Повышение работоспособности шпоночных соединений зерноуборочных комбайнов

• Автор: Павлюк, Роман Владимирович
• Шифр специальности: 05.20.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Зерноград
• Количество страниц: 179 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА ПОВЫШЕНИЯ
РАБОТОСПОСОБНОСТИ ШПОНОЧНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ЗЕРНОУБОРОЧНЫХ КОМБАЙНОВ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ
1.1 Краткая характеристика состояния сельскохозяйственной и
уборочной техники
1.2 Анализ работ и современных методов по повышению надежности зерноуборочных комбайнов и других сельскохозяйственных
машин
1.3 Классификация неподвижных соединений
1.4 Причины выхода из строя и механизм изнашивания неподвижных
соединений
1.5 Цель и задачи исследования
2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ ПОВЫШЕНИЯ
РАБОТОСПОСОБНОСТИ ШПОНОЧНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ЗЕРНОУБОРОЧНЫХ КОМБАЙНОВ
2.1 Основные показатели, влияющие на работоспособность
зерноуборочных комбайнов
2.2 Теоретическое обоснование повышения работоспособности
шпоночного соединения зерноуборочного комбайна
2.3 Способы повышения работоспособности шпоночного
соединения
2.4 Теоретическое описание работы модернизированного шпоночного
соединения
Выводы по главе
3 ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ
ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1 Методика экспериментальных исследований надежности
зерноуборочных комбайнов
3.1.1 Методика сбора и обработки исходной информации по узлам
зерноуборочных комбайнов
3.1.2 Выбор необходимого количества наблюдаемых зерноуборочных
комбайнов
3.1.3 Методика статистической оценки показателей надежности

3.1.4 Методика исследования надежности агрегатов и систем
зерноуборочного комбайна
3.2 Методика микрометража и определения физико-механических
свойств деталей и элементов шпоночных соединений
3.3 Методика проведения стендовых испытаний модернизированного
неподвижного соединения
3.4 Описание экспериментальной установки
3.5 Методика экспериментальных исследований зерноуборочных
комбайнов, оборудованных предлагаемыми соединениями
3.6 Методика обработки экспериментальных данных
3.6.1 Методика проведения многофакторного эксперимента
3.6.2 Методика обработки результатов многофакторного
эксперимента
4 РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ
ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ АНАЛИЗ
4.1 Анализ надежности зерноуборочных комбайнов в рядовых
условиях эксплуатации
4.2 Анализ результатов микрометража и физико-механических свойств деталей шпоночных соединений, поступающих в
качестве запасных частей
4.3 Экспериментальная проверка работоспособности
модернизированного неподвижного соединения
4.4 Результаты эксплуатационых испытаний
4.5 Анализ времени восстановления работоспособности неподвижных
соединений
Выводы по главе
5 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА РАБОТОСПОСОБНОСТИ ЗЕРНОУБОРОЧНОГО КОМБАЙНА ОБОРУДОВАННОГО ПРЕДЛАГАЕМЫМ
НЕПОДВИЖНЫМ СОЕДИНЕНИЕМ
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
Сложные механические системы сельскохозяйственных машин требуют при своей эксплуатации обеспечение высокой надежности, как в процессе перевозки грузов, так и пассажиров, а также при выполнении производственных операций. Любые сбои в работе современной техники неизбежно приводят к серьёзным экономическим потерям, а часто и к экологическим катастрофам.
Касаясь надёжности работы зерноуборочной техники (в частности, комбайнов «Акрос 530», «Вектор 410», «Нива Эффект», «ДОН-1500Б» и др.), следует отметить, что сбои и простои в эксплуатации сельскохозяйственной техники ведут к значительным финансовым убыткам.
Обычно зерноуборочный комбайн состоит из большого числа разнородных, но связанных между собой составных частей и деталей: редуктор, подборщик, отбойный битер, молотильный агрегат, жатка, зерновой шнек, шкивы, звёздочки, шнеки, подшипники, шпонки, насосы, фильтры, транспортёр, тормоза и др.
Из таблиц дефектации, указанных в специальных руководствах, нормах и правилах изготовления и ремонта, следует, что в большинстве случаев определённые ограничения по эксплуатации имеют многочисленные пары трения, в частности, шпонки, шпоночные пазы, как правило, работающие в сложных условиях реверса и попадания абразива.
Вынужденные внеплановые простои сельскохозяйственной машины (комбайна) из-за отказа шпонки, обычно приводят к нарушению всего производственного процесса - от уборки, до погрузки и транспортировки готовой продукции. В итоге отказ шпоночных соединений техники в период уборочной страды оборачивается для страны миллионными убытками.
Вместе с тем, на снижение надёжности работы неподвижных соединений, как показывает практика, оказывает заметное влияние, как низкое качество изготовления, так и ремонта. При этом не всегда выдерживаются установленные допуски на изготовление или ремонт. Иногда применяется имею-

Большой вклад в методику расчета и выбора посадок неподвижных соединений типа «вал-втулка» внес профессор O.A. Леонов, который разработал новый способ сборки соединений, методом процентной взаимозаменяемости, открывающий возможности расширения технологических допусков размеров валов и отверстий с соблюдением всех норм точности соединений [81].
Однако конструктивная компоновка механических приводов зерноуборочных комбайнов предусматривает то, что шпоночные соединения располагаются на выходных концах валов, что является необходимым условием их быстрой разборки-сборки, например, при замене подшипников. Применение посадок с натягом в этих случаях не целесообразно, так как исследования показывают, что после третьей - четвертой распрессовки деталей величина микронеровностей, за счет их смятия, уменьшается в среднем в 3 раза, а величина фактического натяга уменьшается до 2 раз [81]. Отсюда следует, что даже при соблюдении всех норм точности при эксплуатации сельскохозяйственных машин зазор в сопряжении «вал - втулка» неизбежен.
Таким образом, оптимизация ресурса и определение уровня вероятности безотказной работы шпоночных соединений зерноуборочных комбайнов является одной из основных проблем в обеспечении надежной работы сельскохозяйственной техники и требует дальнейших исследований, направленных на их усовершенствование.
В связи с этим разработка мероприятий, обеспечивающих повышение работоспособности шпоночных соединений зерноуборочных комбайнов за счет модернизации их конструкции, представляет практический интерес и является актуальной.
Проведенный обзор исследований в области повышения надежности неподвижных соединений приводов зерноуборочных комбайнов позволяет сделать следующие выводы:
1. Анализ состояния МТП, машин и оборудования в растениеводстве
и животноводстве показывает, что количество техники для большинства