IX Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2017

Надежностью называют свойство объекта (машины в целом или отдельной сборочной единицы) сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, ремонтов, хранения и транспортирования. Надежность представляет собой совокупность свойств: безотказности, долговечности, ремонтопригодности и сохраняемости [1].

Для обеспечения подачи смазочного материала к сопрягаемым поверхностям используется масляный насос. Так как некоторая часть деталей двигателя смазывается принудительно масляный насос обеспечивает подачу масла под давлением в масляные каналы и магистрали, а затем к узлам и механизмам двигателя.

Масляные насосы классифицируются на шестеренчатые и роторные. Насосы шестеренчатого типа в свою очередь делятся на насосы с внутренним и наружным зацеплением.

Анализ технической системы надежности позволяет выявить факторы, которые определяют изменение технического состояния, ресурс масляного шестеренчатого насоса, долговечность и его работоспособность, определяют причины и виды повреждений, а также следствие этих повреждений. Оценка факторов, изучение методов исследований, обработка результатов позволяет наметить основные направления по обеспечению надежности:

1. Подбор соответствующего материала, выдерживающего нагрузки;

2. Обоснование методов и процессов, технологических операций изготовления деталей;

3. Периодичность сервисного обслуживания и управляющих воздействий при эксплуатации;

4. Определение условий эксплуатации, поддерживающих работоспособность элемента;

5. Определение максимального нагрузочного режима;

6. Выявление факторов, превышающих предельное состояние деталей и др.

Иерархическая структура масляного насоса как часть системы указана в таблице.

Таблица - Иерархическая структура масляного насоса

Уровень сложности	Стадия
	конструирования	производства	эксплуатации
I Деталь	Шестерня
II Сопряжение	Вал-шпонка-шестерня
III Сборочная единица	Масляный насос
IV Машина	Легковой автомобиль

Легковой автомобиль относится к IV уровню сложности. На IV уровне сложности для легкового автомобиля стадия конструирования рассматривает показатели надежности. Стадия производства рассматривает применение технологической оснастки, оборудования и инструмента, применение технологических процессов, последовательность операций. На стадии эксплуатации рассматривают виды и периодичность управляющих воздействий с учетом условий эксплуатации.

К III уровню сложности относится элемент смазочной системы – масляный насос. Стадия конструирования рассматривает основы проектирования масляного насоса, расчет показателей надежности. Стадия производства обеспечивает точную сборку компонентов масляного насоса, соблюдение промышленной чистоты. Стадия эксплуатации выявляет потребность в замене изношенных деталей масляного насоса, замены масляного насоса в сборе, а также помогает выявить оптимальную периодичность сервисных воздействий.

Ко II уровню сложности относится сопряжение «вал-шпонка-шестерня». Стадия конструирования предусматривает номинальные размеры шестерен, вала, шпонки (диаметр, длину зубьев, шаг резьбы и т.д.), материал изготовления, обоснование параметров. Стадия производства рассматривает процесс изготовления, обоснование методов сборки. Стадия эксплуатации – возможные дефекты, процесс ремонта, замена поврежденных шестерен.

К I уровню сложности относится деталь - шестерня. Стадия конструирования включает в себя расчет износостойкости и долговечности детали. Стадия производства рассматривает методы обработки детали. Стадия эксплуатации - методы восстановления, ресурс.

При анализе факторов, которые определяют долговечность технической системы, на примере, масляного насоса легкового автомобиля следует учитывать характер взаимодействия элементов, представленных в виде функциональных блоков на рисунке. На данном рисунке представлено направление моторного масла по масляным каналам и магистралям, смазывающего детали и узлы. При не поступлении необходимого количества масла к конкретному элементу возникает «масляное голодание», приводящее к возникновению неисправности.

В процессе эксплуатации автомобиля, при высоких нагрузочных режимах на двигатель возможны нарушения смазывания деталей в узлах трения, что приводит к повышенному износу деталей и появлению задиров.

Рисунок – Схема функциональных блоков системы смазки автомобиля

Смазочная система выполняет ряд функций, в первую очередь, смазывание сопрягаемых поверхностей, уменьшает силу трения между поверхностями деталей, способствует частичному охлаждению элементов двигателя, предотвращает появление очагов коррозии, способствует очистке от загрязнений и удалению продуктов износа.

К основным неисправностям масляного насоса можно отнести конструктивные отказы, т.е. повреждения элементов конструкции. В шестеренных насосах наблюдается износ шестерней, стирание зубьев, заклинивание. В роторных насосах повреждения лопастей.

Конструкция масляного насоса сравнительно проста, что обеспечивает долговечность безотказной работы. Неисправность масляного насоса приводит к снижению подачи смазочного материала к элементам ДВС, что вызывает «масляное голодание». Из-за повышения силы трения, в результате недостаточной смазки поверхностей, может произойти отказы, влияющие на работу двигателя, что влечет за собой дорогостоящий капитальный ремонт.

Вывод:

Анализ технической системы надежности на примере масляного насоса позволил определить основные направления, на стадиях проектирования, конструирования и эксплуатации. Позволил выявить основные неисправности масляного насоса. Снижение давление масла и повышенный расход - это следствие неисправности масляного насоса. При их обнаружении следует провести замену масляного насоса в сборе.

Список используемых источников:

1. Зорин В.А. Основы работоспособности технических систем: учебник для студ. высш. учеб. заведений / В.А. Зорин. — М.: Издательский центр «Академия», 2009. — 208 с.;

2. Долгополов Б.П. Технология машиностроения, производство и ремонт подъемно-транспортных, строительных и дорожных машин: учебник для студ. высш. учеб заведений / Б.П. Долгополов, [и др.]; под ред. В.А. Зорина. – М.: Издательский центр «Академия», 2010. – 576 с.;

3. Семыкина А.С. Определение возможных неисправностей современных автомобилей в гарантийный период / Семыкина А.С., Загородний Н.А. // Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика: Сборник научных трудов по материалам международной заочной научно-практической конференции №4 ч.1 (15-1) (Volume 3, issue 4, part 1) / редкол.: В.М. Бугаков (гл. редактор); ВГЛТУ, Воронеж, 2015. - С. 209-213.;

4. Семыкина А.С. Особенности проведения гарантийного ремонта у официального дилера [Электронный ресурс] / Семыкина А.С., Загородний Н.А. // Студенческий научный форум. – 2016. – Режим доступа: http://www.scienceforum.ru.;

Код для цитирования: Скопировать