Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА

РАСЧЕТ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАДЕЖНОСТИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ ТЕХНИКИ

ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ИСПЫТАНИЙ

2017

Методика сбора данных о надёжности машин в процессе эксплуатации

Цель работы - освоить методы сбора и обработки результатов испытаний (наблюдений) и расчёта основных показателей безотказности, ремонтопригодности, долговечности и комплексных показателей надёжности машин.

Для обеспечения заданной точности и достоверности получаемых результатов необходимо заранее провести планирование испытаний. Согласно ГОСТ 27410-87 для восстанавливаемых объектов, к которым относится и сельскохозяйственная техника, обычно выбирается план испытаний . По этому плану под наблюдение выбирают N объектов, отказавшие машины восстанавливают после каждого отказа (М) и наблюдения за ними продолжают в течение всего сезона до выполнения заданного объема работ - T У или заданного суммарного количества отказов - r У. Обычно задают требуемую точность (относительную ошибку д=0.10) и достоверность (доверительную вероятность в=0,90), тогда суммарное количество отказов будет равно 130…250, а общая наработка машин зависит от их производительности и надежности. В условиях реальной эксплуатации для выполнения указанных требований ГОСТа наблюдения проводятся за партией из 10…30 машин.

Процесс эксплуатации машин может быть представлен в виде отрезков времени t 1 , t 2 … исправной работы, чередующихся с периодами времени t в1 , t в2 … простоя машины на устранении отказов (рис.1).

Рис. 1. Схема процесса эксплуатации машин (поток отказов).

В процессе испытаний все периоды работы и время простоев записываются в журнал наблюдений по каждой машине.

Затем отказы распределяются по группам сложности в зависимости от вида, затрат времени и способа их устранения. Результаты испытаний партии машин примерно одинакового технического состояния (новые или капитально отремонтированные) сводятся в общую таблицу 1 для статистического анализа.

Определение показателей безотказности ведётся по интервалам наработки и в целом за весь период испытаний. Для этого наработка машины за период испытаний разбивается на 8 -12 интервалов. Величина интервала должна быть целым числом (обычно кратным 10). Она вычисляется по формуле:

t = (tmax - tmin)/К = (390 - 0)/10 = 39 га,

где tmax - наибольшая наработка машины в данной партии (см. графу 2)

tmin - наработка машины до начала испытаний (обычно tmin = 0);

К - число интервалов.

Обычно принимают: К= 8…16, а t - кратным 10 или 2.

Примем t = 40 га, тогда К = 10 интервалов.

На основании данных табл.1 все отказы каждой машины распределяются по интервалам наработки и вносятся в табл.2 (независимо от группы сложности). Для удобства дальнейших расчётов в табл.2 машины располагаются в порядке увеличения наработки за период испытаний. Далее определяется суммарное число отказов всех машин в каждом интервале, а также суммарное время восстановления работоспособности после отказов каждой группы сложности и общее время, затраченное на устранение всех отказов (табл.3).

Условное количество всех машин, работающих в каждом интервале, определяется по выражению:

где - суммарная наработка всех машин в данном интервале.

Применительно к пятому интервалу условное количество машин равно:

Nусл = (40+40+40+40+40+40+40+40+40+40+40+40+36) / 40 = (40*10+36)/40 = 10,9 машины.

Так как наработка комбайна № 10 за период испытаний в данном сезоне составила 196 гектаров. Следовательно, в пятом (161…200 га) интервале этот комбайн наработал 196 - 160 = 36 га, или 36/40= 0,90 интервала, остальные 10 комбайнов проработали полностью в течение всего данного интервала (по 40 га). Поэтому можно считать, что в пятом интервале условно работало 10,9 комбайнов из 11, находившихся на испытаниях.

Аналогичным образом подсчитывается условное количество машин и среднее число отказов в каждом интервале (см. табл.2).

Заранее зная плановую наработку (Tпл =240 га) машины на предстоящий период (год, сезон, месяц), можно определить ожидаемое число отказов:

где Kпл - число интервалов плановой наработки. Kпл=Tпл/t= =240/40=6, так как плановая сезонная нагрузка принята равной 240 га.

Следовательно, ожидаемое число отказов одного комбайна за сезон (за 6 интервалов наработки) в среднем будет равно 11 отказов на одну машину. Для устранения этих отказов необходимо планировать работу ремонтной службы и заранее подготовить необходимые запасные ч а сти, исходя из опыта пред ы дущих лет.

Показатели безотказности

Для данной партии машин вычисляются по приведенным формулам на основании данных (табл.1).

1.Параметр потока отказов в каждом интервале рассчитывается по формуле: отк/га.

Среднее значение параметра потока отказов за весь период испытаний равно:139/3165 = 0,044 отк/га,

где - суммарное число отказов по всем машинам за весь период испытаний;

Tсум - суммарная наработка всех машин за период испытаний.

2. Средняя наработка на отказ определяется:

В каждом интервале:

- средняя наработка за весь период испытаний:

3165/139 = 1/0,044=22,7 га.

надежность комбайн ремонтопригодность убыль

по группам сложности :

1 й группы сложности: га;

2 й группы сложности: га;

3 й группы сложности: га,

где - суммарное число отказов соответственно каждой группы сложности, зафиксированных за весь период испытаний данной партии машин (см. табл.1).

3. Вероятность безотказной работы машины в заданный период наработки от t 1 до t 2 в общем случае определяется по формуле:

При этом предполагается, что при наработке t 1 машина работоспособна. Для малых промежутков наработки параметр потока отказов можно принимать постоянным (t) = const, тогда предыдущая формула примет вид:

Принимая постоянным значение параметра потока отказов в пределах одного интервала, определяют вероятность безотказной работы:

В каждом интервале: ;

В течение одной смены в любом интервале: .

Для первого интервала при сменной наработке tсм =12 га вероятность безотказной работы будет равна:

Это значит, что в течение одной смены безотказно будет ра ботать 43 процент а комбайнов. У остальных 57 % машин следует ожидать появл е ние хотя бы одного отказа .

Показатели ремонтопригодности

1.Среднее время восстановления работоспособности может быть рассчитано по всем устранённым отказам (см. табл.3):

§ за весь период испытаний: ч

§ в каждом интервале:

§ а также по отказам каждой группы сложности:

§ -1-й группы сложности: ч,

§ -2-й группы сложности: ч,

§ -3-й группы сложности: ч,

где - суммарное время восстановления работоспособности после всех отказов (или отказов соответствующей группы сложности);

Общее число отказов всех машин, устранённых за весь период испытаний.

Если отказы не устранялись в течение испытаний, то по ним не указывается время восстановления (прочерк в табл.1). Обычно это ресурсные отказы 3 группы сложности, для устранения которых необходима замена основных агрегатов или капитальный ремонт машины. При необходимости такого ремонта машина снимается с испытаний и направляется в ремонтное предприятие.

2. Вероятность восстановления работоспособности в течение заданного времени (примем Tз =6 часов):

Следовательно, в отведённое время ремонтной службой будет уст ранено 95 % отказов. Остальные более сложные отказы потр е буют большего времени восстановления или дополнительных раб о чих .

Комплексный показатель надё ж ности

-коэффициент готовности характеризует одновременно безотказность и ремонтопригодность машин и определяется на основании этих же данных испытаний:

где а - коэффициент перевода единиц наработки (га, т, км, моточасы) в часы чистой работы машины. Этот коэффициент может быть определён по формуле: а=1/Wт, где-Wт га/час- расчётная производительность машины. Для комбайна ДОН-1500Б примем: Wт = 2 га/ч.

Коэффициент готовности может рассчитываться за весь период испытаний (сезон работы), а также по интервалам наработки. В третьем интервале:

Это значит, что 9 % рабочего времени в этом интервале (при наработке от 81 до120 га) машины простаивали на устранении о т казов.

Долговечность

машин данной партии оценивается ресурсом, т.е. наработкой до предельного состояния (капитального ремонта или списания).

Средний ресурс приближённо рассчитывается по формуле:

где суммарный ресурс всех машин (га, т, км, моточасы);

Nг - число машин данной партии, достигших предельного состояния. Чем больше это число приближается к общему количеству испытуемых машин, тем точнее получаемое значение среднего ресурса.

Для оценки рассеяния ресурсов вычислим среднее значение ресурса машин, достигших предельного состояния:

затем определим среднее квадратичное отклонение:

и коэффициент вариации:

По величине коэффициента вариации можно предположить, что распределение ресурса данной партии комбайнов описывается распределением Вейбулла.

Для определения гамма-процентного ресурса необходимо значение ресурсов отдельных машин - Ri (из табл.1, графа3), расположить в вариационный ряд в порядке возрастания (в табл.4 - ресурсы машин, не достигших предельного состояния, расположить в конце таблицы). Присвоить им порядковые номера - i, начиная с нулевого. Найти эмпирическую функцию распределения F(Ri) = i/N и вычислить вероятность P(Ri)= 1-F(Ri) того, что машина не достигнет предельного состояния при наработке Ri.

Гамма - процентным ресурсом R будет такое значение ресурса Ri, для которого P(Ri) = /100, где - заданное значение вероятности.

Обычно для сельскохозяйственной техники = 80%. Это значит, что 80% машин должны проработать до предельного состояния (капитального ремонта или списания) не м е нее R га.

Если полученные значения P(Ri) не совпадают с заданным значением /100, то величина R находится методом интерполяции. В данном примере R находится между значениями R 2 и R 3 .

Из табл.4 видно, что для определения гамма-процентного и среднего ресурса не обязательно проводить длительные испытания до достижения предельного состояния всеми машинами данной партии. Достаточно получить данные о ресурсе наиболее слабых машин (не более 60% от общего количества испытуемых машин). Остальные данные при расчёте R? не учитываются.

Таблица 4. Вариационный ряд ресурсов комбайнов

					(Ri -Rср.пр.)^2

По данным табл.4 строится график вероятности P(Ri) недостижения машиной предельного состояния (кривая убыли ресурса - рис.2). На нем отмечаются точки Rmin, R, Rср. Минимальное значение ресурса машин данной партии - Rmin характеризует смещение (сдвиг) кривой убыли ресурса относительно начала координат.

Разница Rср значений, полученных расчётом и по графику при P(R"ср)=0,5 (рис.2), составляет абсолютную ошибку, возникающую вследствие того, что не все испытуемые машины достигли предельного состояния, и малого количества машин, поставленных на испытания.

Вычислим абсолютную и относительную ошибки полученных результатов:

Абсолютная ошибка: ДR ср = Rср -R`ср = 1885 -1980 = 95 га,

Относительная ошибка: д R ср =?ДR ср / Rср = 95/1885 = 0,05 или 5 %.

Для анализа отказов по причинам и времени возникновения следует построить график изменения параметра потока отказов и коэффициента готовности по интервалам наработки (рис.3). На этот же график наносится пунктирная линия, соответствующая среднему значению параметра потока отказов за весь период испытаний - .На графике можно выделить область приработочных отказов (Tпр), когда кривая (t) превышает среднее значение. Если в конце сезона работы (периода испытаний) заметно значительное возрастание данной кривой, это значит, что в машинах начинают преобладать износовые отказы и по завершении работ требуется проведение ремонта.

Если же значение параметра потока отказов стабилизируется на низком уровне (ниже - см. рис.3), характеризующем появление в основном внезапных отказов под воздействием внешних условий эксплуатации, то после окончания данного сезона работы ремонт машин проводить не следует. Иначе в начале следующего сезона вновь будут преобладать приработочные отказы.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

Определение основных показателей надежности технических объектов с применением математических методов. Анализ показателей надежности сельскохозяйственной техники и разработка мероприятий по ее повышению. Организации испытания машин на надежность.

курсовая работа , добавлен 22.08.2013


Эксплуатационная надежность и экономичность машин, показатели безотказности. Обеспечение надежности и ее влияние на эффективность использования техники. Оценка оптимального уровня надежности по результатам испытаний, экономический критерий при его выборе.

контрольная работа , добавлен 30.05.2014


Сохраняемость как свойство объекта сохранять значение показателей безотказности, долговечности и ремонтопригодности, рассмотрение особенностей количественной оценки свойства. Характеристика факторов, определяющих ремонтопригодность машин и оборудования.

реферат , добавлен 27.04.2015


Краткое описание конструкции двигателя. Нормирование уровня надежности лопатки турбины. Определение среднего времени безотказной работы. Расчет надежности турбины при повторно-статических нагружениях и надежности деталей с учетом длительной прочности.

курсовая работа , добавлен 18.03.2012


Показатели ремонтопригодности: вероятность, среднее и гамма-процентное время восстановления. Сохраняемость объекта и комплексные показателей эксплуатационной надежности. Функции распределения случайных величин, сбор и обработка статистической информации.

презентация , добавлен 04.12.2013


Расчет надежности операции или процента брака. Построение эмпирической кривой. Методика определения разности между наибольшим и наименьшим размерами, которая разбивается на несколько интервалов. Теоретическая кривая распределения результатов замера.

контрольная работа , добавлен 08.03.2012


Сбор и обработка информации о надежности. Построение статистического ряда и статистических графиков. Определение математического ожидания, среднеквадратического отклонения и коэффициента вариации. Задачи микрометража партии деталей, методика измерений.

курсовая работа , добавлен 18.04.2013


Определение модели вероятности отказов для резистора и конденсатора, расчет коэффициентов нагрузки и суммарной эксплуатационной интенсивности отказов с целью оценки показателей безотказности функционального узла РЭУ при наличии постоянного резервирования.

курсовая работа , добавлен 05.07.2010


Предназначение и конструкция турбины двигателя. Расчет надежности лопатки первой ступени турбины с учетом внезапных отказов и длительной прочности, а также при повторно-статических нагружениях и в конце выработки ресурса. Оценка долговечности детали.

курсовая работа , добавлен 18.03.2012


Расчет параметров привода конвейера. Форма и размеры деталей редуктора привода, этапы его проектирования. Стадии и этапы разработки конструкторской документации. Определение условий эксплуатации. Оценка количественных показателей надежности ремонта.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

• Введение
• Задача 1
• 1.1 Расчет износов детали
• Список литературы
• Приложение

Введение

Достижение высокого ресурса сельскохозяйственной техники является главной задачей повышения надежности технических систем.

Цель изучения дисциплины "Надежность технических систем" - получение студентами знаний и навыков в области надежности машин, умение применять эти знания на производстве для обеспечения и повышения надежности техники.

Изучив дисциплину, специалист должен знать основы надежности и причины возникновения неисправностей машин, методы их предупреждения и выявления; закономерности изнашивания деталей и способы повышения их износостойкости; методы испытаний сельскохозяйственной техники на надежность; методы определения показателей надежности; способы повышения доремонтного и послеремонтного уровней надежности.

В ходе выполнения курсовой работы будут усвоены навыки определения основных показателей надежности технических объектов с применением математических методов; анализа показателей надежности сельскохозяйственной техники и разработки мероприятий по ее повышению; организации испытания машин на надежность.

Задача 1

1. Расчет коэффициентов годности и восстановления детали

1.1 Расчет износов детали

Проведем анализ износов зубьев муфты переключения заднего ВОМ трактора МТЗ

Размеры:

по чертежу 5,49мм

допустимый без ремонта в соединении с деталями:

бывшими в эксплуатации 4,80 мм;

новыми 4,80 мм.

Замерена толщина зубьев у 50 муфт переключения заднего ВОМ, получены следующие результаты:

Значения износов определяем по формулам:

для валов И = dmin - dизм;

для отверстия И = Dизм-Dмах,

где dизм и Dизм - измеренные диаметры соответственно вала и отверстия.

dmin и Dмах - соответственно минимальный и максимальный предельные размеры вала и отверстия.

В нашем случае dmin=5,49-0,15=5,34 мм

Тогда износы деталей составят:

И 1 = 5,34-5,15=0,19 мм И 10 = 5,34-5, 20=0,14 мм

И 2 = 5,34-4,96=0,38 мм И 11 = 5,34-4,60=0,74 мм

И 3 = 5,34-4,75=0,59 мм И 12 = 5,34-5,00=0,34 мм

И 4 = 5,34-5,05=0,29 мм И 13 = 5,34-5, 20=0,14 мм

И 5 = 5,34-5, 20=0,14 мм И 14 = 5,34-5,05=0,29 мм

И 6 = 5,34-4,25=0,09 мм И 15 = 5,34-4,74=0,60 мм

И 7 = 5,34-4,78=0,56 мм И 16 = 5,34-4,50=0,84 мм

И 8 = 5,34-4,75=0,59 мм И 17 = 5,34-4,65=0,69 мм

И 9 = 5,34-4,80=0,54 мм И 18 = 5,34-4,50=0,84 мм

И 19 = 5,34-4,85=0,49 мм И 35 = 5,34-4,70=0,64 мм

И 20 = 5,34-4,95=0,39 мм И 36 = 5,34-5,10=0,24 мм

И 21 = 5,34-5, 20=0,14 мм И 37 = 5,34-5,15=0,19 мм

И 22 = 5,34-5, 20=0,14 мм И 38 = 5,34-4,65=0,69 мм

И 23 = 5,34-4,70=0,64 мм И 39 = 5,34-4,85=0,49 мм

И 24 = 5,34-4,40=0,94 мм И 40 = 5,34-5, 20=0,14 мм

И 25 = 5,34-5,15=0,19 мм И 41 = 5,34-4,65=0,69 мм

И 26 = 5,34-5,10=0,24 мм И 42 = 5,34-4,70=0,64 мм

И 27 = 5,34-4,70=0,64 мм И 43 = 5,34-5, 20=0,14 мм

И 28 = 5,34-4,60=0,74 мм И 44 = 5,34-4,90=0,44 мм

И 29 = 5,34-4,75=0,59 мм И 45 = 5,34-4,70=0,64 мм

И 30 = 5,34-4,70=0,64 мм И 46 = 5,34-4,95=0,39 мм

И 31 = 5,34-4,90=0,44 мм И 47 = 5,34-4,85=0,49 мм

И 32 = 5,34-4,90=0,44 мм И 48 = 5,34-4,60=0,74 мм

И 33 = 5,34-4,75=0,59 мм И 49 = 5,34-5,00=0,34 мм

И 34 = 5,34-4,80=0,54 мм И 50 = 5,34-4,80=0,54 мм

Сводную ведомость (вариационный ряд) информации по износам деталей представим в виде таблицы 1.1, в которой полученные расчетом износы расположены в порядке их возрастания.

Таблица 1.1 - Сводная ведомость по износам зубьев муфты переключения заднего ВОМ

	Износ, мм		Износ, мм		Износ, мм
1

1.2 Составление статистического ряда

Статистический ряд информации составляем в виде таблицы (табл.1.2), состоящей из пяти строк.

Всю информацию по износам разбиваем на интервалы, количество которых определяется по формуле:

(1.1)

где N - количество информации (количество измеренных деталей).

n округляем до целого числа

n ==7,07? 7

Протяженность одного интервала

(1.2)

где Иmax и Иmin - соответственно наибольшее и наименьшее значения износов (табл.1.1).

А =мм

Протяженность интервала всегда округляем в большую сторону.

Интервалы должны быть одинаковыми по величине и прилегать друг к другу без разрывов. Начало первого интервала или начало рассеяния (сдвиг износов) определяется по формуле:

(1.3)

где И 1 - значение износа в первой точке информации (наименьший износ), мм.

С=0,09-0,5*0,14=0,02мм

Середина первого интервала:

m1=мм; m6= мм; m2= мм; m7= мм. m3= мм; m4= мм; m5= мм;

Третья строка показывает частоту, т.е. сколько деталей попадает в каждый интервал износов (табл.1.1).

Т.к. последнее значение износа выходит за границы последнего интервала, по рекомендациям методических указаний увеличиваем протяженность интервалов

Все полученные результаты сводим в таблицу 1.2

Значение опытных вероятностей (или частостей) в каждом интервале (третья строка статистического ряда) определяют по формуле

(1.4)

где m i - опытная частота в i -м интервале.

накопленных опытных вероятностей или частностей (последняя строка ряда) определяются суммированием вероятностей по интервалам:

Накопленная вероятность последнего интервала должна равняться единице.

надежность сельскохозяйственная машина техника

Таблица - 1.2 Статистический ряд

Интервал, мм
Середина интервала, И ср i
Частота m i
Опытная вероятность P i

1.3 Определение числовых характеристик износов

Основными числовыми характеристиками распределения случайной величины являются: среднее значение, среднее квадратическое отклонение и коэффициент вариации.

Среднее квадратическое отклонение представляет собой абсолютную меру, а коэффициент вариации - относительную меру рассеяния (разброса) случайной величины. Чем меньше рассеяние (разброс) значений износа, тем меньше среднее квадратическое отклонение и коэффициент вариации.

При объеме выборки (информации) N?25 их определяют следующим образом.

Среднее значение износа

(1.5)

где И cpi - значение износа в середине i -то интервала (середина i -ro интервала); P i - опытная вероятность в i -м интервале.

мм

Среднее квадратичное отклонение:

(1.6)

мм

Коэффициент вариации:

1.4 Проверка информации на выпадающие точки

Критерий Ирвина, опытное значение которого определяется по формуле:

(1.7)

где

И i и И i -1 - смежные (крайние) точки в сводной ведомости информации (табл. 1.1).

Для наименьшего значения износа И 2 = 0,14 мм, И 1 = 0,09 мм.

Для наибольшего значения износа И 49 = 0,84 мм, И 50 = 0,94 мм.

Полученное сравниваем с табличными значениями. При N=50 и доверительной вероятности б =0,95, лт =1,1; лт больше лоп . Поэтому, с вероятностью 0,95, можно утверждать, что все точки информации достоверны.

1.5 Выбор теоретического закона распределения и расчет его параметров

Применительно к надежности сельскохозяйственной техники используются в основном закон нормального распределения (ЗНР) и закон распределения Вейбулла (ЗРВ). Предварительный выбор теоретического закона распределения (ТЗР) осуществляется по значению коэффициента вариации V.

Если V<0,3, то распределение подчиняется ЗНР, если V>0,5, - ЗРВ.

V = 0,55, поэтому используем ЗРВ.

Значение интегральной функции F (И кi ) ЗРВ в конце i -го интервала определяется по формуле:

(1.8)

где F Т - табулированное значение интегральной функции. Принимается по приложению 5 в зависимости от, и параметра b ; С - сдвиг начала рассеяния; а - параметр ЗРВ, определяется по формуле:

(1.9)

где К в - коэффициент ЗРВ.

Параметр b и коэффициент К в определяют по приложению 4 в зависимости от коэффициента вариации.

= 0,46 мм; C = 0,02мм; V = 0,55; b = 1,9; К в = 0,89

В конце 1-го интервала

В конце 2-го интервала

В конце 3-го интервала

В конце 4-го интервала

В конце 5-го интервала

В конце 6-го интервала

В конце 7-го интервала

Из приложения 5 находим, что интегральная функция в конце первого интервала при V = 0,55 и b = 1,9 будет равна:

F 1 (0,16) = F T (0,23) =0,09, F 2 (0,3) = F T (0,57) =0,3

F 3 (0,44) = F T (0,86) =0,53, F 4 (0,58) = F T (1,14) =0,72

F 5 (0,72) = F T (1,43) =0,86, F 6 (0,86) = F T (1,71) =0,94

F 7 (2) = F T (1,0) =0,98

Полученные значения заносим в таблицу 1.3.

Окончательный выбор теоретического закона распределения износов выполняют с помощью критерия согласия. Применительно к показателям надежности сельскохозяйственной техники чаще всего используют критерий Пирсона (ч2) и критерий Колмогорова (л.). По величине критерия согласия можно определить вероятность совпадения опытных и теоретических законов и на этом основании принять или отбросить выбранный теоретический закон распределения, или обоснованно выбрать один теоретический закон из двух или нескольких. Следует помнить, что критической вероятностью совпадения принято считать Р = 0,1. Если Р<0,1, то выбранный для выравнивания опытной информации теоретический закон распределения следует считать недействительным.

Таблица 1.3 - Выбор теоретического закона распределения износов

Интервал, мм
Конец интервала, мм
Накопленная опытная вероятность

Критерий Пирсона дает более точную вероятность совпадения опытного и теоретического законов распределения, но он сложен в расчетах. Критерий Колмогорова прост в определении, но дает, как правило, завышенную вероятность совпадения. Однако при выборе одного закона из двух или нескольких, когда важно оценить какой из них лучше выравнивает опытную информацию, можно пользоваться критерием Колмогорова.

Критерий согласия Колмогорова определяют по формуле:

где D mах - максимальная абсолютная разность между накопленной опытной вероятностью и теоретической интегральной функцией распределения, то есть

Разницу между опытным и теоретическим значениями функций определяем для каждого интервала и заносим ее в табл.1.3.

Из приложения 6 методом интерполяции находим вероятность совпадения теоретических законов с опытным распределением. Р (л) = 0,472

Значение интегральной функции F (Икi) ЗНР в конце i-го интервала определяется по формуле

где F o - так называемая центрированная интегральная функция. Она табулирована и ее значения определяют по приложению 3; И кi - значение износа в конце i-го интервала (конец i-го интервала статистического ряда); - среднее значение износа;у - среднее квадратическое отклонение. = 0,46 мм; у = 0,24 мм;

Полученные значения интегральных функций записываем в таблицу 1.4.

Таблица 1.4

Интервал, мм
Конец интервала, мм
Накопленная опытная вероятность

Из приложения 6 методом интерполяции находим вероятность совпадения теоретических законов с опытным распределением.

Следовательно, для выравнивания опытной информации ЗНР подходит лучше ЗРВ. Выбираем окончательно в качестве теоретического закона ЗНР.

1.6 Определение доверительных границ рассеяния среднего значения износа детали

Для ЗНР доверительные границы рассеяния среднего значения износа определяют по формулам:

(1.13)

(1.14)

где и - соответственно нижняя и верхняя доверительные границы рассеяния среднего значения износа при доверительной вероятности б;

t а - коэффициент Стьюдента, который определяют по приложению 7 в зависимости от N и выбранной доверительной вероятности а ;

В нашем случае = 0,46 мм; у = 0,24 мм; С=0,02 мм; N=50

При доверительной вероятности а =0,95: t а =2,01

мм; мм.

1.7 Определение относительной ошибки расчета

Точность расчетов вполне достаточна, так как по ГОСТу е б?20%.

1.8 Определение количества деталей, годных без ремонта и подлежащих восстановлению

Для определения количества годных деталей рассчитывают допустимые без ремонта износы детали в соединении ее с деталями, бывшими в эксплуатации, и новыми по формулам:

для валов И дб = d min - d дб ; И дн = d min - d дн ;

для отверстий И дб = D дб - D max ; И дн = D дн - D max ,

где d m in и D max - минимальный и максимальный предельные размеры отверстия и вала;

d дб и d дн - допустимый без ремонта размер вала в соединении соответственно с деталями, бывшими в эксплуатации, и с новыми;

D дб и D дн - тоже самое для отверстий.

В исходных данных указано, что допустимый размер при соединении с деталями, бывшими в эксплуатации составляет 4,80 мм, с новыми - 4,80 мм.

d min = 5,34 мм.

Общее количество деталей, годных без ремонта составляет 62 %, из них 62% можно соединить как с новыми, так с бывшими в эксплуатации деталями.

У 38% деталей поверхность необходимо восстанавливать.

Таким образом, коэффициент годности муфт равен 0,62, а коэффициент восстановления - 0,38.

2. Определение полного ресурса и допустимых без ремонта размеров сопрягаемых деталей

Соединение:

Корпус масляного насоса - шестерня насоса

1. Исходные данные:

наработка машины от начала эксплуатации Тизм = 1700 м ч;

диагностированием определен зазор в соединении

корпус масляного насоса - шестерня насоса Sизм = 0,25 мм;

соотношение интенсивностей изнашивания К = iо? iв = 1,1;

межремонтный ресурс соединения Тмр = 3200 м ч,

среднеквадратическое отклонение у = 0,2·Тост;

доверительная вероятность в = 0,85;

начальный зазор в соединении Sнач = 0,125…0,245 мм;

допустимый зазор в соединении Sдоп = 0,30 мм;

предельный зазор в соединении Sпр = 0,55 мм.

размеры по чертежу: диаметр отверстия;

диаметр вала

2. Вычислим износы:

допустимый износ соединения: мм,

предельный износ соединения: мм.

3. Определим интенсивности изнашивания:

соединения мм/м ч,

вала мм/м ч,

отверстия мм/м ч.

4. Определим ресурсы соединения:

полный м ч,

остаточный м ч.

Полученные расчетные значения интенсивностей изнашивания и ресурсов следует рассматривать как средние из-за возможных отклонений вследствие нестабильности условий эксплуатации машин. Чтобы гарантировать безотказную работу соединения очередное диагностирование назначают по нижней доверительной границе остаточного ресурса (при заданной доверительной вероятности в = 0,85):

(2.1)

где tв =2,0 - коэффициент Стьюдента (из приложения при в=0,85 и N=3);

у - среднеквадратическое отклонение;

N=3 - повторность измерения зазора при диагностировании.

(2.2)

м ч

м ч.

5. Предельные износы сопрягаемых деталей определим пропорционально интенсивностям изнашивания, как доли от предельного износа соединения:

вала мм,

отверстия мм.

Тогда предельные размеры деталей будут соответственно равны:

вала мм,

отверстия мм.

6. Допустимые износы сопрягаемых деталей при заданном значении межремонтной наработки Тмр =3200 м ч составят:

мм

мм

Тогда допустимые без ремонта размеры сопрягаемых деталей вычисляют следующим образом:

для отверстия (втулки) - мм;

для вала мм.

Здесь: D max и d min - соответственно, максимальный диаметр отверстия втулки и минимальный диаметр вала с учетом допусков на их изготовление.

7. Проверим выполненные расчеты: разность допустимых или предельных размеров сопрягаемых поверхностей деталей должна быть равна соответственно допустимому или предельному зазору в соединении:

мм (не сходится с заданием);

мм.

8. Вычертим расчётную схему изнашивания деталей соединения в функции от наработки.

На одной оси ординат отложим номинальные, допустимые и предельные размеры деталей: вверх от нулевой линии - размеры отверстия, вниз - размеры вала и отметим поля допусков. На второй оси ординат отложим значения номинального зазора (по чертежу) S ном . макс . = S нач , с которого начинается стабильные изнашивание (после приработки) соединения и значения износов обеих деталей (I др и I пр ). На оси абсцисс отложим значения Т изм , полного и остаточного ресурса соединения (Т с . п , Т ост ), а также наработку до очередного диагностирования - нижнюю доверительную границу остаточного ресурса Т н . ост . На графике проведем линии износов обеих деталей и отметим значения допустимого и предельного зазоров (S др и S пp ).

Список литературы

1. Надежность технических систем: Методические указания по изучению дисциплины / Рос. гос. аграр. заоч. ун-т; сост. А.Н. Батищев, Е.А. Лисунов, М. 2005.36 с.

2. Надежность и ремонт машин: Учеб. для вузов / В.В. Курчаткин, Н.Ф. Тельнов, К.А. Ачкасов, А.Н. Батищев и др.; Под ред. В.В. Курчаткина. - М.: Колос, 2000.

Приложение

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Критерии надежности. Надежность станков и промышленных роботов. Экономический аспект надежности. Уровень надежности как определяющий фактор развития техники по основным направлениям а также экономии материалов и энергии.

реферат , добавлен 07.07.2007


Место вопросов надежности изделий в системе управления качеством. Структура системы обеспечения надежности на базе стандартизации. Методы оценки и повышения надежности технологических систем. Предпосылки современного развития работ по теории надежности.

реферат , добавлен 31.05.2010


Понятия теории надежности. Вероятность безотказной работы. Показатели частоты отказов. Методы повышения надежности техники. Случаи возникновения отказов, сохранность работоспособности оборудования. Критерии и количественные характеристики его оценки.

курсовая работа , добавлен 28.04.2014


Надежность как один из основных показателей качества, ее характерные свойства и предъявляемые требования. Классификационные группы системы стандартов "Надежность в технике". Показатели надежности и методика их определения для различных объектов.

лекция , добавлен 19.04.2011


Методология анализа и оценки техногенного риска, математические формулировки, используемые при оценке основных свойств и параметров надежности технических объектов, элементы физики отказов, структурные схемы надежности технических систем и их расчет.

курсовая работа , добавлен 15.02.2017


Понятие и основные этапы жизненного цикла технических систем, средства обеспечения их надежности и безопасности. Организационно-технические мероприятия повышения надежности. Диагностика нарушений и аварийных ситуаций, их профилактика и значение.

презентация , добавлен 03.01.2014


Эксплуатационная надежность и экономичность машин, показатели безотказности. Обеспечение надежности и ее влияние на эффективность использования техники. Оценка оптимального уровня надежности по результатам испытаний, экономический критерий при его выборе.

контрольная работа , добавлен 30.05.2014


Общие характеристики показателей надежности. Взаимосвязь надежности и качества объекта. Что понимается под ресурсными испытаниями и с какой целью они проводятся. Достоинства и недостатки "дерева событий". Модернизация конструкции или технологии.

контрольная работа , добавлен 01.03.2011


Основные количественные показатели надежности технических систем. Методы повышения надежности. Расчет структурной схемы надёжности системы. Расчет для системы с увеличенной надежностью элементов. Расчет для системы со структурным резервированием.

курсовая работа , добавлен 01.12.2014


Определения требований надежности и работоспособности системы промышленного тахометра ИЛМ1. Распределение требований ее надежности по различным подсистемам. Проведение анализа надежности системы и техногенного риска на основе методов надежности.

К основным направлениям повышения надежности отремон­тированных машин относятся следующие.

1. Проведение предремонтного диагностирования в мастерских хозяйств для определения необходимых ремонтных воздействий и разборки соответствующих агрегатов машин. С помощью автома­тизированной диагностической системы КИ-13940 для энергона­сыщенных тракторов можно измерить 85 параметров технического состояния. При этом прогнозируют техническое состояние и пока­затели надежности машин.

2. Обеспечение сохраняемости ремонтного фонда, поступающе­го на ремонтные предприятия, достигается организацией складов и площадок, использованием специальных подставок и подкладок, антикоррозионных смазочных материалов и других средств. При неудовлетворительном хранении ремонтный фонд может быть пре­вращен в металлолом.

3. Выполнение разборочных работ без повреждения деталей и разукомплектовки соответствующих пар. Для исключения повреж­дения деталей при разборке следует использовать съемники, прес­сы, стенды и другие средства механизации. Наибольшее распрост­ранение получили винтовые и гидравлические съемники. При де­монтаже подшипников качения нельзя передавать усилие на коль­ца через тела качения.

Для сохранения комплектов деталей применяют различные кон­тейнеры. Нельзя разукомплектовывать блоки цилиндров и крышки подшипников коленчатого вала, шатуны и их крышки, пары зубча­тых колес конечных и других передач.

4. Выполнение на ремонтных предприятиях качественной очис­тки машин, агрегатов и деталей от различных загрязнений. Удале­ние накипи, нагара, асфальтосмолистых и других загрязнений от­личается определенными трудностями и требует использования современного оборудования (например, ультразвукового), новых мо­ющих средств, обеспечения соответствующих режимов очистки.

Только при высококачественной наружной очистке и промывке масляных каналов в блоке и коленчатом вале можно увеличить ре­сурс двигателя ЯМЗ-240 на 30 %.

5. Контроль и дефектация деталей. На ремонтных предприятиях следует расширить номенклатуру деталей, подвергаемых сплошно­му контролю. Наряду с универсальными измерительными инстру­ментами (микрометрами, индикаторами) следует широко исполь­зовать предельные (пробки, калибры, скобы) инструменты и сред­ства пневматического контроля, обеспечивающие повышение точ­ности измерений до 0,01...0,001 мм.

Коленчатые валы, коленчатые оси, поворотные цапфы, блоки, гильзы цилиндров и другие детали проверяют на отсутствие скры­тых дефектов методами магнитной, люминесцентной, ультразвуко­вой дефектоскопии и гидравлической опрессовки.

Блоки цилиндров, корпуса коробок передач и трансмиссий и другие базисные детали требуют сплошного контроля не только размеров, но и геометрии их рабочих поверхностей и точности их взаимного расположения, так как во время эксплуатации у этих де­талей в результате старения материала, изнашивания, воздействия различных нагрузок и перераспределения внутренних напряжений изменяются размеры, геометрическая форма и взаимное располо­жение рабочих поверхностей.

Устранение обнаруженных отклонений обеспечивает высокий ресурс не только самой базовой детали, но и всего агрегата.

6. Введение на ремонтных предприятиях входного контроля за­пасных частей, так как встречаются случаи несоответствия их раз­меров, геометрической формы, твердости и других параметров чер­тежам и техническим требованиям.

7. Подбор деталей цилиндропоршневой группы (поршней, ша­тунов, поршневых пальцев) по массе.

8. Динамическая балансировка коленчатых и карданных валов, сцепления, колес автомобилей и других деталей и сборочных еди­ниц.

9. Обеспечение регламентированных зазоров и натягов в соеди­нениях, усилий затяжки резьбовых соединений и других требова­ний при сборке агрегатов и машин. Так, зазор между шейкой и вкладышем коленчатого вала двигателя ЯМЗ-240 должен быть 0,056...0,114 мм. Превышение этого зазора при сборке приводит к снижению ресурса двигателя, уменьшение – к задиру вкладышей при обкатке двигателя.

Детали цилиндропоршневой группы двигателей обязательно подбирают по установленным размерным группам. Поршни перед сборкой подогревают до температуры 70...80 "С. Перед напрессовкой на валы рекомендуется нагревать и подшипники качения.

10. Обеспечение хорошей герметизации агрегатов и сборочных единиц. Для этого заменяют прокладки и сальниковые уплотнения, устраняют коробление плоскостей разъемов деталей, восстанавли­вают резьбовые соединения, используют новые прокладочные ма­териалы типа жидкой прокладки и др.

11. Внедрение стендовой обкатки и испытаний агрегатов и ма­шин. Обкатывают под нагрузкой не только двигатели, но и агрега­ты трансмиссии, применяют обкаточные масла и различные при­садки.

12. Повышение качества окраски ремонтируемых машин за счет лучшей подготовки окрашиваемых поверхностей, применения эф­фективных грунтов и эмалей, окраски отдельно агрегатов и машин в сборе, внедрения прогрессивных методов окраски гидродинами­ческим распылением, в электростатическом поле и др.

Контрольные вопросы.

1. Приведите примеры повышения надёжности на этапе проектирования технического объекта?

2. Приведите примеры повышения надёжности на этапе изготовления технического объекта?

3. Приведите примеры повышения надёжности на этапе эксплуатации технического объекта?

4. Приведите примеры повышения надёжности на этапе ремонта технического объекта?

Качество машин . Совокупность свойств, определяющих степень пригодности машины для использования по назначению, называется качеством. Эти свойства характеризуются эксплуатационными показателями (мощность, расход топлива, скорость, грузоподъемность и т. д.), надежностью, технологичностью, показателями эстетики и эргономики (внешний вид, удобство работы и т. д.), степенью стандартизации, унификации и взаимозаменяемости.

Надежность . ГОСТ 27.002-83 дает следующее определение надежности: свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, ремонтов, хранения и транспортирования.

Эти требования к надежности объекта могут предъявляться только при обязательном соблюдении установленных режимов и условий эксплуатации.

Важнейшие мероприятия, способствующие надежной работе машины и ее составных частей, - своевременное диагностирование и техническое обслуживание. Ремонт же рассматривается как средство устранения последствий отказов и возобновления уровня надежности, который постоянно убывает по мере использования объекта.

Надежность - сложное свойство, включающее безотказность, долговечность, ремонтопригодность и сохраняемость.

Безотказность . Свойство объекта непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение некоторого времени или наработки - есть безотказность. Это свойство оценивается с помощью различных показателей, среди которых для сельскохозяйственной техники применяется средняя наработка на отказ, т. е. отношение наработки объекта к числу его отказов в течение данной наработки.

Долговечность . Свойство объекта сохранять работоспособность до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонта-есть долговечность.

Долговечность сельскохозяйственной техники оценивается ресурсом или сроком службы.

Ресурс конкретной машины равен суммарной наработке от начала ее эксплуатации до наступления предельного состояния.

Он измеряется в единицах наработки: часах (ч), моточасах (мото-ч), гектарах (га), километрах (км) пробега и т.д.

Средний ресурс - показатель долговечности машин одного типа.

Срок службы — календарная продолжительность эксплуатации машины от ее начала до наступления предельного состояния.

Средний срок службы - один из показателей долговечности машин определенного типа; для сельскохозяйственной техники он измеряется в годах.

За период работы до предельного состояния в объекте могут возникать нересурсные отказы, быть перерывы в работе, в течение которых устраняются последствия отказов.

Требования безотказности и долговечности предъявляются к объектам во время их использования по назначению.

Во время устранения последствий отказов или ремонта продолжительность простоя зависит от ремонтопригодности машины.

Ремонтопригодность. Свойство объекта, заключающееся в приспособленности к предупреждению и обнаружению причин возникновения отказов и повреждений, а также поддержанию и восстановлению работоспособного состояния путем технического обслуживания или ремонта, есть ремонтопригодность.

Среднее время восстановления работоспособного состояния служит показателем ремонтопригодности. Оно равно математическому ожиданию времени восстановления работоспособного состояния.

Требования к надежности машина предъявляются и на этапе хранения.

Сохраняемость. Свойство объекта сохранять значения показателей безотказности, долговечности и ремонтопригодности в течение и после хранения и (или) транспортирования есть сохраняемость.

Средний срок сохраняемости - один из показателей сохраняемости. Способность объекта выполнять требуемые функции зависит от значения параметров состояния.

Параметр состояния. Физическая величина, характеризующая исправность или работоспособность машины (например, мощность, расход топлива, температура, зазор и т, д.), служит параметром состояния. В зависимости от их значения объект может находиться в исправном, работоспособном или предельном состоянии.

Исправное состояние (исправность) -такое, при котором объект соответствует всем требованиям нормативно-технической документации.

Работоспособное состояние (работоспособность) - состояние, при котором значения параметров, характеризующих способность выполнять заданные функции, соответствуют требованиям нормативно-технической и (или) конструкторской документации. В этом и соотоянии объект может быть неисправным, но он выполняет заданные функции в пределах установленных показателей.

Предельное состояние - это состояние, при котором дальнейшее применение объекта по назначению недопустимо или нецелесообразно. Причинами этому может быть невозможность безопасной работы или низкая эффективность эксплуатации, а также значительные затраты на ремонт. Предельное состояние устанавливается на основании критериев (признаков или совокупности признаков).

При использовании объекта параметры состояния изменяются, в результате чего теряется работоспособность или исправность.

Повреждение - событие, заключающееся в нарушении исправности.

Отказ - событие, заключающееся в нарушении работоспособности. Устранение последствий отказа всегда связано с материальными и трудовыми затратами. Они складываются из разборочно-сборочных и регулировочных работ, затрат на запасные части или замену агрегата и убытков от простоя машин. Особенно весомы убытки от простоя машины, так как за это время она не используется по назначению, т. е. не выполняются определенные сельскохозяйственные и другие операции. Несвоевременное выполнение операций приводит к снижению урожайности или потере выращенного продукта. Приближенно можно считать, что за один час простоя трактора убытки составляют в среднем 80…100 руб.

Поддержание машин в работоспособном состоянии дает значительный экономический эффект вследствие снижения суммарных издержек, связанных с убытками от простоев и затратами на устранение последствий отказов.

В рыночных условиях проблема повышения качества и эффективности сельскохозяйственной техники особенно актуальна. Сельскохозяйственная отрасль остро нуждается в высокопроизводительных, надежных и экономичных отечественных машинах, позволяющих интенсифицировать технологические процессы производства и соответствующих возрастающим требованиям системы человек - машина - среда.

Качество в соответствии с требованиями Международной организации по стандартизации (ИСО) представляет собой совокупность свойств и характеристик изделия (машины), обеспечивающих соответствие установленным или предполагаемым потребностям.

Уровень качества изделия - это относительная характеристика качества, основанная на сравнении ряда показателей рассматриваемого изделия с соответствующими показателями базовых изделий. Технический уровень качества изделия следует оценивать в сравнении с лучшими отечественными и зарубежными образцами сельскохозяйственной техники.

Изделия, составляющие базовую группу, должны быть аналогичными по назначению, классу и условиям эксплуатации, представлять собой значительную часть общего объема подобной продукции, производимой и реализуемой в нашей стране и за рубежом, соответствовать современному уровню качества.

Уровень качества машины формируют при проектировании, обеспечивают при изготовлении и поддерживают в эксплуатации. Следовательно, в процессе проектирования конструктор должен указать в конструкторской документации не только принцип работы и конструктивные особенности изделия, но и его показатели назначения, надежности, технологичности, стандартизации и унификации, экологические, эстетические, эргономические, патентно-правовые и др.

Техническая оценка качества позволяет определить лучшее в техническом отношении изделие. Техническую оценку определяет технический уровень качества, который включает в себя техническую характеристику, надежность в эксплуатации, удобство управления и обслуживания, долговечность и т. д. Товароведческая оценка качества кроме технической оценки включает в себя оценку пригодности изделия, т. е. его способности выполнять требуемые функции. Экономическая оценка показывает, насколько экономически оправдано то или иное повышение качества. Например, если на техническое обслуживание и ремонт сельскохозяйственной техники затрачивается средств в 5...6 раз больше, чем на ее изготовление, то при разработке и изготовлении техники недостаточно внимания уделено качеству ее составных частей.

Показатели качества. Для изделия каждого вида устанавливают свои показатели качества, зависящие от его назначения. С целью сравнения новых моделей сельскохозяйственной техники используют следующие показатели качества: назначения; надежности; технологичности; транспортабельности; стандартизации и унификации; безопасности; эргономические; эстетические; патентно-правовые; экологические и экономические.

Показатели назначения характеризуют способность объекта выполнять заданные функции. Например, для зернопогрузчиков - производительность, масса, габаритные размеры; для комбайна - пропускная способность молотилки и др.

Показатели надежности - это свойства изделия сохранять и восстанавливать работоспособность в процессе эксплуатации в заданных пределах в течение длительного времени.

Показатели технологичности характеризуют приспособленность конструкции к ее изготовлению и эксплуатации. К этим показателям относятся коэффициенты сборности (блочности), использования материалов и внешней специализации, трудоемкость, доля деталей, изготовляемых прогрессивными технологическими методами, и др.

Показатели транспортабельности отражают приспособленность изделия к транспортировке, например по железной дороге и др.

Показатели стандартизации и унификации позволяют оценить степень использования стандартизованных изделий и уровень унификации, а для унифицированных и стандартизованных изделий - соответствие изделия, его частей и материалов действующим стандартам, обеспечение единства мер и др.

Показатели безопасности характеризуют особенности конструкции изделия, обеспечивающие безопасные условия эксплуатации для обслуживающего персонала.

Эргономические показатели отражают соответствие параметров органов управления психофизическим и антропометрическим данным оператора, удобство обслуживания, уровень звука, вибраций, звуковой мощности, гигиеничность и другие показатели.

Эстетические показатели отражают соответствие машины требованиям и тенденциям технической эстетики. К этим показателям относятся внешнее оформление, отделка, окраска, конструктивное исполнение, компоновка, композиция, тектоника, пластика форм, пропорции, масштабность, выразительность, оригинальность, гармоничность, целостность; соответствие среде, стилю и другим требованиям.

Патентно-правовые показатели позволяют оценить степень обновления технических решений, использованных в конкретном изделии, их патентную чистоту и патентную защиту.

Экологические показатели характеризуют систему человек - машина - среда с точки зрения уровня вредных воздействий эксплуатируемых машин на природу.

Экономические показатели - это оптовая цена, полная себестоимость и др.

Способы повышения качества изделия (машины). К конструктивным принципам обеспечения необходимого уровня качества, прежде всего, следует отнести разработку рациональной кинематической схемы. Следует стремиться к ее упрощению, устранению неоправданной сложности. Так, уменьшение числа звеньев механических передач от двигателя к рабочим органам увеличивает надежность и КПД машины.

Предпочтительно применять индивидуальные гидро-, пневмо- и электроприводы для отдельных сборочных единиц и механизмов, упругие демпфирующие муфты с целью уменьшения нагрузки в период пуска, сменные рабочие органы и предохранительные устройства, исключающие аварии при эксплуатации; уменьшать ступени преобразования энергии; использовать механизмы с вращательным движением вместо механизмов с возвратно-поступательным прямолинейным движением; концентрировать мощность в одном агрегате с целью повышения КПД машины; оптимально располагать опоры.

Поскольку на срок службы машины значительно влияет физический износ ее деталей и механизмов, то учет этого фактора при конструировании позволяет также существенно повысить качество изделия. Способы уменьшения износа: правильный выбор материала; уменьшение давления за счет замены точечного контакта линейным, а линейного - поверхностным; замена трения скольжения трением качения; передача момента параллельно работающими поверхностями (фрикционные дисковые муфты, вариаторы и др.); придание трущимся поверхностям формы, приближающейся к форме естественного износа; защита трущихся поверхностей от абразивных частиц; закрытое исполнение механизмов (в корпусах) вместо открытого, например применение цепных передач закрытого типа в масляной ванне вместо обычных открытых цепных передач, зубчатых редукторов вместо открытых зубчатых передач, подшипников качения с сезонным или одноразовым смазыванием вместо подшипников открытого типа, требующих регулярного смазывания и др.); устранение вибраций или динамических нагрузок за счет уравновешивания механизмов с помощью маховиков, пружин, амортизаторов, статической и динамической балансировки; замена полужидкостного или полусухого трения жидкостным, исключающим соприкосновение трущихся поверхностей; применение устройств для очистки смазочного материала (фильтров, сепараторов и др.).

Качество машины во многом зависит и от рациональности конструкции деталей, которую можно обеспечить за счет оптимизации сечений (наибольший момент сопротивления при наименьшей массе); снижения концентрации нагрузки; уменьшения изгибающих сил или замены их сжимающими; устранения сложных напряжений (например, напряжений изгиба и кручения); обеспечения требуемого баланса жесткости; передачи больших мощностей большим числом элементов (например, применение шлицевых соединений вместо шпоночных).

При проектировании изделия конструктор должен продумать и обеспечить его ремонтопригодность. Для этого следует предусмотреть: свободный доступ для ремонта и замены быстроизнашивающихся деталей; блочность сборки, позволяющей использовать узловой метод ремонта; минимальное число крепежных деталей для монтажа и демонтажа; минимальное число конструктивных связей у деталей и сборочных единиц для полной разборки изделия; возможность сборки и разборки без специальных приспособлений.

Немаловажное значение в обеспечении необходимого качества и долговечности проектируемого изделия имеют технологические способы, с помощью которых можно изменять качество поверхностного слоя и структуру материала детали. Это, прежде всего, термохимическое упрочнение поверхностей (закалка, цементация, борирование, цианирование и др.); оптимальное назначение шероховатости поверхностей с учетом материала, характера и скорости движения, смазывания, вида обработки и др.; создание поверхностей трения с разными физико-механическими свойствами; покрытие поверхности защитным слоем (пластмассой, резиной и др.); наплавка более качественного материала (металлизация) в вакууме, наплавка твердосплавным материалом и др.

Конструктору следует помнить, что при создании качественной продукции важно грамотно решать организационные вопросы. Например, унификация изделия приводит к увеличению масштаба его выпуска, что, в свою очередь, требует более совершенного производства. Целесообразно применять стандартизованные и нормализованные детали, а также комплектовать группы деталей с одинаковым сроком службы, кратным сроку службы машины, дублировать слабые звенья конструкции, правильно выбирать смазочный материал; проводить испытание образцов и др.

Все перечисленные способы повышения качества и долговечности изделия (машины) в конечном итоге ведут к повышению трудоемкости изготовления, поэтому конструктор должен избегать получения излишней долговечности изделия. Необходимо стремиться к тому, чтобы сборочные единицы, механизмы и детали машины имели долговечность, равную или незначительно превышающую срок службы машины в целом.

Рамки учебного курса не позволяют изучить все разновидности деталей машин и все нюансы проектирования. Однако знание, по крайней мере, типовых деталей и общих принципов конструирования машин дает инженеру надежный фундамент и мощный инструмент для выполнения проектных работ практически любой сложности.

Контрольные вопросы и задания

1. Из каких элементов состоит типовая схема машины?

2. Из чего состоит привод?

3. Какими способами может передаваться энергия от двигателя к потребителю?

4. В чем особенности эксплуатации сельскохозяйственной техники?

5. Какие показатели качества используют для оценки новой сельскохозяйственной техники?

6. Перечислите основные пути повышения качества сельскохозяйственной техники.

7. Что относится к конструктивным принципам обеспечения необходимого уровня качества?

8. Назовите технологические способы управления качеством и долговечностью проектируемого изделия.