1.1. Аналіз процесів втрати машиною працездатності

Умовно всі процеси, які проходять в машині і впливають на зміну її технічного стану, можна поділити на зворотні та незворотні.

Зворотні процеси тимчасово змінюють параметри деталей, з'єднань та всієї системи в деяких межах без тенденції прогресивного погіршення їх.

Наприклад, пружна деформація пружин, ресор, гумових амортизаторів та ін. деталей, яка протягом міжремонтного періоду або періоду терміну служби може й не призвести до відмови. Але, з точки зору фізики явищ, наслідком зворотних процесів є втомлювані руйнування, отже про зворотні процеси можна говорити лише в зв'язку з обмеженим проміжком часу.

Незворотні процеси призводять до прогресивного погіршення технічних характеристик з часом при постійній зміні їх протягом всього періоду взаємодії. Найбільш характерними незворотними процесами є: зношування, корозія, втомленість, перерозподіл внутрішніх напружень та жолоблення деталей з часом за рахунок взаємодії внутрішніх та зовнішніх напружень.

За швидкістюруйнуваннявсі процеси можна розділити на три групи: процеси, які відбуваються швидко, з середньою швидкістю та повільні (рис. 1.1).

Рис.1.1 Взаємодія машини із середовищем як система автоматочного регулювання

Процеси, які відбуваються швидко, мають періодичність, яка вимірюється частками секунди. Ці процеси закінчуються в межах циклу роботи машини і виникають знову при наступному циклі. До них відносяться такі процеси, які виникають в наслідок вібрації з'єднань, зміна сил тертя в рухомих сполученнях, коливання робочих навантажень тощо. Процеси, що впливають на взаємне положення з'єднань машини у кожний момент часу, спотворюють цикл її роботи.

Процеси середньої швидкості пов'язані з періодом безперервної роботи машини. їх тривалість вимірюється завжди в хвилинах та годинах. Вони призводять до монотонної зміни первісних параметрів машини. До цієї категорії відносяться як зворотні процеси (за рахунок зміни температури самої машини та навколишнього середовища), так і незворотні (зношення, корозія, накопичення втомленості).

Повільні процеси тривають дні та місяці і оцінюються міжоглядовими та міжремонтними періодами. До них відносяться зношення основних елементів машини.

Для створення працездатної машини необхідно забезпечити високу зносостійкість її пар тертя (Досконаліше — в курсах «Надійність машин», «Технологія металів», «Технологія машинобудування»).

1.4. Допустимі та недопустимі види пошкоджень деталей та сполучень

Механізм втрати машиною працездатностідуже складний і чиниться в наслідок всього комплексу процесів, які тривають в машині. При цьому види пошкоджень деталей машини і, відповідно, відмови можна розділити на дві групи: допустимі (за характером, а не за обсягом пошкодження) та недопустимі.

Допустимі пошкодження виникають, як правило, при нормальних умовах експлуатації. До них відносяться жолоблення (перерозподіл залишкових деформацій), руйнування від втомленості, зношування, втомленість поверхневого шару. Допустимі пошкодження є також наслідком старіння матеріалу, з якого машини зроблені. Процесом старіння називаються незворотні зміни властивостей чи стану матеріалу виробу під дією різних факторів. Допустимі пошкодження усуваються, як правило, плановими ремонтами машин.

Недопустимі пошкодження мають аварійний характер. Ці пошкодження чи відмови виникають в наслідок недостатньої статичної, динамічної міцності чи від втомленості. До них можна віднести теплові тріщини, викришування часток з поверхні тертя тощо. Відмови деталей через недопустимі пошкодження усуваються позаплановим ремонтом (досконаліше — нижче).

Вивчення процесів пошкодження та старіння потрібно для оцінки втрати працездатності виробу в часі.