Оцінка процесів навантаженості та роботоздатності елементів металоконструкцій вентиляторних обприскувачів класу ОВП-2000
Вивчення впливу обертових мас приводу на несучі конструкції сільськогосподарських машин. Обґрунтування обробки цифрового сигналу, записаного реєструючою системою. Розрахунок консолі кріплення вентилятора методом мінімуму потенціальної енергії деформації.
Рубрика | Производство и технологии |
Вид | автореферат |
Язык | украинский |
Дата добавления | 20.07.2015 |
Размер файла | 314,7 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
ТЕРНОПІЛЬСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ІМЕНІ ІВАНА ПУЛЮЯ
Автореферат
дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук
05.05.11 - машини і засоби механізації сільськогосподарського виробництва
ОЦІНКА ПРОЦЕСІВ НАВАНТАЖЕНОСТІ ТА РОБОТОЗДАТНОСТІ ЕЛЕМЕНТІВ МЕТАЛОКОНСТРУКЦІЙ ВЕНТИЛЯТОРНИХ ОБПРИСКУВАЧІВ КЛАСУ ОВП- 2000
ПАЛАМАРЧУК ПЕТРО ВАСИЛЬОВИЧ
Тернопіль - 2010
ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ
обертовий деформація вентилятор сільськогосподарський
Актуальність теми. Машини для хімічного захисту у рослинництві, а саме: вентиляторні обприскувачі та обпилювачі - належать до особливого класу мобільної сільськогосподарської техніки. Специфіка цих машин полягає у генеруванні значних динамічних перевантажень, що виникають внаслідок різниці знакозмінних зусиль на опорах силових агрегатів, спричинених крутними моментами і відцентровими силами обертового руху коліс вентиляторів (потужність вентиляторів 20- 40 кВт). Як наслідок, такі знакозмінні кососиметричні силові фактори суттєво впливають на ресурс роботи елементів металоконструкцій вентиляторних обприскувачів.
Основними вимогами до проектування та виготовлення машин для хімічного захисту у рослинництві традиційно є виконання технологічних процесів і забезпечення необхідного ресурсу роботи. Перша вимога забезпечується призначенням машин, а друга залежить від багатьох експлуатаційних факторів, регламентація і вивчення яких постійно удосконалюються. Таким чином, дисертаційна робота спрямована на дослідження процесів навантаженості в умовах експлуатації та використання отриманих результатів для оцінки роботоздатності базової несучої конструкції вентиляторних обприскувачів класу ОВП-2000.
З метою створення бази розрахункових даних про силові фактори, що виникають в елементах металоконструкцій машин даного класу, та визначення на цій основі їх оптимальних конструктивних параметрів вперше застосовуються спеціально розроблені вимірювальні пристрої з залученням цифрових засобів реєстрації. Отримані таким чином числові значення навантажень дозволяють підвищувати працездатність машини в цілому при виконанні технологічних процесів, враховуючи реальну динаміку навантаженості і, як наслідок, оптимізувати несучу систему машини за геометричними параметрами, матеріалоємністю та працездатністю.
Вирішення даної задачі, зумовленої актуальною науково - технічною проблемою, має вагоме народногосподарське значення.
Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дослідження дисертаційної роботи проведені згідно з угодою про створення науково-технічної продукції (№10-06 від 01.09.2006 р.) між Тернопільським державним технічним університетом імені Івана Пулюя (Зборівський коледж), СКБ ВАТ «Львівагромашпроект», ВАТ «Коломиясільмаш». Напрямки досліджень є складовою частиною науково-дослідницької тематики кафедри технічної механіки і сільськогосподарського машинобудування Тернопільського національного технічного університету імені Івана Пулюя в рамках держбюджетної теми ДІ 158-09 (номер державної реєстрації 0109U002299).
Мета і задачі дослідження. Покращення працездатності причіпних вентиляторних обприскувачів, а також підвищення ефективності проектування та прискорення впровадження у виробництво нової конкурентноздатної сільськогосподарської техніки шляхом розробки методів і засобів оцінки реальної динаміки навантаженості несучих конструкцій з метою їх удосконалення.
Для досягнення поставленої мети визначені такі завдання досліджень:
ѕ експериментально-аналітичне визначення фактичних величин кососиметричних циклічних навантажень, викликаних моментами приводу і дисбалансу обертових мас відносно поздовжньої площини симетрії машин, типу одновісних сільськогосподарських причепів, як необхідність при конструюванні та удосконаленні, зокрема вентиляторних обприскувачів;
ѕ аналіз номенклатури серійних причіпних вентиляторних обприскувачів з метою виявлення перспективних напрямів дослідження;
ѕ створення нових і удосконалення наявних засобів вимірювання для реєстрації динамічних навантажень, включаючи крутні моменти приводу обертових мас сільськогосподарських машин;
ѕ розробка методики, технічних засобів та оцінка на їх основі навантаженості в системі опор та кріплень вентиляторних установок з урахуванням дії знакозмінних кососиметричних експлуатаційних факторів;
ѕ створення програмного продукту для забезпечення статистичної обробки та аналізу даних, отриманих експериментально;
ѕ розробка ефективної науково-технічної методики розрахунку конструктивних параметрів елементів несучої рами, як просторової стержневої системи, на основі модифікованого методу мінімуму потенціальної енергії деформації та динаміки навантаженості від вентиляторної установки машини ОВП- 2000.
Об'єкт дослідження - симетричні та кососиметричні динамічні навантаження в опорах приводів і їх впливи на несучу систему вентиляторних обприскувачів.
Предмет дослідження - пружна рівновага зусиль в елементах базової несучої системи вентиляторних обприскувачів внаслідок впливу крутних моментів приводу обертових мас.
Методи дослідження. Теоретичні дослідження проведено з використанням методів теоретичної механіки, математичного аналізу, опору матеріалів та матстатистики. Для обґрунтування раціональних конструктивних параметрів функціональних елементів обприскувача використано методи дослідження і вибору раціональних технічних рішень. Апробація розроблених алгоритмів, програм і методик проводилась методом комп'ютерного моделювання. Експериментальні дослідження здійснювалися за допомогою спеціально розробленого лабораторного устаткування, а саме: моментоміра (патент України на корисну модель № 31564) та динамометрів. Результати експерименту оброблялися спеціальним програмним забезпеченням «Krejator» (а.с №27992)
Наукова новизна одержаних результатів Робота полягає у створенні нового ефективного підходу для оцінки силових факторів навантаженості елементів вентиляторних обприскувачів, їх напружено - деформівного стану, прогнозування несучої здатності і ресурсу роботи, а також на їх оптимізацію за матеріалоємністю і несучою здатністю. В основу даного підходу покладені такі результати:
ѕ розроблена динамічна модель впливу обертових мас на перерозподіл зусиль в несучій системі вентиляторних обприскувачів, що забезпечує фактичну оцінку її навантаженості і коректність розрахунку;
ѕ розроблена математична модель визначення напружено - деформівного стану несучої системи при кососиметрії навантаженості відносно поздовжньої площини симетрії, на основі якої проведена оцінка її роботоздатності;
ѕ забезпечено пружну рівновагу в елементах базової несучої системи даної машини при зниженні її матеріаломісткості;
ѕ отримано теоретичні залежності оцінки несучої здатності конструктивних елементів опори змінної жорсткості;
ѕ оптимізовано за матеріалоємністю несучу систему вентиляторних обприскувачів даного класу при забезпеченні проектного ресурсу їх роботи.
Обґрунтованість і вірогідність наукових положень, висновків і рекомендацій підтверджується застосуванням класичних положень теоретичної механіки в поєднанні з результатами експериментальних досліджень на основі досягнень сучасної обчислювальної техніки.
Практичне значення одержаних результатів:
ѕ модернізована базова несуча система обприскувача ОВП-2000 і досягнута пружна рівновага її елементів, що забезпечило зниження металоємності на 8,7%, а також підвищення ресурсу роботи машини в цілому;
ѕ створено прикладне програмне забезпечення "Krejator" для математичної обробки результатів вимірювання та їх візуалізації;
ѕ досягнуто підвищення точності вимірювань величин пускових і номінальних крутних моментів приводу осьових та відцентрових вентиляторів машин для хімзахисту в рослинництві;
ѕ розроблено методики отримання конструктивно-кінематичних параметрів моментоміра для визначення крутних моментів приводу сільськогосподарських машин від валу відбору потужності (ВВП) енергозасобу, а також обґрунтовано перевагу використання фотоелектричного перетворювача для безконтактного методу реєстрації сигналу від обертових мас;
ѕ розроблено методику і засоби (спеціальна тензометрична апаратура і нові пристрої оцінки експлуатаційної динаміки) для проведення експериментальних досліджень з метою визначення навантаженості елементів рамних конструкцій мобільних сільськогосподарських машин при дії експлуатаційних факторів, що використовуються в "Навчально-науково-виробничому центрі випробування функціонально-технічних засобів виробництва і взаємодії з науково-промисловими комплексами", який функціонує при Зборівському коледжі, структурному підрозділі ТНТУ імені Івана Пулюя;
ѕ отримані в дисертаційній роботі результати досліджень впроваджено на ВАТ «Львівагромашпроект» (акт від 08.04.2009 р.).
Особистий внесок здобувача. Основні результати дисертаційної роботи одержані дисертантом самостійно. В наукових працях, які виконано у співавторстві, особистий внесок такий: [3]- запропоновано методику розрахунку плоских просторово-навантажених рам сільськогосподарських машин складної геометричної форми; [4]- удосконалено методику обчислення потенціальної енергії деформації просторових рам складної геометричної форми; [5]- складено залежності для розрахунку рам складної геометричної форми модифікованим методом мінімуму потенціальної енергії; [6]- запропоновано сучасний засіб та методику досліджень енергетичних параметрів сільськогосподарських машин; [7] - запропоновано конструкцію моментоміра з безконтактним методом зняття сигналу; [8]- запропоновано заходи для підвищення коефіцієнта використання вентиляторних обприскувачів; [9]- розроблено математичну модель обробки зареєстрованого сигналу для виведення результатів вимірювання на монітор; [10]- запропоновано конструкцію динамометра для дослідження причіпних сільськогосподарських знарядь; [11]- здійснено постановку проблематики руйнування металоконструкцій при складному напруженому стані; [12]- запропоновано кінематичну модель стенда; [13]- запропоновано конструкцію тарувального стенда; [14]- запропоновано удосконалену конструкцію рами.
Апробація результатів дисертації. Положення дисертаційної роботи були представлені на: міжкафедральному семінарі факультету технічного сервісу (ХНТУСГ імені Петра Василенка м. Харків, 2008 р.); п'ятій всеукраїнській науково-практичній інтернет-конференції 26- 28 лютого 2009 року; всеукраїнській науковій конференції Тернопільського державного технічного університету імені Івана Пулюя 13-14 травня 2009; технічний нараді ВАТ «Львівагромашпроект» 08.04.2009 р.; третій міжнародній конференції «Деформация и разрушение материалов и наноматериалов» (Москва, 12- 15 жовтня 2009); 7-ій міжнародній науково-практичній конференції «Проблеми конструювання, виробництва та експлуатації сільськогосподарської техніки» (Кіровоград, 28-30 жовтня 2009).
Публікації. Результати дисертації відображені у 14 публікаціях, в тому числі: 6 статей у фахових виданнях (з них 2 без співавторів), 3 патенти України на корисну модель, 1 авторське свідоцтво.
Структура і обсяг дисертації. Дисертація складається із вступу, чотирьох розділів, загальних висновків і рекомендацій, списку використаних джерел, та додатків. Вона містить 225 сторінок, в тому числі 141 сторінок основного тексту, 15 таблиць, 57 рисунків, список використаних джерел з 169 найменувань на 16 стор., 13 додатків на 68 стор.
ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ
У вступі обґрунтовано актуальність дисертаційної роботи, визначено мету і завдання досліджень, наведені наукова новизна та практичне значення одержаних результатів.
У першому розділі проведено аналіз світових тенденцій конструювання машин для хімзахисту у рослинництві та засобів проведення їх досліджень, а також розглянуто:
1. Питання надійності конструкції, зокрема, якості виготовлення рам та оптимізації компонувальних схем з метою забезпечення максимальної продуктивності вентиляторних обприскувачів при збереженні габаритності та зниженні їх матеріаломісткості.
2. Причини генерування динамічних навантажень, тобто рельєф оброблюваних площ; інерційність мас, циклічність тягових зусиль енергозасобу, пікові перевантаження від пускових моментів та дисбалансу обертових мас.
3. Типові поломки рамних конструкцій, зокрема систем кріплення вентиляторних установок.
4. Проблематика впливу на несучу систему даного класу машин знакозмінних кососиметричних навантажень, що генеруються приводом вентиляторних установок.
Проблематику динаміки завантаженості та підвищення роботоздатності несучих металоконструкцій мобільних сільськогосподарських машин досліджували: В.Я. Анілович, П.М. Василенко, С.В. Кардашевський, В.А. Кубишев, А.Б. Лурьє, В.П. Максимчук, М. Месарович, В.Б. Онищенко, М.І. Підгурський, Л.В. Погорілий, Т.І. Рибак, Б.С. Свірщевський, А.П. Терехов, Р.Ш. Хабатов, В.Д. Шеповалов.
Внаслідок виконаних досліджень і аналізу літературних джерел обґрунтовано мету, наукову новизну та завдання роботи.
У другому розділі подано програму випробувань, методику і результати експериментальних досліджень впливу обертових мас приводу вентиляторів на несучі конструкції машин для хімзахисту у рослинництві. Описано конструкцію і принципи роботи динамометрів, приведено технічні характеристики тензорезисторів, що використовувалися при експериментальних дослідженнях причіпних обприскувачів. Дана принципова схема, опис та деталізація функціональних елементів моментоміра, а також характеристика за точністю і ефективністю проведення вимірювань, переваги над відомими ртутно-амальгамними (екологічно небезпечними) струмознімачами, яка досягнута в запропонованому вимірювальному засобі.
Методично розроблено визначення навантажень в опорах мультиплікатора вентиляторної установки як функції крутного моменту приводу, а також обґрунтовано необхідність розробки спеціального обладнання та методики замірів крутних моментів, кутових швидкостей, споживаної потужності від приводу ВВП трактора. Показана необхідність перечислених заходів, для реалізації зняття сигналу безконтактним методом на основі фотоелектричного перетворювача.
Конструктивні параметри моментоміра підібрано відповідно до характеристик приводу дослідної машини (частота обертання, величина крутного моменту), що забезпечило високу вірогідність отриманих експериментальних даних, а також процес їх реєстрації. Крім того, результати вимірювань взаємозв'язані з енергетичними та геометричними параметрами (таблиця 1) розробленою математичною моделлю моментоміра.
Таблиця 1. Конструктивно-енергетичні параметри моментоміра.
Дані реєстрації сигналу від моментоміра: , - тривалість світлового і темнового струму, отриманих з фотоелемента моментоміра (у відносних одиницях). Дані з файлу налаштувань: - частота дискретизації реєструючої системи, Гц; Конструктивні параметри моментоміра: - радіус середньої лінії закріплення пружних елементів, м; - зміщення півмуфти на радіусі , м; - характеристика жорсткості пружного елемента, ; - кількість пружних елементів, шт.; - довжина паза l, м; - відстань від осі обертання моментоміра до лінії встановлення фотоелектричного перетворювача, м; k- коефіцієнт пропорційності. |
||
Сила, яка діє на пружний елемент при передачі крутного момента через моментомір |
; де: ; |
|
Крутний момент |
. |
|
Частота обертання |
. |
|
Споживна потужність |
Силові характеристики приводу вентиляторів обприскувачів обчислювалися на підставі даних, зареєстрованих моментоміром, та параметрів файлу налаштувань універсальної реєструючої системи. Вірогідність отримання результатів досліджень забезпечується відповідними конструктивними параметрами моментоміра: - радіус встановлення пружних елементів; - радіус розташування фотоелектричного перетворювача; z - кількість пазів; - кількість пружних елементів.
Приведено методику тарування динамометрів та тензорезисторів на універсальному пресі УП-8, а також тарування запропонованого моментоміра на розробленому устаткуванні за створеною відповідно методикою тарування. За отриманими результатами тарування, побудовано відповідні графічні залежності величин, а також приведено математичні залежності цих величин, що використано при визначенні НДС несучих конструкцій та оцінки їх працездатності.
Проведено систематизацію результатів досліджень впливу обертових мас на динаміку навантаженості в опорах мультиплікатора машини ОВП-2000 з використанням запропонованих засобів. Сигнали замірів фіксувалися універсальною реєструючою системою, яка має 8 синхронізованих каналів, що працюють з окремими аналогово-цифровими перетворювачами. Тривалість автономного процесу роботи - 52 хвилини, при максимальній частоті дискретизації 2000 Гц. Режими роботи і зчитування інформації попередньо задавалися через стандартний інтерфейс за допомогою ПК. Висока чутливість реєструючої системи дозволяє застосовувати стандартизовані тензорезистори з низькою чутливістю.
Експерименти проводилися на дослідній машині ОВП-2000 відомчої випробувальної станції ВАТ «Львівагромашпроект» та на серійній машині ОШУ-50А.
Для дослідження тягових зусиль обприскувачів розроблено спеціальний динамометр (патент України на корисну модель №31564 від 25.06.2009р).
Формування файлу налаштунків і графічне виведення на монітор сигналів, зареєстрованих системою, здійснювалось розробленою програмою «Krejаtor» (а.с. №27992 від 13.03. 2009 р.). В основу алгоритму обробки сигналу даною програмою покладено математичну модель роботи моментоміра.
З фрагментів осцилограм очевидно, що, при відсутності крутного моменту, навантаження в правій і лівій опорах силового агрегату максимально наближені; в робочому режимі різниця навантажень суттєва.
На опори мультиплікатора машини ОВП-2000, крім реакцій приводу, діють додаткові сили, що пов'язано з особливостями кінематичної схеми. Порівняльний експеримент було проведено з приводом вентилятора машини ОШУ-50А, де під опори мультиплікатора змонтовано спеціальні динамометри. Аналізуючи характер зміни зусиль в опорах машин ОВП-2000 та ОШУ-50А встановлено вплив вентиляторних установок на формування циклічних знакозмінних навантажень.
Обробка результатів досліджень дозволила отримати числові значення силових факторів, що діють на елементи опорної системи приводу вентилятора.
У третьому розділі за отриманою фактичною динамікою навантаженості і аналітичними напрацюваннями, створено алгоритм визначення зусиль в елементах несучої системи мультиплікатора вентилятора машини ОВП-2000. Для розрахунку НДС даної несучої стержневої системи ефективним виявився модифікований метод мінімуму потенціальної енергії деформації. Встановлено зв'язок між напруженнями в опорних стійках і реакціями опор, що виражається наступними рівняннями зв'язку:
;(1)
де: - зосереджені динамічні реакції в лівій і правій опорах мультиплікатора викликані приводом вентилятора, Н; W- осьовий момент опору, м3; - напруження в лівій і правій частинах опори мультиплікатора, отримані експериментально, МПа; - відстань до лівого і правого перетинів розташування тензорезисторів, м.
Проведеними експериментально-аналітичними дослідженнями встановлено характер зміни реакцій і в опорах мультиплікатора/
Проведено розрахунок НДС опорної системи вентиляторної установки обприскувача ОВП-2000 (рис.8. а) в цілому з урахуванням реальної динаміки навантаженості.
Загальний вираз функції потенціальної енергії деформації U несучої системи вентиляторної установки, згідно розрахункової схеми, враховуючи адитивність функції потенціальної енергії, запишеться:
;(2)
де: - потенціальні енергії деформації як функції від ; відповідно лівої та правої частин (рис. 8. б), де .
Впливом енергії деформації від поздовжніх та поперечних сил, враховуючи відкриті профілі металоконструкції, нехтували як незначними, у порівнянні з енергіями згинальної та крутної деформацій.
Для даного розгляду система канонічних рівнянь запишеться:
;; ;; ;.(3)
Розв'язок системи рівнянь (3) забезпечив отримання значень шуканих
силових факторів з урахуванням реальної динаміки навантаженості від обертових та інерційних мас вентиляторної установки обприскувача ОВП- 2000.
Отримані значення добре корелюються з результатами комп'ютерного моделювання (похибка не перевищує 9%).
Проведені комплексні дослідження в цілому дозволили внести зміни в конструкцію опорної системи вентиляторної установки і забезпечили зменшення її металоємності.
В даному розділі також розглянуто особливість опор мультиплікатора змінної жорсткості (рис. 9), що виражається функцією від параметра s - висоти елементів:
. (4)
У четвертому розділі наведено результати дослідження НДС серійної та удосконаленої конструкцій рами машини ОВП-2000.
На підставі експериментально отриманих даних реальної динаміки навантаженості виконано порівняльні розрахунки серійної та удосконаленої конструкції рам. Встановлено, що елементи № 36, 37, 38, 39 серійної рами суттєво не впливають на перерозподіл НДС конструкції в цілому. Між підрамником кріплення бака (елементи 17, 18, 19, 20, 21, 22, 24, 55, 56, 57) і консольною частиною системи кріплення мультиплікатора (лонжерони 59, 63) не забезпечується жорсткісний зв'язок, внаслідок чого послаблюється структура несучої системи машини ОВП-2000 в цілому (таблиця 2).
З метою досягнення пружної рівноваги між елементами консольної частини кріплення мультиплікатора і базовою несучою системою запропоновано конструктивні рішення, які принципово змінили її НДС. В основу рішення закладено, що згинальна жорсткість елементів 36; 37; 38 і 39, які з'єднують опорну частину вентиляторної установки з базовою рамою, більш як на порядок нижча від жорсткості розтягу-стиску елементів 67, 68 запропонованої конструкції (таблиця 2). Таким чином, даними конструктивними змінами досягнуто перерозподіл НДС: лонжерон 59 з 52 МПа до 34 МПа; лонжерона 63 з 63 МПа до 36 МПа.
Результати теоретичних та експериментальних досліджень створили базу даних для обчислення ресурсу роботи розглядуваних конструктивних елементів відповідно до реальних умов експлуатації. На основі положень механіки крихкого руйнування проведено оцінку фактичного ресурсу роботи серійної та модернізованої несучих систем обприскувача ОВП-2000 за характеристичною функцією втомного руйнування (графічні залежності рис. 10). Одним із ключових параметрів теорії втомного руйнування виступає коефіцієнт інтенсивності напружень вершини тріщини нормального відриву. у даному розгляді включає геометричні параметри елементів профілю конструкції, а також фактичні величини внутрішніх силових факторів у неттоперетині:
, [5]
де: - осьовий момент інерції, ; - висота швелера, ; - ширина полиці швелера, ; - параметр, який залежить від геометричних характеристик швелера, та довжини тріщини, .
Таблиця 2. Порівняльна характеристика НДС серійної та модернізованої конструкцій рами машини ОВП-2000.
Номери елементів відповідно до розрахункових моделей серійної та модернізованої конструкцій. |
Розрахункові моделі: |
||||||
серійна конструкція |
модернізована конструкція (патент України на корисну модель № 48663) |
||||||
Статичне навантаження; у, МПа: |
Статичне навантаження з урахуванням коефіцієнта динамічності; у, МПа: |
Динамічне, кососиметричне навантаження; у, МПа: |
Статичне навантаження; у, МПа: |
Статичне навантаження з урахуванням коефіцієнта динамічності; у, МПа: |
Динамічне, кососиметричне навантаження; у, МПа: |
||
3 |
51 |
49 |
46 |
50 |
49 |
49 |
|
13 |
29 |
29 |
32 |
34 |
39 |
46 |
|
14 |
17 |
15 |
18 |
21 |
22 |
30 |
|
15 |
29 |
29 |
29 |
34 |
36 |
39 |
|
16 |
17 |
15 |
12 |
21 |
22 |
19 |
|
59 |
28 |
34 |
52 |
20 |
23 |
34 |
|
63 |
28 |
34 |
63 |
20 |
23 |
36 |
Запропонованими конструктивними змінами забезпечується пружна рівновага в елементах базової несучої системи (в цілому) при зменшнні маса рами на 20 кг, що складає 8,7% від її загальної металоємності, підвищена довговічність, покращена технологічність виготовлення. В грошовому еквіваленті це становить до 500 грн. на одиницю продукції. Сумарний річний економічний ефект від удосконалення несучої системи вентиляторного обприскувача ОВП-2000 відповідно складає 3350 грн.
ВИСНОВКИ
У роботі вирішено важливу науково-технічну задачу - підвищення працездатності сільськогосподарських машин, типу вентиляторних обприскувачів, з приводом від ВВП енергозасобу. В основу роботи покладено дослідження впливу знакозмінної різниці навантажень в опорах мультиплікатора від приводу крутними моментами, а також дисбалансу обертових мас вентиляторної установки, що підвищує вірогідність оцінки несучої здатності, оптимізацію і необхідну довговічність розглянутої конструкції.
Головні підсумки роботи:
1. Встановлено, що конструкція серійної рами обприскувача ОВП- 2000 недосконала, оскільки ресурс роботи лонжеронів консольної частини кріплення мультиплікатора вдвічі нижчий від нормативного.
2. При нормативному терміні служби обприскувачів 7 років і сезонній експлуатації 300 годин ресурс роботи складає: серійної конструкції (швелер №8)-1100 годин; модернізованої (швелер №8)-7200 годин; модернізованої (швелер 6,5П)-2250 годин (Патент України на корисну модель №48663, від 25.04.2010 р.), що цілком відповідає нормативному терміну служби на експлуатаційній швидкості обприскувача ОВП-2000 до 12 км/год. Зазначені результати впроваджені на ВАТ «Львівагромашпроект».
3. Розроблено науково-технічну методику з визначення експлуатаційних кососиметричних знакозмінних навантажень відносно поздовжньої площини симетрії машин типу одновісних сільськогосподарських причепів. Дана особливість викликана моментами приводу і дисбалансу обертових мас обприскувачів класу ОВП-2000 і, при удосконаленні їх несучої системи, розглянута вперше.
4. За результатами експериментально-аналітичних досліджень встановлено кососиметрію навантаженості, яка складає 4,3 кН при усередненому значенні коефіцієнта динамічності - 1,75.
5. Розроблено алгоритм аналітично-експериментального дослідження, який поєднує в собі модифікований метод мінімуму потенціальної енергії деформації конструктивних структур зі спеціально сконструйованими засобами експлуатаційних досліджень реальної динаміки навантаженості.
6. В експлуатаційному режимі машини ОВП- 2000 встановлено, що опори мультиплікатора навантажені циклічно за експоненціальним законом при дискретизації сигналу с.
7. Реалізований комплексний підхід забезпечив: зниження НДС в лонжеронах консольного кріплення вентиляторної установки з МПа до 34 МПа (лонжерон 59) і з 63 МПа до 36 МПа (лонжерони 63). Конструктивні зміни забезпечили підвищення рівнозавантаженості елементів базової несучої системи, а металоємність удосконаленої металоконструкції знизилась на 8,7%, при забезпеченні нормативного ресурсу роботи.
8. Запропоновано моментомір і безконтактний спосіб замірів енергетичних показників приводу обертових мас машин типу вентиляторних обприскувачів, що суттєво підвищує точність замірів завдяки відсутності втрат сигналу в рухомих контактах (патент України на корисну модель № 31564).
9. Отримано оптимальні конструктивно-функціональні параметри моментоміра: споживана потужність агрегатів ефективно реєструється при n = 540 об/хв., Ммакс?2000 Нм із застосуванням 6-ти пружних елементів з коефіцієнтом жорсткості кН/м; кількість пазів фотоелектричного перетворювача z=6 з шириною паза ; відстань від осі обертання до лінії встановлення фотоелектричного перетворювача ; радіус середньої лінії встановлення пружних елементів мм.
10. Створено комп'ютерну програму (а.с. № 27992), яка забезпечує виведення на монітор результатів замірів динамічних навантажень відповідно до реальних умов експлуатації розглядуваного типу машин.
11. Річний економічний ефект від удосконалення несучої системи машини ОВП-2000 становить 3350 грн. на один виріб.
СПИСОК ОСНОВНИХ ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ
1. Паламарчук П.В. Обґрунтування параметрів моментоміра для дослідження циклічних навантажень приводу обертових мас сільськогосподарських машин /Паламарчук П.В.- Тернопіль: ТДТУ, 2008. - (№3). - С.98-104- (Вісник Тернопільського державного технічного університету).
2. Паламарчук П.В. Дослідження впливу додаткових навантажень в опорах мультиплікатора на несучу систему машини ОВП-2000. / П.В.Паламарчук. /Конструювання, виробництво та експлуатація сільськогосподарських машин. Загальнодержавний міжвідомчий науково-технічний збірник. Випуск 39.- Кіровоград 2009.- С 188- 194.
3. Рибак Т.І. Особливості розподілу внутрішніх силових факторів з урахуванням геометрії конструкцій рам сільськогосподарських машин. /Рибак Т.І. Паламарчук П. В., Михайлишин М. С. //(Вісник Тернопільського державного технічного університету).- Тернопіль: ТДТУ, 2007. - (№3). - С.46-53.
4. Рибак Т.І. Інженерна методика визначення потенціальної енергії деформації просторово навантажених плоских рам складної геометричної форми./ Рибак Т.І., Паламарчук П.В. //(Вісник Тернопільського державного технічного університету).- Тернопіль: ТДТУ, 2008. - (№1). - С.80-88.
5. Рибак Т.І. Окремі випадки методики визначення потенціальної енергії деформовано-напруженого стану рам сільськогосподарських машин / [Рибак Т.І., Паламарчук П.В., Костюк В.І., Анвар Дзія Махлі ].- Харків: 2007. - С.352-361.- (Вісник Харківського національного технічного університету сільського господарства імені Петра Василенка. Випуск 69.)
6. Паламарчук П.В. Дослідження потужності обертових систем окремих сільськогосподарських машин./ Паламарчук П.В., Костюк В.І., Рибак Т.І. - Харків: 2007. - С.340-346.- (Вісник Харківського національного технічного університету сільського господарства імені Петра Василенка. Випуск 69).
7. Пат. України на корисну модель 31564, МПКG01L 5/24. Моментомір від 10.04.2008 р./ Рибак Т.І., Костюк В. І., Паламарчук П.В., Бабій А.В., Матвіїшин А.Й; заявл. 24.12.2007; опубл.10.04.2008. Бюл. №7 2008р.
8. Рибак Т. І., Розширення функціональних можливостей вентиляторних обприскувачів. / Рибак Т. І., Паламарчук П. В.-Київ, 2009., с. 76- 78.,-(Сучасна наука в мережі Інтернет. Матеріали п'ятої всеукраїнської науково-практичної інтернет-конференції 26- 28 лютого 2009 року. Частина 2.) www.intkonf.org.
9. А.с. 27992 України, Комп'ютерна програма «Krejtor» / Рибак Т. І., Паламарчук П.В., Федик В.Я. Дата реєстрації 13.03.2009 р.
10. Пат. України на корисну модель 42276, МПК G01L 1/04 G01L 1/22. Динамометр від 25.06.2009 р./ Рибак Т.І., Паламарчук П.В., Бабій А.В., Матвіїшин А.Й; заявл. 16.02.2009; опубл. 25.06.2009. Бюл. №12 2009р.
11. Паламарчук П.В. Дослідження впливу приводу обертових мас вентиляторного обприскувача ОВП-2000 на розподіл зусиль в несучій рамі. / П. Паламарчук, М. Сташків, П.Попович //(Матеріали всеукраїнської наукової конференції Тернопільського державного технічного університету імені Івана Пулюя). - Тернопіль: ТДТУ, 13-14 травня 2009. - С.144.
12. Рыбак Т.И. Определение характеристик усталостного разрушения при сложном напряженном состоянии. /Рыбак Т.И., Попович П.В., Сташкив Н.Я., Паламарчук П.В. //Сборник материалов Третьей международной конференции «Деформация и разрушение материалов и наноматериалов» DFMN-09, Москва, 12- 15 октября 2009.- С.95-96.
13. Рибак Т.І. Розробка засобів оцінки динамічних навантажень несучих конструкцій сільськогосподарських машин від приводу обертових мас. / Рибак Т.І. Паламарчук П.В. Сташків М.Я. Бабій В.В. Матвіїшин А.Й. //.-Київ, 2009., с. 51- 53.,-(Сучасна наука в мережі Інтернет. Матеріали шостої всеукраїнської науково-практичної інтернет-конференції 21- 23 грудня 2009 року. Частина 6.) www.intkonf.org.
14. Пат. України на корисну модель 48663, МПКА01М, F16M. Рама причіпного вентиляторного обприскувача від 25.04.2008 р./ Рибак Т.І., Паламарчук П.В., Бабій А.В.,Сташків М.Я., Матвіїшин А.Й., Попович П.В.; заявл. 27.10.209; опубл.25.03.2010. Бюл. №6 2010р.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Особливості конструкції пристроїв для верстатів з ЧПУ. Технологічний аналіз деталі та операції по механічній обробці. Вибір схеми базування деталі і установчих елементів пристрою. Вибір типу та розрахунок основних параметрів приводу затискного механізму.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 01.07.2013Визначення коефіцієнту корисної дії та передаточного відношення приводу. Розрахунок кутової швидкості обертання вала редуктора. Вибір матеріалу для зубчастих коліс та режимів їх термічної обробки. Обчислення швидкохідної циліндричної зубчастої передачі.
курсовая работа [841,3 K], добавлен 19.10.2021Процес лезової обробки та рівень його працездатності. Оцінка якості функціонування процесу. Місце і причини несправностей. Вихідні дані для прогнозування технологічного стану процесу, аналізу ступеня досконалості конструкції та технології виробництва.
реферат [4,2 M], добавлен 02.05.2011Методика зрівноваження обертових мас при проектуванні асинхронного двигуна. Статистичне та динамічне балансування. Розрахунок напружень та оптимальної товщини стінки труби при дії механічних та теплових навантажень. Розрахунок механізму на точність.
курсовая работа [1006,6 K], добавлен 29.05.2013Роль захисту деталей і металоконструкцій від корозії та зносу, підвищення довговічності машин та механізмів. Аналіз конструкції та умов роботи виробу, вибір методу, способу і обладнання для напилення, оптимізація технологічних параметрів покриття.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 02.02.2010Аналіз технологічних вимог деталі. Розрахунок операційних припусків аналітичним методом та встановлення міжопераційних розмірів та допусків. Маршрут обробки деталі. Розробка технологічних процесів. Вибір різального та вимірювального інструментів.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 08.01.2012Розрахунок черв'ячної фрези для обробки зубчатого колеса. Проектування комбінованого свердла для обробки отвору. Розробка та розрахунок конструкції комбінованої протяжки для обробки шліцьової розвертки. Вибір матеріалів для виготовлення інструменту.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 24.09.2010Розрахунки кінематики приводу шпинделя зі ступеневим регулюванням, особливості приводів шпинделя з двошвидкісним електродвигуном та автоматизованою коробкою передач. Проектування кінематики приводу з плавним регулюванням швидкості та зубчастих передач.
курсовая работа [529,8 K], добавлен 04.07.2010Розрахунок компонентів приводу механізму зміни вильоту стріли: необхідних зусиль, потужності. Обґрунтування двигуна, розрахунок його механічних характеристик. Вибір пускорегулювальних опорів. Визначення компонентів приводу механізму підйому вантажу.
курсовая работа [146,0 K], добавлен 16.06.2010Критерії вибору раціональної структури робототехнічного комплексу в гнучкому автоматизованому виробництві. Переміщення матеріальних потоків. Вибір раціональної структури виробничого робототехнічного комплексу за критерієм мінімуму технологічного маршруту.
дипломная работа [1,5 M], добавлен 11.07.2013