, твердости при малых нагрузках – микротвердости), а также способом выражения характеристик твердости.
К испытаниям макротвердости относят способы определения твердости по Бринеллю, Виккерсу и Роквеллу (с применением усилий более 30 Н). Получившийся большой отпечаток выбирают в качестве параметра макротвердости, характерного для структуры в целом.
При определении микротвердости с использованием небольших и очень малых нагрузок получают очень малые отпечатки. Этим методом можно измерить твердость отдельных кристаллитов или включений.
Циклическое нагружение. На многие детали и элементы конструкций действуют динамические нагрузки в режиме колебаний. При этом под колебаниями понимают не только движение масс различных систем, но и повторно-переменные нагрузки разного вида. В таком случае идет речь о циклических нагрузках. На процесс повреждения и тем самым на долговечность при циклическом нагружении влияют многие факторы.
Образование и распространение дефектов в металлических и в неметаллических материалах с повышением температуры облегчается из-за большого относительного влияния термически активируемых процессов. При температурах больше половины температуры плавления следует учитывать явление ползучести материала, при этом становится заметным частота нагружения.
При частых теплосменах из-за возникновения термических напряжений также может произойти усталостное разрушение.
Влияние частоты циклов нагружения на долговечность определяется зависимостью деформационных процессов от времени и влиянием
окружающей среды.2.2. Физические методы испытаний
С помощью физических методов испытаний определяют величины физических характеристик материалов и их зависимость от различных внешних факторов таких, как температура, давление, состав и др. Эти методы применяют для определения эксплуатационных свойств материалов или для проведения неразрушающего контроля их качества и определения дефектов.
Физические методы испытаний позволяют проводить измерение механических свойств, например, таких, как плотность, константы упругости. Их применяют для измерения тепловых свойств (коэффициент теплового расширения, удельная теплоемкость, теплопроводность и др.), электрических, оптических, магнитных свойств и эффектов.
Физическим методам испытания материалов предшествует определение их химического состава.
2.3. Металлографические исследования
Первоначально металлография как наука занималась исследованием строения (структуры) металлических материалов. В настоящее время металлографические методы используют для исследований полимерных и керамических материалов [7]. Для исследования строения (структуры) материалов применяются самые разнообразные методы, большинство которых основано на физических принципах. В большинстве случаев исследование строения материалов начинают с помощью наиболее широко используемого и простого метода – светового микроскопа. Методами световой микроскопии изучают наличие и размеры дефектов строения материала (трещины, поры и т. д.) взаимное расположение кристаллов (зерен), их форму и размеры. Металлографический анализ материала начинают с изучения его макроструктуры – строения материала, выявленного с использованием средств увеличения изображения объекта, по разным источникам, до 30 крат. На следующем этапе переходят к микроанализу – исследованию более мелких деталей структуры с использованием увеличения более 30 крат. Для правильного металлографического анализа решающее значение имеет метод изготовления образца – металлографического шлифа. Сначала производят вырезку образца, затем его шлифовку и полировку. После этого для выявления структурных составляющих необходимо травление, так как только в немногих случаях можно уже на нетравленом шлифе увидеть определенные подробности структуры. Наиболее часто применяют способ травления в растворах кислот. Этот способ можно рассматривать как процесс электрохимической коррозии. Протекающие при этом процессы представляют собой кислотную или кислородную коррозию.
Отдельным методом исследования кристаллической структуры и фазового состава является рентгенофазовый метод [8]. Для рентгенофазового анализа в большинстве случаев можно использовать металлографические шлифы или порошки, приготовленные из исследуемых материалов. Анализ проводят на дифрактометрах. Физическая сущность проводимого анализа заключается в получении дифракционной картины между монохроматическим рентгеновским излучением прибора и кристаллическими решетками, составляющими исследуемый образец. Чувствительность метода в зависимости от состава и структуры определяемых фаз составляет от 0,2 до 5 %. Области применения: идентификация кристаллических фаз на различных стадиях технологических процессов получения новых материалов; определение параметров кристаллической решетки; фазовый анализ поверхности образцов.
2.4. Методы неразрушающего контроля
Методы неразрушающего контроля основаны на взаимодействии различных форм энергии с материей. Они предназначаются для выявления вида, величины и частоты расположения несплошностей (дефектов) и часто используются для непрерывного контроля параметров качества. Эти методы имеют высокое технико-экономическое значение в конкретных технологических условиях производства и для безопасной работы при эксплуатации машин, конструкций и т. п.
Анализ повреждаемости элементов и конструкций объектов токосъема электрифицированных железных дорог, а также расширяющийся объем применения различных материалов в устройствах контактной сети и токоприемниках электроподвижного состава, способов их производства и обработки, методов оценки качества и пригодности для конкретных случаев практического использования – все это определяет насущную необходимость в комплексном изучении свойств материалов и изделий и их поведения при различных нагрузках, близких к условиям эксплуатации.
Иногда достаточно полную объективную информацию о контролируемом объекте нельзя получить, регистрируя только эффекты взаимодействия с объектом контроля физического поля одной природы. Тогда только комбинированные, разные по принципу взаимодействия с веществом, методы контроля могут исключить недостатки исследования, взаимно дополнить друг друга и обеспечить получение достаточной информации о качестве изделия. В этом случае должна решаться задача совместимости информации, полученной разными методами.
Диагностика начинается, прежде всего, с правильного выбора физического эквивалента, наиболее адекватного изучаемому явлению, характеризующему работоспособность объекта.
Диагностические технологии должны работать на опережение, надежно распознавать предаварийную ситуацию, никоим образом не допускать аварийной эксплуатации изделия.
Согласно общепринятой классификации все методы неразрушающего контроля делят на группы, называемые видами. Существует девять различных видов неразрушающего контроля: магнитный, электрический, вихретоковый, радиоволновой, тепловой, оптический, радиационный, акустический и проникающими веществами (капиллярный и течеискания) [9].
Магнитный вид основан на анализе взаимодействия магнитного поля с объектом контроля. Его применяют для контроля объектов из ферромагнитных материалов. Наиболее широко используется магнитопорошковый метод. Изделие намагничивают, либо помещая его между магнитными полюсами, либо пропуская через него очень сильный электроток. Для надежного выявления дефект должен пересекать линии магнитного поля. Тогда над дефектами магнитное поле как бы «выпучивается». Эти места отмечаются по оседанию магнитного порошка или с помощью электромагнитных датчиков.
Электрический вид НК основан на анализе взаимодействия электрического поля и объекта контроля. Для измерения глубины поверхностных трещин в металлах применяют метод электрического потенциала. Исследуемый дефект помещают между двумя электрическими контактами. Ток огибает дефект и вызывает падение электрического потенциала тем большее, чем глубже дефект.
Вихретоковый вид неразрушающего контроля основан на том, что дефект как бы мешает возникновению токов Фуко в изделии, что служит его признаком. Важное достоинство метода – не требуется непосредственного контакта преобразователей с изделием.
Оптический вид основан на визуальном обнаружении дефекта. При необходимости применяют лупу, микроскоп и более сложные устройства. В общем виде может быть визуально-измерительным, когда кроме визуального обнаружения дефекта он включает также измерительные операции.
В радиационном виде НК регистрируется и анализируется рентгеновское или гамма-излучение после его взаимодействия с объектом контроля. Излучение меньше ослабляется дефектом, чем металлом изделия. Это регистрируют по более сильному потемнению рентгеновских пленок (методы рентгенографии или гаммаграфии).
Капиллярный вид контроля основан на проникновении в полость поверхностного дефекта смачивающих жидкостей. Излишки жидкости удаляют с поверхности, а оставшуюся в дефекте жидкость извлекают проявляющим порошком или краской. Следы жидкости видны на поверхности как темные пятна (метод керосиновой пробы), цветные пятна (цветной метод) или пятна, светящиеся в ультрафиолетовых лучах (люминесцентный метод). Капиллярный вид контроля позволяет выявлять те же дефекты, что при тщательном визуальном осмотре, но производительность проверки многократно выше.
Течеискание основано на проникновении газов или жидкостей через сквозные дефекты в стенках изделий и обнаружении проникших веществ с противоположной стороны стенки. Отметим основные преимущества ультразвукового контроля перед другими методами.
Акустический, в частности ультразвуковой (УЗ), контроль позволяет выявлять дефекты как на поверхности изделия, так и внутренние дефекты. Все другие методы, кроме радиационного, выявляют только поверхностные и подповерхностные дефекты.
При УЗ контроле выявляются очень тонкие даже заполненные другим веществом дефекты. Это объясняется тем, что само распространение ультразвуковых волн основано на явлении упругости, а при появлении дефекта элемент объема изделия теряет упругость.
УЗ контроль безопасен для исполнителей и окружающих; затраты на него сравнительно невелики.
Ультразвуковой вид контроля сравнительно легко поддается автоматизации, уступая в этом отношении вихретоковому методу и магнитному с электромагнитными датчиками.
Отметим и недостатки ультразвукового метода: трудно или невозможно контролировать неоднородные и крупнозернистые металлы; поверхность изделия должна быть ровной и гладкой; при ручном контроле нет объективного документа о результатах, подобного рентгенопленке, трудно или невозможно определить характер дефекта и его реальные размеры.
Отмеченные недостатки ультразвукового контроля в значительной степени преодолеваются совершенствованием приборного парка и методиками испытаний.
Ультразвуковая дефектоскопия [10] для обнаружения дефектов использует упругие колебания и волны. К ультразвуковым колебаниям относят упругие волны частотой от 20 килогерц до 1 гигагерца. Упругие волны могут возникать в любой среде: твердой, жидкой, газообразной. Они характеризуются длиной волны, частотой, скоростью распространения. В зависимости от упругих свойств среды в ней могут возникать
упругие волны различных видов, отличающиеся направлением смещения колеблющихся частиц. В связи с этим различают: продольные; сдвиговые (или поперечные); поверхностные; нормальные и другие волны. В ультразвуковой дефектоскопии чаще всего используют продольные и поперечные волны.
Методы акустического контроля (АК) [11] делят на две большие группы: активные, в которых акустические колебания и волны возбуждаются и принимаются, и пассивные, использующие только прием колебаний и волн. В последнем случае колебания возбуждаются под действием процессов, происходящих в самом объекте контроля: механизме, изделии или образце. Например, образование трещин сопровождается возникновением акустических колебаний, выявляемых акустико-эмиссионным методом. К пассивным методам относят также вибрационно-диагностический (при этом измеряются вибрации какого-либо узла или детали) и шумодиагностический методы (изучают шумы работающего механизма на слух или с помощью приборов).
Активные акустические методы делят на две подгруппы: в одной применяются бегущие, т. е. распространяющиеся в объекте контроля волны, а в другой – колебания самого объекта контроля. Внутри подгрупп методы различают по способам выявления дефектов. В методах прохождения излучающий и приемный преобразователи располагают по разные стороны объекта контроля или контролируемого его участка. Информацию получают, измеряя амплитуду или время прихода прошедшего от излучателя к приемнику (сквозного) сигнала. Например, дефект ослабляет сквозной сигнал, тогда это амплитудный теневой метод. В методах отражения информацию о наличии дефектов получают, измеряя как время пробега отраженного сигнала, так и его амплитуду.
В основе решения диагностических задач необходимы оптимальный выбор физического явления и его эквивалент, дающие наиболее объективную информацию о параметре диагностирования. Важнейшей проблемой становится не фиксация дефекта как уже возникающего отклонения от нормируемого параметра, а исследование и регистрация физических и других эффектов, предшествующих времени перехода материала или изделия в дефектное состояние.
Кроме механического нагружения, клееные изделия при эксплуатации подвержены воздействию различных физических и химических факторов (температура, облучение, влажность и газовый состав воздуха, водяные пары, топливо, масло, растворы кислот, щелочей и др.). В условиях эксплуатации клеевые прослойки в соединениях могут набухать, растворяться, становиться хрупкими, стареть, снижать прочность сцепления с материалом, подвергаться химическому разложению. Эти процессы протекают обычно в течение многих лет, скорость их зависит от разнообразных условий: химического состава клея, свойств склеиваемого материала, способа отверждения клея, чистоты обработки склеиваемых поверхностей, давления при запрессовке, плотности клеевой прослойки, интенсивности внешних воздействий, сочетания механических и физико-химических факторов, длительности и характера их воздействия.
В связи с этим клееное изделие проверяют на стойкость клеевого соединения к тем воздействиям, которые наиболее вероятны в процессе эксплуатации. Эту проверку осуществляют при испытаниях, условия проведения которых описаны в стандартах и технических условиях на клееную продукцию. Наиболее часто проводят испытание на водостойкость. Для этого образцы клеевого соединения помещают в воду при определенной (контролируемой) температуре (чаще всего комнатной) и выдерживают их в течение заданного срока (24, 48 ч и более). После вымачивания образцы испытывают на прочность и сравнивают полученные показатели с аналогичными показателями сухих образцов. Если условием водостойкости является сохранение формы и целости изделия (отсутствие трещин, расслоений и т. п.) испытание производят без последующего разрушения образцов. Клеевые соединения деталей машин, частей двигателей, емкостей, трубопроводов испытывают на стойкость к воздействию топлив, масел, растворителей. Образцы выдерживают в жидкой среде в течение нескольких суток, испытывают на прочность и сравнивают полученные показатели с контрольными. Следует отметить, что время выдерживания, необходимое для обнаружения влияния воды, растворителей, масел и т. п. на клеевые соединения, зависит от свойств клея и склеиваемых материалов и поэтому различно. Так, при испытании клеевых соединений непористых материалов заметное изменение механической прочности наступает через 2—3 недели воздействия растворителей, топлив и масел и через 3—4 недели вымачивания в воде. Для ускорения испытаний применяют метод вакууми — рования, при котором образцы клееных изделий помещают в вакуум-эксикатор. Например, испытывая клеевые соединения древесины на беизо- и маслостойкость, образцы выдерживают в течение 35—40 мин при разрежении не менее 500 мм рт. ст. Затем в эксикатор вводят бензин или масло так, чтобы уровень жидкости был на 5 см выше образцов, и снова создают разрежение на 2 ч. Такая пропитка под вакуумом эквивалентна 30-суточному вымачиванию при нормальном давлении. При испытании на водостойкость крупных образцов, вырезанных из клееных деревянных конструкций, используют пропитку под давлением с предварительным ваку — умированием. Образцы помещают в автоклав, заливают водой и выдерживают 15мин при 0,7—0,8 ат. Затем в течение 1 ч поднимают давление до 10 ати. Цикл вакууми — рования — нагнетания повторяют еще раз, после чего образцы испытывают на прочность. Для определения стойкости клеевых соединений к воздействию влажного воздухаобразцы укладывают на сетку, расположенную на 20—30 мм над уровнем воды, налитой в герметически закрываемый бак. Крышку и стенки бака над уровнем воды покрывают изнутри мягкой фильтровальной бумагой, устраняющей образование конденсата. Бак устанавливают в помещение с комнатной температурой (18—20°С). Влагонасыщение определяют путем периодического взвешивания образцов. Испытание длится 2—3 месяца, после чего сравнивают прочность сухих и увлажненных образцов. При более длительном испытании деревянных клееных образцов на них появляется плесень и дереворазрушаюшие грибы, что затрудняет точное определение влагопоглощения.
Существует метод определения стойкости клеевых соединений к действию плесени и дереворазруилающих грибов. Для этого образцы укладывают в лабораторный эксикатор на слой березовых опилок, смоченных 1,25%-ным раствором сахара в воде. Количество воды должно превышать вес опилок (в воздушно-сухом состоянии) в три раза Эксикатор закрывают крышкой на слое вазелина и выдерживают в течение 2—4 недель при температуре 30° С. О состоянии клеевых соединений судят по результатам визуального осмотра и испытания на прочность.Стойкость клеевых соединений к воздействию водяного пара испытывают на паровой бане или в пропарочной камере. Результаты этих испытаний имеют большое ‘значение при склеивании трубопроводов, элементов железобетонных конструкций, подвергаемых пропариванию в процессе изготовления, сосудов, работающих под давлением пара, и опалубочных форм в производстве бетонных и железобетонных изделий.Большое значение имеет определение теплостойкости Клеевых соединений. Испытание проводят, помещая образцы в сушильные шкафы или термостаты с заданной температурой нагрева. Продолжительность испытания различна: от нескольких часов до нескольких месяцев. Температуру испытания устанавливают, исходя из эксплуатационных требований к соединениям, а также в зависимости от состава клея Нагрев может быть осуществлен не только в воздушной среде, но и в воде, глицерине, парафине. Прочность образцов определяют как при нормальной температуре (после охлаждения), так и при температуре нагрева, и сравнивают полученные показатели с контрольными. Морозостойкость клеевых qoeflHHeHHfi определяют, выдерживая образцы в морозильных камерах, холодильниках или в термостатах с охлаждающей жидкостью.
2. Установите соответствие между методом научного познания и примером его использования- 1 моделирование
3. Фразеологизмы как структурная единица лексико-семантической системы языка
4. не видим детей на фотографиях
5. Економічний зміст доходів і витрат банків та їх класифікація
6. категориальный остов психологопедагогического анализа Развитие единица личности и среды в которой пот
7. центр коучинга и консалтинга КОУЧИНГ Область применения Коучинг ~ работает практически с любыми рабо
8. по теме Киноискусство для учащихся 1011 классов
9. а Кафедра Приладобудування повна назва Напрям підготовки 6
10. ПСИХОЛОГИЯ И ПЕДАГОГИКА 36
11. Основные стадии создания автоматической системы управления
12. 1Порівняйте дві найдавніші епохи-палеоліт з неолітом Палеоліт на території сучасної України розпочинаєть
13. тематических и инструментальных ограничений с целью организации активного творческого отдыха в городской с
14. Акционерное общество, понятие, виды, сущность, функции
15. Тема- Методика оформлення операцій з нарахування зносу на об~єкти ОЗ Нарахування зносу на основні засоби
16. то на четырнадцатом этаже полупустой с виду и слишком уж респектабельной гостиницы Кай почуял недоброе
17. Учет и анализ финансовых результатов и использования прибыли в ОАО Воронежстрой-Холдинг
18. Реферат- Вопрос передачи земли в частную собственность
19. Лабораторная работа 2 Исследование пассивного цифрового ссч с потоками двухуровневых импульсов
20. ой средой понимается наличие условий и факторов которые воздействуют на функционирование фирмы и требуют п