Підвищення надійності та ефективності використання зернових жниварок шляхом модернізації їх приводів - Автореферат

Дана робота є складовою частиною досліджень, проведених у Таврійській державній агротехнічній академії з питань розробки наукових основ сучасних технологій і технологічних засобів по забезпеченню продовольчої безпеки південного регіону України, підпрограми №1.4 “Удосконалювання і розробка наукових основ підвищення експлуатаційної ефективності мобільної сільськогосподарської техніки”, № держ. реєстрації 0102 V000678, цільової підпрограми створення й організації виробництва в Україні комплексу машин і устаткування для збору і післязбиральної доробки і збереження зерна і не зернової частини врожаю, програми “Удосконалювання організації і технології ремонту і підвищення надійності сільськогосподарської техніки в умовах реформування АПК” і Договору про науково-технічну співдружність по розробці зернозбирального самохідного комплексу КЗСК-80 з ВАТ “Бердянські жниварки” і комплекту адаптерів ВАТ “КБ Бердянсксельмаш”, розглянутих у рамках Державної програми “Виробництва технологічних комплексів, машин і устаткування для агропромислового комплексу на 1998-2005 р.”, відповідно до постанови Кабінету Міністрів України від 1 грудня 1997 року № 1341 “Про розвиток сільськогосподарського машинобудування і забезпечення агропромислового комплексу конкурентноздатною технікою”. моделюванням процесу експлуатації системи “жниварки” установити граничні експлуатаційні параметри її підсистеми “приводу”, що визначають ефективність її використання; розробити виробничі рекомендації з підвищення надійності й ефективності використання зернових жниварок і економічно обґрунтувати їх впровадження у виробництво. Встановлено основні закономірності втрати працездатності окремими підсистемами зернових жниварок і намічені перспективні шляхи підвищення надійності й ефективності експлуатації всієї конструкції в цілому. Установлено вплив конструктивних особливостей витискувачів на надійність елементів приводу, застосованого в силових приводах зернових жниварок і інших активних робочих органах мобільної сільськогосподарської техніки.До таких підсистем, що виконують самостійні функції, відносяться, насамперед, мотовило, транспортер, різальний апарат і загальний для всіх механізмів привод. Аналіз впливу окремих механізмів (підсистем) на загальну працездатність і надійність зернової жниварки показує, що основні відмовлення окремих механізмів (підсистем) зернових жниварок формуються як раптові і розподіляються в наступному співвідношенні: різальний апарат - 25%, мотовило - 15%, транспортер - 18%, привод - 36%, а найбільша ймовірність перебування жниварки в стані ремонту виникає через відмовлення її приводу , підвищенню надійності якого необхідно приділити першорядну увагу. З цією метою використовується гідросистема агрегатованого енергозасоба, потужність якої (з насосом НШ-32) складає 16...18 КВТ, що цілком достатньо для приводу зернової жниварки, енерговитрати якої, складають 8...10 КВТ (для жниварки ЖВН-6). Дослідженнями причин нерівномірності обертання вала механізму приводу та утрати його працездатності установлено, що основним вузлом який лімітує його надійність, є блок витискувачів, а причина зниження ресурсу цього блоку - погрішність форми його деталей, що для охоплюваного витискувача складає 0,02...0,05 мм, а для витискувача, що охоплює - 0,12...0,18 мм. Моделюванням процесу зміни працездатності силового зєднання мотора установлено, що зі зміною радіуса обойми витискувачів, у діапазоні від 41 до 200 мм мінімальне значення радіуса зуба шестірні зростає в 11,5...16 разів, а міжцентрова відстань між витискувачами практично не змінюється; зміна числа зубів у діапазоні від 5 до 30 супроводжується зменшенням мінімального значення радіуса зуба - у 2,8...4 рази і зміною міжцентрової відстані в три рази по зворотньопропорційній лінійній залежності.Перспективним напрямком у підвищенні надійності зернових жниварок, що забезпечують підвищення наробітку на відмовлення їх вузлів і механізмів, є розробка приводів, що допускають коливання переданої потужності і демпфірування тимчасових екстремальних перевантажень. Основні відмовлення окремих підсистем зернових жниварок формуються як раптові і розподіляються в наступному співвідношенні: апарат, що ріже - 25%, мотовило - 15%, транспортер - 18%, привод - 36%. Найбільша ймовірність таких відмовлень 0,168 спостерігається в підсистемі приводу, що вимагає комплексних доробок у напрямках підвищення наробітку на відмовлення і зниження часу на відновлення, шляхом модернізації елементів приводу жниварки для зниження динамічних перевантажень у її підсистемах у процесі експлуатації. Моделювання процесу зміни працездатності моторів, що використовуються в силових приводах активних робочих органів сільськогосподарських машин показує, що основним параметром, який визначає їх граничний стан, є погрішність форми витискувачів, що обумовлює початковий, а отже і граничний робочий зазор.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

1. Перспективним напрямком у підвищенні надійності зернових жниварок, що забезпечують підвищення наробітку на відмовлення їх вузлів і механізмів, є розробка приводів, що допускають коливання переданої потужності і демпфірування тимчасових екстремальних перевантажень.

2. Основні відмовлення окремих підсистем зернових жниварок формуються як раптові і розподіляються в наступному співвідношенні: апарат, що ріже - 25%, мотовило - 15%, транспортер - 18%, привод - 36%. Найбільша ймовірність таких відмовлень 0,168 спостерігається в підсистемі приводу, що вимагає комплексних доробок у напрямках підвищення наробітку на відмовлення і зниження часу на відновлення, шляхом модернізації елементів приводу жниварки для зниження динамічних перевантажень у її підсистемах у процесі експлуатації.

3. Моделювання процесу зміни працездатності моторів, що використовуються в силових приводах активних робочих органів сільськогосподарських машин показує, що основним параметром, який визначає їх граничний стан, є погрішність форми витискувачів, що обумовлює початковий, а отже і граничний робочий зазор. Для модернізованого гідромотора граничний стан настає при значенні зазору мм, що в 3 рази перевищує значення зносу для серійної конструкції.

4. Розроблено методики розрахунку і проектування витискувачів, що дозволяють у 3...4 рази знизити погрішність їх форми. Працездатність такого мотора забезпечується у всьому діапазоні зміни кінематичних (число зубців витискувачів - від 5 до 30) і геометричних (радіус витискувачів - від 41 до 200 мм) параметрів витискувачів, що відкриває можливість розробки розмірного ряду приводних механізмів для силових приводів сільськогосподарської техніки.

5. Наробіток на відмовлення модернізованого приводного механізму в 3 рази вищий, ніж серійного, і складає 6000 мото-годин, при цьому його ККД на 7...10% вище, також забезпечується рівномірність рушення підсистем жниварки - різального апарата та мотовила (за рахунок зниження погрішності форми витискувачів), що відповідає результатам математичного моделювання.

6. Отримано рівняння регресії, які описують процес зміни технічного стану приводного механізму в умовах експлуатації в діапазоні зміни перепаду тиску від 8 до 20 МПА, витрати робочої рідини - від 20 до 120 л/хв і коефіцієнта кривизни радіусів зубців - .

7. Експлуатаційними випробуваннями зернових жниварок з різним типом приводу встановлено, що тривалість простою жниварок з модернізованим приводом у 4,5 рази менше і складає 16,6 год. Продуктивність жниварки зростає на 5...8%, при цьому підвищується наробіток на відмовлення в 5…8 разів та коефіцієнт готовності - на 3...5%, а кількість відмовлень і простої знижені в 1,6...2,0, в 2,3...2,7 рази, відповідно.

8. Використання в приводному механізмі жниварки розробленої конструкції витискувачів знижує в 1,9 рази загальну трудомісткість його виготовлення, зменшуючи її на 9,6 нормо-годин на один привод. Застосування модернізованого приводу жниварки дозволить знизити втрати зерна при збиранні на 27,5%, трудомісткість ТО на 81,9 нормо-годин, у 4,4 рази зменшити загальну тривалість простою (знизивши її на 57,4 год) і одержати сумарний річний економічний ефект 462268 грн. (на програму 1800 шт.).

1. Панченко А.И, Волошина А.А., Кюрчев С.В. Изменение геометрических параметров распределительной системы при работе планетарной гидромашины. Труды ТГАТА, вып.2, Отраслевое машиностроение, т.4, Мелитополь,1998. - С.61-66.(Розроблено алгоритм впливу геометричних параметрів планетарних гідромашин на їх функціональні характеристики).

2. Кюрчев В.Н., Волошина А.А., Кюрчев С.В. Моделирование изменения пропускной способности распределительных систем в процессе работы. Труды ТГАТА, Вып.2, Т.12 Мелитополь, 1999. - С.70-77. (Досліджено взаємозвязок геометричних параметрів розподільних систем планетарних гідромашин і їх довговічності).

3. Панченко А.И., Ищенко О.А., Золотарев А.Ю., Кюрчев С.В. Определение функциональных параметров вытеснителей циклоидальных гидромашин. Труды Государстыенного Аэрокосмического университета им.Н.Е.Жуковского “ХАИ”, вып.11, Харьков 1999, с.35-38. (Досліджено вплив геометричних параметрів витискувачів планетарних гідромашин на їхні функціональні характеристики).

4. Волошина А.А., Мілаєва І.І., Кюрчев С.В. Визначення обємних витрат торцевої розподільної системи планетарної гідромашини. Праці ТДАТА, Вип.2, т.17. - Мелітополь, 2000. - С.95-102. (Досліджено вплив конструктивних особливостей розподільних систем на зміну обємного коефіцієнту корисної дії (ККД ) планетарних гідромашин)

5. Кюрчев В.Н., Панченко А.И., Обернихин П.В., Кюрчев С.В. Гидрообъемные трансмиссии самоходных уборочных комбайнов. Зб. наук. праць КДТУ / техніка в сільгосп. виробництві, галузеве машинобуд., автоматизація./ - Вип.9. - Кіровоград: КДТУ, 2001. - С.114-119. (Досліджено зміну ККД двох- і трьохагрегатної схеми приводу ходових систем мобільної сільськогосподарської техніки).

6. Панченко А.І., Кюрчев В.М., Кюрчев С.В., Тітов Д.С., Крутіков О.С. Гідравлічна машина з циклоїдальним внутрішнім зачепленням. Патент 37457А F04С1/08, Бюл.№4 від 15.05.2001. (Запропанован конструктивний метод підвищення надійності блоку витискувачів гідромашин).

7. Кюрчев В.М., Волошина А.А., Мілаєва І.І., Кюрчев С.В, Журавель Д.П. Експериментальне обгрунтування величин перекриття розподільних вікон. Праці ТДАТА, Вип.2, т.19. - Мелітополь, 2002. - С.13-17. (Досліджено взаємозвязок кінематичних і геометричних параметрів розподільних систем).

8. Кюрчев С.В. Исследование процесса перемещения вытеснителей планетарных гидромашин. Тракторная энергетика в растениеводстве. Сб. науч. Трудов ХГТУСХ, Харьков, вып.5, 2002. - С.235-240.

9. Бойко А.И., Кюрчев С.В. Структурный анализ надежности зерновой жатки. Праці ТДАТА - Вип.12, - Мелітополь: ТДАТА, 2003. - С.25-33. (Виконано структурний аналіз надійності підсистем жниварки і визначена “слабка ланка”, що лімітує її працездатність).

10. Панченко А.И., Кумпан В.К., Обернихин П.В., Кюрчев С.В. Определение потерь в гидромоторах, применяемых в приводах активных рабочих органов сельхозмашин. Вісник Харьк. держ. Техн. Університету сільського господарства. Вип.17. “Підвищення надійності відновлюємих деталей машин”, Харьков, 2003. - С.259-264. (Обґрунтовано зміну ККД планетарних гідромашин при їх експлуатації).