Підвищення довговічності ексцентрикового механізму віброкопачів бурякозбиральних машин зміцненням при виготовленні і ремонті

Основна характеристика експлуатаційної безвідмовності, довговічності і ремонтопридатності викопуючих агрегатів бурякозбиральних машин з лемішними віброкопачами. Головна особливість визначення ресурсу шпонкових з’єднань в ексцентриковому механізмі.

Рубрика Производство и технологии
Вид автореферат
Язык украинский
Дата добавления 25.08.2015
Размер файла 59,5 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/

НАЦІОНАЛЬНИЙ НАУКОВИЙ ЦЕНТР “ІНСТИТУТ МЕХАНІЗАЦІЇ ТА ЕЛЕКТРИФІКАЦІЇ СІЛЬСЬКОГО ГОСПОДАРСТВА” УКРАЇНСЬКОЇ АКАДЕМІЇ АГРАРНИХ НАУК

05.05.11 - машини і засоби механізації сільськогосподарського виробництва

УДК 631.356.2.004.67:62-192

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук

ПІДВИЩЕННЯ ДОВГОВІЧНОСТІ ЕКСЦЕНТРИКОВОГО МЕХАНІЗМУ ВІБРОКОПАЧІВ БУРЯКОЗБИРАЛЬНИХ МАШИН ЗМІЦНЕННЯМ ПРИ ВИГОТОВЛЕННІ І РЕМОНТІ

ФАСТОВЕЦЬ ПАВЛО

МИКОЛАЙОВИЧ

Глеваха - 2009

Дисертацією є рукопис.

Роботу виконано в Національному науковому центрі “Інститут механізації та електрифікації сільського господарства” Української академії аграрних наук.

Науковий керівник: доктор технічних наук, професор, член-кореспондент Української академії аграрних наук Молодик Микола Володимирович, Національний науковий центр “Інститут механізації та електрифікації сільського господарства” УААН, заступник директора з наукової роботи.

Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор, член-кореспондент Української академії аграрних наук Булгаков Володимир Михайлович, Українська академія аграрних наук, академік-секретар Відділення механізації і електрифікації;

кандидат технічних наук, старший науковий співробітник Роговський Іван Леонідович, Національний університет біоресурсів і природокористування України, доцент кафедри сільськогосподарського машинобудування.

Захист відбудеться “4 березня 2009 року о 1500 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д.27.358.01 в Національному науковому центрі “Інститут механізації та електрифікації сільського господарства” за адресою: 08631, Київська обл., Васильківський р-н, смт. Глеваха, вул. Вокзальна, 11, кімн. 613.

З дисертацією можна ознайомитись в бібліотеці Національного наукового центру “Інститут механізації та електрифікації сільського господарства” за адресою: 08631, Київська обл., Васильківський р-н, смт. Глеваха, вул. Вокзальна, 11, кімн.205.

Автореферат розісланий “ 3 лютого 2009 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради С.П. Москаленко

1. ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Технологічний процес збирання цукрових буряків є одним з найбільш енергомістких в сільськогосподарському виробництві. Для зменшення енергомісткості цього процесу останнім часом у вітчизняних і зарубіжних бурякозбиральних машинах використовують лемішні віброкопачі. Примусова вібрація викопуючих робочих органів частіше здійснюється через ексцентриковий механізм і надійність його роботи в значній мірі визначає ресурс всього викопуючого агрегату, який є недостатнім.

Прогнозувати і підвищувати надійність ексцентрикового механізму, і зокрема його довговічність, в умовах виробничої експлуатації можна на основі встановлення закономірностей зношування з'єднань та розроблення технічних рішень щодо підвищення зносостійкості контактуючих поверхонь.

Ця задача є актуальною не тільки для нових машин, а також для тих, які вже експлуатуються в господарствах і періодично ремонтуються. У зв'язку з цим проблема підвищення доремонтного ресурсу ексцентрикового механізму і, відповідно, довговічності відремонтованих машин з лемішними віброкопачами шляхом використання нових ресурсоощадних технічних рішень для зміцнення нових і відновлених деталей є актуальною науковою задачею економіки АПК.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота виконувалась у відповідності з планами науково-дослідних робіт ННЦ "ІМЕСГ" за темою "Дослідити дефекти, обґрунтувати номенклатуру та розробити ресурсоощадні технологічні процеси відновлення деталей нової вітчизняної та імпортної сільськогосподарської техніки із застосуванням зварювання, наплавлення та пластичного деформування, підготувати пропозиції щодо підвищення ресурсу деталей" (держ. реєстр. № 0102U000240) та за темою “Розробити технологічні основи підвищення надійності вузлів і деталей нової і відремонтованої сільськогосподарської техніки на підставі встановлення закономірностей їх зношування і втрати працездатності” (держ. реєстр. № 0106U011562).

Мета і задачі досліджень. Метою роботи є підвищення довговічності і прогнозування ресурсу ексцентрикового механізму віброкопачів бурякозбиральних машин застосуванням нових технологічних рішень в процесі виготовлення та ремонту.

Для досягнення поставленої мети необхідно вирішити такі задачі:

- дослідити експлуатаційну безвідмовність, довговічність і ремонтопридатність викопуючих агрегатів бурякозбиральних машин з лемішними віброкопачами і виявити найменш довговічні вузли і з'єднання;

- встановити закономірності зношування найменш довговічних з'єднань і розробити методику прогнозування ресурсу ексцентрикового механізму;

- провести експериментальні дослідження зносостійкості нерухомих з'єднань, оцінити трибологічні властивості контактуючих поверхонь та визначити ресурс шпонкових з'єднань в ексцентриковому механізмі із врахуванням діючих сил, які виникають в процесі викопування коренеплодів;

- дослідити процеси зміцнення зношених поверхонь валів із шпонковими пазами наплавленням тріщиностійкого вуглецевого сталевого шару;

- розробити і впровадити технологію підвищення ресурсу ексцентрикового механізму і оцінити її економічну ефективність.

Об'єкт досліджень - процес втрати працездатності ексцентрикового механізму у викопуючих агрегатах бурякозбиральних машин з лемішними віброкопачами в результаті зношування шпонкових з'єднань.

Предмет досліджень - закономірності зношування контактуючих поверхонь в нерухомих з'єднаннях ексцентрикового механізму агрегатів з лемішними віброкопачами та методи прогнозування і підвищення їх ресурсу при виготовленні та ремонті.

Методи досліджень. В теоретичних дослідженнях використовували елементи теорії експлуатаційної надійності машин, теорії тертя та зношування, теорії диференціальних рівнянь, теоретичної механіки та матеріалознавства, а також математичні методи інтерполяції, екстраполяції, інтегрування та ітерацій.

Експериментальні дослідження виконували із використанням статистичних методів обробки емпіричних даних, багатофакторного планування експериментів, металографічних методів досліджень, магнітопорошкового контролю поверхневих дефектів деталей.

Наукова новизна отриманих результатів:

- вперше отримано математичні залежності для визначення показників безвідмовності машин з лемішними віброкопачами і довговічності ексцентрикового механізму, які враховують імовірнісну природу параметрів процесу викопування і наробіток в умовах виробничої експлуатації;

- дістали подальшого розвитку аналітичні залежності для розрахунку параметрів закону фретингового зношування нерухомих з'єднань у вузлах бурякозбиральних машин;

- вперше змодельовано взаємний вплив радіального зносу циліндричних поверхонь і зносу бокових поверхонь шпонки і пазів в шпонкових з'єднаннях у вигляді системи диференціальних рівнянь, розв'язком якої є аналітичні залежності, які враховують трибологічні властивості контактуючих поверхонь і діючі сили та уможливлюють дослідження процесу зношування з'єднань і прогнозування ресурсу ексцентрикового механізму в машинах з лемішними віброкопачами;

- у відомій залежності тріщиностійкості наплавленого металу від вмісту вуглецю встановлено нову закономірність, яка полягає в тому, що завдяки тепловій дії захисного газового полум'я і вищій окиснювальній здатності захисного середовища, наплавлений сталевий шар із вмістом вуглецю від 0,5 до 0,7 % має більшу тріщиностійкість, ніж при меншому вмісті вуглецю в межах від 0,3 до 0,5 %. Практичне значення отриманих результатів. На основі результатів досліджень розроблено настанову з ремонту навісної машини КВЦБ-1,2 з лемішними віброкопачами, рекомендації щодо підвищення довговічності ексцентрикового механізму, які передано для впровадження у ВАТ “Борекс”, та груповий технологічний процес відновлення ексцентрикових валів, який впроваджено в ДП “Ремонтна майстерня” ВАТ "Рівненське РТП".

За рахунок уникнення тріщин при наплавленні на зношені поверхні валів із шпонковими пазами сталевого шару із вмістом вуглецю від 0,5 до 0,7 %, який піддається гартуванню до твердості не менше HRC 52, досягнуто підвищення зносостійкості нерухомих з'єднань при фретингу і, відповідно, підвищення ресурсу ексцентрикового механізму на 18% в порівнянні з існуючими технологіями виготовлення і ремонту.

Особистий внесок здобувача. Всі наукові положення дисертації отримано здобувачем особисто.

В опублікованих наукових працях [1, 9, 14, 16, 17], виконаних у співавторстві, здобувачу належить: експериментальні дослідження відмов машин з лемішними віброкопачами в умовах виробничої експлуатації і їх класифікація та аналіз [1], проведення випробувань та обробка і аналіз їх результатів [9], дослідження природи тріщин і визначення параметрів режиму наплавлення тріщиностійкого сталевого шару [14], технічні рішення щодо спрямування центрального потоку кисню захисного полум'я у хвостову частину зварювальної ванни [16] та доповнення конструкції газового пальника об'ємною кільцевою щілиною між кільцевим каналом і вихідним каналом пальника [17]. Апробації результатів дисертації. Основні положення дисертаційної роботи були заслухані і обговорені на ХІ, ХІІ, ХІІІ і ХVІ міжнародних науково-технічних конференціях ННЦ “ІМЕСГ” “Технічний прогрес у сільськогосподарському виробництві” (Глеваха, 2003-2005, 2008 рр.), на науково-технічній конференції, присвяченій 55-річчю заснування системи машиновипробувань сільськогосподарської техніки в Україні (Дослідницьке, 2003 р.), на міжнародній науково-практичній конференції “АГРОМЕХ-2004” (Львів, 2004 р.), на міжнародній науково-технічній конференції ННЦ “ІМЕСГ” “Сучасні проблеми землеробської механіки (VІІІ конференція) та технічний прогрес у сільськогосподарському виробництві (ХV конференція)”, присвяченій 107-річниці з дня народження академіка Петра Мефодійовича Василенка (Глеваха, 2007 р.).

Публікації. За результатами досліджень опубліковано 14 статей в наукових фахових виданнях, отримано три патенти України на винаходи.

Структура та обсяг роботи. Дисертація складається із вступу, п'яти розділів, загальних висновків, списку використаних джерел, який нараховує 125 найменувань, і 8 додатків. Основна частина роботи викладена на 157 сторінках машинописного тексту і містить 39 рисунків і 30 таблиць.

2. ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтовано актуальність роботи і відмічено її зв'язок із науковими програмами і темами, сформульовано мету і задачі досліджень, визначено об'єкт і предмет досліджень, наведено перелік методів досліджень, представлено наукову новизну і практичне значення результатів роботи.

В першому розділіАналіз конструктивно-експлуатаційних параметрів викопуючих агрегатів з лемішними віброкопачами та з'єднань в ексцентриковому механізмі і способів відновлення їх працездатного стану” виконано аналіз відомих досліджень процесу вібраційного викопування коренеплодів з точки зору вибору конструктивних рішень і енергетичних параметрів. Значний вклад в розвиток цього напряму і створення та вдосконалення викопуючих агрегатів для його реалізації внесли вітчизняні вчені: П.М.Василенко, Л.В.Погорілий, В.М.Булгаков, І.В.Головач, В.В.Брей, Г.М.Гряник, М.П.Волоха, Я.І.Козіброда, І.О.Закалов та інші. На підставі аналізу складу парку бурякозбиральної техніки встановлено, що дві третини машин зарубіжного виробництва обладнані або можуть бути обладнані лемішними віброкопачами і конструктивно передбачено їх застосування в сучасних вітчизняних бурякозбиральних комбайнах КС-6Б-10 “Тернопіль” і КБС-6 “Збруч”. Частина навісних машин (КВЦБ-1,2, ВВУ-1, R-6 "KLEINE" (ФРН), AS 49 “GILLES” (Бельгія)), призначених для реалізації валкової технології збирання, також обладнана лемішними віброкопачами. Для вітчизняних машин розроблено нормативи надійності і, зокрема, трудомісткості на технічне обслуговування і ремонт. Але експериментальні дослідження експлуатаційної надійності машин, які могли б стати основою її підвищення, не виконувались.

Вагомий вклад в розвиток теорії надійності і основ випробувань та технології ремонту сільськогосподарської техніки внесли В.Я.Анілович, Л.В.Погорілий, В.М.Кряжков, В.М.Міхлін, А.І.Бойко, М.В.Молодик, М.І.Черновол, Л.С.Єрмолов, С.Г.Гранкін, І.Л.Роговський та інші. Надійність агрегату з лемішними віброкопачами як складної механічної системи визначається надійністю його вузлів і з'єднань. В існуючих конструкціях більше третини всіх з'єднань знаходиться в ексцентриковому механізмі вібропривода, в якому крутні моменти передаються за допомогою шпонокових з'єднань.

У відомих дослідженнях (Демко А.А.) приводиться аналіз зносів шпонкових з'єднань у вузлах тракторів і сільськогосподарських машин, але закономірності їх зношування не визначались і, відповідно, відсутні розрахункові формули для визначення ресурсу.

Прогнозування ресурсу елементів машин з метою підвищення довговічності є важливою технічною задачею і її вирішення базується на теорії тертя та зношування, розвитком якої займались відомі вчені: І.В.Крагельський, Б.І.Костецький, М.М.Хрущов, О.С.Проніков, А.А.Демко, Н.Б.Костецька, В.В.Шевеля, А.Г.Кузьменко та інші. На основі аналітичних досліджень обґрунтовано застосування елементного закону зношування, встановленого І.В.Крагельським, і методу О.С.Пронікова для розрахунку зносу нерухомих з'єднань.

Враховуючи актуальність відновлювальних ремонтів і модернізації техніки, обґрунтовано доцільність зміцнюючого відновлення зношених поверхонь ексцентрикових валів із шпонковими пазами наплавленням вуглецевого сталевого шару дуговим способом з газополуменевим захистом.

В другому розділі Теоретичні передумови підвищення ресурсу нерухомих з'єднань в ексцентриковому механізмі вібропривода лемішних копачів та методика його прогнозування” викладено робочу гіпотезу, згідно з якою зношування шпонкових з'єднань буде визначатись взаємним впливом зносу в трибоконтакті шпонки з поверхнями шпонкових пазів вала і втулки та зносу в трибоконтакті циліндричних поверхонь вала і втулки. В результаті досліджень встановлені математичні моделі зношування шпонкового з'єднання і трибоконтакту двох циліндричних поверхонь при фретингу; розраховано параметр закону зношування бокових поверхонь шпонки і пазів на основі результатів випробувань; виконано аналіз сил, що діють на пару лемешів в процесі викопування, і навантажень в з'єднаннях; розроблено методику прогнозування ресурсу шпонкових з'єднань валів з ексцентриками.

Процес зношування шпонкового з'єднання двох циліндричних деталей в бурякозбиральних машинах умовно представлено таким (рис. 1), що відбувається внаслідок мікропереміщень втулки і шпонки відносно вала, зумовлених діючими в з'єднанні силами. Якщо вал обертається з частотою n і передає крутний момент Мкр, то в з'єднанні буде діяти колова сила Fк. Крім цього в шпонкових з'єднаннях ексцентрикового механізму викопуючого агрегату буде діяти радіальна сила Fр, зумовлена роботою копачів.

Моделюючи процес зношування, зроблено допущення, згідно з якими частота мікропереміщень дорівнює частоті обертання вала і контакт циліндричних поверхонь вала і втулки постійно переміщується вздовж кола. За досить малий проміжок часу dt число таких контактів позначено буквою і.

Модель зношування такого з'єднання представлено, на підставі відомого елементного закону зношування в диференціальній формі, диференціальними рівняннями, перше з яких описує знос бокових поверхонь шпонки і пазів, а друге - радіальний знос циліндричних поверхонь вала і втулки:

, ,

де dhш - елементарний боковий знос між боковими поверхнями шпонки і пазів на елементарному шляху їх тертя ds1, 10-3 м;

dh - елементарний радіальний знос циліндричних поверхонь на елементарному шляху їх тертя ds2, 10-3 м;

kш і m1 - параметри закону зношування бокових поверхонь пазів і шпонки, (10-7 Па-1)m і відн. од.;

kc і m2 - параметри закону зношування трибоконтакту циліндричних поверхонь вала і втулки, (10-7 Па-1)m і відн. од.;

p1 - контактний тиск при взаємодії бокових поверхонь пазів вала і втулки з боковою поверхнею шпонки , 107 Па;

p2 - контактний тиск між циліндричними поверхнями вала і втулки, 107 Па;

і - число трибоконтактів циліндричних поверхонь, шт.;

Шлях тертя s1 пропорційний величині мікропереміщень шпонки в пазах в радіальному напрямі і визначається подвійною величиною конструкційного радіального зазору Д між циліндричними поверхнями, величиною конструкційного радіального зазору А0 між шпонкою і пазом втулки і подвійною величиною радіального зносу h між циліндричними поверхнями. Шлях тертя s2 пропорційний величині мікропереміщень втулки відносно вала в напрямі окружності їх циліндричних поверхонь і визначається величиною конструкційного зазору В0 між боковими поверхнями шпонки і пазу втулки та величиною зносу hш між боковими поверхнями шпонки і пазів.

Для контактного тиску р2 між циліндричними поверхнями використано відомий вираз:

,

де Д - радіальний зазор між циліндричними поверхнями, 10-3 м;

h - радіальний знос циліндричних поверхонь, 10-3 м;

Fр - радіальна сила, Н;

И - постійна Кірхгофа, 10-7 Па-1; , Е1, Е2 і м1, м2 - модулі пружності і коефіцієнти Пуассона контактуючих тіл, 107 Па і відн. од.;

l - довжина шпонкового з'єднання, 10-3 м;

R1 - радіус циліндричної поверхні вала, 10-3 м.

Після відповідних перетворень в рівняннях (1) із допущенням, що знос бокових поверхонь шпонки і пазів відбувається за лінійним законом (m1=1), а радіальний знос циліндричних поверхонь - за законом з показником степеня m2=2, отримано таку систему:

,

де n - частота обертання шпонкового з'єднання, с-1;

А0 і В0 - початкові радіальний і боковий зазори в шпонковому з'єднанні, 10-3 м;

t - наробіток з'єднання, с;

В1 - умовне позначення: , відн. од.;

hш - боковий знос шпонкового з'єднання за час t, 10-3 м;

Розв'язок системи (3) отримано у вигляді такої системи рівнянь:

де а, b, c, r, j, q, z - умовні позначення: а=1+j , відн. од.; b=j·c(Rq)-1, 103 м-1; с=2В1Вn, 10-3 м/с; r = j·z(2Rq)-1 , 106 м-2; , відн. од.; q = 2kш p1 n A0, 10-3 м/с; z = 2B1 n, с-1;

С1 - умовне позначення:

, 10-6 м2/с;

u = (4kш n p1)-1, с;

Vш - швидкість зношування бокових поверхонь шпонки і пазів, 10-3 м/с.

Порядок розрахунку за формулами системи (4) такий: спочатку за першим рівнянням системи (4) обчислюють значення наробітку t для заданого значення бокового зносу hш; потім за другим рівнянням системи (4) визначають швидкість зношування бокових поверхонь шпонки і пазів; підставивши отримане значення швидкості зношування в третє рівняння системи (4), знаходять радіальний знос h циліндричних поверхонь для заданого значення hш і наробітку t.

Залежності hш(t) і h (t) визначають за допомогою метода ітерацій, задавши попередньо крок обчислень Д hш.

Розв'язок задачі контактної взаємодії двох циліндричних поверхонь, які мають обмежену довжину L, при їх внутрішньому дотиканні (рис.2) і фретинговому зношуванні за лінійним законом (параметр m=1) в умовах циклічних окружних мікропереміщень отримано у вигляді залежностей:

,

,

де h - знос в трибоконтакті в напрямі дії сили притискання і зближення поверхонь внаслідок їх зношування, 10-3 м;

б0, R1 і R2 - напівкут контакту і радіуси зразка та контрзразка, відповідно, град, і 10-3 м;

t, L - час зношування і довжина контактуючих циліндричних поверхонь, відповідно, с і 10-3 м;

k1, k2 - параметри закону зношування поверхні зразка і контрзразка в трибоконтакті, 10-7 Па-1;

Fр - радіальна сила притискання поверхонь, 10·Н;

А, щ - амплітуда і частота відносного переміщення зразка і контрзразка, відповідно, 10-3 м і с-1.

З метою прогнозування ресурсу шпонкових з'єднань валів з ексцентриками у віброприводі копачів проаналізовано величини силових параметрів Fр і р1, які діють у з'єднаннях, і зумовлені дією сил опору під час початкового заглиблення лемешів на величину hз і їх поступального переміщення в ґрунті вздовж рядка (рис. 3).

Для визначення сили тягового опору пари лемешів і вертикальної складової сили опору отримано такі залежності:

;

,

де f - коефіцієнт тертя сталі по ґрунту, відн. од.;

- сила опору вилученню коренеплоду, Н;

г, д - кути нахилу лемешів до осьової лінії

рядка і до вертикальної площини (на рис. 3 не показані), град.;

, е - площа робочої кромки лемеша та кут її нахилу до горизонтальної площини в напрямі переміщення, відповідно, м2 і град.;

Рг - твердість ґрунту, Па.

Згідно з умовою рівноваги моментів діючих сил отримано формулу (9) для визначення абсолютної величини радіальної сили , що діє в з'єднаннях ексцентрикового механізму:

,

де G, G1, G2 - вага лемеша та верхнього і нижнього важелів, Н ;

l0 - відстань від центра повороту системи важелів 2 і 3 до місця кріплення пари важелів 3 на важелі 2, м.

l1, l2 - довжина верхнього і нижнього важелів, м;

- сила опору вертикальному вилученню коренеплоду, Н;

- вертикальна складова сили опору при поступальному переміщенні пари лемеші в ґрунті, яка визначається за формулою (8), Н;

б - кут нахилу верхнього важеля до горизонтальної площини, град.

- сила тягового опору, яка визначається за формулою (7), Н;

Врахувавши зв'язок між роботою радіальної сили , крутним моментом Мкр і коловою силою Fк , встановлено формулу (10) для контактного тиску р1 в шпонкових з'єднаннях валів з ексцентриками:

,

де е, R1, h, l - відповідно ексцентриситет, радіус вала, висота і довжина шпонки, м;

В процесі роботи копачів лемеші зношуються і площа їх робочих кромок збільшується. Це означає, що сили опору і і, відповідно, сили і контактні тиски в шпонкових з'єднаннях ексцентрикового механізму будуть функцією часу: (t), Fк(t), р1(t). Тому, у разі прогнозування ресурсу шпонкових з'єднань за допомогою системи рівнянь (4), в правій частині першого рівняння буде знаходитись змінна часу і його розв'язок запропоновано здійснювати методом ітерацій у відповідності з розробленим алгоритмом, який враховує періодичну заміну гранично зношених лемешів.

В третьому розділі Програма і методика експериментальних досліджень” викладено програму досліджень, описано методики: збору і обробки даних про відмови машин і час відновлення їх працездатного стану; досліджень ресурсу ексцентрикового механізму; мікрометражних досліджень та прискорених випробувань на фретингове зношування, опір втомі; визначення залежностей зносу шпонкових з'єднань валів з ексцентриками від наробітку і прогнозування ресурсу ексцентрикового механізму та перевірки достовірності теоретичних досліджень; досліджень якісних показників вуглецевого сталевого шару, наплавленого дуговим способом з газополуменевим захистом, і оцінки зміцнення відновлених валів.

Спостереження за відмовами машин виконувались у відповідності з планом [NMT]. Кількісні величини показників безвідмовності, довговічності і ремонтопридатності визначались з довірчою імовірністю q=0,90 та граничною відносною похибкою е=0,10 за відомими методиками.

В експериментальних дослідженнях ресурсу ексцентрикового механізму критерієм його граничного стану був граничний знос нерухомих з'єднань. Згідно з діючою нормативною документацією на ремонт бурякозбиральних машин граничний зазор між боковими поверхнями шпонок і пазів становив 0,5 мм, а граничний радіальний зазор між циліндричними поверхнями - 0,1 мм.

Зносостійкість трибоконтакту двох циліндричних поверхонь при фретингу оцінювалась на основі випробувань за схемою “циліндр-циліндр” із внутрішнім дотиканням (див. рис. 2) в умовах сухого тертя на машині МФК-1М та на підставі формул (5) і (6). Досліджувалось зношування зразків із поверхневою твердістю HRC 25, 40 і 53 та контрзразків - HRC 25 і HRC 64. З метою прискорення випробувань амплітуда відносних переміщень зразка і контрзразка становила 0,9 мм, а частота - 25 с-1.

Сили і контактні тиски в нерухомих з'єднаннях та залежності зносу шпонкових з'єднань в ексцентриковому механізмі від часу визначались розрахунково-експериментальним методом на підставі формул (7) - (10), системи рівнянь (4), результатів оцінки параметрів kс і kш після випробувань на зношування та результатів експериментальних досліджень під час викопування цукрових буряків машиною КВЦБ - 1,2 в умовах вологості ґрунту від 12 до 16 %, середній врожайності 320 ц/га і наробітку 120 год.

Технологія зміцнення зношених валів під час їх відновлення розроблялась на підставі результатів досліджень якісних показників наплавленого металу, основними з яких були твердість, вміст вуглецю і тріщиностійкість. Тріщиностійкість оцінювалась показником (1-Кт), де Кт - це відносний коефіцієнт довжини тріщин (показник схильності до утворення тріщин), який визначався за відомою методикою. Дослідні наплавки виконувались на циліндричні зразки із сталі 45 дуговим способом з газополуменевим захистом і для порівняння - наплавленням у вуглекислому газі. З метою досліджень схильності до тріщин наплавленого металу, в якому вміст вуглецю перевищує 0,6 %, наплавлялись зразки із сталі У8А дротом також із сталі У8А. Вплив параметрів режиму наплавлення на фізико-механічні властивості наплавленого шару визначався за допомогою багатофакторного планування експериментів.

Металографічні дослідження виконувались згідно із стандартною методикою за допомогою мікроскопа МИМ-8М, а дослідження опору втомі - на стенді СИД-09.

В четвертому розділіЕкспериментальні дослідження експлуатаційної надійності викопуючих агрегатів з лемішними віброкопачами і шляхи підвищення їх ресурсу” наведено результати досліджень відмов викопуючих агрегатів, показників їх безвідмовності, ремонтопридатності і ресурсу ексцентрикового механізму, зносу шпонкових з'єднань валів з ексцентриками в залежності від наробітку і прогнозування ресурсу, а також процесів зміцнення нерухомих з'єднань наплавленням на зношені поверхні валів вуглецевого тріщиностійкого сталевого шару.

Встановлено, що найбільше число складних відмов (2-ї і 3-ї груп складності) відбувалось в ексцентриковому механізмі (24,0 %). В результаті отримано математичні залежності для визначення щільності імовірності відмови f(t) та імовірності безвідмовної роботи Рк(t) викопуючих агрегатів бурякозбиральних машин з лемішними віброкопачами:

,

Математичне сподівання наробітку викопуючого агрегату на відмову, яке визначене за цими залежностями, становило 14,8 год. при середньому квадратичному відхиленні 7,8 год.

Ресурсні відмови викопуючих агрегатів спричинені зношуванням шпонкових з'єднань валів з ексцентриками і напівмуфтами в ексцентриковому механізмі та зношуванням корпусів з підшипниками і шліцьових з'єднань в шнековому очищувачі і їх питома вага становила 28,6 %. На підставі досліджень розподілів наробітків на ці відмови встановлено залежності імовірностей безвідмовної роботи шпонкових з'єднань в ексцентриковому механізмі і шліцьових з'єднань в шнековому очищувачі від наробітку машини (рис. 4).

Із рис. 4 видно, що імовірність безвідмовної роботи ексцентрикового механізму менша і, відповідно, він є найменш довговічною ланкою у викопуючому агрегаті.

За результатами досліджень ремонтопридатності встановлено, що при питомій трудомісткості ремонту ексцентрикового механізму 0,234 люд.-год., тривалість відновлення його працездатного стану становить 30 год. Ремонтні операції слід виконувати до початку сезонної роботи машини, за рахунок чого середній наробіток на відмову викопуючого агрегату можна збільшити від 14,8 до 23,7 год., а коефіцієнт готовності підвищується від 0,6 до 0,87.

На основі результатів прискорених випробувань на зношування та формул (5) і (6) оцінено параметр kc закону зношування трибоконтакту двох циліндричних поверхонь при фретингу і встановлено його залежності від твердості контактуючих поверхонь (рис. 5).

Визначено, що параметр kc закону зношування трибоконтакту циліндричних поверхонь вала з ексцентриком в лемішному копачі становить 1,23 •10-14 Па-1.

На підставі відомих результатів випробувань на зношування і системи рівнянь (4) розраховано параметр kш закону зношування шпонкового з'єднання вала з ексцентриком kш=1,78 • 10-14 Па-1.

Знос шпонкових з'єднань в ексцентриковому механізмі досліджено під час виробничої експлуатації машини з лемішними віброкопачами. Твердість ґрунту становила 1,2 МПа. Згідно з результатами відомих досліджень (Артеменко Д.Ю., Закалов І.О., Вотченко О.С.) визначено коефіцієнт тертя ковзання сталевого лемеша по ґрунту f = 0,55 відн. од., силу опору вилученню коренеплоду з ґрунту Fв = 450 Н та інтенсивність зношування робочої кромки лемешів 1,98 · 10-8 м/м. Заміну зношених лемешів виконували при затупленні робочої кромки до 2,5 мм.

Встановлено, що сила тягового опору пари лемешів (в період до їх заміни) зростала від

1394 до 2230 Н, радіальна сила Fр - від 1949 до 3710 Н, контактний тиск р1 в шпонкових з'єднаннях - від 2,0 до 3,9 МПа. Із врахуванням цих даних і на підставі розробленої моделі зношування шпонкових з'єднань (див. систему рівнянь (4)) визначено залежності зносу шпонкових з'єднань валів з ексцентриками від наробітку (рис. 6).

Обидві залежності hш(t) і h(t) апроксимовані степеневими функціями:

Розрахунковий боковий знос шпонкового з'єднання вала з ексцентриком становив 0,276 мм, а розрахунковий радіальний знос циліндричних поверхонь - 0,022 мм.

Фактичні зноси визначено під час післясезонного ремонту викопуючого агрегату. Згідно з отриманими результатами, середнє значення бокового зносу шпонкового з'єднання вала з ексцентриком становило 0,3 мм при середньому квадратичному відхиленні 0,08 мм, а середнє значення радіального зносу циліндричних поверхонь - 0,023 мм при середньому квадратичному відхиленні 0,008 мм. Перевірка адекватності між розрахунковими і експериментальними значеннями зносів за критерієм t Стьюдента (t = 0,55 і t = 0,306) показала, що результати теоретичних досліджень достовірні.

Шляхом інтерполяції залежностей hш(t) і h(t) (див. рис. 6) встановлено, що боковий знос шпонкового з'єднання вала з ексцентриком досягне граничного значення (0,5 мм) через 185 год., а радіальний знос циліндричних поверхонь при цьому буде становити менше половини граничного. Таким чином прогнозований ресурс шпонкових з'єднань валів з ексцентриками становив 185 год.

На підставі експериментальних досліджень ресурсу шпонкових з'єднань валів з ексцентриками визначено залежності щільності імовірності ресурсної відмови з'єднань та імовірності їх безвідмовної роботи:

, ,

де Ф(z) - функція нормованого нормального розподілу,

, , Ф(- z)= - Ф(z).

Математичне сподівання ресурсу і - відсотковий ресурс шпонкових з'єднань валів з ексцентриками становили 159,9 год. і 95 год.

Дослідження процесу наплавлення вуглецевого сталевого шару дуговим способом з газополуменевим захистом показали, що завдяки тепловій дії захисного газового полум'я і вищій окиснювальній здатності захисного середовища наплавлений метал мав вищу тріщиностійкість порівняно із наплавленням у вуглекислому газі. Експериментально підтверджено, що наплавлений сталевий шар із вмістом 0,7 % вуглецю, який було отримано наплавленням зразків із сталі У8А дротом із сталі У8А, має меншу схильність до утворення кристалізаційних тріщин (Кт = 0,109), ніж наплавлений сталевий шар із вмістом вуглецю 0,3 % (Кт = 0,390), який отримали наплавленням зразків із сталі У8А дротом Св-08А. Цей результат було пояснено, крім технологічного фактору (наявність захисного газового полум'я), ще й металургійним фактором, а саме відсутністю високотемпературного д>г-перетворення заліза при вмісті вуглецю понад 0,5 % і, відповідно, виділенням сульфідів на ранніх стадіях кристалізації рідкого металу зварювальної ванни, що в цілому сприяло зменшенню схильності до утворення тріщин і, відповідно, підвищенню тріщиностійкості.

Отримано математичні моделі зміни відносного коефіцієнта довжини тріщин (Кт), вмісту вуглецю (Сн) і твердості наплавленого шару (НRС):

(%)

(НВ)

де Vн - швидкість наплавлення, м/год.; Jзв - сила зварювального струму, А; Uд - напруга на дузі, В; Qк - витрата кисню, л/год.; S - крок наплавлення, мм.

Обґрунтовано параметри режиму наплавлення тріщиностійкого вуглецевого сталевого шару: швидкість наплавлення від 30 до 40 м/год., напруга на дузі від 18,0 до 20,0 В, сила зварювального струму від 165 до 175 А, витрата кисню від 250 до 300 л/год., крок наплавлення від 4,0 до 4,5 мм. Для зменшення схильності вуглецевого наплавленого металу до утворення тріщин потрібно обмежувати вміст сірки в електродному дроті таким чином, щоб він не перевищував 0,02 %, шляхом застосування пружинних дротів із вуглецевих якісних сталей типу У7А, У8А.

На основі порівняльних прискорених випробувань на фретингове зношування і опір втомі підтверджено наявність зміцнення деталей наплавленням вуглецевого сталевого шару без тріщин і наступним гартуванням з низьким відпуском до твердості не менше HRC 52 порівняно з існуючим способом, якому властиве утворення тріщин. За результатами випробувань та за формулами (5) і (6) визначено параметр kc закону зношування трибоконтакту між відновленими поверхнями і контрзразком (твердість HRC 64), а потім на підставі цих даних та за допомогою залежностей параметра kc від твердості (див. рис.5) оцінено методом екстраполяції параметр kc закону зношування трибоконтакту відновленої поверхні вала з ексцентриком заводського виготовлення (твердість HRC 48) і відносну зносостійкість (табл. 1).

Оскільки підвищення ресурсу зумовлене рівноцінним підвищенням зносостійкості, то із отриманих результатів видно, що під час виготовлення валів гартування їх посадочних поверхонь із наступним низьким відпуском взамін високого сприятиме підвищенню ресурсу на 27 %. Застосування нового способу наплавлення вуглецевого тріщиностійкого сталевого шару з його наступним гартуванням, у разі відновлення зношених валів, забезпечує підвищення ресурсу на 18 % порівняно з існуючою технологією виготовлення валів та з існуючим способом наплавлення.

На підставі випробувань на опір втомі встановлено, що застосування нового способу наплавлення вуглецевого шару без тріщин зменшує опір втомі валів всього на 4,5%, тоді як наплавлення існуючим способом (з тріщинами) зменшує опір втомі значно більше - на 38,6%.

В п'ятому розділіРозроблення технології підвищення ресурсу ексцентрикового механізму в бурякозбиральних машинах з лемішними віброкопачами і її техніко - економічна ефективність” наведено результати розроблення і впровадження технології підвищення ресурсу ексцентрикового

Таблиця 1 Результати оцінки відносної зносостійкості трибоконтакту циліндричних поверхонь в залежності від способу відновлення

Спосіб

відновлення

Параметр kс закону зношування трибоконтакту, 10-14 Па-1

Відносна зносо-стійкість

визначений за резуль-татами стендових випробувань (твердість контрзразка HRC 64)

оцінений для з'єд-нання з ексцентриком (твердість HRC 48)

Гартування з ни-зьким відпуском (без наплавлення)

0,48

0,97

1,0*

1,27

Новий спосіб (на-плавлення без трі-щин і гартування)

0,52

1,04

0,93

1,18

Існуючий спосіб (наплавлення з трі-щинами і гарту-вання)

0,64

1,29

0,75

0,95

* - в чисельнику наведено відносну зносостійкість в порівнянні із термічно зміцненими поверхнями гартуванням з низьким відпуском (kс=0,97 · 10-14 Па-1), а в знаменнику - в порівнянні з існуючою технологією виготовлення валів, яка передбачає гартування з високим відпуском (kс=1,23 · 10-14 Па-1).

механізму у віброприводі лемішних копачів вітчизняних бурякозбиральних машин.

Технологія базується на процесі зміцнюючого відновлення ексцентрикових валів наплавленням тріщиностійкого вуглецевого сталевого шару дуговим способом з газополуменевим захистом, відповідної термічної обробки і зменшення допусків на розміри елементів деталей в нерухомих з'єднаннях. При цьому вдосконалено конструкцію газового пальника для захисту зварювальної ванни (патент 60666А) і запропоновано нові способи наплавлення (патенти 79844 і 57352А).

Технологією передбачено заміну нормальної посадки в шпонкових з'єднаннях на щільну, зменшення допусків глибини шпонкових пазів в 2 рази від 0,18 мм до 0,075 мм і допусків діаметрів робочих поверхонь валів від h8 до h7 та внутрішніх циліндричних поверхонь ексцентриків і напівмуфт від H9 до H8.

Експлуатаційні випробування відновлених ексцентрикових валів машини КВЦБ - 1,2 виконано в умовах аграрних підприємств Київської обл. За результатами випробувань встановлено, що зміцнення валів забезпечило підвищення зносостійкості з'єднань і, відповідно, їх прогнозованого ресурсу в 1,5 рази. ремонтопридатність бурякозбиральний віброкопач шпонковий

Груповий технологічний процес відновлення ексцентрикових валів машини КВЦБ - 1,2 впроваджено в ДП “Ремонтна майстерня” ВАТ “Рівненське РТП”, що дозволило отримати при ремонті шестирядного викопуючого агрегату з лемішними віброкопачами економічний ефект 2814 грн. на одну машину.

ВИСНОВКИ

1. Аналіз відомих досліджень показав перспективність вібраційного способу викопування буряків. Більше половини сучасної вітчизняної і зарубіжної бурякозбиральної техніки комплектуються викопуючими агрегатами з лемішними віброкопачами. Реалізація переваг даного способу пов'язана з надійною роботою одного з основних функціональних механізмів викопуючого агрегату - ексцентрикового механізму, ресурс якого недостатній. Підвищити ресурс можна за рахунок зміцнення контактуючих поверхонь нових деталей і при їх відновленні в процесі ремонту на підставі знань про закономірності їх зношування, які ще не досліджені.

2. Встановлено, що середній наробіток на відмову серійних викопуючих агрегатів становить 14,8 год. із середнім квадратичним відхиленням 7,8 год. Розподіл наробітків на відмову узгоджується із теоретичним законом розподілу Вейбулла-Гнєденка. Ресурсні відмови спричинені зношуванням шпонкових з'єднань в ексцентриковому механізмі. Математичне сподівання ресурсу становить 159,9 год., а 80 - відсотковий ресурс - 95 год.

3. Встановлено закономірності фретингового зношування шпонкових з'єднань, які представлені у вигляді диференціальних рівнянь і описують зношування поверхонь пазів і шпонки та радіальне зношування циліндричних поверхонь вала і втулки. На підставі розв'язку цих рівнянь отримано математичні формули, які зв'язують знос з'єднань із наробітком в залежності від конструктивних і силових параметрів з'єднання та фізико-механічних властивостей контактуючих поверхонь. За їх допомогою можна визначати і прогнозувати ресурс шпонкового і циліндричного з'єднань для конкретних конструкцій із заданими параметрами.

4. Методика оцінювання і прогнозування ресурсу нерухомих з'єднань в ексцентриковому механізмі включає: визначення початкових умов процесу викопування (твердості ґрунту, швидкості зношування лемешів, конструктивних параметрів викопуючого пристрою і нерухомих з'єднань, параметрів закону зношування контактуючих поверхонь в з'єднаннях); аналіз сил і контактних тисків в з'єднаннях; застосування методу ітерацій і математичних моделей зношування з'єднань для визначення залежностей зносів від наробітку копачів; визначення ресурсу з'єднань як аргументу функції “знос-наробіток” та їх граничного стану.

5. На основі математичних моделей фретингового зношування нерухомих з'єднань та результатів прискорених стендових випробувань на зношування встановлено параметри kш і kc закону зношування шпонкових з'єднань валів з ексцентриками: для контакту бокових поверхонь шпонки і шпонкових пазів параметр kш становив 1,78 • 10-14 Па-1, а для контакту циліндричних поверхонь вала (із твердістю HRC 32) і ексцентрика (із твердістю HRC 48) параметр kc становив 1,23 • 10-14 Па-1. Для підвищення зносостійкості шпонкових з'єднань необхідно зміцнювати контактуючі поверхні так, щоб параметри kш та kc і, відповідно, інтенсивність зношування зменшувались.

6. Під час викопування коренеплодів на ґрунті із середньою твердістю 1,2 МПа і вологістю 14 % при затупленні робочої кромки лемешів до 2,5 мм радіальна сила, що діє в з'єднаннях ексцентрикового механізму, зростає від 1949 до 3710 Н, а контактний тиск на бокових поверхнях шпонок і пазів -від 2,0 до 3,9 МПа. На підставі визначених силових і трибологічних параметрів встановлено степеневі залежності зносу бокових поверхонь шпонок і пазів та циліндричних поверхонь валів і ексцентриків від наробітку з прогнозованими показниками степенів, відповідно, 1,25 і 1,59.

7. Зменшення допусків на розміри елементів деталей в шпонкових з'єднаннях при їх виготовленні заміною нормальної посадки шпонок на щільну з допуском глибини пазів Н11 взамін Н13 та обробкою поверхонь валів під ексцентрики з допуском діаметра h7 взамін h8 і внутрішніх циліндричних поверхонь ексцентриків з допуском діаметра H8 взамін H9, а також гартування робочих поверхонь валів з низьким відпуском до твердості не менше HRC 52 забезпечують підвищення прогнозованого ресурсу шпонкових з'єднань в 1,6 рази.

8. Зміцнююче відновлення зношених деталей наплавленням тріщиностійкого вуглецевого сталевого шару дуговим способом з газополуменевим захистом і застосування у якості плавкого електроду дротів із вуглецевих якісних сталей типу У7А, У8А з пониженим вмістом сірки за такого режиму: швидкість наплавлення 40 м/год., напруга на дузі 20,0 В, сила зварювального струму 175 А, витрата кисню 300 л/год., крок наплавлення 4,5 мм, а також зменшення допусків на розміри елементів деталей і наступне гартування наплавлених поверхонь валів з низьким відпуском забезпечують підвищення ресурсу шпонкових з'єднань в 1,5 рази порівняно з існуючою технологією виготовлення.

9. Впровадження групового технологічного процесу відновлення ексцентрикових валів шестирядного викопуючого агрегату з лемішними віброкопачами забезпечує економічний ефект в розмірі 2814 грн. Собівартість відновлення ексцентрикових валів не перевищує 30 % від ціни нових деталей.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦЇ

1. Гурченко О. Дослідження відмов лемішних копачів коливального типу для збирання цукрових буряків / О. Гурченко, Г. Бондаренко, П. Фастовець // Техніко-технологічні аспекти розвитку та випробування нової техніки і технологій для сільського господарства України: Зб. наук. пр. - Дослідницьке: УкрНДІПВТ, 2003. - Вип.6(20). - С. 208-212. (Особистий внесок - експериментальні дослідження відмов машин з лемішними віброкопачами в умовах виробничої експлуатації і їх класифікація та аналіз).

2. Фастовець П.М. Визначення показників безвідмовності лемішних копачів коливального типу для збирання цукрових буряків / П.М. Фастовець // Механізація та електрифікація сільського господарства: Міжвідомчий тематичний наук. зб. - Глеваха: ННЦ “ІМЕСГ”, 2004. - Вип.88. - С. 225-231.

3. Фастовець П.М. Аналіз безвідмовності вузлів копача-валкоутворювача КВЦБ-1,2 / П.М. Фастовець // Технічний сервіс АПК, техніка та технології і сільськогосподарському машинобудуванні: Вісник Харківського державного технічного університету сільського господарства. - Харків: ХДТУСГ, 2004. - Вип.24. - С.90-94.

4. Фастовець П.М. Дослідження ремонтопридатності лемішних копачів коливального типу / П.М. Фастовець // Праці Таврійської державної агротехнічної академії: Зб. наук. пр. - Мелітополь: ТДАТА, 2006. - Вип.41. - С. 178-181.

5. Фастовець П. Динамічна модель зношування шпонкового спряження / П. Фастовець // Машинознавство. - 2008. - № 8-9 (134-135). - С. 30-34.

6. Фастовець П.М. Обґрунтування динамічної моделі фретингового зношування в трибоконтакті циліндра з циліндром при внутрішньому дотиканні / П.М. Фастовець // Механізація та електрифікація сільського господарства: Міжвідомчий тематичний наук. зб. - Глеваха: ННЦ “ІМЕСГ”, 2007. - Вип.91. - С. 331 - 339.

7. Фастовець П. Визначення параметрів закону фретингового зношування в трибоконтакті циліндра з циліндром при внутрішньому дотиканні і у шпонковому з'єднанні / П. Фастовець // Проблеми трибології (Problems of Tribology). - 2007. - №4. - С. 99-105.

8. Фастовець П.М. Розрахунок навантажень в ексцентриковому механізмі лемішного копача / П.М. Фастовець // Вісник Харківського національного технічного університету сільського господарства імені Петра Василенка: Зб. наук. пр. - Харків: ХНТУСГ ім. П. Василенка. - 2007. - Т.1, Вип.59. - С. 194-199.

9. Фастовець П., Кононогов О. Результати прискорених стендових випробувань наплавлених циліндричних поверхонь деталей типу “вал” на зносостійкість і опір втомі / П. Фастовець, О. Кононогов // Техніко-технологічні аспекти розвитку та випробування нової техніки і технологій для сільського господарства України: Зб. наук. пр. - Дослідницьке: УкрНДІПВТ ім. Л. Погорілого, 2005. - Вип. 8(22), кн.2. - С. 252-260. (Особистий внесок - проведення випробувань та обробка і аналіз їх результатів).

10. Фастовець П. Теоретичне обґрунтування наплавлення вуглецевого тріщиностійкого сталевого шару / П. Фастовець // Машинознавство. - 2005. - №6. - С. 45-49.

11. Фастовець П.М. Вплив параметрів режиму та матеріалу на утворення тріщин при дуговому наплавленні із газополуменевим захистом / П.М. Фастовець // Вісник Харківського національного технічного університету сільського господарства імені Петра Василенка: Зб. наук. пр. - Харків: ХНТУСГ ім. П. Василенка, 2005. - Вип.39. - С. 12-17.

12. Фастовець П.М. Оптимізація параметрів режиму наплавлення тріщиностійкого вуглецевого сталевого шару / П.М. Фастовець // Конструювання, виробництво та експлуатація сільськогосподарських машин: Загальнодерж. міжвідомчий науково-техн. зб. - Кіровоград: КДТУ, 2005. - Вип.35. - С. 360-365

13. Фастовець П.М. Порівняльна оцінка тріщиностійкості вуглецевого металу, наплавленого у вуглекислому газі та з газополуменевим захистом / П.М. Фастовець // Механізація та електрифікація сільського господарства: Міжвідомчий тематичний наук. зб. - Глеваха: ННЦ “ІМЕСГ”, 2006. - Вип.90. - С. 182-188.

14. Космацький П. Як позбутися тріщин у наплавленому металі / П. Космацький, П. Тивончук, П. Фастовець // Техніка АПК. - 1996. - № 4. - С.16,17. (Особистий внесок - дослідження природи тріщин і визначення параметрів режиму наплавлення тріщиностійкого сталевого шару).

15. Патент на винахід № 79844 Україна, МПК В 23 К 9/04, В 22 D 19/00. Спосіб наплавлення плавким електродом деталей із вуглецевих сталей / П.М. Фастовець; заявник та власник патенту ННЦ “ІМЕСГ” УААН. - №а200507147, заявл. 18.07.2005; опубл. 25.07.2007; Бюл. №11. - 5 с.

16. Патент на винахід 57352А Україна, МПК В 23 К 9/04. Спосіб наплавлення деталей із вуглецевих сталей / П.О. Тивончук, П.М. Фастовець; заявник та власник патенту ННЦ “ІМЕСГ” УААН. - № 2002097166, заявл. 03.09.2002; опубл. 16.06.2003; Бюл. № 6. - 6 с. (Особистий внесок - технічне рішення щодо зміни напряму кисню).

17. Патент на винахід 60666А Україна, МПК В 23 К 9/16. Пальник для захисту зварювальної ванни / П.О. Тивончук, П.В. Космацький, П.М. Фастовець; заявник та власник патенту ННЦ “ІМЕСГ”. - № 2003010738, заявл. 28.01.2003; опубл. 15.10.2003; Бюл. №10. - 8 с. (Особистий внесок - технічне рішення щодо доповнення конструкції пальника кільцевою щілиною попереду його вихідного каналу).

АНОТАЦІЯ

Фастовець П.М. Підвищення довговічності ексцентрикового механізму віброкопачів бурякозбиральних машин зміцненням при виготовленні і ремонті. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.05.11 - машини і засоби механізації сільськогосподарського виробництва. - Національний науковий центр “Інститут механізації та електрифікації сільського господарства” Української академії аграрних наук, Глеваха, 2009.

Дисертаційна робота присвячена підвищенню довговічності ексцентрикового механізму у віброприводі лемішних копачів шляхом зміцнення нерухомих з'єднань в процесі виготовлення і ремонту. Досліджено експлуатаційну надійність викопуючих агрегатів з лемішними віброкопачами і встановлено, що найменший ресурс мають шпонкові з'єднання в ексцентриковому механізмі. Розроблено математичну модель зношування шпонкового з'єднання, проаналізовано сили в з'єднаннях і оцінено трибологічні властивості контактуючих поверхонь. Запропоновано методику прогнозування ресурсу нерухомих з'єднань валів з ексцентриками і встановлено закономірності їх зношування. На основі цього розроблено пропозиції щодо підвищення ресурсу, які полягають в зменшенні допусків на розміри елементів деталей в нерухомих з'єднаннях, наплавленні на зношені поверхні тріщиностійкого вуглецевого сталевого шару і його гартуванні з низьким відпуском. Розроблено та впроваджено технологічний процес відновлення ексцентрикових валів, ефективність якого підтверджено експлуатаційними випробуваннями.

Ключові слова: бурякозбиральні машини, лемішні віброкопачі, ексцентриковий механізм, надійність, шпонкові з'єднання, зношування, ресурс, розрахунок, зміцнення, наплавлення, тріщиностійкість.


Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.