Комплексные показатели надежности

Коэффициент готовности - вероятность того, что объект окажется в работоспособном состоянии в произвольный момент времени, кроме планируемых периодов, в течение которых при­менение объекта по назначению не предусматривают.

Коэффициент готовности характеризует готовность объекта к функционированию, т.е. применению по назначению. Под планируемыми периодами, в течение которых применение объ­екта по назначению не предусматривается, имеют в виду про­стои автомобиля на плановых технических обслуживаниях, ремон­те, хранении и транспортировке. При расчете коэффициента готовности ­учитывают только оперативное время устранения отка­за. Простои по организационным причинам (вызов ремонтной бригады, поиск и доставка запасных частей и др. не учитывают) характеризуют безотказность и ремонтопригодность.

Коэффициент технического использования — вероятность того, что машина окажется в работоспособном состоянии в лю­бой момент времени, включая планируемые перерывы.

Коэффициент технического использования характеризует долю времени нахождения объекта в рабочем состоянии с учетом про­стоя на техническом обслуживании, ремонте и устранении отказов.

Технический ресурс (ресурс) — наработка объекта от начала эксплуатации или ее возобновления после капитального ремонта до наступления предельного состояния.

Срок службы - календарная продолжительность эксплуата­ции объекта от ее начала или возобновления после капитального ремонта до наступления предельного состояния.

Срок сохраняемости - календарная продолжительность хра­нения и (или) транспортирования объекта в заданных условиях, в течение и после которой сохраняются значения заданных пока­зателей в установленных пределах.

Гарантийная наработка - наработка объекта, до заверше­ния которой завод-изготовитель или ремонтное предприятие га­рантирует и обеспечивает выполнение определенных требова­ний к объекту при условии соблюдения потребителем правил эксплуатации, в т.ч. правил хранения и транспортирования.

Эксплуатация - термин, рекомендуемый для применения к объектам или изделиям, у которых в процессе использования расходуется ресурс.

КЛАССИФИКАЦИЯ ОТКАЗОВ МАШИН

Отказы объектов в процессе их эксплуатации возникают по трем основным причинам: усталость материала, коррозионное разрушение, изнашивание поверхностей трения деталей.

Классификация отказов:

- по природе происхождения: естественные и преднамерен­ные (от персонала);

- по месту возникновения: слабые элементы и звенья (требу­ется усилить или изменить конструкцию);

- по времени возникновения: период приработки (качество сборки, обработки, материал);

- по характеру возникновения: внезапные и постепенные;

- по взаимосвязи: зависимые и независимые;

- по степени воздействия: ресурсные и эксплуатационные;

- по внешним признакам: очевидные и скрытые;

- по причине возникновения: исследовательские, расчетно-­конструкторские, производственно-технологические, эксплуата­ционные;

- по последствиям или затратам: тягчайшие (с человече­скими жертвами), тяжелые, средние или незначительные (по ме­ре затрат времени и средств на его устранение).

ВИДЫИЗНАШИВАНИЯ ДЕТАЛЕЙ АВТОМОБИЛЕЙ

В современных машинах причина различных изменений (по­вреждений и разрушений) деталей - это воздействие на них различных видов энергии (механической, тепловой, химической, электромагнитной), внешние и внутренние факторы. Внутренние факторы - усталость материала вследствие перераспределения внутрен­них напряжений, возникших в процессе структуро - и формообразо­вании деталей; объемная газовая коррозия. Эти причины возникают в процессе естественного старения материалов.

Изнашивание - процесс разрушения и отделения материала с поверхности твёрдого тела или накопления его остаточной деформации при трении, проявляющемся в постоянном изме­нении размеров или формы детали.

Износ - результат изнашивания, определённый в установлен­ных единицах (длины, объёма, массы и т.д.)

I Водородное изнашивание

Встречаются две формы водородного изнашивания металлов.

Диффузионно-активная форма - водород в виде ионов растворён в решётке металла. Диффузионно-активная форма не влияет па хрупкость стали, но постепенно переходит в молекулярную форму, способную вызывать разрушение стали.

Молекулярная форма - водород находится в молекулярном состоянии в дефектах кристаллической решётки.

2 Абразивное изнашивание – так называют разрушение поверхно­сти детали в результате её взаимодействия с твёрдыми частицами при наличии относительной скорости между ними;

3 Окислительное изнашивание (трибоокисление) происходит в том случае, когда на соприкасающихся поверхностях образуются плёнки окислов, которые в процессе трения разрушаются и вновь образуются. Продукты износа состоят из окислов.

4 Изн ашивание вследствие пластической деформации

Э тот вид изнашивания (смятие) заключается в изменении раз­меров или формы детали в результате её пластической деформации­. Пластическое деформирование обычно показывает износ металлов и наблюдается в зоне, прилегающей к по­верхности трения. Смятие характерно для деталей входящих в контакт с ударом.

5 Изнашивание в результате хрупкого выкрашивания поверхно­стей трения

В тяжёлых условиях работы на поверхностях трения проис­ходят физико-химические изменения. Они являются результатом пластического деформирования, повышения температуры слоев металла прилегающих к зоне контакта, последующего быстрого охлаждения и химического действия окружающей среды. В этих по­верхностных слоях возникают внутренние напряжения, которые совместно с рабочими напряжениями приводят к растрес­киванию слоя и выкрашиванию его отдельных частиц.

6 Изнашивание в следствии диспергирования (измельчения отдельных участков контактов)

На площадках фактического контакта деталей материал под­вергается многократной упругой и пластической деформа­ции, что приводит к разрыхлению в отдельных местах струк­туры материала с последующим отделением небольших частиц.

7 Коррозия

Коррозией называют разрушение поверхности металла в ре­зультате химического или электрохимического воздействия среды

Химическая коррозия возникает при воздействии металлов с сухими газами, парами и жидкими не электролитами.

Электрохимическая коррозия протекает при действии на металлы жидких электролитов. Электрохимическая коррозия обусловлена неоднородностью металла в контакте с электроли­том (сплавы).

8 Кавитационное изнашивание

Гидродинамическое изнашивание

Под кавитацией понимают явление образования в движущемся по поверхности твердого тела потоке жидкости пустот в виде пузырей. Образовавшиеся пузыри, перемещаясь вместе с пото­ком, попадают в зоны высоких давлений. Пар конденсируется, газы растворяются, происходит, сопровождаемое ударом, восстановле­ние сплошности потока. Кавитация наблюдается в полостях сис­темы охлаждения, трубопроводах.

Вибрационная кавитация

При колебаниях твердого тела относительно жидкости давле­ние в жидкости на границе раздела может упасть и вызвать обра­зование кавитационных пузырей. Вибрационную кавитацию могут вызвать звуковые колебания, особенно ультразвуковые. Вибраци­онная кавитация проявляется в ДВС, особенно на наружных по­верхностях гильз в результате их колебаний при работе. Износ от кавитации наружной стенки гильзы может быть в 3-4 раза больше, чем износ внутренней поверхности от действия поршневых колец.

9 Эрозионное изнашивание

Эрозионное изнашивание - это процесс разрушения поверхно­сти материалов вследствие механического воздействия высокоско­ростного потока жидкости, газа или пара. Разрушение металлов под действием электрических зарядов также относится к эрозии.

Эрозионное воздействие потока слагается из трения сплош­ного потока и его ударов о поверхность. В результате трения происходит расшатывание и вымывание отдельных объемов материала. При динамическом воздействии потока возможно вырывание отдельных объемов.

10 Коррозионно-механическое изнашивание

Наблюдается в том случае, когда коррозия становится ак­тивной только при наличии трения в сопряженных деталях.

Сжигание в цилиндрах дизелей топлив с повышенным со­держанием серы увеличивает интенсивность изнашивания поршневых колец в 3-4 раза.

11. Молекулярно-механическое изнашивание

При этом виде изнашивания наблюдается схватывание и заедание поверх­ностей при трении. Схватывание - явление прочного соединения металлов в результате трения или совместного деформирования.

12. Фреттинг-коррозия

Фреттинг-коррозия - это разрушение плотно контактирую­щих поверхностей в результате малых колебательных относительных перемещений (не более 2,5 мм). Разрушение заключает­ся в образовании на соприкасающихся поверхностях мелких яз­вин и продуктов коррозии в виде налета, пятен и порошка. Вследствие малой амплитуды перемещения соприкасающихся поверхностей, повреждения находятся на небольших площадях контакта. Так как продукты износа не могут выйти из зоны контакта,

возникает высокое давление и увеличивается их абразивное дей­ствие на основной металл.

13. Усталостное изнашивание

Усталостное изнашивание происходит в деталях, которые подвергаются длительному нагружению переменными (по направлению и величине) усилиями. Усталостные трещины берут начало на поверхности трения и входят в глубь детали. Развиваясь по длине, мелкие трещины образуют сетку на поверхности. Раскрытие трещин происходит под действием пульсирующего давления масла.

14 Трещинообразование термического характера происходит при нагреве поверхностей с образованием высо­ких термических напряжений.

15 Трещинообразование от перенаклепа