Требования к машинам и деталям

В соответствии с современными тенденциями к большинству проектируемых машин предъявляются следующие общие требо­вания:

· высокая производительность;

· экономичность производства и эксплуатации;

· равномерность хода;

· высокий коэффициент полезного действия;

· автоматизация рабочих циклов;

· точность работы;

· компактность, надежность и долговечность;

· удобство и безопасность обслуживания;

· транспортабельность;

· соответствие внешнего вида требованиям технической эс­тетики.

При конструировании и изготовлении машин должны строго соблюдаться Государственные стандарты (ГОСТы).

Применение в машине стандартных деталей и узлов уменьша­ет количество типоразмеров, обеспечивает взаимозаменяемость, позволяет быстро и дешево изготовлять новые машины, а в пери­од эксплуатации облегчает ремонт. Изготовление стандартных деталей и узлов машин производится в специализированных цехах и на заводах, что повышает их качество и снижает стои­мость.

Одним из главных требований, предъявляемых к машинам и их деталям, является технологичность конструкции, которая значительно влияет на стоимость машины.

Технологичной и называют такую конструкцию, которая характерна минимальными затратами при производстве и эксплу­атации.

Технологичность конструкции характеризуется:

1. применением в новой машине деталей с минимальной меха­нической обработкой, При этом широко используется штамповка, точное литье, фасонный прокат, сварка;

2. унификацией данной конструкции, т. е. применением оди­наковых деталей в различных узлах машины;

3. максимальным применением стандартных конструктивных элементов деталей (резьб, канавок, фасок и др.), а также стан­дартных квалитетов и посадок;

4. применением в новой машине деталей и узлов, ранее осво­енных в производстве.

Надежность машин

Основными показателями надежности являются вероятность безотказной работы и интенсивность отказов.

Вероятностью безотказной работыР (f) называется вероят­ность того, что в заданном интервале времени или в пределах заданной наработки не возникает отказ изделия.

Если за время наработки t из числа No одинаковых изделий были изъяты из-за отказов Nt изделий, то вероятность безотказ­ной работы изделия

3.1. Р (f) = (N₀ - N_t)/N₀ = 1 - N_t/N₀.

Так, напримеh, если по результатам испытания в одина­ковых условиях партии изделий, состоящей из Nо=1000 шт., после наработки 5000 ч вышли из строя N₁= 100 изделий, то веро­ятность безотказной работы этих изделий

P(t)== 1 – Nt/Nо= 1-100/1000=0,9.

Вероятность безотказной работы сложного изделия равна произведению вероятностей безотказной работы отдельных его элементов:

P (t) = P₁(t) P₂(t)…Pn(t)

Из формулы 3.2. следует, что чем больше элементов имеет изделие изделие, тем меньше его надежность.

Интенсивность отказов(t). В разные периода эксплуатации или испытаний изделий число отказов в единицу времени различно. Число отказов, приходящихся на единицу времени, называется интенсивностью отказов.Так, в предыдущем примере при испытаний в интервале от О до 5000 ч из строя вышли 100 изделий. Это значит, что в среднем в 1 ч отказывает 0,02% изделий (1 изделие за 50 ч работы).

Типичная зависимость интенсивности отказов K(t) от време­ни эксплуатации t для большинства машин и их узлов показана на рис. 0.1. В начальный период работы — период приработки -интенсивность отказов велика. В этот период проявляются раз­личные дефекты производства. Затем она убывает, приближаясь к постоянному значению, соответствующему периоду нормальной эксплуатации. Причиной отказов в этот период являются случай­ные перегрузки, скрытые дефекты производства (микротрещины и др.) . В конце срока эксплуатации наступает период проявления изнашивания, когда интенсивность отказов быстро возрастает и, следовательно, эксплуатация изделии должна быть прекращена.

Основы надежности закладываются конструктором при про-) актировании изделия. Надежность зависит также от качестваизготовления изделия и от соблюдения норм эксплуатации. Она монотонно снижается в течение срока службы.

В технике имеются высоконадежные устройства, например в железнодорожном транспорте, авиации, космонавтике и др.

Рис. 3.1. Зависимость интенсивности отказов от времени эксплуа­тации

«Надежность машин» - - новая форма соединения науки с про­изводством, призванная ускорить научно-технический прогресс.