Исследование процессов изнашивания, поддержания, восстановления работоспособности подшипниковых узлов шарниров карданных передач методами технического обслуживания и ремонта. Математические модели долговечности карданных передач, учитывающие модернизацию.
При низкой оригинальности работы "Повышение надежности карданных передач трансмиссий сельскохозяйственной техники", Вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100%
Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наукРабота выполнена в Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования "Белгородская государственная сельскохозяйственная академия" (ФГОУ ВПО БЕЛГСХА) и Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования "Московский государственный агроинженерный университет имени В.П. Научный консультант: академик Россельхозакадемии доктор технических наук, профессор Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Голубев Иван Григорьевич доктор технических наук, профессор Защита состоится "_20_" _октября_ 2008 г. в "_13.00_" часов на заседании диссертационного совета Д 220.044.01 при ФГОУ ВПО "Московский государственный агроинженерный университет имени В.П.Разработаны теоретические основы повышения схемной надежности и получены закономерности увеличения вероятности безотказной работы карданных шарниров при повышении их приспособленности к техническому обслуживанию и ремонту. Получены математические модели долговечности карданных передач, учитывающие модернизацию, полное использование их ресурса и приспособленность к мероприятиям технического обслуживания и ремонта, позволяющие прогнозировать их долговечность в эксплуатации. Предложены оригинальные способы повышения надежности карданных передач, позволяющие при повышении вероятности безотказной работы шарниров на 37…43 % увеличить их долговечность в 1,67…1,88 раза, при увеличении грузоподъемности подшипниковых узлов на 7,4…9,3 % повысить долговечность шарниров в 1,24…1,32 раза, при увеличении ремонтопригодности шарниров на 10…30 % добиться повышения долговечности при ремонте на 74…82 %, а обслуживании на 68…73 %. Предложены технологические процессы технического обслуживания и ремонта (RU 2232309, RU 2234008), обеспечивающие повышение долговечности карданных передач в 1,5 раза при себестоимости изделий на уровне 70 % цены новых. ? математические модели долговечности карданных передач, учитывающие их модернизацию, более полное использование ресурса и приспособленность к мероприятиям технического обслуживания и ремонта, позволяющие оценивать и прогнозировать их долговечность в эксплуатации;В результате теоретических исследований выявлен резерв повышения схемной надежности карданных шарниров, выполнена оценка точности размерных цепей радиального, осевого и окружного зазоров в карданных подшипниковых узлах, обоснованы направления и предложены способы повышения надежности карданных передач при техническом обслуживании и ремонте. Предложены конструкции карданных шарниров, позволяющие увеличить динамическую грузоподъемность подшипниковых узлов на 7,4…9,3 %, вероятность безотказной работы карданных шарниров в 1,3…1,5 раза и их ремонтопригодность на 30 % при повышении долговечности в 1,28…1,88 раза за счет их приспособленности к эксплуатационному нагружению, техническому обслуживанию и ремонту. Получены количественные значения теоретически обоснованных и экспериментально подтвержденных параметров уточнения математических моделей долговечности карданных передач, учитывающих влияние динамического изменения угла излома шарниров (формула 10), более полное использование их ресурса (формулы 13 и 14) и приспособленность к эксплуатационному нагружению (формулы 11 и 12), техническому обслуживанию и ремонту (формулы 16 и 17). Применение карданных шарниров, приспособленных к нагруженности (RU 2106548) и замене рабочих поверхностей подшипниковых узлов (RU 2075878) в эксплуатации повышает их 90 % ресурс в 2,5…3,7 раз, что соответствует сроку службы карданных передач до второго капитального ремонта на примере трактора Т-150К. Эксплуатация карданного шарнира, приспособленного к ремонту путем постановки втулки и проведения технического обслуживания заменой рабочих поверхностей подшипниковых узлов (RU 2232309), позволяет повысить их 90 % ресурс в 1,5…1,6 раза, что соответствует безотказной работе привода вала отбора мощности сельскохозяйственных машин на протяжении четырех-пяти лет.
Вывод
1. Долговечность карданных передач механических трансмиссий тракторов, грузовых автомобилей и сельскохозяйственных машин в 1,5…2,0 раза меньше долговечности основных агрегатов, при этом 67…95 % всех отказов карданных передач приходится на крестовину в сборе с подшипниками.
2. В результате теоретических исследований выявлен резерв повышения схемной надежности карданных шарниров, выполнена оценка точности размерных цепей радиального, осевого и окружного зазоров в карданных подшипниковых узлах, обоснованы направления и предложены способы повышения надежности карданных передач при техническом обслуживании и ремонте.
3. Предложены конструкции карданных шарниров, позволяющие увеличить динамическую грузоподъемность подшипниковых узлов на 7,4…9,3 %, вероятность безотказной работы карданных шарниров в 1,3…1,5 раза и их ремонтопригодность на 30 % при повышении долговечности в 1,28…1,88 раза за счет их приспособленности к эксплуатационному нагружению, техническому обслуживанию и ремонту. Данные технические решения защищены 10 патентами РФ на изобретение (RU 2075878, RU 2106548, RU 2205304, RU 2215207, RU 2220338, RU 2224917, RU 2224918, RU 2232309, RU 2234008, RU 2238446).
4. Усовершенствованы и разработаны методы оптико-поляризационных и статических испытаний, методики и технические средства стендовых ресурсных (RU 2134412, RU 2205377) и статистических испытаний, позволяющие осуществлять оптимизацию конструктивных параметров, оценку и прогнозирование долговечности шарниров карданных передач в эксплуатации.
5. Получены количественные значения теоретически обоснованных и экспериментально подтвержденных параметров уточнения математических моделей долговечности карданных передач, учитывающих влияние динамического изменения угла излома шарниров (формула 10), более полное использование их ресурса (формулы 13 и 14) и приспособленность к эксплуатационному нагружению (формулы 11 и 12), техническому обслуживанию и ремонту (формулы 16 и 17).
6. Стендовые ресурсные и статистические эксплуатационные испытания показали высокую надежность опытных карданных шарниров по сравнению с серийными. Применение карданных шарниров, приспособленных к нагруженности (RU 2106548) и замене рабочих поверхностей подшипниковых узлов (RU 2075878) в эксплуатации повышает их 90 % ресурс в 2,5…3,7 раз, что соответствует сроку службы карданных передач до второго капитального ремонта на примере трактора Т-150К. Эксплуатация карданного шарнира, приспособленного к ремонту путем постановки втулки и проведения технического обслуживания заменой рабочих поверхностей подшипниковых узлов (RU 2232309), позволяет повысить их 90 % ресурс в 1,5…1,6 раза, что соответствует безотказной работе привода вала отбора мощности сельскохозяйственных машин на протяжении четырех-пяти лет.
7. Разработаны рациональные технологические процессы ремонта карданных передач сельскохозяйственной техники, основанные на оригинальных решениях замены рабочих поверхностей подшипниковых узлов (RU 2234008) и постановки дополнительной ремонтной детали-втулки (RU 2232309). Технико-экономическая оценка показала, что предлагаемые способы обладают экономической целесообразностью, конкурентоспособностью и перспективны для рынка технического сервиса, при этом стоимость восстановленных изделий составляет 52…74 % от цены нового изделия, а повышение ресурса достигнуто в 1,5…2,0 раза.
8. Опытные экземпляры шарниров карданных передач, способы их технического обслуживания и ремонта проходили эксплуатационную проверку в аграрных и производственную апробацию на ремонтных предприятиях Белгородской области. Технические материалы по разработанным конструкциям, предложенным технологическим процессам и изготовленным стендам для ресурсных испытаний карданных передач и их элементов переданы на предприятия производители и сервиса техники для агропромышленного комплекса.
Основные положения диссертации изложены в работах издания, рекомендуемые ВАК
1. Пастухов, А.Г. Повышение долговечности карданных шарниров сельскохозяйственной техники путем замены рабочих поверхностей подшипниковых узлов [Текст] / А.Г. Пастухов, Е.П. Тимашов // Ремонт, восстановление, модернизация. - 2006. - № 7. - С.22-27.
2. Пастухов, А.Г. Повышение долговечности ремонтопригодных агрегатов трансмиссий сельскохозяйственной техники [Текст] / А.Г. Пастухов // Вестник ФГОУ ВПО МГАУ. - М.: ФГОУ ВПО МГАУ, 2006. - Вып.5 (20). - С.103-106.
3. Пастухов, А.Г. Повышение долговечности карданных шарниров [Текст] / А.Г. Пастухов // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 2007. - № 4. - С.24-25.
4. Пастухов, А.Г. Совершенствование методов испытаний агрегатов трансмиссий сельскохозяйственной техники [Текст] / А.Г. Пастухов // Вестник ФГОУ ВПО МГАУ. - М.: ФГОУ ВПО МГАУ, 2008. - Вып.1 (26). - С.111-113.
5. Пастухов, А.Г. Технологические процессы ремонта карданных передач сельхозтехники [Текст] / А.Г. Пастухов // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 2008. - № 3. - С.28-30.
8. Пастухов, А.Г. Расчет экономического эффекта при повышении надежности агрегатов механических трансмиссий сельскохозяйственной техники (на примере карданных передач) [Текст] / А.Г. Пастухов // Вестник ФГОУ ВПО МГАУ. - М.: ФГОУ ВПО МГАУ, 2008. - Вып.2 (27). - С.152-154. материалы международных, всероссийских, региональных конференций и другие издания
9. Пастухов, А.Г. Методика статических испытаний карданных шарниров [Текст] / А.Г. Пастухов // Сборник научных трудов НАУ Украины. - Киев: Изд-во НАУ, 1998. - Т. IV. - С.350-353.
10. Пастухов, А.Г. Комплексное совершенствование карданных шарниров как путь повышения их долговечности [Текст] / А.Г. Пастухов // Материалы международной научно-технической конференции. - Кировоград: Изд-во Кировоградского ГТУ, 1999. - Вып.28. - С.323-327.
11. Пастухов, А.Г. Параметры вибрации для оценки состояния карданных шарниров сельскохозяйственной техники [Текст] / А.Г. Пастухов // Вестник ХГТУСХ. - Харьков: ХГТУСХ, 2002. - Вып.11. - С.47-51.
12. Пастухов, А.Г. Повышение эффективности испытаний на надежность на примере карданных шарниров [Текст] / А.Г. Пастухов // Сборник научных трудов научно-практической конференции. - Пенза: РИО Пензенской ГСХА, 2002. - С.72-74.
14. Пастухов, А.Г. Разработка и оценка ресурса карданного шарнира повышенной ремонтопригодности [Текст] / А.Г. Пастухов // Сборник научных работ. - Брянск: Изд-во Брянской ГСХА, 2003. - С. 195-200.
15. Пастухов, А.Г. Исследование повышения надежности карданного шарнира методом структурного анализа [Текст] / А.Г. Пастухов // Сб. научных работ. - Брянск: Изд-во Брянской ГСХА, 2004. - С.237-241.
16. Пастухов, А.Г. Системные исследования схемной надежности асинхронного карданного шарнира [Текст] / А.Г. Пастухов // Сб. науч. тр. межд. науч.-техн. конф. МГУ им. Н.П. Огарева. - Саранск: "Красн. Окт.", 2004. - С. 193-198.
17. Пастухов, А.Г. Разработка ресурсосберегающего способа ремонта карданных шарниров трансмиссий сельскохозяйственной техники [Текст] / А.Г. Пастухов // Вестник ХНТУСХ. - Харьков: ХНТУСХ, 2004. - Вып.24. - С.225-230.
18. Пастухов, А.Г. Разработка и внедрение стенда для ресурсных испытаний карданных шарниров [Текст] / А.Г. Пастухов // Материалы Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых: в 2-х ч. - Ульяновск: Изд-во УГСХА, 2004. - Ч.2. - С.301-304.
19. Пастухов, А.Г. Обоснование конструктивных параметров стенда для ресурсных испытаний карданных шарниров [Текст] / А.Г. Пастухов, В.А. Астахов, Т.М. Сивакова // Сборник трудов Международной научной конференции: в 4-х т. - Ст. Оскол: ООО "ТНТ", 2004. - Т.2. - С.309-314.
20. Пастухов, А.Г. Прочностное обоснование ведущего вала испытательного стенда в среде APM WINMASHINE [Текст] / А.Г. Пастухов, Е.П. Тимашов, А.И. Кошелев // Сборник трудов Международной научной конференции: в 4-х т. - Ст. Оскол: ООО "ТНТ", 2004. - Т.4. - С.468-472.
21. Пастухов, А.Г. Обобщенные модели конструкции и долговечности карданного шарнира [Текст] / А.Г. Пастухов // Сб. научных работ. - Брянск: Изд-во Брянской ГСХА, 2005. - С.114-119.
22. Пастухов, А.Г. Методика оценки совершенства конструкции карданных шарниров автотракторной техники [Электронный ресурс] / А.Г. Пастухов // Сборник избранных докладов Международной научно-технической конференции ААИ России. - М.: МГТУ "МАМИ", 2005. - Кн.1. - С.187-196.
23. Пастухов, А.Г. Разработка и экспериментальная оценка ресурса карданного шарнира повышенной долговечности с подшипниковыми узлами увеличенной грузоподъемности [Текст] / А.Г. Пастухов // Бюллетень научных работ. Выпуск 3. - Белгород: Издательство БЕЛГСХА, 2005. - С.85-90.
24. Пастухов, А.Г. Технико-экономическая оценка эффективности внедрения стенда для ресурсных испытаний и карданного шарнира повышенной долговечности [Текст] / А.Г. Пастухов // Бюллетень научных работ. Выпуск 2. - Белгород: Изд-во БЕЛГСХА, 2005. - С.104-110.
25. Пастухов, А.Г. Повышение долговечности карданных шарниров трансмиссий сельскохозяйственной техники при ремонте и эксплуатации [Текст] / А.Г. Пастухов // Материалы международной научно-технической конференции. - Челябинск: Изд-во ЧГАУ, 2006. - Ч.3. - С.187-196.
27. Пастухов, А.Г. Оценка нагруженности карданных валов отбора мощности МТА в эксплуатации [Текст] / А.Г. Пастухов // Вестник ХНТУСХ. - Харьков: ХНТУСХ, 2006. - Вып.44., т.1. - С.58-60.
28. Пастухов, А.Г. Формирование и контроль, исследование и прогнозирование надежности агрегатов механических трансмиссий сельскохозяйственной техники [Текст] / А.Г. Пастухов // Сб. материалов международной конференции молодых ученых. - М.: ФГОУ ВПО МГАУ, 2007. - Ч.I. - С.258-263.
29. Пастухов, А.Г. Анализ проявлений отказа агрегатов механических трансмиссий сельскохозяйственной техники [Текст] / А.Г. Пастухов, А.В. Литвишко // Вестник аграрной науки Причерноморья. - Николаев: Николаевский ГАУ, 2007. - Спец. вып.2 (41). - С.165-168.
30. Пастухов, А.Г. Анализ причин отказов соединений агрегатов механических трансмиссий сельскохозяйственной техники [Текст] / А.Г. Пастухов // Вестник РГАЗУ. Научный журнал № 2 (7). - М.: РГАЗУ, 2007. - С.72-75.
31. Пастухов, А.Г. Методика и результаты анализа износов элементов карданных шарниров автотракторной техники [Текст] / А.Г. Пастухов, Е.П. Тимашов // Сборник материалов научно-практической конференции: в 2-х т. - Губкин: Изд-во Губкинского института (филиала) МГОУ, 2007. - Т.2. - С. 19-35.
32. Пастухов, А.Г. Оптимизация параметров соединения "шип - втулка" при восстановлении крестовин шарниров [Текст] / А.Г. Пастухов // Материалы международной научно-практической конференции. - Уфа: Башкирский ГАУ, 2007. - С.117-121.
33. Пастухов, А.Г. Обоснование рационального способа восстановления карданных шарниров на основании анализа износов [Текст] / А.Г. Пастухов // Международный технико-экономический журнал. - 2007. - № 2 (2). - С.66-70.
34. Пастухов, А.Г. Радиальные зазоры в подшипниках качения карданных шарниров [Текст] / А.Г. Пастухов // Материалы международной научно-практической конференции Владимирского ГУ. - Владимир: Изд-во ВЛГУ, 2007. - С.144-146.
35. Пастухов, А.Г. Динамическая грузоподъемность подшипниковых узлов карданных шарниров: расчет, исследование [Текст] / А.Г. Пастухов // Сборник трудов международной научно-практической конференции: в 4-х т. - Старый Оскол: СТИ МИСИС, 2007. - Т. IV. - С.135-139.
37. Пастухов, А.Г. Повышение надежности агрегатов механических трансмиссий сельскохозяйственной техники (на примере карданных передач) [Текст] / А.Г. Пастухов // Труды ГОСНИТИ. - М.: ГОСНИТИ, 2008. - Т.101. - С.60-63.
38. Пастухов, А.Г. Усовершенствованные стенды для ресурсных испытаний карданных передач [Текст] / А.Г. Пастухов // Автомобильная промышленность. - 2008. - № 5. - С.35-37. патенты РФ на изобретение
39. Пат. 2075878 Российская федерация, МПК6 F 16 D 3/26. Карданный шарнир [Текст] / Сигаев А.М., Пастухов А.Г. - № 93035709/28; заявл.07.07.93; опубл. 20.03.98, Бюл. № 8. - 4 с.
40. Пат.2106548 Российская Федерация, МПК6 F 16 D 3/40. Карданный шарнир [Текст] / Сигаев А.М., Пастухов А.Г. - № 93035707/28; заявл.07.07.93; опубл.10.03.98, Бюл. № 7. - 4с.
41. Пат.2134412 Российская Федерация, МПК7 G 01 M 13/02. Стенд для испытания карданных передач [Текст] / Сигаев А.М., Пастухов А.Г., Лопатин Г.П. - № 98101414/28; заявл.23.01.98; опубл.10.08.99, Бюл. № 22. - 4 с.
42. Пат.2205304 Российская Федерация, МПК7 F 16 D 3/26, 3/41, F 16 С 11/06. Карданный шарнир [Текст] / Сигаев А.М., Пастухов А.Г., Чехунов О.А. - № 2001113339/28; заявл.14.05.2001; опубл.27.05.2003, Бюл. № 15. - 4 с.
43. Пат.2205377 Российская Федерация, МПК7 G 01 M 13/02. Стенд для испытания карданных передач [Текст] / Пастухов А.Г., Тимашов Е.П., Кошелев А.И. - № 2002112352/28; заявл.7.05.2002; опубл.27.05.2003, Бюл. № 15. - 4 с.
44. Пат.2215207 Российская Федерация, МПК7 F 16 D 3/26. Карданный шарнир [Текст] / Пастухов А.Г., Сигаев А.М., Тимашов Е.П., Швец А.В., Чехунов О.А. - № 2001107979/28; заявл.26.03.2001; опубл.27.10.2003, Бюл. № 30. - 3 с.
45. Пат.2220338 Российская Федерация, МПК7 F 16 D 3/26, 3/33, 3/41, F 16 С 33/61. Карданный шарнир [Текст] / Сигаев А.М., Пастухов А.Г., Ольховский С.Н., Худошин А.С. - № 2001120572/11; заявл.23.07.2001; опубл.27.12.2003, Бюл. № 36. - 5 с.
46. Пат.2224917 Российская Федерация, МПК7 F 16 D 3/28, F 16 С 11/06. Карданный шарнир [Текст] / Сигаев А.М., Пастухов А.Г., Деревянкин В.Н. - № 2002113785/11; заявл.27.05.2002; опубл.27.02.2004, Бюл. № 6. - 5 с.
47. Пат.2224918 Российская Федерация, МПК7 F 16 D 3/28, F 16 С 11/06. Карданный шарнир [Текст] / Сигаев А.М., Пастухов А.Г., Якименко Б.И. - № 2002118489/11; заявл.09.07.2002; опубл.27.02.2004, Бюл. № 6. - 5 с.
48. Пат.2232309 Российская Федерация, МПК7 F 16 С 11/06. Карданный шарнир и способ его технического обслуживания [Текст] / Тимашов Е.П., Пастухов А.Г., Скурятин Н.Ф. - № 2003100986/11; заявл.13.01.2003; опубл.10.07.2004, Бюл. № 19. - 5 с.
49. Пат.2234008 Российская Федерация, МПК7 F 16 D 3/26, С 16 D 5/18. Способ повышения надежности карданных шарниров [Текст] / Сигаев А.М., Пастухов А.Г., Швец А.В. - № 2001110538/11; заявл.17.04.2001; опубл.10.08.2004, Бюл. № 22. - 4 с.
50. Пат.2238446 Российская Федерация, МПК7 F 16 С 11/06, F 16 D 3/32, B 60 S 5/00. Карданный шарнир и способ его технического обслуживания [Текст] / Скурятин Н.Ф., Пастухов А.Г., Тимашов Е.П. - № 2003106909; заявл.12.03.2003; опубл. 20.10.2004, Бюл. № 29. - 5 с.
Размещено на .ru
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
