Відмови і несправності і їх класифікація

Класифікація відмов необхідна для виявлення їх причин і розробки заходів щодо попередження та усунення.

За впливом на працездатність об'єкта розрізняють відмови його елементів і відмови, викликають несправність або відмова об'єкта в цілому.

За джерелом виникнення розрізняють відмови:

• конструкційні, що виникають внаслідок недосконалості конструкції;

• виробничі, які є наслідком порушення або недосконалості технологічного процесу виготовлення або ремонту виробу;

• експлуатаційні, викликані порушенням діючих правил.

Перші пов'язані з недосконалістю конструкції автомобіля, другі виникають внаслідок недосконалості технологи виготовлення, треті є результатом неправильної експлуатації і порушення режимів ТО (мастила, регулювання, кріплення деталей та інше).

За зв'язку з відмовами інших елементів розрізняють залежні відмови і незалежні.

Залежним називається відмова, обумовлений відмовою або несправністю інших елементів виробу.

Незалежний відмова такої обумовленості не має.

За характером (закономірності) виникнення і можливості прогнозування розрізняють поступові і раптові відмови.

Поступовим називається відмова, який може бути передбачений в процесі експлуатації автомобіля. Сюди відносяться забивання фільтрів, знос шийок колінчастого вала, знос гальмівних накладок і т. Д. Орієнтовний час роботи яких зазвичай відомо. Усунення таких відмов проводиться при планованих технічному обслуговуванні або ремонті машин.

Поступові відмови виникають в результаті плавної зміни показників технічного стану об'єкта, найчастіше наслідок зношування.

Для поступових відмов характерний послідовний перехід вироби з початкового справного стану в стан відмови через ряд проміжних станів.

Раптовим називається відмова, характер і причина появи якого невідомі, такі відмови прогнозуються на підставі теорії ймовірності та зазвичай враховуються часом на гарантійний ремонт (поломка деталі, прокол шини та ін.).

Усунення випадкових відмов проводиться заводом-виробником, якщо відмова відбулася під час гарантійного терміну. Тривалість гарантійного терміну визначається напрацюванням на відмову і для різних агрегатів вона різна.

На автомобілях зустрічається особливий, так званий перемежовуються відмову, який відрізняється тим, що багаторазово виникає і самоусувається.

За частотою виникнення (напрацювання) для сучасних автомобілів розрізняють відмови з малої, середньої та великої напрацюванням.

По трудомісткості усунення відмови можна розділити на що вимагають малу, середню і велику трудомісткість відновлення автомобіля.

За впливом на втрати робочого часу автомобіля відмови поділяють на усуваються без втрати робочого часу, і відмови, усуваються з втратою робочого часу.

Особливе значення мають відмови на лінії, що викликають порушення транспортного процесу. Для організації постачання і визначення відповідних норм необхідно також знати і характер відмов кожної деталі, їх причини, характер пошкодження і можливість відновлення деталі або вироби. У зв'язку з цим розрізняють відновлювані та невідновлювані, що ремонтуються і неремонтіруемих вироби.

Ресурс - це пробіг автомобіля до граничного стану, яке визначається зносом базових деталей, при якому їх ремонт неможливий або недоцільний.

Фактори, що впливають на інтенсивності зміни технічного стану автомобілів.

Тертя поверхонь супроводжується зношуванням. У зависи-мости від умов і режимів тертя, фізико-механічних властивостей застосовуваних матеріалів, мікрорельєфу поверхонь і інших параметрів, що визначають характер зношування, при терті двох зв'язаних поверхонь відбуваються складні процеси, які призводять до їх зносу.

Під зносом розуміється результат зношування, що виявляється у вигляді відділення або залишкової деформації матеріалу. Знос можуть бути природні, прискорені і аварійні. В процесі експлуатації автомобілів відбувається природне зношування деталей. Графічно процес зношування двох сполучених де-талей зазвичай зображують наступним чином.

Мал. Характер протікання процесу зношування сполучених деталей: 1 - при сталій швидкості зношування; 2 - при зниженні швидкості зношування; 3 - при зменшенні зазору в кінці підробітки

За вертикальної осі прямокутної системи координат відкладають в обраному масштабі величину зносу деталей, по горизонталь-ної - пробіг автомобіля. Точкиз'єднують плавними лініями. Отримані криві показують характер наростання зносу кожної деталі в міру збільшення пробігу автомобіля. Відстань між кривими свідчить про характер зміни зазору в пов'язаний-ванні. Зазор SH встановлюється між деталями при складанні.

На ідеалізованої схемою можна виділити три етапи процесу зношування:

· Усталене зношування l2

· Аварійне зношування l3

Кожен з цих етапів відображає е стан сполученої пари. Перехід від одного етапу до іншого визначається кількісним накопиченням окремих пошкоджень. На етапі підробітки швидкість зношування пови-шенная. Нові або відремонтовані деталі прірабативаются. З труться видаляються задирки, зменшується їх шорсткість, в окремих випадках матеріал дає усадку. На етапі сталого зношування (при роботі в звичайних умовах експлуатації) швидкість зміни зношування (tg # 945;) майже посто-Янна. Етап усталеного зношування становить найбільшу частину ресурсу сполученої пари. При збільшенні зазору до пре-но допустимого S2 швидкість зношування деталей інтенсивно зростає, закінчується період нормальної роботи деталей і настає аварійне зношування. При цьому на швидкість ізнаші-вання починають впливати нові фактори: ударні навантаження, биття, зміна теплового режиму і умов змащення. Деталі можуть вийти з ладу, що веде до аварії.

Багато деталей не мають чітко виражених етапів прир-лення, усталеного і аварійного зношування деталей. Буває, що швидкість зношування майже постійна, знос деталей змінюється лінійно з часом. У ряді випадків деталі мають чітко виділяються періоди підробітки і природного зносу, або навпаки, швидкість їх зношування в процесі підробітки і нор-мальної експлуатації практично однакова, але зате різко ви-виділяється аварійний етап роботи.

З малюнку видно можливості збільшення етапу сталого зношування при номінальному зазорі S н і заданій величині гранично допустимого зазору S2: по-перше, за рахунок зменшення зазору кінця підробітки S1 і, по-друге, за рахунок зниження швидкості зношування деталей сполучення (зменшення tg # 945; ). Згідно ри-Сунки, зменшення зазору кінця підробітки з S1 до S1 'підвищує ресурс роботи сполучення на величину # 8710; l'2. Зменшення швидкості зношування, виражене зменшенням кута нахилу кривої зносу від # 945; 1 до # 945; 2 підвищує ресурс роботи сполучення на # 8710; l2 ".

Виділяють три групи зношування:

· Зношування в резуль-таті дії електричного струму

Кожна з груп зношування ділиться на види.

Абразивне зношування виникає при терті ковзання і наявності між поверхнями, що труться мелкораздробленной твер-дой середовища (наприклад, піску), що викликає викришування частинок, металу з поверхні деталей. При цьому процес зношування не залежить від попадання абразивних частинок на поверхні тертя.

Необхідно відзначити, що розміри абразивних частинок з увели-ням тривалості роботи їх в олії зменшуються, тому їх агресивність поступово знижується до нуля.

Зміна розмірів деталей при абразивному зношуванні за-висить від ряду факторів:

· Механічних властивостей деталей

· Ріжучих властивостей абразивних частинок

· Питомої тиску при терті

· Швидкості ковзання при терті

Прикладом може служити зношування циліндро-поршневої групи двигуна в результаті попадання в циліндри з повітрям пилу, зубів шестерень і підшипників агре-гатов трансмісії, відкритих сполучень деталей ходової частини. За результатами досліджень абразивний знос деталей агрегатів трансмісії автомобілів становить від 2 до 11 мкм на 1000 км пробігу.

Гідроабразивне зношування виникає в результаті дії твердих тіл або частинок, захоплюємося потоком рідини. Гідроабр-разівное зношування деталейтоплівних, масляних і водяних насосів, гідроприводів гальм, гідропідсилювачів нерідко прояв-ляется спільно з ерозійним зношуванням, що виникають в результаті дії потоку рідини (газу). Тертя потоку жид-кістки об метал призводить до руйнування оксидної плівки, образу-ющейся на поверхні деталі, і супроводжує корозійного руйнування матеріалу, особливо під дією абразивних частинок і мікроударів в разі виникнення кавітації.

Кавітаційне зношування - це гідроерозіонное зношування при русі твердого тіла щодо рідини, коли бульбашки газу закриваються поблизу поверхні, що створює ме-стное підвищення тиску або температури.

Газоабразівное зношування відбувається в результаті дії твердих частинок, захоплюємося потоком газу і переміщаються щодо зношується поверхні.

Втомне зношування поверхні тертя або окремих її ділянок в результаті повторного деформування мікрооб'ємів матеріалу, що приводить до виникнення тріщин і відокремлення частинок, відбувається при коченні і ковзанні. Знос обумовлений-ється мікропластичної деформаціями і зміцненням поверх-ностних шарів деталей, що труться. При цьому мають місце напружений-ве стан активних обсягів металу у поверхні тертя і особливі явища втоми при знакозмінних навантаженнях, викли-вающих тертя металу в поверхневих шарах і як наслідок їх руйнування. Пульсуючі навантаження різко посилюють темпи осповідного зносу.

Руйнування при такому зносі характеризується появою мік-ро- і макротріщин, розташованих під невеликими кутами до поверхні тертя, з подальшим розвитком їх в осповідного поглиблення в западини. В результаті зносу частки поверхневого шару відколюються, поверхня стає нерівною і набуває матовий вид.

Втомне зношування найбільш характерно для робочих поверхонь підшипників кочення і поверхонь зубів шестерень.

Зношування при фреттинг відбувається в результаті механи-чеського зношування дотичних тіл при малих коливатель-них відносних переміщеннях.

Зношування при заїдання виникає в результаті схоплювання, глибокого виривання матеріалу, перенесення його з однієї поверхні тертя на іншу і впливу виниклих нерівностей на опору-женную поверхню. Цей вид зношування має місце в зубчастих зачеплення агрегатів трансмісії при використанні несоответ-ного сорту масла або при його низькому рівні.

Корозійно-механічне зношування відбувається при терті матеріалів, що вступили в хімічну взаємодію з середовищем. До корозійно-механічним видам зношування відносяться окис-лительного і зношування при фреттинг-корозії.

Окислювальне зношування виникає при наявності на повер-хность тертя захисних плівок, що утворилися в результаті взаємодії матеріалу з киснем. Окислювальне зношуючись-ня характеризується протіканням одночасним-аме двох процесів - пластичної деформації мікроскопом-чеських обсягів металу поверхневих шарів деталей і дифузії кисню повітря в деформуються шари.

На першій стадії зносу окислення відбувається в невеликих обсягах металу, розташованих у площин ковзання при терті. На другій стадії окислення захоплює великі обсяги поверхневих шарів і глибина його відповідає глибині пласти-чеський деформації.

На першій стадії зносу на поверхні деталей, що труться об-роззуються плівки твердих розчинів кисню, на другий - хі-етичні з'єднання кисню з металом. Процес окислювального зношування відбувається в тонких поверхневих шарах і умовно може бути розділений на три етапи: деформування і активізація, утворення вторинних структур і їх руйнування.

На першому етапі відбувається особливий вид пластичної деформації-ції - текстурування і різка активізація металу. На другому етапі завдяки наявності в зоні тертя агресивних компонентів середовища відбувається фізико-хімічну взаємодію їх з активи-зірованним шаром - утворення вторинних структур. На третьому етапі в результаті багаторазового навантаження і внутрішніх напря-жений в плівках вторинних структур відбувається утворення і розвиток мікротріщин, ослаблення зв'язків на поверхні розділу і відшаровування плівки.

Подальше механічний вплив призводить до руйнування і зносу плівки. На оголених ділянках процес повторюється знову. Окислювальному зносу піддаються шийки колінчастого вала, гільзи циліндрів, поршневі пальці, зубчасті зачеплення і інші деталі, що працюють при терті ковзання.

Зношування при фріттінг-корозії - це корозійно-механічне зношування дотичних тіл при малих колеба-них переміщеннях. У разі динамічного навантаження і наявності вібрації і ударів окислення, що труться про-виходить особливо інтенсивно внаслідок різкої активізації пла-стіческій деформованого металу. Динамічний характер навантажуючи-ня призводить до різкого підвищення градієнта деформації і тим-температур, до окислення і схоплюванню. Фріттінг-процес виникає при терті ковзання з дуже малими зворотно-поступальними переміщеннями в умовах динамічного навантаження.

Цей процес можна вважати прикордонним між процесами хімічної корозії і ерозії, оскільки інтенсивність фріттінг-корозії підвищується зі збільшенням доступу кисню, але змен-шується при зволоженні повітря.

При фріттінг-корозії спостерігається зношування посадочних поверхонь підшипників поворотних цапф, шестерень, болтових і клепаних з'єднань рам та інших деталей.

Зношування при дії електричного струму (ерозійне зношування) поверхонь відбувається в результаті впливу розрядів при проходженні електричного струму.

Робота агрегатів і вузлів автомобілів супроводжується одночасним-аме декількома видами зношування. У чистому вигляді жоден з видів зношування не спостерігається. Як правило, в кожному працюючому сполученні деталей є вид зношування, визна-ділячи зносостійкість деталей. Решта видів зношування в більшій чи меншій мірі йому супроводжують. Визначальний вид зношування залежить від умов експлуатації, навантажень і інших причин і лімітує час безвідмовної роботи сполучення.

Визначальним видом зношування металевих деталей ав-томобілів при їх експлуатації є механічне зношуючись-ня. Правильне визначення виду зношування, знання прийомів зменшення інтенсивності того чи іншого зношування дозволять в значній мірі збільшити термін служби деталей автомобілів.