Определение остаточного ресурса машинного оборудования и колонных аппаратов при диагностике оборудования

Практическая  работа 5. 

Тема:   Определение остаточного  ресурса  машинного  оборудования и колонных аппаратов при  диагностике оборудования. 

Цель:                                                                                                                                                                                                  -  развитие профессиональных навыков при определении срока службы сборочной единицы.

- умение использовать  теоретические знания при решении  практических задач

Обеспечение:

- инструкции  по выполнению практического  задания;

Справочник механика машиностроительного завода. Том 1. Москва 1971 г. 

СОДЕРЖАНИЕ  ЗАНЯТИЯ. 

1. Организационная часть  5 мин.
2. Теоретическая часть.

            График износа 
 

Характер  износа деталей во времени представлен  на графике. Начальное значение зазора в соединении δ1 определяется конструкцией соединения. Кривая износа может быть разбита на следующие  участки:   1 - период  приработки,   характеризующийся повышенным  износом  вследствие  быстрого  разрушения  микронеровностей, полученных   при   обработке  детали;   II — период нормального износа, характеризующийся постоянной скоростью износа;   III- период   аварийного   износа,   характеризующийся возрастанием скорости износа.

Зазор δ2, соответствующий переходу от периода  нормального износа  к  периоду  аварийного  износа,  является   предельно допустимым.  Численные значения  предельно допустимых зазоров сочленений приводятся в технических условиях на ремонт машины. В процессе эксплуатации машины  обслуживающий персонал контролирует периодически зазоры с помощью щупа. Период нормального износа — самый длительный. В течение этого периода увеличение   зазора в сопряжении происходит без заметного снижения работоспособности машины.

  Динамические  нагрузки, сопровождающиеся ударами, вызывают повышенный износ деталей. Усталость металла, появляющаяся при действии знакопеременных нагрузок, тоже способствует увеличению скорости износа.

  Износ детали в конечном счете приводит к ее неработоспособности или отказу. Таким образом, отказом детали является не только ее поломка, но и изменение размеров до некоторого допустимого предела. Долговечность деталей может определяться либо случайными причинами, либо износом. Для расчета долговечности с учетом внезапных отказов, т. е. вызванных случайными причинами, используется экспоненциальный закон. Расчет деталей на долговечность по допустимой величине износа называется расчетом на износ.

Изменение зазора в соединении связано с  изменением качества поверхности детали, ее геометрической формы и другими причинами. Поэтому зазор в соединении может быть принят в качестве комплексного параметра, определяющего скорость износа. При этом влиянием условий эксплуатации (качеством смазки, колебаниями температуры и запыленности и т. д.) на скорость износа пренебрегают, считая такое влияние малым или постоянным.              

Пример. Определить возможный срок  службы сборочной единицы, если сменяется только первая деталь при наличии двух запасных деталей. Рассчитать возможное количество ремонтов при замене одной детали.  Максимально допустимый зазор в соединении составляет δ = 200 мкм. Начальный зазор δ0 = 10 мкм  Скорость износа первой детали    V1 =20 мкм /месяц, скорость износа второй детали  V2=5 мкм / месяц.

Решение.     Продолжительность работы до первой замены:

τ1 = δ - δ0 / V1 + V2=200-10/20+5 = 7,6 месяца

Износ второй детали за этот период:

δ2 = V2 × τ1 = 5 × 7,6 =38 мкм

Зазор в сочленении после смены детали:

δ10 = δ0 + δ2 = 10+38 = 48 мкм

Продолжительность работы до второй смены:

τ2 = δ - δ10/ V1+ V2 = 200-48/20+5 = 6,04 месяца.

Износ детали за этот  период

δ3 = V2 × τ1= 5× 6,04 = 30,2 мкм

Зазор в сочленении после смены детали:

δ20 = δ0 + δ2 + δ3= 10+38 + 30,2 = 78,2 мкм

τ3 = δ – δ20/ V1 + V1= 200-78,2/20+5 = 5 месяцев.                                                                             Общий срок службы сборочной единицы:

τ1+ τ2+ τ3 = 18,64 месяца.

В качестве ремонтного периода с учетом результата, примем   τ = 6 месяцев.

Зазор через 6 месяцев  соединения: δ1 = δ0 + (V1+ V2) τ = 10+ (20+5) ×6 = 160 мкм

Остаточный зазор  после первой замены

δ01 = δ0 + V2×τ =10+ 5× 6 = 40 мкм

Зазор через 12 месяцев  работы соединения:

δ2 = δ01 + (V1+ V2) τ =40+ (20+5)× 6 = 190 мкм

Остаточный зазор  после второй замены:

δ02 = δ01+ V2 ×τ =40+5)× 6 = 70 мкм

Зазор через 18 месяцев  соединения:

δ3 = δ02 +( V1+ V2) τ =70+ (20+5) )× 6 = 220 мкм

что недопустимо.

 Вывод: Так как после второй замены сборочная единица не может проработать              6 месяцев в пределах допустимого зазора, возможна замена детали только один раз. Через 12 месяцев (два ремонтных периода) необходим ремонт более высокой категории с заменой обеих сопрягаемых деталей. 

3    Содержание задания                                                                                                                                              3.1 Согласно своего варианта выполнить расчет  возможного срока службы сборочной единицы. Рассчитать возможное количество ремонтов при замене одной детали.

 Примечание: меняется только первая деталь  при наличии двух запасных  деталей