Методы повышения долговечности деталей машин
Долговечность машины зависит от совокупности влияния самых разнообразных факторов, которые проявляются на всех этапах ее создания и эксплуатации, при этом долговечность отдельных деталей может существенно отличаться от долговечности машины в целом.
В процессе разработки конструкции машины, станка, агрегата закладываются фундаментальные основы долговечности и надежности отдельных узлов и деталей машины. Ошибка конструктора на этой стадии создания машины может привести к тому, что машина из-за недостаточной долговечности отдельных деталей окажется неэкономичной или вовсе неработоспособной.
При изготовлении машины большое влияние на качество и долговечность деталей оказывают различные технологические факторы. От правильности выбора метода изготовления, назначения соответствующей упрочняющей обработки металла, качества сборки, во многом зависит надежность и долговечность наиболее нагруженных сопряженных деталей, рабочих органов машины. И, наконец, в эксплуатации надежность и долговечность машины, созданной конструкторами и технологами, попадает в зависимость от индивидуальных особенностей машиниста, оператора или техника, которые в процессе эксплуатации машины могут оказать значительное влияние на срок службы ее деталей и механизмов. Таким образом, при создании машины и последующей эксплуатации используются разнообразные приемы повышения срока службы ее деталей и узлов.
Методы повышения долговечности деталей машины можно разделить на три основных группы:
Конструктивные методы повышения долговечности деталей машин включают в себя комплекс мероприятий, связанных с созданием рациональной конструкции машины. Среди них наиболее важными являются: правильный выбор конструктивного решения, от которого зависит работоспособность сопряженных деталей в эксплуатации, экономичность и эффективность агрегата, а также правильный выбор конструктором материалов и обеспечение равнопрочности деталей и узлов. Практика показывает, что неудачную конструкцию можно значительно улучшить путем правильного подбора материалов для ее деталей; но нельзя успешно эксплуатировать самую «разумную» по замыслу машину, если материал деталей и их свойства выбраны заведомо неверно. Чтобы обеспечить длительную эксплуатацию узлов машины, конструктор обязан предусмотреть простоту их обслуживания и ремонта.
Особым, перспективным направлением в совершенствовании конструкции машины является создание саморегулирующихся и самовосстанавливающихся узлов и устройств. Сущность подобных конструктивных решений заключается в том, что система или устройство автоматически подналаживается или регулируется, при этом соблюдается постоянство основных геометрических параметров сопряженного узла в процессе эксплуатации.
К технологическим методам повышения долговечности деталей машин относятся мероприятия по улучшению свойств материалов, применяемых в данной конструкции. Свойства детали начинают формироваться в процессе отливки, сварки, обработки давлением и механической обработки. При выполнении указанных операций закладываются прочностные характеристики и другие показатели долговечности будущих деталей машины. Все последующие операции изготовления детали сводятся к улучшению свойств материала заготовки. Поэтому прежде чем назначать улучшающую обработку, необходимо убедиться в правильности выбора материала и метода получения заготовки детали.
Некоторые механические характеристики стального литья, проката и поковок после нормализации могут повышаться на 50 – 100%, в зависимости от условий выплавки или обработки стали давлением. Особенно велико влияние способа получения заготовки на динамическую прочность материала. Еще более значительно можно изменить свойства деталей, применив новые методы получения заготовок и новые материалы типа металлокерамики, пластических масс или композиционных веществ.
Дальнейшее повышение долговечности деталей машин при их изготовлении осуществляется путем применения различных методов термической и химико-термической обработки. Эти виды обработки позволяют значительно повысить прочность и износостойкость деталей. Так, после обычной закалки и соответствующего отпуска прочность углеродистой стали можно повысить в 1,5 – 2 раза, легированной стали в 2 – 3 раза. В результате химико-термической обработки представляется возможным в гораздо больших масштабах, чем при термической обработке, увеличить твердость поверхностных слоев изделий до 1200 – 2200 кГ/мм 2 . Поверхностное химико-термическое упрочнение деталей машин позволяет повысить их износостойкость во много раз. Например, износостойкое борирование и хромирование увеличивают срок службы деталей, работающих в контакте с абразивной средой, в 8 – 10 раз, цементация и нитроцементация шестерен из средне-углеродистой стали повышают их износостойкость в 1,5 – 2 раза по сравнению с объемной закалкой.
Большое распространение получили также методы нанесения износостойких материалов на поверхности трения путем наплавки, напыления плакирования. В качестве мероприятий, повышающих коррозионную стойкость деталей, широко используются методы нанесения гальванических, лакокрасочных, пластмассовых и эмалевых покрытий. Процесс нанесения защитных покрытий, как правило, является заключительным в технологическом комплексе операций по созданию деталей и узлов машины, и от качества его выполнения во многом зависит долговечность изделия.
Машина, созданная конструкторами, технологами и заводскими рабочими, сдается в эксплуатацию, в которой проявляются новые факторы долговечности и надежности. Как бы хорошо ни была сконструирована и изготовлена машина, ее эффективное использование окажется возможным только при нормальном уходе за ней и нормальном режиме работы. Практика показывает, что полный ресурс локомотивов, станков, автомобилей, сельскохозяйственных и других машин в зависимости от условий эксплуатации значительно изменяется. При неудовлетворительном уходе имеют место случаи выхода из строя новых машин в самом начале эксплуатации. Поэтому эксплуатационные методы являются составной частью комплекса мероприятий по увеличению долговечности машин.
К ним в первую очередь относятся организационные мероприятия, способствующие реализации установленных графиков планово-предупредительного ремонта, осуществление систематического контроля за износом сопряженных деталей. Большое влияние на интенсивность износа ответственных деталей машины оказывает качество ухода за машиной в эксплуатации, особенно своевременная смазка трущихся частей, предохранение их от загрязнения. И, наконец, весьма эффективным методом продления срока службы машины или станка является применение наиболее рациональных режимов эксплуатации, исключающих недозволенную перегрузку двигателя и рабочих элементов машины.
Источник
Ремонт машин как средство повышения их долговечности
Выше я только что говорил о причинах нарушения работоспособности машин, перечислил причины снижения работоспособности машин в процессе эксплуатации (физическое и моральное старение, трения, изнашивание деталей машин, коррозия и т.д.). Одним словом, к поломке деталей ведут износ трущихся поверхностей; повреждение поверхностей в результате действия контактных напряжений, наклепа и коррозии; пластические деформации деталей, вызываемые местным или общим переходом напряжений за предел текучести или (при повышенных температурах) ползучестью. Это основные факторы, лимитирующие долговечность и надежность машин. При этом замечу, что при располагаемом в настоящее время ассортименте машиностроительных материалов, при существующих методах изготовления, при современном состоянии науки о прочности в машинах общего назначения нет деталей, которым нельзя было бы придать практически неограниченную долговечность, т.е. неограниченно длительно сохранять работоспособность машины до наступления предельного состояния при определенных условиях эксплуатации.
В случае машин напряженного класса, вроде транспортных, задача сложнее. Требования габарита и веса заставляют повышать расчетные напряжения, вследствие чего вероятность поломок увеличивается. Однако непрерывное совершенствование упрочняющей технологии и уточнение методов расчета позволяют и в данном случае устранить или значительно отодвинуть прочностные лимиты долговечности.
В наихудшем положении находятся тепловые машины. Их долговечность зависит в первую очередь от стойкости деталей, работающих при высоких температурах (поршни, поршневые кольца и клапаны у двигателей внутреннего сгорания, лопатки роторов и направляющих аппаратов в паровых и газовых турбинах, камеры сгорания в газовых турбинах).
Практически долговечность в наибольшей степени определяется изнашиваемостью деталей. Постепенно развивающийся износ ведет к общему ухудшению показателей машины, снижению точности выполняемых ею операций, падению к.п.д., увеличению энергопотребления и снижению полезной отдачи. С течением времени износ может вступить в катастрофическую стадию. Прогрессирующее повреждение поверхностей вызывает поломки и аварии (разрушение подшипников качения, выкрашивание зубьев зубчатых колес и т.п.).
Как вы понимаете, меры повышения долговечности удорожают конструкцию. Необходимо применение качественных материалов, введение новых технологических процессов, иногда организация новых участков цехов, требующая дополнительных капиталовложений. Это удорожание нередко отпугивает руководителей предприятий, рассматривающих вопрос о стоимости машины с заводской точки зрения и не учитывающих народнохозяйственный эффект повышения долговечности и надежности машин. Эти расходы вполне оправданы. Стоимость изготовления деталей, определяющих долговечность машины, незначительна по сравнению со стоимостью изготовления машины, стоимость же машины, как правило, невелика по сравнению с общей суммой эксплуатационных расходов. Ничтожные в общем балансе дополнительные расходы на повышение долговечности дают в конечном счете огромный выигрыш в результате уменьшения простоев и стоимости ремонтов .
Отсюда вытекает важный практический вывод: стремясь, как общее правило, к удешевлению машины, не надо жалеть затрат на изготовление деталей, определяющих долговечность и надежность машин . Не следует скупиться и на исследовательские работы по изысканию новых материалов и технологических приемов, повышающих долговечность.
Долговечность машины можно искусственно продлить при помощи восстановительных ремонтов.
Однако этот путь экономически нецелесообразен, так как иногда расходы на восстановительные ремонты во много раз превышают первоначальную стоимость машины. Объясню подробнее.
В начальный период эксплуатации ремонтные расходы, как правило, невелики. Затем они скачкообразно возрастают по мере появления текущих и средних ремонтов и наконец достигают значительной величины, соизмеримой со стоимостью машины, когда машина подвергается капитальному ремонту. Перед сдачей в капитальный ремонт и должен быть решен вопрос о целесообразности дальнейшей эксплуатации машины. Если оставить пока в стороне вопросы морального устаревания, то экономически целесообразным пределом эксплуатации надо, по-видимому, считать момент, когда предстоящие расходы на капитальный ремонт приближаются к стоимости новой машины. Выгоднее приобрести новую машину, чем ремонтировать старую, тем более, что новые машины всегда превосходят по качеству восстановленные и тем более, что показатели новых машин в результате непрерывного технического прогресса всегда выше показателей старых машин . Вместе с тем с течением времени закономерно снижается стоимость новых машин в связи с неуклонной интенсификацией и совершенствованием производственных процессов.
При решении вопроса о прекращении эксплуатации, кроме того, должна быть учтена суммарная стоимость всех произведенных ранее ремонтов . В качестве ориентировочного правила можно считать, что суммарные затраты на ремонт за весь период службы машины не должны превышать стоимости машины.
СИСТЕМА ПЛАНОВО-ПРЕДУПРЕДИТЕЛЬНОГО ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ И РЕМОНТА
Источник
ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ НАДЁЖНОСТИ И ДОЛГОВЕЧНОСТИ АВТОМОБИЛЕЙ, ИХ АГРЕГАТОВ
Государственное профессиональное образовательное автономное учреждение
«БЛАГОВЕЩЕНСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ»
Отчёт
По технологической практике.
Для специальности
Техническое обслуживание и ремонт
Автомобильного транспорта»
Выполнил студент
Проверил руководитель
Г.Благовещенск, 2016
СОДЕРЖАНИЕ:
2. Характеристика предприятия
3. Производственно-техническая база АТП
4. Структура управления организацией
5. Структура отдела главного механика
6. Организация и оформление на работу в отделе кадров
7. Организация инструктажа по технике безопасности
8. Работа по профилю специальности
ВВЕДЕНИЕ
Прошли времена, когда даже серьезный ремонт автомобиля мог осуществить сам хозяин при помощи чертежей, смекалки и простейшего инструмента. Современные автомобили имеют определенную специфику в обращении и уходе. Напичканный электроникой агрегат с массой прецизионных деталей, узлов и систем – в такой сложный «организм» любителю с отверткой наперевес лучше не лезть – такой подход вряд ли приведет к позитивным результатам. Дешевле будет обратиться в специализированные автосервисы, где техническое обслуживание автомобилей производится профессионалами и на профессиональном оборудовании.
Современные машины слишком сложно устроены, поэтому для квалифицированного технического обслуживания автомобилей им необходимо качественное оборудование. Ремонт автомобиля в гаражных условиях тем опаснее, чем современнее машина. Конечно же, есть самородки, которые и без компьютеризированного диагностического сканера в состоянии устроить автосервис на дому и определить неисправность «на слух и нюх». И даже на коленке сделать ремонт акпп. Впрочем, чуть позже выясняется, что почти все чудо-мастера давно занимаются любимым делом – ремонтом автомобилей — именно на профессиональной основе в автотехцентрах. А там – масса современного оборудования для успешного технического обслуживания автомобилей диагностики неисправностей и их устранения, огромная база справочной и технической документации по ремонту автомобилей, наработанные профессионалами и рекомендованные производителями схемы ремонта автомобиля практически любой модели.
Самодеятельность при ремонте сложнейших в техническом смысле устройств и узлов категорически не приветствуется. Этим объясняется постоянная необходимость в квалифицированных кадрах в автосервисах и автомастерских.
ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ НАДЁЖНОСТИ И ДОЛГОВЕЧНОСТИ АВТОМОБИЛЕЙ, ИХ АГРЕГАТОВ
Необходимость увеличения эффективности использования автомобильного транспорта и обеспечения выполнения необходимого объема транспортной работы с минимальными народнохозяйственными затратами требует постоянной работы по повышению надежности автомобилей. Сложность задачи при этом заключается в том, что автомобили эксплуатируются в различных дорожных и климатических условиях при разной степени их загруженности и квалификации водительского состава.
Создание автомобиля с высокой надежностью может быть обеспечено при комплексном подходе к решению этой задачи на всех этапах «жизненного цикла» автомобиля: при его конструировании, изготовлении и эксплуатации.
При современном развитии науки и техники возможно создание машин, в том числе автомобилей, практически с любой заданной надежностью. Тем не менее повышение надежности не является самоцелью. По мере повышения надежности затраты на конструирование и особенно на производство растут, а на эксплуатацию — снижаются. Поэтому речь идет о создании автомобиля с оптимальным сочетанием затрат в производстве и эксплуатации, а в конечном итоге — с минимальными суммарными удельными расходами на приобретение и поддержание в работоспособном состоянии при определенном пробеге до капитального ремонта (рис. 2). Этот пробег и будет оптимальным межремонтным пробегом, характеризующим оптимальную долговечность автомобиля.
Ведущая роль в обеспечении надежности автомобиля принадлежит конструктору и достигается следующим:
1) использованием наиболее рациональных принципиальных и компоновочных схем всего изделия, обеспечивающих благоприятные условия для работы отдельных узлов, агрегатов и систем автомобилей; выполнением автомобилем транспортных перевозок грузов в условиях, определяемых его назначением, при сохранении работоспособности в течение заданного периода; приспособленностью к устранению отказов и неисправностей путем проведения технического обслуживания и ремонтов.
2) применением метода агрегатирования, с помощью которого создается единый типовой ряд автомобилей различного назначения из унифицированных узлов.
3) упрощением конструкции автомобиля, применением минимального числа деталей и конструктивных элементов. Решение этой задачи усложняется тем, что в каждой новой модели автомобиля конструктор стремится реализовать все возрастающие эксплуатационные требования. Поэтому исключительно важно использование отработанных заранее узлов, проверенных на предыдущих серийных моделях элементов конструкций деталей, обеспечивающих высокую надежность узлов;
4) обеспечением безотказности отдельных систем автомобилей в некоторых случаях за счет частичного резервирования элементов схемы. Чаще это относится к узлам, от которых зависит безопасность движения и безотказность которых должна быть выше, чем других узлов. Примером такого резервирования является осуществление раздельного привода тормозных механизмов передних и задних колес, что исключает аварийный отказ системы при отказе одного из приводов;
5) обеспечением высокой прочности деталей без увеличения их массы (приданием им рациональных форм, применением материалов с повышенными прочностными свойствами);
6) повышением износостойкости деталей, учитывая то, что именно недостаточная износостойкость обусловливает наступление предельного состояния таких деталей, как, например, крестовины и шлицевые соединения карданной передачи, шкворневые соединения управляемых мостов, шаровые соединения рулевых тяг и др. Помимо правильного выбора размеров сопряженных деталей, следует тщательно подбирать для них материалы и использовать наиболее эффективные технологические методы упрочнения и повышения износостойкости трущихся поверхностей;
7) исключением или максимальным уменьшением концентрации напряжений в наиболее нагруженных и ответственных деталях автомобиля (у поворотных кулаков — за счет плавного перехода от стержня к фланцу, обеспечения малой шероховатости и термообработки ТВЧ переходной галтели; в нагруженных шестернях коробок передач, раздаточных коробок и ведущих мостов — путем увеличения радиуса выкружки; в лонжеронах рамы — исключением отверстий на горизонтальных полках и т. п.);
8) обеспечением возможности восприятия высоких циклических и динамических нагрузок для ряда деталей двигателя, трансмиссии и ходовой части автомобилей (коленчатых валов двигателей, цапф мостов, рычагов рулевого привода и т. д.). Такие детали должны быть изготовлены из материалов, обладающих высокими сопротивлением усталости и ударной вязкостью;
9) исключением возможности резкого возрастания нагрузок в трансмиссии автомобилей и ходовой части, смягчением их за счет применения гидромеханических передач, демпферных устройств, эластичных подвесок и др.;
10) обеспечением необходимой жесткости деталей за счет целесообразных их форм и рационального расположения опор, что особенно важно, например, для надежной работы зубчатых колес и подшипников, расположенных на валах коробок передач и раздаточных коробок автомобилей;
Приведенные примеры только иллюстрируют возможности технологических методов повышения надежности деталей автомобилей, но, конечно, не дают полного освещения этого направления. Только совместная работа конструктора и технолога, правильная организация этой работы на всех стадиях разработки, изготовления и эксплуатации автотранспортных средств у потребителя позволяет изыскать оптимальные пути обеспечения необходимой надежности автомобилей. Опыт передовых предприятий автомобильной промышленности показывает, что наибольший эффект достигается, если деятельность всех служб предприятия — технических, контроля, стандартизации, метрологии и, конечно, производственных подразделений — будет подчинена решению этой важнейшей народнохозяйственной задачи. Одно из ведущих мест в этой работе, как правило, принадлежит конструкторско-экспериментальным отделам (или управлениям).
Источник
