По характеру действия нагрузки на машины и соответствующие им внутренние напряжения делятся на постоянные и переменные.

Жесткость деталей определяется их способностью противостоять деформациям. При недостаточной общей жесткости деформируется весь объем материала в рассматриваемом месте детали, например происходит изгиб вала, появляются трещины и т. п. Малая контактная жесткость приводит к деформированию поверхностных слоев материала (например, смятию, появлению выбоин, поверхностному шелушению и др.).

В соответствии с ГОСТ 27.002—83 надежность — это свойство объекта (машины) сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, ремонтов, хранения и транспортирования. Надежность машин основана на работоспособности деталей и обеспечивается качественными проектированием и изготовлением. Поддержание требуемого уровня надежности достигается соблюдением правильных режимов эксплуатации (установленных нагрузок и скоростей), регулярным и качественным техническим обслуживанием, применением рекомендованных эксплуатационных материалов. Надежность является элементом качества и в зависимости от назначения машины и условий ее применения состоит из сочетаний свойств: безотказности, долговечности, ремонтопригодности и сохраняемости. Надежность парка машин оценивается комплексными показателями.

Свойство машины непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение некоторого времени или некоторой наработки называется безотказностью. Сохранение работоспособности до наступления предельного состояния называется долговечностью. При этом под предельным понимается такое состояние, после достижения которого машина вообще не в состоянии работать и ее следует капитально ремонтировать.

Удобство, время и трудоемкость выполнения операций технических обслуживаний и ремонтов машин характеризуется ремонтопригодностью. Для ремонтно-строительных машин, часто используемых периодически, очень важной является сохраняемость — это работоспособность машин в течение и после хранения или транспортирования.

Причиной временной потери машиной работоспособности, т. е. возможности выполнения своих функций с заданными параметрами, например с заданной скоростью или тяговым усилием, является отказ. Иногда машина может быть работоспособной, но неисправной. В этом случае машина не удовлетворяет хотя бы одному из требований технической документации, например у нее отказал прибор, затупился режущий элемент и т. д.

При этом неисправная Машина может работать, у нее нет отказа, но резко снижена производительность или топливная экономичность и др. Отказы машин бывают постепенные, внезапные и совместные. Первые возникают в результате постепенного (систематического) изнашивания деталей в процессе эксплуатации, когда величина износа превышает допустимые пределы. Внезапные отказы возникают в результате чрезмерных нагрузок, усталости материала и приводят к полной потере работоспособности машины, поломке ее деталей. Физика совместных отказов определяет одновременное протекание явлений в комплексе.

Среднее количество отказов в единицу времени — непостоянно, называется параметром потока или интенсивностью отказов и изменяется в процессе эксплуатации машины. На графике приведены три характерных периода эксплуатации: 1 — период обкатки машин, когда проявляются скрытые дефекты, происходит приработка деталей; характеризуется непостоянной и значительной величиной параметра потока отказов, которая снижается к концу периода; II — период нормальной эксплуатации;

примерно постоянна и является наименьшей за время эксплуатации; III — период непостоянных и резких возрастаний значений параметра потока отказов вследствие старения деталей машины, нарастания их износов.

Отказы деталей машин происходят большей частью в результате их износа. Процессы изнашивания различают по видам. Наиболее интенсивно протекает абразивное изнашивание между контактирующими деталями, когда имеются какие-то твердые частицы, режущие или царапающие поверхности. Такие частицы могут проникнуть в пространство между деталями из окружающей среды вместе с пылью, с горюче-смазочными и другими эксплуатационными материалами, а также могут быть и продуктами износа материала деталей. Основные меры борьбы с абразивным изнашиванием — это изоляция деталей от внешней среды и удаление продуктов износа с помощью очистки топлива, смазочных масел и др. Абразивное изнашивание рабочих органов строительных машин является результатом взаимодействия их с обрабатываемым материалом — грунтом, бетоном и т. п.

Наиболее часто встречается механическое изнашивание — результат истирания поверхностей деталей машин. Такое взаимодействие получается тогда, когда между деталями недостаточен или полностью отсутствует слой смазки.

Прочность деталей машин во многом зависит от материала, из которого они изготовлены. Чаще всего используют сталь обыкновенную и качественную с определенным содержанием углерода, конструкционную, инструментальную и легированную. Первые стали имеют индекс, включающий буквы «Ст» и цифры, характеризующие прочность стали данной марки. Чем больше цифра, стоящая в марке стали, тем для более ответственных деталей она применяется. Например, СтО применяется для ненагруженных деталей (ограждения, кожухи передач и т. п.), Ст5 — для деталей повышенной прочности (валы, оси, колеса и т. п.).

В обозначении качественной стали указывается содержание углерода в сотых долях процента, например 55, 65… 85. Чем больше углерода в стали, тем выше ее временное сопротивление и ниже температура нагрева при термообработке.

Легированные стали имеют специальные повышенные механические свойства и химический состав. В марке буквой указывается основная легирующая добавка, например В — вольфрам, Т — титан, Г — марганец и т. д. Цифры, стоящие перед первой буквой, означают содержание углерода в сотых долях процента. Цифры после букв означают процентное содержание легирующего элемента. Для обозначения высококачественной легированной стали в конце ставится буква А. Например, марка 20Х2Н4А означает высококачественную хромоникелевую сталь с содержанием углерода 0,2%, хрома до 2%, никеля около 4% (сталь подвергается термообработке, цементации, закалке и отпуску). Все легированные стали применяются для ответственных и тяжелонагруженных деталей и, как правило, подвергаются термообработке.

Для изготовления шкивов, корпусов и других деталей применяют серый чугун, который обозначается буквами СЧ, а последующие цифры характеризуют прочность на сжатие и изгиб, например СЧ 16—32.