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 - Nt)/N0 = 1 - Nt/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.