Критерии предельного состояния

1.

Критерии предельного состояния
Объективное обоснование и оптимальный расчет предельного состояния
позволяют полнее использовать ресурс каждой детали, сопряжения, узла и
агрегата машины при минимальных эксплуатационных затратах на ее
содержание.
При заниженных критериях предельного состояния ресурс машин и
оборудования используется не полностью.
При завышенных критериях предельного состояния могут возникнуть
аварийные отказы, увеличатся простой техники, а также затраты на ее
эксплуатацию и ремонт.
Предельное состояние металлоконструкции типа рамы, элементов
манипулятора характеризуется их поломкой, а также величиной трещин по
сварным швам или цельному металлу.
Основы теории надежности
06_Физические причины изнашивания
1

2.

Критерии предельного состояния
Изменение состояния сопряжений характеризуется главным образом износом
деталей, а поэтому предельное состояние сопряжений устанавливается по
критериям (признакам) предельного износа.
При определении предельного состояния объекта рекомендуется
рассматривать три критерия предельного состояния:
1. Технический (характеризует работу без поломок).
2. Технологический (характеризует качество работы, например точность
изготовления изделий на металлорежущем станке).
3. Экономический (характеризует экономическую целесообразность
использования объекта по назначению).
Основы теории надежности
06_Физические причины изнашивания
2

3.

Критерии предельного состояния
Критерии предельного износа рекомендуется устанавливать в зависимости от
того, какое влияние оказывает износ детали на работу объекта.
При этом рекомендуется рассматривать три случая:
Схемы наступления предельного состояния объекта:
U — величина износа; t — время; Uпред — величина предельного износа.
Основы теории надежности
06_Физические причины изнашивания
3

4.

Критерии предельного состояния
В первом случае (а) в результате износа, накопления
усталостных повреждений и последующего разрушения
объект становится неработоспособным (например,
произошёл скол зубьев шестерен коробки передач).
По этому критерию достигают предельное состояние не только объекты,
подверженные износу, но и объекты, деформируемые и разрушающиеся под
воздействием разовых перегрузок, накопления усталостных повреждений, т. е.
объекты, теряющие работоспособность из-за:
• трещин и поломок,
• потери служебных свойств,
• дискретного мгновенного изменения состояния объекта, приводящего его в
неработоспособное состояние (поломка коленчатого вала, задир
поверхностей вкладышей, поломка поршневого кольца, излом пальца
гусеницы, трещина или поломка рукояти манипулятора и т. д.)
Основы теории надежности
06_Физические причины изнашивания
4

5.

Критерии предельного состояния
Во втором случае (б) износ или преодоление
определенного его порога приводит к такому состоянию
объекта, при котором он не может выполнять свою
работу с соблюдением всех норм и требований,
предъявляемых к результатам его функциональной
деятельности.
Ярким примером объекта, попадающим под критерий предельного состояния,
может служить металлообрабатывающий станок, не обеспечивающий
получения продукции заданного качества, в частности износ подшипника
шпинделя, направляющих станины, суппорта и других элементов, не
позволяющих металлообрабатывающему станку, например
круглошлифовальному, производить с необходимой точностью шлифовку шеек
коленчатых валов при общей работоспособности всех деталей станка.
Основы теории надежности
06_Физические причины изнашивания
5

6.

Критерии предельного состояния
В третьем случае (в) в результате износа (в том числе и
аварийного, соответствующего схеме б) качественные
характеристики целесообразности использования
объекта (уже не с технологической, а с экономической
точки зрения) уменьшаются ниже всякого допустимого
порога.
Этот критерий характерен для объектов, чья целесообразность работы связана
(в первую очередь с их производительностью) с мощностью,
грузоподъемностью, скоростью передвижения.
Основы теории надежности
06_Физические причины изнашивания
6

7.

Критерии предельного состояния
Примеры для критерия в
Классическим примером достижения предельного состояния по данному
критерию может служить потеря мощности двигателя внутреннего сгорания
при полном его соответствии работоспособному состоянию по двум первым,
уже рассмотренным критериям.
Двигатель внутреннего сгорания может сохранять свою работоспособность, но
при этом его цилиндропоршневая группа достигла предельного состояния по
величине падения мощности, например, более чем на 15% от номинальной.
Шестеренный насос привода гидросистемы машины, будучи функционально
работоспособным после преодоления определенного порога величины износа
шестерен и корпуса, достигает предельного состояния из-за падения своей
производительности, например, более чем на 15% от номинальной.
Основы теории надежности
06_Физические причины изнашивания
7

8.

Критерии предельного состояния
Предельные износы основных деталей часто устанавливают на основании
практических данных эксплуатации и ремонта машин или на основе их
прочностных расчетов.
Основы теории надежности
06_Физические причины изнашивания
8

9.

Критерии предельного состояния
Основы теории надежности
06_Физические причины изнашивания
9