Надійність тракторів і автомобілів

Ефективність використання кожного трактора або автомобіля зна­чною мірою залежить від надійності його складових одиниць і дета­лей. Надійність важлива як для нової машини, що вперше надійшла в експлуатацію, так і для капітально відремонтованої. У процесі ек­сплуатації під дією різних навантажень і навколишнього середовища постійно змінюються форми робочих поверхонь деталей; збільшуються зазори в рухомих і порушуються натяги в нерухомих з’єднаннях; втрачаються пружність, намагніченість та інші властивості деталей; порушується взаємне розміщення їх, внаслідок чого погіршуються умови зчеплення шестерень, виникають додаткові навантаження й вібрації, відкладається нагар і накип, погіршується відведення теп­ла від теплонавантажених деталей і т. п. Внаслідок цього знижують­ся і погіршуються основні показники надійності машин.

Підвищенню надійності різних машин та обладнання, у тому чис­лі тракторів і автомобілів, у нашій країні надається винятково вели­ке значення. Загальні поняття (терміни) й показники надійності встановлено державним стандартом. Вони є обов’язковими для за­стосування в документації усіх видів.

Загальні поняття надійності (стосовно тракторів і автомобілів) встановлені ГОСТ 13377 — 75.

Надійність — властивість трактора (автомобіля) виконувати за­дані функції, зберігаючи в часі значення встановлених експлуата­ційних показників у заданих межах, що відповідають заданим режи­мам і умовам використання, технічного обслуговування й ремонтів, зберігання і транспортування. Надійність — комплексна властивість, яка може включати безвідказність, довговічність, ремонтопридатність і збереженість окремо, або певне поєднання цих властивостей як для трактора (автомобіля), так і для його частин.

Безвідказність — властивість машини безперервно збері­гати роботоздатність протягом деякого часу або деякого наробітку.

Довговічність — властивість трактора (автомобіля) збері­гати роботоздатність до настання граничного стану при встановленій системі технічного обслуговування і ремонтів.

Ремонтопридатність—властивість трактора (автомобі­ля), яка полягає в пристосованості до запобігання та виявлення при­чин виникнення його відказів, пошкоджень і усунення їх наслідків за допомогою ремонтів і технічного обслуговування.

Збереженість — властивість трактора (автомобіля) безперерв­но зберігати справний і роботоздатний стан під час роботи та після зберігання і (або) транспортування.

Роботоздатний стан (роботоздатність) — стан трактора (автомобі­ля), при якому він здатний виконувати задані функції, зберігаючи значення заданих параметрів у межах, встановлених нормативно-тех­нічною документацією. Заданими параметрами можуть бути потуж­ність двигуна, витрата палива або мастил та ін.

Нероботоздатний стан (нероботоздатність) — стан трактора (ав­томобіля), при якому значення хоча б одного заданого параметра, що характеризує здатність виконувати задані функції, не відповідає ви­могам, встановленим нормативно-технічною документацією.

Справний стан (справність) — стан трактора (автомобіля), при якому він відповідає всім вимогам, встановленим нормативно-техніч­ною документацією.

Несправний стан (несправність) — стан трактора (автомобіля), при якому він не відповідає хоча б одній з вимог, встановлених норма­тивно-технічною документацією.

Відказ — подія, яка полягає у порушенні роботоздатності трактора (автомобіля).

Наробіток — тривалість або певний обсяг роботи трактора (авто­мобіля). Наробіток можна вимірювати в годинах, кілометрах, гекта­рах та інших одиницях. У процесі експлуатації розрізняють добовий або змінний, місячний, річний наробіток, наробіток до першого від- казу або між відказами, міжремонтний і т. ін.

Технічний ресурс (ресурс) — наробіток трактора (автомобіля) від початку експлуатації або відновлення його після капітального ремонту до настання граничного стану.

Строк служби — календарна тривалість експлуатації трактора (автомобіля) від початку її або відновлення трактора після капі­тального ремонту до настання ремонтного стану. Не можна плутати строк служби з ресурсом. Наприклад, ресурс двох тракторів однієї марки однаковий, а строк служби їх буде різний, якщо один з них працюватиме в дві зміни, а другий — в одну.

Показники надійності

Щоб оцінити надійність трактора, авто­мобіля або іншої машини, використовують одиничні та комплексні показники надійності.

Одиничні показники надійності такі:

  • Імовірність безвідказної роботи, наробіток на відказ, середній наробіток до відказ у, інтен­сивність від казів і параметр потоку відказів — цими показниками оцінюють безвідказність роботи об’єкта.
  • Гамма-процентний ресурс (строк служби), се­редній ресурс (строк служби), середній ресурс (строк служби) між капітальними ремонтами і середній ресурс (строк служби) до списання ви­користовують для визначення довговічності.
  • Гамма-процентний ресурс (строк служби) — це наробіток (або календарна тривалість експлуатації), протягом якого (якої) трактор (автомобіль) не досягає граничного, стану із заданою ймовірністю процентів.
  • Імовірність відновлення в заданий час і серед­ній час відновлення роботоздатності трактора або ав­томобіля — показники для оцінювання ремонтопридатності.
  • Середній строк збереженості і гамма- процентний строк збереженості — одиничні показники збереженості. Останній показує строк збереженості, якого буде досягнуто трактором (автомобілем) із заданою ймовірністю процентів.

Комплексні показники надійності

Для більш повної оцінки надій­ності застосовують комплексні показники — такі як коефіцієнти готов­ності, технічного використання, оперативної готовності, середні сумар­ні і питомі сумарні трудомісткості та вартості технічного обслуговуван­ня і ремонту.

Одиничні і комплексні показники надійності визначають дослід­ним способом. Для цього в заданих умовах або зонах країни прово­дять випробування великої партії тракторів і автомобілів з фікса­цією всіх показників (наробітку, відказів, несправностей і т. д.). Після математичної обробки дослідних даних дістають кількісні зна­чення потрібних показників.

У практичних умовах найчастіше визначають коефіцієнти готов­ності і технічного використання.

Коефіцієнт готовності —це ймовірність того, що трактор (автомобіль) буде роботоздатним у довільний момент часу, крім запланованих періодів, протягом яких використання його за при­значенням не передбачається. Цей коефіцієнт характеризують одно­часно дві різні властивості — безвідказність і ремонтопридатність. Коефіцієнт технічного використання визначають відношенням сумарного часу перебування випробовуваних тракторів (автомобілів) у роботоздатному стані (сумарний наробіток) на певний період екс­плуатації до суми цього наробітку і часу простою, затраченого на тех­нічне обслуговування та ремонт за цей самий період експлуатації.

Коефіцієнт технічного обслуговування найповніше характеризує надійність машини, оскільки він враховує затрати часу в процесі проведення технічного обслуговування, ремонту та усунення відказів усіх видів.

Практика показує, що капітально відремонтовані трактори й авто­мобілі мають надійність, нижчу від нових. Тому випробування для визначення показників надійності проводять окремо з групою нових машин і капітально відремонтованих, а також окремо з машинами кожної марки. Показники будуть тим достовірніші, чим більше машин в групі.

Види тертя, мащення і спрацьовування.

Заходи зниження спрацьовування деталей.

Види тертя і мащення. Тертям називають явище, що виникає внаслідок протидії між двома тілами у зонах стикання поверхонь по дотичних до них і супроводиться переходом частини кінетичної енер­гії в теплоту.

За наявністю відносного переміщення тертя поділяють на тертя спокою і тертя руху.

Тертям спокою називають тертя двох тіл при мікрозміщеннях до настання відносного руху. Прикладами цього виду тертя є тертя по­верхонь болтових з’єднань, муфт зчеплення, гальм та ін.

Тертям руху називають тертя двох тіл, що перебувають у віднос­ному русі. Такому виду тертя піддаються усі поверхні, які переміщу­ються одна відносно одної. За характером відносного руху це тертя по­діляють на тертя ковзання і кочення.

Тертя ковзання — це таке тертя руху, при якому швидкості тіл у точці дотикання різні за величиною і напрямком або за величиною чи напрямком.

Тертя кочення — це такий вид тертя двох твердих тіл, при якому їх швидкості в точках дотикання однакові за величиною і напрям­ком (підшипники кочення, зачеплення шестерень та ін.).

За наявністю мастильного матеріалу між тертьовими поверхнями тертя поділяють на тертя без мастильного матеріалу і з мастильним матеріалом.

Тертя без мастильного матеріалу — це тертя двох тіл при відсут­ності на поверхні тертя мастильного матеріалу будь-якого виду. Таке тертя супроводиться підвищеними температурами на поверхнях тер­тя, наявністю пластичних деформацій і навіть схоплюванням окремих точок контакту, що призводить до інтенсивного руйнування тертьо­вих поверхонь. В умовах тертя без мастильного матеріалу працюють диски муфт зчеплення, гальмовий барабан — колодки, гніздо клапа­на — клапан, ланки гусениць — пальці, а також ланки гусениць з на­прямними й ведучими колесами з підтримуючими роликами та опор­ними котками.

Тертя з мастильним матеріалом — це тертя двох тіл при наявнос­ті на поверхні тертя мастильного матеріалу будь-якого виду. Залеж­но від наявності і дії мастильного матеріалу між тертьовими поверх- ними розрізняють такі види мащення: залежно від різного фізично­го стану мастильного матеріалу — газове, рідинне і тверде мащення; залежно від типу розподілення мастильного шару по поверхні — гід­родинамічне, гідростатичне, газодинамічне, газостатичне, еластогідродинамічне, граничне і напіврідинне мащення.

Газове і рідинне — мащення, при якому розподіл поверхонь тертя деталей супроводиться відповідно газовим або рідким мастильним матеріалом.

Тверде мащення — це таке мащення, коли розподіл поверхонь тертя деталей, що перебувають у відносному русі, здійснюється за допомогою твердого мастильного матеріалу.

Гідродинамічне (газодинамічне) — це рідинне (газове) мащення, при якому повний розподіл поверхонь тертя відбувається внаслідок тиску, що виникає у шарі рідини (газу) при відносному русі повер­хонь. Відсутність контакту між тертьовими поверхнями запобігає їх руйнуванню. Помітні пошкодження або руйнування поверхонь від­буваються лише в моменти порушення гідродинамічного мащення або при попаданні в мастильний матеріал сторонніх твердих частинок. При гідродинамічному рідинному мащенні працюють опорні шийки розподільних валів, корінні і шатунні підшипники колінчастих валів, поршневі пальці двигунів та ін.

Гідростатичне (газостатичне) мащення — це таке рідинне мащен­ня, коли повний розподіл поверхонь тертя деталей, що перебувають у відносному русі або спокої, відбувається внаслідок надходження рі­дини (газу) в зазор між поверхнями тертя під зовнішнім тиском. У тракторах і автомобілях такий вид мащення не застосовують.

Еластогідродинамічне мащення — це мащення, при якому харак­теристики тертя і товщина плівки рідкого мастильного матеріалу між тертьовими поверхнями визначаються пружними властивостями матеріалів тіл і властивостями рідкого мастильного матеріалу.

Напіврідинне мащення — таке, коли частково відбувається рідин­не мащення.

Граничне мащення — це мащення, при якому тертя і спрацюван­ня між тертьовими поверхнями визначаються властивостями повер­хонь і мастильного матеріалу, відмінними від об’ємних. В умовах граничного мащення товщина шару мастильного матеріалу не пере­вищує висоти шорсткостей стичних поверхонь. При відносно невели­ких навантаженнях граничне мащення виявляє позитивну дію, інтен­сивність руйнування тертьових поверхонь різко знижується. Але при великих навантаженнях шар мастильного матеріалу руйнується, час­тинки його потрапляють в утворювані мікротріїцини і при стисканні їх у місцях контакту проявляють розклинюючу дію, збільшуючи ін­тенсивність руйнування тертьових поверхонь. В умовах граничного мащення в машинах працює більшість тертьових поверхонь.

Види спрацьовування

В умовах усіх видів тертя відбувається руйнування тертьових поверхонь, поверхні спрацьовуються.

Спрацьовуванням називають процес руйнування і відокремлення матеріалу з поверхні твердого тіла і (або) накопичення його залиш­кової деформації під час тертя, що проявляється в поступовій зміні розмірів і (або) форми тіла.

Спрацьовування деталей

Спрацьовування деталей

Спрацювання — результат спрацьовування, що визначається у встановлених одиницях.

Спрацьовування деталей машин супроводиться складними фізико-хімічними явищами і багатьма факторами, що впливають на нього. Спрацьовування залежить від матеріалу і якості тертьових повер­хонь, характеру й швидкості взаємного переміщення їх, характеру контакту, виду і величини навантаження, від виду тертя, мастильних матеріалів, мащення і багатьох інших факторів. Відповідно до ГОСТ 23002 — 78 встановлено три групи видів спрацьовування в машинах — механічне, корозійно-механічне і внаслідок дії електричного струму.

Механічне спрацьовування — це спрацьовування внаслідок ме­ханічних дій. його поділяють на абразивне, гідроабразивне (газоаб- разивне), ерозійне, гідроерозійне (газоерозійне), кавітаційне, від втом­леності, при фретинзі і при заїданні.

Абразивне спрацьовування у машинах виникає внас­лідок появи мікропластичних деформацій та зрізування металу твер­дими абразивними частинками, що містяться між тертьовими поверх­нями. Твердість абразивних частинок, що потрапили з навколишнього середовища або утворилися внаслідок інших видів спрацьовування, часто перевищує твердість тертьових поверхонь; такі абразивні час­тинки діють, як різальний інструмент. Тому за своєю природою і ме­ханізмом дії абразивне спрацьовування дуже схоже на явища, що відбуваються під час різання металу. Абразивного спрацьовування зазнають деталі машини, які працюють в абразивному середовищі (ходова частина гусеничних тракторів і дорожньо-будівних машин, робочі органи сільськогосподарських машин та ін.).

Гідроабразивне (газоабразивне) спрацьовування спричинюють абразивні (тверді) частинки, які переміщуються пото­ком рідини (газу). Абразивні частинки потрапляють у потік рідини (газу) внаслідок забруднення при неохайній заправці, поганій філь­трації і очистці. Цього виду спрацьовування зазнають деталі водяних, масляних і паливних насосів, гідропідсилювачів, гідроириводів галь­мових та інших систем, деталей циліндропоршневої групи та ін.

Найефективніші способи боротьби з усіма видами абразивного спрацьовування — підвищення твердості і поліпшення якості обробки тертьових поверхонь. Надійна герметизація під час ремонту всіх ущіль­нювальних пристроїв, а також ретельне очищення палива і мастил від механічних домішок у процесі експлуатації та Підтримання у справ­ному стані всіх ущільнювальних (сальники, ущільнювальні прокладки, чохли і т. п.) та очищувальних (паливні і масляні фільтри, повітро­очисники) пристроїв.

Ерозійне спрацьовування деталей відбувається вна­слідок тертя потоку рідини і (або) газу об метал. Ерозійне спрацьо­вування у багатьох випадках відбувається одночасно з гідроабразив- ним (газоабразивним) спрацьовуванням. Потік рідини (газу) руйнує постійно утворювану окисну плівку металу, а абразивні частинки у потоці сприяють більш інтенсивному спрацьовуванню.

Кавітаційне спрацьовування — це різновид гідроеро- зійного спрацьовування, що виникає при переміщенні твердого тіла відносно рідини; утворювані при цьому пухирці газу лопаються по­близу поверхні, що призводить до підвищення тиску і температури. Цього виду спрацьовування зазнають поверхні циліндрів і водяних сорочок сучасних двигунів, які охолоджуються турбулентним пото­ком рідини, лопаті водяних насосів та інші деталі.

Спрацьовування від втомленості—це механічне спрацьовування, яке виникає внаслідок руйнування від втомленості при повторній деформації мікрооб’ємів матеріалу поверхневого ша­ру. Воно виникає переважно на поверхнях тертя кочення підшипни­ків і зубів шестерень. Під дією великих питомих повторно-змінних навантажень, які перевищують границю текучості металу, виникають мікропластичні деформації стискання і зміцнення поверхневих шарів. Внаслідок цього виникають мікро- і макротріщини, які в процесі робо­ти розвиваються і призводять до втомленісного відшарування части­нок металу. На контактних поверхнях утворюються одиничні і групо­ві віспоподібні ямки і западини. Глибина западин залежить від влас­тивостей металу, питомих тисків і розміру контактних поверхонь. Піс­ля помітної появи спрацьовування від втомленості швидко настає аварійний стан. Заходи боротьби з цим негативним процесом — пра­вильний монтаж підшипників і зубчастих передач, забезпечення необ­хідного мащення.

Спрацьовування при фретинзі — це механічне спра­цьовування стичних поверхонь в умовах малих коливальних відносних переміщень. Цей вид спрацьовування виникає при послабленні болто­вих з’єднань поверхонь, відсутності великих динамічних і ударних на­вантажень. Ефективними засобами боротьби з цим спрацьовуванням є своєчасна перевірка і підтягування болтових кріплень.

Спрацьовування при заїданні виникає внаслідок схоплювання, гли­бинного виривання матеріалу, переносу його з однієї поверхні тертя на іншу і дії утворюваних нерівностей на спряжену поверхню. Цей вид спрацьовування поділяють на спрацьовування схоплюванням першого і другого роду.

Спрацьовування схоплюванням першого роду виникає при терті поверхонь з малими швидкостями (1,0 м/с), відсут­ності мастила і великих навантаженнях у місцях контакту поверхонь. Під дією великого навантаження між окремими виступами тертьових поверхонь виникають металеві зв’язки і зміцнення у місці схоплення. При переміщенні відбувається виривання стружки з менш твердої по­верхні або дряпання її зміцненою ділянкою. Спрацьовування схоплю­ванням першого роду супроводиться найвищим коефіцієнтом тертя, ви­діленням великої кількості теплоти і найбільшою інтенсивністю спра­цьовування.

Спрацьовування схоплюванням другого роду виникає при терті ковзання з великими швидкостями, граничному ма­щенні та із значними питомими навантаженнями. Воно також харак­теризується інтенсивним підвищенням температури в поверхневих ша­рах і збільшенням їх пластичності.

Ефективні заходи, що зменшують спрацьовування схоплюван­ням,— досягнення високого класу шорсткості і правильної геометрич­ної форми при обробці поверхонь, створення захисних окисних плівок, поліпшення умов мащення, дотримання (у початковий період роботи після виготовлення або ремонту) режимів обкатки, а також запобіган­ня перевантаженням у процесі всього періоду експлуатації.

Корозійно-механічне спрацьовування відбувається внаслідок ме­ханічної дії, яка супроводиться хімічною і (або) електричною взає­модією матеріалу з навколишнім середовищем. Це спрацьовування поділяють на окислювальне і спрацьовування при фретинг-корозії.

Окислювальне спрацьовування характерне руйнуван­ням тертьових поверхонь, при якому основний вплив має реакція мате­ріалу з киснем або окислювальним навколишнім середовищем. При цьому виді спрацьовування одночасно відбуваються два процеси — пластична деформація малих об’ємів металу поверхневих шарів і про­никнення кисню повітря в деформовані шари. На першій стадії окис­лювального спрацьовування відбуваються руйнування і видалення найдрібніших твердих частинок металу з безперервно утворюваних (від проникнення кисню) плівок. Друга стадія характерна утворенням і викришуванням крихких окислів, які пластично не деформуються.

Окислювальне спрацьовування відбувається під час тертя ковзан­ня і кочення. Під час тертя ковзання воно стає основним, а під час тертя кочення — супроводить інші види спрацьовування. Проявляє­ться цей вид спрацьовування при порівняно невисоких швидкостях ковзання і невеликих питомих навантаженнях, а також на таких де­талях, як шийки колінчастих валів, циліндри, поршневі пальці та ін.

Спрацьовування при фретинг-корозії виникає від тертя ковзання з дуже малими зворотно-поступальними переміщен­нями в умовах динамічного навантаження. При ударах і вібрації відбувається інтенсивне окислення стичних поверхонь внаслідок різкої активізації пластично деформованого металу. Внаслідок цього на ро­бочих поверхнях у місцях контакту з’являється чітко виражене руйну­вання. Спрацьовуванню при фретинг-корозії піддаються посадочні по­верхні підшипників кочення і шестерень, болтові і заклепочні з’єднан­ня рам та інші деталі.

Найбільшого корозійно-механічного спрацьовування зазнають м’я­кі сталі, тому ефективним способом зменшення його є підвищення твердості робочих поверхонь загартуванням, нанесенням твердих сплавів, хромуванням та ін.

Спрацьовування при дії електричного струму називають електро-ерозійним. Воно виникає внаслідок дії розрядів при проходженні елект­ричного струму. Цьому виду спрацьовування піддаються колектори електрогенераторів, рухомі електроконтакти тощо.

Види руйнувань деталей і заходи запобігання їм

Крім спрацьовування, яке є наслідком тертя, деталі машин зазна­ють й інших видів руйнувань — від втомленості, корозійного, від нагрівання, втрати пружності або намагніченості, утворення накипу та ін.

Руйнування під втомленості проявляється у вигляді тріщин і по­ломок деталей від тривалої дії повторно-змінних навантажень. Спо­чатку утворюються мікроскопічні тріщини, які потім проникають у глибину деталі, охоплюють значну частину перерізу, і, якщо таку де­таль своєчасно не замінити, настане поломка її, що може призвести до значної аварії. Руйнування від втомленості зазнають осі, вали, шатун­ні болти, шестірні та ін.

Втомлювальну стійкість деталей підвищують піскоструминною або дробоструминною обробкою, накатуванням роликом чи наклепуван­ням молотком (пружини, листи ресор), а також старанною обробкою поверхні і встановленням правильних радіусів переходу від одного перерізу деталі до іншого.

Зменшенню руйнування від втомленості сприяє правильне скла­дання, співвісність вузлів і агрегатів. Особливо велике значення має виявлення початкових тріщин деталей від втомленості під час ремон­ту.

Корозія — це поверхневе руйнування металу деталі внаслідок оки­слення його. Процес руйнування відбувається самодовільно внаслідок хімічної та електрохімічної взаємодії з навколишнім середовищем, тому корозійного руйнування зазнають машини, які працюють, і ті, що не працюють, причому останні більшою мірою.

Хімічна корозія виникає внаслідок хімічної взаємодії металу з га­зами, розчинами кислот, солей і лугів, які завжди є в навколишньому середовищі, — це волога, вуглекислий газ, кисень тощо. Внаслідок та­кої взаємодії на поверхні металу утворюється крихкий шар окисів за­ліза — іржа, яка значно знижує довговічність деталей.

Електрохімічна корозія виникає в місцях контакту двох різнорід­них металів, що утворюють гальванічну пару. При взаємодії розчинів солей і кислот (електроліту) у місці такого контакту виникає електро­літичний процес, при якому руйнується більш активний метал, що міс­титься в електрохімічному ряду ліворуч.

Корозійного руйнування зазнають кабіни та оперення тракторів і автомобілів, поверхні рам, корпусних й інших деталей.

Заходи запобігання корозійному руйнуванню — ретельне фарбу­вання і покриття поверхонь деталей антикорозійними сумішами та мастилами, а найбільш відповідальних деталей — хромом, цинком, алюмінієм й іншими стійкими проти корозії металами.

Електроерозійне руйнування виникає внаслідок взаємодії іскро­вих електричних розрядів на поверхні деталей. Такі пошкодження ха­рактерні для контактів переривників магнето та розподільників, елек­тродів свічок, колекторів генераторів і стартерів.

Електроерозійне руйнування деталей збільшується при послаблен­ні зусилля і погіршенні щільності прилягання контактуючих повер­хонь, а также при порушенні або неправильному регулюванні іскро­вих проміжків між контактами.

Деформація деталей проявляється у викривленні всього геомет­ричного контура деталі: вигині, скручуванні, коробленні або одно­часно всіх цих видів. Залишкові деформації виникають під дією удар­них або періодично змінюваних (циклічних) навантажень і темпера­тури. Деформації зазнає багато деталей тракторів і автомобілів: шатуни, колінчасті і розподільні вали, рами, передні осі автомобілів, вали та осі трансмісії, вилки переключання передач та ін.

Основна причина підвищення деформації деталей — невміла або неправильна експлуатація машин і несвоєчасне або недоброякісне проведення технічного обслуговування, що спричинює роботу окремих вузлів та агрегатів машини з перевантаженням і порушенням тепло­вого режиму.

Втрата пружності пружин, ресор, торсійних валів, поршневих кі­лець та інших деталей внаслідок динамічних навантажень і теплової дії порушує нормальну роботу агрегатів і часто призводить до повної втрати роботоздатності машин.

Основна причина передчасної втрати або зниження пружності — це робота з перевантаженнями і порушенням теплового режиму агре­гатів.

Втрата намагніченості якорів генераторів змінного струму і рото­рів магнето порушує нормальну роботу цих агрегатів і машини в ці­лому. Причиною втрати намагніченості є струси, удари, підвищене на­грівання і недоброякісний догляд за цими агрегатами.

Утворення накипу і нагару на деталях значною мірою погіршує відведення тепла й порушує тепловий режим агрегатів, внаслідок чого підвищуються спрацювання та інші руйнування багатьох деталей.

Накип — це відкладення малорозчинних солей кальцію, магнію та інших елементів на внутрішніх поверхнях деталей системи охолоджен­ня двигунів. Теплопровідність накипу в 50… 100 разів нижча від тепло­провідності металу. Тому при нерівномірному відкладанні накипу не тільки погіршується відведення тепла, а й нерівномірно нагріваються деталі, внаслідок чого утворюються короблення і тріщини головок блока та ініних деталей.

Нагар — це тверді й міцні вуглецеві відкладення, що утворюють­ся на деталях внаслідок неповного згоряння паливно-мастильних ма­теріалів або стикання їх з поверхнями сильно нагрітих деталей. Утво­рення нагару на поверхні камери згоряння, клапанах, днищі поршня і свічках карбюраторних двигунів різко знижує їх потужність, підви­щує витрату палива і часто спричинює детонацію (передчасне зай­мання робочої суміші від розжарених точок нагару). Утворення нага­ру на соплах форсунок дизельних двигунів погіршує якість розпилю­вання, призводить до перегрівання і заїдання голки розпилювача, внаслідок чого порушується нормальна робота двигуна.

Відкладання нагару на деталях гак само, як і накипу, різко зни­жує відведення тепла від деталей, що призводить до перегрівання, короблення їх, утворення тріщин та інших дефектів.

Щоб знизити можливість виникнення несправностей з цих причин, треба ретельно очищати деталі від накипу та нагару під час ремонту машин і виконувати правила технічної експлуатації: заправляти сис­тему охолодження дистильованою або зм’якшеною водою, застосову­вати паливно-мастильні матеріали, встановлені технічними умовами для машини певної марки.

Вплив умов експлуатації на спрацювання і довговічність машин

У процесі експлуатації тракторів і автомобілів технічний стан їх безперервно змінюється, внаслідок чого погіршуються техніко-економічні показники роботи цих машин: знижується потужність, збіль­шується витрата палива і мастил, зростає кількість простоїв через окремі поломки (відкази).

Основні причини погіршення технічного стану тракторів або авто­мобілів — це порушення початкових регулювань, послаблення кріп­лень у з’єднаннях та зміна зазорів і натягів у спряженнях внаслідок спрацьовування деталей.

Правильне і своєчасне регулювання механізмів машини — надзви­чайно важливий захід. Так, зменшення кута випередження впорску­вання палива на 2° або збільшення його на 5…6° проти нормального для дизельного двигуна знижує потужність на 2,2 кВт і підвищує вит­рату палива на 27 г/кВт-год.

Своєчасне і правильне регулювання зазору в клапанах запобігає зниженню потужності на 1,5…3 кВт і перевитраті палива на 19…22 г/кВт-год.

Порушення зазорів між підшипниками і шийками колінчастого вала двигуна, зубами конічних шестерень, осьового зазора в коніч­них та радіального в кулькових і роликових підшипниках, а також порушення (збільшення) зазорів у гладеньких спряженнях (деталі шатунно-поршневої групи, плунжерні пари, пальці і вушка ланок гу­сениці та ін.) призводять до спаду корисної потужності, перевитрати палива і до зниження коефіцієнта корисної дії трактора або автомо­біля.

Послаблення з’єднань спричинює додаткову вібрацію і динамічні навантаження на деталі, а також порушення співвісності між окреми­ми агрегатами. Наприклад, порушення співвісності в тракторах між колінчастим валом двигуна і первинним валом коробки передач, ва­лом заднього моста та ведучими шестірнями супроводиться підвище­ним нагріванням і швидким руйнуванням деталей цих спряжень.

Умови, які значно впливають на спрацювання деталей і вузлів трактора й автомобіля — це температура навколишнього повітря, якість палива та мастильних матеріалів, склад грунту, рівномірність навантаження в процесі роботи, своєчасне і якісне виконання вимог технічного обслуговування й експлуатаційних ремонтів.

Запуск непрогрітого двигуна і робота при зниженій температурі збільшують спрацювання всіх спряжень у кілька разів, тому двигуни перед запуском слід прогрівати, а повне навантаження можна дава­ти тільки після прогрівання на газу до нормальної температури.

У холодний період року треба застосовувати паливо і мастильні матеріали зниженої в’язкості та з відповідними присадками, реко­мендованими технічними умовами.

Застосування палива і мастильних матеріалів, які не відповідають передбаченим технічними умовами для трактора даної марки, або по­рушення температурного режиму неодмінно призводять до підвище­ного зносу деталей. Так, робота двигуна при зниженій температурі спричинює спрацювання деталей шатунно-поршневої групи в десятки разів більше, ніж під час роботи в нормальних умовах. Спрацьову­вання деталей двигуна під час роботи на паливі з вмістом сірки до 0,8% і при температурі охолоджуючої рідини 35°С у 4 рази вище, ніж під час роботи на цьому самому паливі, але при температурі охоло­джуючої рідини 70°С.

Щоб запобігти підвищеному спрацюванню деталей, застосовують паливо з відповідними присадками, а двигун утеплюють різними при­строями. Надзвичайно важливо ставити високі вимоги до чистоти па­лива і мастильних матеріалів, тобто треба очищати їх від механіч­них домішок, які підвищують спрацювання деталей у кілька разів.

Спрацьовування деталей машин, особливо ходової частини гусе­ничних тракторів, під час роботи на піщаних грунтах з великим вміс­том кварцових частинок у кілька разів вище, ніж на чорноземах. Так, гусениці тракторів в умовах Білоруської PCP працюють 600…800, а в Краснодарському краї — більш як 4000 год.

Запиленість навколишнього повітря також є причиною прискорено­го спрацьовування поршневої групи двигуна та інших деталей. То­му в місцях з підвищеною запиленістю треба ретельно стежити за справністю повітроочисника, фільтрів, сальників та інших ущільнень.

Часті перевантаження трактора під час його роботи зумовлюють підвищене віспоподібне спрацювання і руйнування від втомленості.

Часте розбирання і складання спряжень без потреби та знеособ­лення деталей при технічних обслуговуваннях і поточних ремонтах також підвищують спрацьовування і знижують довговічність вузлів та агрегатів машин.

Фактори, що визначають надійність машин у процесі їх ремонту

Перші відкази нових і капітально відремонтованих тракторів та автомобілів, шо перебувають в експлуатації, характеризують, як правило, якість їх конструкції, технологію виробництва або якість капітального ремонту. Усі наступні відказн дають можливість роби­ти висновок про якість технічного обслуговування і поточного ре­монту.

Більш низька надійність і довговічність капітально відремонтова­них машин може бути спричинена багатьма факторами.

Під час капітального ремонту трактор або автомобіль складають з деталей, відновлених різними способами, деталей, що мають до­пустиме спрацювання і різну, меншу, ніж у нових, залишкову довго­вічність, а також з нових деталей, які належать до запасних частин. Отже, відремонтована машина складається з великої кількості різ­них за стійкістю проти спрацювання деталей, які значно більше від­різняються роботоздатністю і довговічністю, ніж деталі нової машини. Тому у відремонтованій машині частіше, ніж у новій, поряд з відказами через спрацювання виникають раптові відкази, зумовлені різ­ними причинами: поломками деталей внаслідок зниження стійкості проти втомленості після відновлення, в результаті викришування ша­рів, нанесених гальванічним способом, підвищення стуків і вібрацій через невдалий підбір деталей з допустимими спрацюваннями і т. д.

Середня довговічність спряжень із зазором, складених під час ремонту з деталей з допустимим спрацюванням, нижча, ніж довговіч­ність таких самих спряжень, складених з нових деталей. Але старан­не дотримання технічних вимог щодо контролю і відновлення дета­лей, правильне складання машин під час ремонту можуть забезпе­чити таку довговічність їх у післяремонтний період, яка буде близькою до довговічності нових машин.

Основною причиною зниження довговічності та строків служби тракторів і автомобілів залишається спрацювання деталей. Спрацьо­вування — явище неминуче, але знання його суті і заходів боротьби з ним може значною мірою знизити спрацьовуваність деталей у процесі експлуатації і підвищити надійність трактора або автомобіля після ремонту.

КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ І ЗАВДАННЯ

  1. Що називається надійністю і роботоздатністю машини?
  2. Що називається відказом та несправністю машини і яка різниця між ними?
  3. Що таке довговічність ресурс і строк служби і яка між ними різниця?
  4. Як визначити коефіцієнт готовності і коефіцієнт технічного використання?
  5. Назвати види тертя і пояснити їх суть.
  6. Що таке спрацьовування і спрацювання?
  7. На які групи поділяються спрацьовування за ГОСТ 23.002 — 78?
  8. Пояснити суть механічного спрацьовування і заходи зниження його.
  9. Пояснити суть молекулярно-механічного та корозійно-механічного спрацьо­вування і заходи зниження їх.
  10. Як впливають на виникнення несправностей машин деформація деталей зни­ження пружності і намагніченості?
  11. Як впливає утворення нагару і накипу на виникнення несправностей машин?
  12. Які основні причини погіршення технічного стану тракторів і автомобілів?
  13. Які умови експлуатації машин впливають на спрацьовування деталей?
Tagged: