- Khả năng làm việc của chi tiết máy được thể hiện qua các chỉ tiêu như sau: độ bền, độ cứng, độ bền mòn, tính chịu nhiệt và khả năng chống rung động. Khi tính toán phải tùy thuộc vào tính chất quan trọng của chi tiết, khi thì phải chú ý đến chỉ tiêu này hoặc chỉ tiêu kia.
4.1. Độ bền
- Đặt trưng của độ bền là ứng suất phát sinh trong chi tiết máy khi làm việc. Muốn chi tiết máy đảm bảo bền nghĩa là ứng suất lớn nhất phát sinh trong máy phải nhỏ hơn hoặc bằng ứng suất cho phép.
max ; max ; tx tx Trong đó 0 n ; 0 n
n là hệ số an toàn phụ thuộc vào nhiều yếu tố.
+ Tính chất của tải trọng, cơ tính của vật liệu, tầm quan trọng của chi tiết.vv… và hệ số an toàn thường được tính như sau: n = n1 .n2 .n3
n1 : phụ thuộc vào phương pháp tính toán chính xác, hay gần đúng và tính chất của tải trọng là tải tĩnh, động hay va đập nhẹ.vv…
n1= (1,1 1, 5) chính xác, tải trọng tĩnh.
n1 = (1, 5 2, 5) gần đúng, va đập nhẹ.
n2: phụ thuộc độ đồng nhất về cơ tính của vật liệu.
n2 = (1, 2 1, 5) Thép.
n2 = (1, 5 3, 0) Gang.
n3 : phụ thuộc tầm quan trọng của chi tiết.
n3 = (1, 0 1, 5) ít quan trọng khi máy hư chỉ dừng.
n3 = (1, 5 3, 0) quan trọng, khi máy hư không những chỉ dừng còn phá hỏng các chi tiết khác.
+ Trường hợp chi tiết máy chịu tác dụng của tải trọng tĩnh thì ứng suất nguy hiểm 0 được lấy phụ thuộc vào vật liệu:
Vật liệu dẻo: 0 = ch ; 0 = ch
Vật liệu giòn: 0 = b ; 0 = b
4.2. Độ cứng
Chương 4: Đại cương về chi tiết máy
- Trong thực tế nhiều chi tiết máy có trị số ứng suất thực (ứng suất lớn nhất sinh ra trong chi tiết máy) còn nhỏ hơn trị số ứng suất cho phép rất nhiều nhưng phải tăng kích thước chi tiết máy lên mới đảm bảo độ cứng vững nhất là những chi tiết máy làm bằng thép hợp kim.
- Chi tiết máy không đảm bảo độ cứng sinh ra những hậu quả sau đây:
- Mất ổn định khi làm việc, đối với bánh răng tải trọng phân bố không đều trên bề mặt răng tại chỗ ăn khớp.vv…
- Chi tiết máy không đảm bảo độ cứng khi làm việc sẽ sinh ra tải trọng động nhiều tiếng ồn nhất là ở những bộ truyền làm việc với tốc độ cao.
- Tính toán về độ cứng là nhằm giới hạn sự biền dạng đàn hồi của chi tiết máy trong phạm vi cho phép nào đó, tùy theo từng trường hợp cụ thể. Ví dụ như độ võng, góc xoay, góc xoắn.vv…
4.3. Độ mòn.
Mòn cũng là dạng hỏng chính của chi tiết máy tác động trực tiếp đến khả năng làm việc của máy. Mòn thường do 2 chi tiết máy có chuyển động tương đối với nhau, do điều kiện bôi trơn không tốt, do ma sát lớn, do làm việc trong môi trường bẩn.vv… chi tiết máy mòn thường gây ra các hậu quả sau đây:
- Giảm sức bền vì kích thước bị giảm. - Giảm hiệu suất máy.
- Giảm sự chính xác.
Mòn là hiện tượng tất nhiên không tránh khỏi trong quá trình làm việc, dù cho điều kiện bôi trơn tốt, máy được dữ sạch sẽ không có bụi bậm rơi vào.
Hiện nay chưa có phương pháp tính toán về mòn vì cường độ phụ thuộc vào rất nhiều nhân tố ngẫu nhiên khó xác định. Nên hiện nay chỉ dùng phương pháp bôi trơn để giảm sự mài mòn hoặc hạn chế áp suất sinh ra .vv…
4.4. Độ dao động.
Sinh ra khi chi tiết máy không đủ độ cứng, không cân bằng động, khi vận tốc quay lớn.vv….
Dao động sẽ sinh ra rung động, máy làm việc ồn ào, giảm sự chính xác.vv…làm chi tiết máy bị gãy. Tính toán về dao động cụ thể là kiểm tra lại độ cứng vững, kiểm tra lại độ đảo do lệch tâm, kiểm tra lại vận tốc, xác định tần số dao động riêng của máy để khống chế sự cộng hưởng.vv….
4.5. Độ sinh nhiệt.
Do quá trình làm việc, do ma sát các bộ phận máy làm cho máy nóng lên, nhiệt độ sinh ra nhiều, nhiệt độ lớn thường gây ra những hậu quả sau:
- Giảm sức bền vì cơ tính của vật liệu giảm. - Giảm độ nhớt của dầu bôi trơn.
Chương 4: Đại cương về chi tiết máy
Tính toán về nhiệt thường là để xác định nhiệt độ sinh ra xem có quá nhiệt độ cho phép hay không, nếu quá thì phải tìm các biện pháp nhân tạo để khắc phục.vv… dùng quạt để thông gió làm nguội, tăng diện tích thoát nhiệt bằng cách làm thêm gân, làm thêm hệ thống chứa hoặc dẫn nước để làm nguội.
4.6. Độ tin cậy
- Độ tin cậy là khả năng sản phẩm (CTM, thiết bị công trình, …) thực hiện chức năng của mình và duy trì chức năng, nhiệm vụ đó trong suốt thời gian đã định, ứng với các điều kiện vận hành, chăm sóc, bảo dưỡng cụ thể.
- Các chỉ tiêu đánh giá độ tin cậy - Xác xuất làm việc không hỏng :
o t N N t R( ) - Cường độ hỏng : t h t N t N t) (
- Tuổi thọ hữu ích, tuổi thọ phần trăm
- Hệ số sử dụng đối với các CTM phục hồi được :
p e ev ev s t t t t K
- Phương pháp nâng cao độ tin cậy
- Hạn chế số lượng CTM trong mỗi thiết bị. Mỗi chi tiết cần có độ tin cậy gần bằng nhau.
- Tăng hệ số an toàn của các chi tiết - Bôi trơn, che kín tốt
- Sử dụng các kết cấu tự lựa để hạn chế sự phân bố không đều của tải trọng - Nếu có quá tải ngẫu nhiên cần có các thiết bị an toàn như ly hợp an toàn, rơle, …