РАССЕИВАНИЕ ДОЛГОВЕЧНОСТИ ДЕТАЛЕЙ, УЗЛОВ И АГРЕГАТОВ МАШИН

Внимание многих исследователей в области ремонта и эксплуатации машин привлечено к проблеме рассеивания долговечности элементов машин, что связано с возрастанием требований к их надежности в доремонтном и межремонтном периодах эксплуатации, с разработкой новых эффективных методов технического обслуживания и ремонта машин, в том числе, агрегатного метода ремонта и устранения отказов.

Рассеивание долговечности элементов машин зависит от колебаний свойств конструкционных материалов и от различных условий эксплуатации, обслуживания и ремонта машин.

В данной статье отдельно рассмотрены случаи, когда ресурс определяется или только усталостью, или только износом. В первом случае мы обратились к анализу рассеивания долговечности несущих систем машин, во втором — к анализу долговечности механических систем и агрегатов машин.

Наряду с результатами целевых экспериментов использованы данные других работ .

В рядовых условиях эксплуатации долговечность агрегатов и узлов машин определяется разнообразными факторами, связанными с нестабильностью почвенно-климатических условий, скоростных режимов машин, с условиями их загрузки, технического обслуживания и ремонта. Это способствует значительному рассеиванию долговечности агрегатов и узлов машин.

Результаты экспериментальных исследований долговечности отдельных агрегатов и узлов трактора ДТ-75 в условиях рядовой эксплуатации машины в Чимкентской области Казахской ССР показывают, что значения коэффициента вариации ресурса в доремонтном периоде тесно группируются возле среднего, значения (v = 0,31), а в межремонтном периоде — возле 0,40. Рассеивание долговечности агрегатов и узлов комбайнов СК-4 и чаеуборочных машин значительно больше, чем у тракторов. Коэффициент вариации ресурса для них колеблется в интервале 0,3—1,0.

Сопоставление коэффициента вариации v и однозначно связанного с ним параметра формы распределения Вейбулла-Гне-деико m со средним ресурсом t большой , группы механических

агрегатов и узлов комбайна СК-4 (рис. 1) показывает, что чем долговечнее агрегат машины, тем больше коэффициент вариации его ресурса.

Анализ данных по износам деталей двигателей в нормальных условиях эксплуатации показывает, что коэффициент вариации износа деталей, определяющий ресурс двигателя, колеблется в интервале v = 0,50-0,80. Наиболее напряженные детали и поверхности деталей изнашиваются с меньшими коэффициентами вариации (v=0,50-0,60), а менее напряженные — с большими (v=0,70-0,80).

По данным Гурмана В. С. , рассеивание долговечности новых и бывших в эксплуатации лонжеронов автомобильных рам весьма велико. Коэффициент вариации v при этом равен 0,5-0,8 (т= 1,3-2,1). Упрочнение деталей наклепом уменьшает рассеивание долговечности.

При кручении элементов рам рассеивание долговечности меньше, чем при изгибе (v = 0,25-0,33). Но во всех рассмотренных случаях рассеивание долговечности элементов рам остается большим (0,25).

Для анализа долговечности образцов использовались экспериментальные данные П. Рети . Выявлено, что ресурс и его рассеивание являются функциями уровня нагружения образца.

Коэффициент вариации v при существенных перегрузках снижается до 0,37-0,28 т=3-4). Но при таких перегрузках ресурс изделия чрезвычайно мал, что свидетельствует о ненормальной интенсивности эксплуатации изделия.

В пределах же больших ресурсов коэффициент вариации v>0,50. Результаты усталостных испытаний малых образцов, натурных элементов и сложных конструкций, какими являются несущие системы машин — рамы, показывают, что коэффициент вариации лежит в интервале 0,28-1,0.

Рассеивание долговечности асимптотически приближается к v=0,25 при больших перегрузках малых образцов, применительно к которым оно характеризует уже только качество конструкционного материала. Дальнейшего снижения рассеивания долговечности можно ожидать лишь при переходе к более совершенным материалам.

Таким образом, рост рассеивания ресурса — неизбежный спутник повышения долговечности, что необходимо учитывать при всех расчетах ремонтной сети, оценках обменного фонда агрегатов и узлов машин при агрегатном методе их ремонта и решении других вопросов.