Работоспособность: различия между версиями

Работоспособность — потенциальная возможность индивида выполнять целесообразную деятельность на заданном уровне эффективности в течение определенногоопределённого времени. Работоспособность зависит от внешних условий деятельности и психофизиологических ресурсов индивида.

Общие методы расчетоврасчётов на прочность, приведенныеприведённые в разделе 2 «Основы прочностной надежности», были подробно рассмотрены применительно к конкретным деталям и носят форму инженерных расчетоврасчётов.

''Разрушение частей машины приводит не только к отказу всей механической системы, но и к несчастным случаям''. РасчетыРасчёты на прочность ведут: ''по допускаемым напряжениям: s'' £ [''s''], ''t'' £ [''t'']; ''по коэффициентам запаса  прочности:''  ''s'' ³ [''s''];   ''по  вероятности   безотказной  работы:  Р''(''t'') ³ [''P''(''t'')].

В зависимости от свойств материала и характера нагружения в качестве предельного напряжения принимают ''предел текучести, предел прочности (при расчетерасчёте на статическую прочность) или предел выносливости при соответствующем цикле изменения напряжений (при расчетерасчёте на усталостную прочность – выносливость).'' При проектировании следует учитывать, что сопротивление усталости значительно понижается при наличии концентраторов напряжений, связанных с конструктивной формой деталей (галтели, канавки, отверстия и т.п.) или с дефектами производства (царапины, трещины и пр.).

В ряде случаев детали работают под нагрузками, вызывающими в поверхностных слоях переменные контактные напряжения ''s_н'', приводящие к усталостному выкрашиванию контактирующих поверхностей. РасчетРасчёт в этом случае производят из условия выносливости рабочих поверхностей.

Допускаемый коэффициент запаса [''s''] по отношению к пределу текучести  при расчетерасчёте деталей из пластичных материалов под действием постоянных напряжений назначают минимальным при достаточно точных расчетахрасчётах ([''s'']=1,3 … 1,5). Коэффициент запаса по отношению к временному сопротивлению  при расчетерасчёте деталей из хрупких материалов, даже при постоянных напряжениях, назначают достаточно большим ([''s''] ³ 3). Это связано с опасностью разрушения, даже при однократном превышении максимальным напряжением предела прочности. Коэффициент запаса по пределу выносливости ;  назначают относительно небольшим

Для конструкций, разрушение которых особенно опасно для жизни людей и окружающей среды (грузоподъемныегрузоподъёмные механизмы, паровые котлы и т.п.), коэффициенты запаса прочности, а также методы расчетарасчёта, проектирования и эксплуатации регламентированы нормами Госгортехнадзора.

'''''[[Жёсткость|Жесткость]]''''' – ''способность деталей сопротивляться изменению формы и размеров под нагрузкой.'' РасчетРасчёт на жесткость предусматривает ограничение упругих деформаций деталей в пределах, допустимых в конкретных условиях работы (например, качество зацепления зубчатых колес и условия работы подшипников ухудшаются при больших прогибах валов). Значение расчетоврасчётов на жесткость возрастает в связи с тем, что совершенствование конструкционных материалов происходит главным образом в направлении повышения их прочностных характеристик ( и ), а модули упругости ''Е''(характеристика жесткости) повышаются при этом незначительно или даже сохраняются постоянными. Нормы жесткости устанавливают на основе практики эксплуатации и расчетоврасчётов. Встречаются случаи, когда размеры, полученные из условия прочности, оказываются недостаточными по жесткости.

РасчетыРасчёты на жесткость более трудоемки, чем расчетырасчёты на прочность. Поэтому, в ряде случаев ограничиваются лишь последними, но принимают  заведомо повышенные коэффициенты запаса прочности, чтобы таким косвенным способом обеспечить должную жесткость.

В некоторых случаях приходится учитывать перемещения, обусловленные не только общими, но и контактными деформациями, т.е. выполнять расчетырасчёты на контактную жесткость.

При расчетерасчёте на устойчивость назначают повышенные коэффициенты безопасности, что связано с условностью расчетоврасчётов, основанных на предположении центрального действия нагрузки, а при наличии смещения точки приложения силы относительно центра тяжести сечения значение критической силы резко падает.

'''''[[Теплостойкость]]''''' – ''способность детали работать при высоких температурах.'' Нагрев деталей вызывается рабочим процессом машин и трением в кинематических парах и может вызвать вредные последствия: понижение прочностных характеристик материала и появление ползучести (''рост деформации под нагрузкой с повышением температуры''); изменение физических свойств трущихся поверхностей; ухудшение показателей точности; уменьшение защищающей способности масляных пленокплёнок, а следовательно, и увеличение изнашивания деталей; изменение зазоров в сопряженныхсопряжённых деталях, которое может привести к заклиниванию и заеданию.

Чтобы не допустить вредных последствий перегрева на работу машин, выполняют тепловые расчетырасчёты и, при необходимости, вносят соответствующие конструктивные изменения, например принудительное охлаждение, увеличение поверхности теплоотдачи и др.

РасчетРасчёт деталей на износостойкость заключается либо в определении условий, обеспечивающих жидкостное трение (режима работы, когда соприкасающиеся поверхности разделены достаточным слоем смазки), либо в обеспечении достаточной долговечности их путём назначения для трущихся поверхностей соответствующих допускаемых давлений.