Прикладом ресурсних відмов автомобілів і тракторів можна рахувати граничний знос ліжок блоку циліндрів, корінних і шатунних шийок колінчастого валу, граничний (знос кубел для підшипників коробки передач, заднього моста і ін.
3.Фізичні основи надійності
3.1 Зовнішні і внутрішні чинники, що впливають на надійність техніки
Будь-яка машина при експлуатації, зберіганні і транспортуванні піддається різним внутрішнім в зовнішнім діям, внаслідок чого порушуються її основні параметри і характеристики. Зміна початкових характеристик машини в процесі експлуатації залежить від багатьох чинників, що знижують її техніко-економічні показники. Причому ці чинники, знаходячись в тісній і складній залежності один від одного, впливають на об'єкт не ізольований, а комплексно. От чому всяка їх класифікація носить умовний характер.
Основними причинами зниження початкових характеристик машин є порушення умов їх Експлуатації, невчасне технічне обслуговування, низька якість ремонту і ін. Порушення правил технічної експлуатації машин спричиняє за собою такі дефекти, як вигини і скручування деталей, задираки на робочих поверхнях, тріщини, відколи і поломки. Крім того, кричи роботі вузли і механізми піддаються дії різних видів енергії. Механічна енергія, наприклад, виявляється у вигляді статичних і динамічних навантажень кричи взаємодії із зовнішнім середовищем, а також деформації при розподілі внутрішніх напруг, зміні об'єму деталі після термічної обробки і т.д. Теплова енергія впливає на агрегати" вузли і деталі машини, коли під час її роботи коливається температура навколишнього середовища. Якщо ж середовище агресивне" той значний вплив роблять на окремі елементи машини хімічні процеси, що ведуть до їх руйнування.
Всяке відхилення робочих характеристик від норми свідчить про ту або іншу несправність, яка виникла через те, що машина не підготовлена для виконання певного виду робіт. Це часто відбувається унаслідок змін у вузлах і деталях, що сполучаються, що у свою чергу, обумовлюється порушенням посадок, Так, наприклад, падіння потужності двигуна може бути слідством збільшення зазорів в деталях поршневої групи. Порушення посадки може бути пов'язано із зміною форми і розмірів деталей, якості їх поверхні" а також невідповідністю хімічного складу, структури і механічних властивостей матеріалу, з якого вони виготовлені.
3.2 Фізична природа виникнення відмов
Причини, що обумовлюють появу відмов, пов'язані з певними фізичними і фізико-хімічними процесами, що відбуваються в матеріалах і конструкціях на різних етапах їх "життя". Відмови, що впливають на надійність сільськогосподарської техніки, можуть бути поступові і раптові.
Перші відображаютьзакономірнізміни характеристик надійності, зв'язаних, як правило, з процесом нормального зношування деталей, а також конструктивнимипрорахунками, порушенням правил експлуатації, обслуговування, ремонту і т.д.
Другі представляють випадкові зміни характеристик надійності, що виникають при несподіваних перевантаженнях, засмічень робочих органів і т.п. Прикладом раптових відмов може бути аварійна поломка деталей.
Релаксація — стрибкоподібна зміна полягання, що виникає як наслідок накопичення пошкоджень, Виникають відмови елементів об'єктів, пов'язані з релаксацією, частіше, ніж раптові.
Істотним для процесу пошкодження з релаксацією є те, що параметр об'єкту або його елементів, що впливає на вірогідність відмови, змінюється недетерміновано випадково. Буває, що відмова об'єкту наступає унаслідок дії декількох незалежних причин, як правило, не менше два. При цьому знос і відмова через "пікові" навантаження не пов'язані один з одним, тобто "пікові" навантаження у вигляді перевантажень і знос, що впливає на поведінку робочої характеристики, діють паралельно, але ізольований один від одного.
Зношування — процес руйнування і видалення матеріалі поверхні твердого тіла.
Швидкістьзношування – відношення значення зносу до інтервалу часу, протягом якого він виник. Розрізняють миттєву (в певний момент часу) і середню швидкість зношування (за певний інтервал часу).
Інтенсивність зношування – відношення значення зносу до обумовленого шляху, на якому відбувалося зношування, або до об'єму виконаної роботи.
Зносостійкість — властивість матеріалів чинити опірзношуваннюв певних умовах тертя, оцінюване величиною, зворотній швидкості зношування або його інтенсивності.
Відносна зносостійкість — властивість матеріалів, що характеризуєтьсявідношеннямінтенсивності зношування одного матеріалу до інтенсивності зношування іншого при зношуванні в однакових умовах (звичайно один з матеріалів приймається за еталон).
Схоплювання першого роду — процес неприпустимого пошкодження поверхонь тертя, що розвивається в результаті виникнення локальних металевих зв'язків, деформацій і руйнування деталей з відділенням частинок металаабо налипанням їх на поверхні контакту, що є одним з самих небезпечних і різко виражених видів пошкодження.
Схоплювання другого роду виникає при терті ковзання з великими швидкостями щодо переміщення і значним питомим тиском, що обумовлює високий градієнт, термічну пластичність і інтенсивне зростання температури в поверхневих шарах металів. Схоплювання другого роду частіше за все виникає в тих сполученнях, робота яких пов'язана із стійким граничним мастилом.
Професор М. М. Хрущев ділить зношування деталей на три вигляд: механічне, молекулярно-механічне і корозійно-механічне.
При механічному зношуванні поверхні деталей, що труть, піддаються чисто механічній дії (різання, виламування частинок, пластична деформація і ін.).
Молекулярно-механічне зношування є слідством молекулярного зчеплення (схоплювання) матеріалів на окремих ділянках з подальшим руйнуванням поверхонь деталей.
Корозійно-механічне зношування спостерігається при терті матеріалу, що вступив в хімічну взаємодію з середовищем.
А. К. Зайцев ділить зношування деталей на чотири вигляд: механічне (змінюється форма і об'єм частин, що труть, без істотних фізичних і хімічних змін); физико-механічне (механічне зношування супроводжується істотними фізичними змінами); хіміко-механічне (механічне зношування супроводжується істотними хімічними змінами); комплексне (механічне зношування супроводжується істотними фізичними і хімічними змінами).
3.3 Відмови вібраційного походження і інші чинники, що впливають на надійність машин
Надійність машин (агрегатів, вузлів, деталей), що використовуються в сільськогосподарському виробництві, значною мірою залежить від величини вібрації, якої вони піддаються при роботі швидкообертових деталей — карданних і колінчастих валів, маховиків, шківів, дисків зчеплення, коліс. Таких вузлів і деталей, що обертаються з високимикутовими швидкостями, в сільськогосподарських машинах багато. Крім того, під час ремонту і при заміні окремих деталей порушується їх балансування, що приводить до вібрацій рам машин, Вібрація, що виникає в процесі роботи швидкообертових деталей, створює додаткові навантаження на різні деталі, у тому числі і на підшипники, внаслідок чого виникають відмови.
Незбалансованість деталей може залежати від ряду причин: неточності їх розмірів, особливо тих, поверхня яких необроблювана; нерівномірної густини матеріалу; погрішностей, допущених при збірці і що виражаються в порушеннях посадки на вал деталей, що обертаються, перекосах, зсувах і т.п.
Встановлено, наприклад, що збільшення дисбалансу карданних валів викликає різке підвищення зносу торців шпильок хрестовин і денець голчатих підшипників, а також деталей шліцьового рухомого з'єднання. В результаті швидшає зношування деталей коробки передач і заднього моста, скорочується довговічність рами автомобіля. Тому при виконанні складальних робіт особлива увага слідує уділити перевірці і забезпеченню співвісної взаємно сполучених деталей, що обертаються. Від порушення співвісної різко зростає навантаження на підшипники валів, спостерігається той, що пробуксував дисків муфт зчеплення і муфт повороту, що приводить до зниження коефіцієнта корисної дії і підвищеннязносу деталей.На надійність машин впливає і ряд інших чинників. В першу чергу до них слід віднести утомленість матеріалів, пластичні деформації, втрату пружності, намагніченості, утворення накипу і нагару, хімічні, електромеханічні і електроерозійні пошкодження, кавітацію.Багато деталей, з яких складається вузол (агрегат), вчасно роботи машини піддаються високим знакозмінним навантаженням. Це приводить їх до пошкодження унаслідок утомленості. Як правило, пошкодження, викликані утомленістю матеріалу, відбуваються при напругах нижче меж його міцності. Утомленість матеріалу, з якого виготовлені деталі, збільшується через недотримання радіусів переходу від одного перетину деталі до іншого, трубою обробки поверхні, надрізи, подряпини, раковини, різкі температурні зміни і т.д.Частина деталей в процесі роботи піддається достатньо великим температурним і силовим діям, внаслідок чого на окремих їх ділянках виникає напруга, що значно перевищує межу пружності матеріалу, відбувається пластична деформація, що, безумовно, приводить до інтенсивного зношування. Деякі деталі, не змінюючи своїх геометричних розмірів і форм, втрачають властивості пружності (пружини, ресори і т. п.).В результаті нагріву, ударів, дії електричних магнітних полів деталі електроустаткуванні (ротори генераторів, магнето і ін.), зберігаючи геометричні розміри, втрачають працездатність через втрати магнітні властивості.Іноді на поверхнях деталей, агрегатів, вузлів відкладається накип, що приводить до втрати їх працездатності. Шар накипу є відкладеннями слаборозчинних у воді солей і різних механічних домішок, Подібне спостерігається в системі охолоджування автотракторних двигунів, коли з'являється накип після використовування води, що містить солі.Утворюється в результаті дії на поверхню деталейсильно нагрітих газів і продуктів згоряє палива і мастила. Нагар порушує нормальний процес теплопередачі, що в більшості випадків приводить до перегріву деталей, а іноді до утворення тріщин на їх поверхні.При експлуатації різних технічних пристроїв спостерігаються різноманітні типи корозійних пошкоджень металевих виробів. До хімічної корозії відносять пошкодження, викликані дією на метали сухих газів. Електрохімічна корозія (ржавить, розчинення металу в кислоті) відбувається під дією електролізу, до Цього виду пошкодження найбільш схильні крила, облицьовування, капоти і кабіни автомобілів, тракторів, комбайнів і інших сільськогосподарських машин. Найбільш небезпечні для деталей, що випробовують силове навантаження, локальні (місцеві) пошкодження поверхні. Оскільки універсального засобу боротьбиз корозією поки немає, пошук захисних матеріалів і методів йде безперервно.