Надійність гідромашин та гідроприводів
1.4.1 Механічні навантаження
Під дією механічних навантажень виникають різні внутрішні напруження і, як наслідок, деформації, тріщини і поломки деталей.
Деформації поділяють на пружні й пластичні.
Пружні відбуваються лише в момент прикладення навантажень. Пластичні деформації характеризуються тим, що вони залишаються після дії навантажень. При цьому змінюються форма і розміри деталі.
Тріщини є результатом дії змінних навантажень. З часом вони збільшуються і це спричинює руйнування деталі. Поломки відбуваються в найбільш неміцних місцях (переходи, різі, шпонки та ін.).
1.4.2 Зношування
Зношування – це процес поступової зміни деталі під дією тертя.
Характер цього процесу визначається видом тертя, фізико-хімічними властивостями матеріалу, швидкістю відносного переміщення поверхонь тертя, величиною і характером навантаження, видом і якістю мастил, умовами експлуатації та ін.
1.4.3 Корозія
При корозії відбувається зміна матеріалу під дією довкілля (повітря, рідини, газу, температури тощо). Метали при цьому змінюють свої властивості.
Корозія – це реакція, що відбувається на межі різних фазових середовищ. У природі цей процес відбувається з виділенням енергії. Тому його можна лише призупинити (зупинити неможливо). Найбільш поширеною є електрохімічна корозія. Під її дією руйнуються поверхні транспортних машин (крила і кабіни автомобілів, тракторів та ін.). Вплив корозії на деталі гідравлічних машин наведено на рис. 1.3.
Рисунок 1.3 – Корозійне руйнування поверхні робочого колеса
турбіни ГЕС
1.4.4 Кавітація
Кавітація (від латинського cavitas – порожнина) – це порушення
суцільності всередині рідини, тобто утворення в ній порожнин. Кавітація
характеризується виникненням у потоці рідини так званих кавітаційних бульбашок
(пухирців), заповнених паром, газом або повітрям. Вони виникають у випадку,
коли тиск у потоці рідини стає меншим, ніж тиск насиченої пари для даної
температури, тобто
. При подальшому
русі утворені пухирці потрапляють у зону підвищеного тиску і відбувається їх
руйнування. При захлопуванні пухирців тиск збільшується до десятків атмосфер,
і якщо воно відбувається на поверхні деталі, то це призводить до її руйнування.
Процес виникнення кавітації і її прояв наведено на рис. 1.4–1.7. Вперше це
явище спостерігали на гвинтах кораблів.
Рисунок 1.4 – Місця виникнення кавітації
Рисунок 1.5 – Причини виникнення кавітації
Рисунок 1.6 – Схлопування кавітаційних бульбашок
Рисунок 1.7 – Принцип дії кавітації на поверхні обладнання
Кавітація негативно впливає на роботу машин і їх технічний стан. При цьому відбуваються зміна характеристик роботи машини (зменшення подачі, напору, к. к. д.), руйнування поверхонь деталей (викришування металу, рис. 1.8), спостерігаються шум і вібрація.
Рисунок 1.8 – Негативний вплив кавітації на напрямний апарат насоса
1.4.5 Перегрів
Нагрівання деталей до температури, вищої за критичну, спричиняє зміну структури матеріалу і, як наслідок, деформації і прогоряння деталей (рис. 1.9).
Рисунок 1.9 – Наслідок перегрівання деталей машин (двигун автомобіля Citroen C4, на якому проїхали 220 км на першій передачі)
Крім того, на їх поверхні може виникати "нагар" від дії дуже нагрітих газів і продуктів згоряння палива і мастил (рис. 1.10). Це спричинює перегрів деталей і появу тріщин, а також порушення нормального процесу тепловіддачі.
Рисунок 1.10 – Нагар на впускному колекторі (складається із мастила та частинок сажі)
1.4.6 Біологічні пошкодження
Перше місце серед біологічних ушкоджень належить шкоді від плісняви (рис. 1.11). У прошарку плісняви виникають ферменти, що знищують матеріал. Крім того, кислоти (лимонна, щавлева) спричинюють корозію металів.
Пліснявоутворення – це складний процес. Залежить він від температури, вологості, сонячної радіації. Пліснява роз’їдає ізоляційний матеріал і деякі види пластмас.
Рисунок 1.11 – Пліснява на моторі-редукторі очисника фар автомобіля
Крім того, шкоди завдають молюски та гризуни (миші та пацюки, рис. 1.12).
Рисунок 1.12 – Приклад дії молюсків на занурені у воду деталі машин
1.4.7 Негативний вплив людини
Система "людина – машина" може впливати на зміну технічного стану машини. Негативний вплив людини може бути у випадках недостатнього знання машини, халатності, втоми та ін. Наслідки при цьому можуть бути різними.
Моральне зношення машини характеризується використан-ням малопродуктивних, металоємних, неекономічних машин, в основному через відсутність коштів. При цьому витрачаються марно електроенергія, тепло, матеріальні ресурси, кошти.
Шкода, яку спричиняють морально зношені машини, дуже велика. Це спонукає споживача до розроблення нових машин і енергозберігаючих технологій.
12 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39