ГоловнаЗворотній зв'язок
Главная->Різні конспекти лекцій->Содержание->1.4.1 Механічні навантаження

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.

 

 

 

8