ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Анализ информации из "Хладостойкость и износ деталей машин и сварных соединений " В других случаях приходится пользоваться температурой, полученной по данным ближайшей метеостанции. В районах, где среднесуточная амплитуда колебаний температуры не превышает 5°С, можно пользоваться среднесуточной температурой. В подавляюшем большинстве случаев при приближенном установлении времени разрушения детали следует пользоваться усредненной температурой двух ближайших к моменту поломки измерений. В этом случае выборку значений температуры лучше делать по двухчасовым периодам измерений. [c.16] При определении относительной частоты разрушений необходимо знать продолжительность периода с данной температурой за исследуемый промежуток времени. При отсутствии таких данных они рассчитываются. Для практических целей вполне достаточно пользоваться данными ближайшей метеостанции. При этом эффективнее пользоваться десятиградусными интервалами температур. Та или иная температура Относится в определенный интервал в соответствии с приемами математической статистики при построении гистограмм [6], причем точность определения температурного периода значительно выше, чем при расчете по среднесуточным температурам. [c.16] В первую очередь лучше анализировать следующие зави-си.мости аварийности машин от температуры эксплуатации распределение годового количества поломок по месяцам года по температурным интервалам изменение относительной частоты поломок при изменении температуры. Такие закономерности могут быть построены для группы машин, отдельной машины и конкретных деталей. При этом можно выяснить специфические особенности работы машины в конкретном районе эксплуатации. [c.16] Кривая распределения поломок по месяцам года используется для анализа влияния температуры на аварийность машин. Кривая среднемесячной температуры воздуха обычно повторяет кривую распределения поломок. Распределение поломок по месяцам года позволяет ориентировочно оценить увеличение потребности в запасных частях в зимний период эксплуатации. Приняв летнюю аварийность машины за некоторую норму и зная простои машин, можно рассчитать ежемесячные аварийные простои. Кроме того, по данному распределению можно сравнивать работоспособность разных машин в одном районе эксплуатации или работоспособность одной машины в разных районах эксплуатации. [c.16] Зная относительную частоту разрушений, можно построить ее функциональную зависимость от температуры, точка перегиба на которой покажет опасную температуру эксплуатации, т. е. ту, где начинает возрастать аварийность машины. Относительной частотой поломок можно пользоваться также для выявления принципиальных причин повышенной аварийности машин. [c.17] До настоящего времени не разработаны критерии оценки свойств материалов при понижении температуры. Наиболее чувствительна к температуре ударная вязкость, которой обычно оценивают склонность металлов к хрупкому разрушению. [c.17] Б кашей методике ударная вязкость сталей используется для сравнительной оценки аварийности реальных деталей машин, —л Методика ее определения остается общепринятой. Образцы ( для определения ударной вязкости вырезаются из разрушив- шихся деталей. В случае отсутствия необходимого количества образцов следует определить химический состав и вид тер-.мообработки стали разрушившейся детали. После этого нужно подобрать соответствующую марку стали, изготовить из нее образцы, термообработать их и провести необходимые испытания на ударную вязкость. По результатам испытаний на одном и том же графике строятся зависимости ударной вязкости и относительной частоты поломок от температуры (рис. 1). [c.17] Если же рост аварийности деталей происходит при более низких температурах, чем снижение вязкости, то причина разрушения заключается в недостаточной хладостойкости применяемого материала. В этом случае целесообразны повышение хладостойкости материала (например, при помощи соответствующей термообработки) или его замена. [c.18] Более сложным с точки зрения причин разрушения является случай, когда снижение ударной вязкости происходит при более низких температурах, чем повышение аварийности деталей. При этом следует полагать, что основные причины разрушения зависят от конструктивных, технологических и эксплуатационных факторов, т. е. повышения хладостойкости материала пока не требуется. [c.18] Конструктивные недостатки деталей машин оказывают существенное влияние на ухудшение их работоспособности при отрицательных температурах. Однако выявить специфику этого влияния достаточно сложно. За основу для анализа конструктивных недостатков деталей машин нами принята схема разрушения детали (см. прил. 3). Прежде всего устанавливается соответствие детали требованиям рабочего чертежа (конструкция, материал, термообработка и технология изготовления). Влияние материала и вида термообработки оценивается по описанной методике. Особое внимание уделяется наличию концентраторов напряжений (уменьшение радиуса галтели, сварочный шов и пр.). Технология изготовления может быть оценена только при осмотре разрушившейся детали. В этом случае рассматривается фактическая чистота поверхности, наличие подрезов, качество сварки и пр. [c.18] Существенную помощь при анализе конструктивных недостатков детали может оказать серия фотографий конкретных разрушений. Поэтому как при систематических, так и при разовых наблюдениях необходимо постоянно проводить фотосъемку разрушившихся деталей с обязательным их обмером. [c.19] По предлагаемой методике было составлено и обработано свыше 2,5 тыс. карточек разрушенных деталей. Анализ этих данных позволил определить основные закономерности аварийных разрушений по пяти районам (Красноярск, Якутск, Норильск, Ирша-Бородино, Железногорск-Илимский). [c.19] Названные недостатки относятся практически ко всем типам выпускаемых машин. Естественно, каждый из указанных недостатков для разных типов машин имеет различный удельный вес в их общей работоспособности. Причины, определяющие недостатки машин, можно разделить на три группы конструктивное и технологическое несовершенство выпускаемой техники низкий уровень технического обслуживания и ремонта машин неудовлетворительный уровень организации производства в условиях сурового климата. [c.20] Указанные причины и изменения, происходящие в системе человек — машина — среда, обусловливают увеличение аварийности машин (т. е. снижение их работоспособности в зимний период, что связано прежде всего с увеличением количества хрупких разрушений деталей и узлов машин. [c.20] Факторы, ответственные за возникновение разрушения деталей машин и сварных соединений в условиях низких температур, более подробно рассмотрены в последующих главах книги. Коротко остановимся на трех из них, на которые особенно следует обращать внимание при эксплуатации машин и конструкций на Севере увеличение хрупкости материала при понижении температуры, приводящее к полной или частичной потере им вязкостных свойств наличие концентратора напряжений (канавка, отверстие, дефект сварного шва, сварочный ожог , трещина и т. д.) статическая или динамическая перегрузка. [c.20] Третий фактор полностью зависит от экипажа машины и его квалификации. Поэтому при подготовке к зимнему периоду эксплуатации машин следует проводить специальные мероприятия по повышению квалификации обслуживающего персонала. Характерно, что с понижением температуры резко увеличивается количество нарушений правил технической эксплуатации машин. Анализ аварийности карьерных экскаваторов в Норильске (рис. 2) показал, что количество нарушений правил технической эксплуатации машин при температурах около минус ЗОХ по сравнению с интервалом положительных температур возрастает почти в 10 раз. [c.21] Обычно все происходящие при низких температурах разрушения деталей машин понимаются как хрупкие. В действительности могут быть следующие виды разрушений собственно хрупкие усталостные вязкие коррозийно-эрозионные разрушения в результате износа трущихся поверхностей. [c.21] Понижение температуры эксплуатации увеличивает интенсивность возникновения всех видов разрушений. Следует подчеркнуть, что накопление усталостных повреждений, коррозийно-эрозионные процессы, износ трущихся поверхностей могут ускорить возникновение хрупких разрушений, создавая условия зарождения и лавинного распространения трещин. [c.21] Особо укажем на разрушения, связанные с превышением допускаемых напряжений, которые возможны в двух случаях когда нагрузка возрастает (Р- оо), а площадь опасного сечения остается постоянной когда нагрузка остается постоянной, а площадь опасного сечения уменьшается (Р- 0). [c.21] Во втором случае разрушение произойдет тогда, когда площадь опасного сечения уменьшится до недопустимых пределов. Обычно уменьшение площади опасного сечения связано с неудовлетворительной износостойкостью выбранного материала, т. е., несмотря на удовлетворительные прочностные характеристики, этот материал должен быть заменен более износостойким. Данный случай разрушения деталей машин часто встречается в узлах, контактирующих с абразивом, так как абразивный износ — наиболее катастрофический вид износа. Рассматриваемый вид разрушения носит двоякий характер. С одной стороны — это постепенный отказ, с другой — типичный внезапный отказ, наблюдающийся при определенных условиях. Этот вид разрушения, по сути, ухудшает первый член формулы (3), хотя, если разрушения еще не произошло, он определяет второй член той же формулы. [c.22] Вернуться к основной статье