Підвищення надійності ведучих мостів сільськогосподарських агрегатів обґрунтуванням ресурсовизначаючих технічних параметрів - Автореферат

Ведучі мости СГА відносяться до трансмісійних елементів, які одночасно є несучими і мають довговічність, що не відповідає сучасним вимогам. Дослідження вирішують задачу забезпечення надійності технологічних процесів сільськогосподарського виробництва і були спрямовані на реалізацію Державної програми “Виробництво технологічних комплексів машин і устаткування для агропромислового комплексу в період 1998-2005 рр.”, розробленої згідно Постанови Кабінету Міністрів України від 01.12. 1997 року (ДР №1341) “Про розвиток сільськогосподарського машинобудування і забезпечення агропромислового комплексу конкурентноздатною технікою”; є розділом НДР ХНТУСГ “Підвищення і прогнозування надійності складної сільськогосподарської техніки на основі конструктивного вдосконалення, поліпшення якості експлуатації, контролю виробництва окремих агрегатів і вузлів машин” (ДР №0196U018863, 2000-2010 рр.) Для досягнення поставленої мети визначені наступні завдання дослідження: - провести аналіз статистичної інформації з надійності елементів ведучих мостів СГА в експлуатації й оцінити ресурсовизначальні показники довговічності; дослідити і оптимізувати напружено-деформований стан та підвищити механічну надійність несучих елементів ведучих мостів за рахунок зміни ресурсовизначальних конструктивних параметрів; впровадити в серійне виробництво розроблені конструкції ведучих мостів СГА. ведучий міст редуктор обкаткаТаким чином, щоб підвищувати надійність ведучих мостів СГА необхідно вирішувати питання комплексно: проводити аналіз інформації про відмови в експлуатації, вивчати процеси, що призводять до виникнення відмов, розробляти технічні засоби і методи моделювання відмов. У другому розділі «Оцінка характеристик надійності ведучих мостів в експлуатації» проведено статистичний аналіз експлуатаційних даних і визначені показники надійності ведучих мостів СГА. Показники надійності ведучих мостів сільськогосподарських агрегатів визначалися окремо за даними про відмови в умовах рядової експлуатації в господарствах Дергачівського і Лозівського районів Харківської області. В якості теоретичних законів використовували двох і трьох параметричні розподіли Вейбулла, а при обробці даних про наробіток до відмов агрегатів ведучих мостів в умовах реальної експлуатації застосована суміш двох законів виду Аналіз експлуатаційної інформації і статистичних даних про параметри, що визначають надійність, дає змогу по характеру зміни сумарного зазору в зубчастих передачах ведучого моста побудувати модель для прогнозування наробітку до відмов ведучих мостів за результатами контролю цього параметра при виготовленні або капітальному ремонті, а також при обкатці під навантаженням.В дисертації наведено теоретичне узагальнення і нове вирішення наукового завдання, що виявляється в створеному моделюванні процесів виникнення відмов ведучих мостів сільськогосподарських агрегатів, при прискорених стендових випробуваннях, і обкатці під навантаженням редукторів і математичному моделюванні при обґрунтуванні ресурсовизначальних технічних параметрів. Це дозволило підвищити надійність зварних корпусів, фланцевих болтових зєднань і в цілому впровадити модернізовані конструкції, стенди і методики в серійне виробництво ЗАТ «Лозівський ковальсько-механічний завод». Проведеним аналізом статистичної інформації з надійності елементів ведучих мостів СГА в експлуатації встановлено, що середній наробіток до відмови становить 2220 мото-год., а 80% наробіток 1334 мото-год. Для підвищення надійності ведучих мостів СГА необхідно виконати теоретичні і експериментальні дослідження, які дозволяють виключити відмови, повязані з втомним руйнуванням несучих елементів ведучих мостів і довести 80%-ий наробіток до відмови до 3800 мото год., а медіанний до 7000 мото год. Довговічність несучих елементів ведучих мостів лімітується втомною міцністю зварних зєднань фланців з корпусом балки моста.України на промисловий зразок №11635, 12-16. Картер ведучого моста трактора / Нікітенко Ю.Д, заявник і патентообладач ВАТ Лозівський ковальсько-механічний завод. s200500015, заявл.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ.

В дисертації наведено теоретичне узагальнення і нове вирішення наукового завдання, що виявляється в створеному моделюванні процесів виникнення відмов ведучих мостів сільськогосподарських агрегатів, при прискорених стендових випробуваннях, і обкатці під навантаженням редукторів і математичному моделюванні при обґрунтуванні ресурсовизначальних технічних параметрів. Це дозволило підвищити надійність зварних корпусів, фланцевих болтових зєднань і в цілому впровадити модернізовані конструкції, стенди і методики в серійне виробництво ЗАТ «Лозівський ковальсько-механічний завод».

1. Визначено фактичний вплив фактора сезонності введення агрегату в експлуатацію на кількість відмов шестірень редукторів ведучих мостів. Встановлено, що найбільша кількість відмов - 52% доводиться на зимній та літній періоди, і 29% на весняно-осінній періоди вводу в експлуатацію СГА. Проведеним аналізом статистичної інформації з надійності елементів ведучих мостів СГА в експлуатації встановлено, що середній наробіток до відмови становить 2220 мото-год., а 80% наробіток 1334 мото-год. Встановлено також, що виключення відмов, не повязаних зі зношуванням може дозволити підвищити 80%-ий наробіток до відмови ведучих мостів в 2,8 разів. Для підвищення надійності ведучих мостів СГА необхідно виконати теоретичні і експериментальні дослідження, які дозволяють виключити відмови, повязані з втомним руйнуванням несучих елементів ведучих мостів і довести 80%-ий наробіток до відмови до 3800 мото год., а медіанний до 7000 мото год.

2. Розроблені засоби та методики прискореної стендової оцінки надійності ведучих мостів СГА, нові конструкції стендів, які виконані з замкненим силовим контуром, що забезпечує їх економічність і ресурсозберігаючу технологію проведення випробувань.

3. Довговічність несучих елементів ведучих мостів лімітується втомною міцністю зварних зєднань фланців з корпусом балки моста. Шляхом компютерного моделювання на основі метода скінченних елементів обґрунтовано ресурсовизначальний параметр конструкції фланців - O142. Збільшення цього діаметру до O158 дозволило знизити максимальні напруження в корні зварного шва приварки фланців на 30%. Вперше одержано параметри кривої втоми для зварного зєднання фланців з корпусом балки моста. Випробовуванням модернізованої конструкції копуса моста підтверджено, що довговічність корпуса моста при цьому збільшилась в 1,6 разів.

4. Теоретично обґрунтовані нові ресурсовизначальні конструктивні параметри різьбового фланцевого зєднання колісного редуктора з корпусом моста. Ці параметри - встановлення 12 болтів М16 на O195. Вперше одержані параметри кривої втоми для модернізованого зєднання фланців. В результаті проведених робіт довговічність фланцевого зєднання підвищена більш ніж у 2 рази.

5. При обґрунтуванні ресурсовизначальних параметрів обкатки під навантаженням ведучих мостів вперше застосовано розрахунок максимального навантаження головної передачі ведучого моста з урахуванням контактно-гідравлічних показників мастила. Розроблена методика дає змогу раціонально проводити силову обкатку ведучих мостів для підвищення їх ресурсу. Швидке мікропластичне зминання нерівностей зубів шестірень, зниження іх шорсткості й тим самим коефіцієнта тертя підвищує ресурс в 1,45 разів (в еквіваленті до 10 тис. мото-год. в експлуатації).

6. Дослідженнями підтверджено, що по ряду показників (шорсткість робочих поверхонь зубів шестірень, інтенсивність зношування, стабілізація питомих енергетичних втрат на тертя) кращим є обкаточне мастило - гідравлічне ВНДІ НП-403 (вміст сульфола не менш 5,0%). Ресурсовизначальний параметр, що забезпечує оптимальне приробляння - коефіцієнт товщини масляного шару в полюсі зачеплення зубів шестірень, який дорівнює 1,5.

7. Розроблені конструкції зварного зєднання фланців з корпусом балки моста, стендів для випробувань ведучих мостів у зборі і їх вузлів (головних передач і колісних редукторів), болтове фланцеве зєднання впроваджені в серійне виробництво корпусів мостів на ЗАТ «Лозівський ковальсько-механічний завод». Економічна ефективність від впровадження наукових рішень становить 158 тис. грн., складовими якої є впровадження стендових ресурсних прискорених ресурсозберігаючих випробувань, збільшення ресурсу й осьового навантаження ведучих мостів, збільшення випуску модернізованих ведучих мостів (поставки в Росію - Орел, Челябінськ, Білорусію - Мінськ).

1. Гринченко А.С. Повышение ресурса шестерен ведущих мостов трактора методами силовой обкатки / А.С. Гринченко, Ю.Д. Никитенко // Вісник ХДТУСГ, 2003. Вип.15. С. 39-45. (Здобувачем виконано експериментальні дослідження та обробка результатів).

2. Никитенко Ю.Д. Повышение работоспособности ведущих мостов тракторов класса 30КН / Вісник ХДТУСГ, 2004. Вип. 29. с. 85-91.

3. Гринченко А.С. Повышение надежности ведущих мостов сельскохозяйственных агрегатов на основе моделирования процессов возникновения отказов / А.С. Гринченко, Ю.Д. Никитенко // Вісник ХДТУСГ, 2010. Вип.100. С. 252-259. (Здобувачем виконано численні дослідження ресурсовизначаючих параметрів та обробка результатів).

4. Никитенко Ю.Д. О повышении надежности ведущих мостов методами ускоренных стендовых испытаний // Техніко-технологічні аспекти розвитку та випробування нової техніки і технологій для сільського господарства України: Збірник наукових праць / Укр. НДІ прогнозування техніки і технологій для с.-г. виробництва імені Л. Погорілого. Дослідницьке, 2003. Вип. 6 (20), кн. 2. С. 213-219.

5. Гринченко А.С. Средства и методы ускоренных испытаний, обеспечивающие повышение надежности ведущих мостов сельскохозяйственных агрегатов / А.С. Гринченко, Ю.Д. Никитенко // Вісник ХДТУСГ, 2007. Вип.67, том 1. С. 209-214. (Здобувачем виконано експериментальні дослідження та обробка результатів).

6. Никитенко Ю.Д. Повышение надежности ведущих мостов на этапе доводки конструкции / Вісник ХДТУСГ, 2007. Вип. 51. С. 85-91. (Здобувачем виконано експериментальні дослідження та обробка результатів).

7. Гринченко А.С. Повышение надежности ведущих мостов с использованием метода конечных элементов / А.С. Гринченко, А.Н. Алферов, Ю.Д. Никитенко // Вісник ХДТУСГ, 2009. Вип.76. С. 83-87. (Здобувачем виконано дослідження експериментальних даних та обробка результатів).

8. Никитенко Ю.Д. Повышение надежности ведущих мостов сельскохозяйственных агрегатов / Ю.Д. Никитенко, А.П. Лупандина, Б.Г. Парахненко // Вісник ХДТУСГ, 2011. Вип.114. С. 247-252. (Здобувачем виконано численні дослідження ресурсовизначаючих параметрів та обробка результатів).

9. Гринченко А.С. Разработка функционала оптимизации корпусных єлементов трансмиссии / А.С. Гринченко, Ю.Д. Никитенко // Вісник ХДТУСГ, 2009. Вип.76. С. 137-142. (Здобувачем виконано численні дослідження експериментальних даних та обробка результатів).

10. Никитенко Ю.Д. Исследование нагруженности и усталосной прочности фланцевого окончания корпуса моста трактора Т-150К / Ю.Д. Никитенко. [“Динамика и прочность машин”]. Сб. научн. тр. Харьков:НТУ “ХПИ”, 2003. № 12’2003, т.1. С. 90-98.