Введение к работе
^
Актуальность темы.
Одной из ключевых проблем современного тракторостроения является проблема повышения надёжности и долговечности тракторов.
Решение данной проблемы в первую очередь заключается в повышении надёжности и долговечности лимитирующих узлов, к которым относится планетарный механизм поворота (ПМП), применяемый на серийных отечественных гусеничных сельскохозяйственных тракторах тягового класса 3 и 4: ДТ-75, ВТ-100, Т-4, «Казахстан» и их модификациях, а также на трелевочных тракторах ТДТ-55, ТДТ-60, ТДТ-75, ТТ-4.
Данный механизм является одним из наиболее ответственных узлов тракторов, поскольку выход его из строя связан с потерей их управления, причём в большинстве случаев его отказы относят к третьей группе сложности. Возникновение данного события в полевой период приводит к повышению себестоимости сельскохозяйственной продукции из-за вынужденных простоев, что наиболее ощутимо климатических зонах с коротким периодом посевных и уборочных работ.
В результате ретроспективного анализа изменения мощности, скорости, номинального тягового усилия, требований к ресурсу тракторов и достигнутого значения ресурса ПМП тракторов семейств ДТ и ВТ, проведённого по литературным источникам, нормативно-технической документации и данным об изнашивании деталей в эксплуатации, установлено, что достигнутый ресурс ПМП в условиях эксплуатации не превышает 6000..8000 моточасов при современных требованиях к ресурсу трактора в 12000..16000 моточасов. Дальнейший рост нагруженности узла за счёт увеличения передаваемых мощностей и рабочих скоростей движения приведёт к снижению его долговечности и, как следствие, к повышению себестоимости производимой продукции. Поэтому проблема повышения долговечности ПМП носящей отраслевой характер очевидна, что подтверждает актуальность работ по выявлению потенциальных возможностей ПМП и изысканию новых технических решений, направленных на повышение долговечности механизма при vc^o-вии максимально возможного сохранения прямой и обратной унификации, взаимозаменяемости деталей базовой и модифицированных конструкций.
Цель работы.
Повышение долговечности ПМП гусеничного трактора за счёт оптимизации параметров точности изготовления и сборки, понижения степени статической неопределимости механизма и разработка методики инженерного расчёта его долговечности.
Задачи исследования.
автп ПІШІ і J4SW СПетерЛгрг/W^
Провести сбор и анализ данных по изнашиванию, ресурсу и видам повреждений деталей ПМП гусеничных тракторов семейства ДТ и ВТ с целью установления основных причин выхода его из строя.
Провести уточнённый анализ тггг итпттпгтп JJMTT ж німі1!1!1 нагРУ"
женности трактора и работы механиз\ Аде -""""
Разработать методику оценки потенциальных возможностей зубчатых передач тракторов и провести данную оценку в отношении объекта исследования.
Исследовать влияние погрешностей изготовления и сборки ПМП на распределение нагрузки между элементами планетарного ряда механизма и его долговечность.
Разработать методику инженерного расчёта долговечности ПМП с учётом режимов работы механизма и трактора, погрешностей изготовления его деталей и сборки.
Разработать технические решения по повышению долговечности ПМП.
Провести экспериментальные исследования влияния доминирующих факторов на распределение нагрузки по длине зубчатых зацеплений планетарного ряда ПМП.
Объект исследования.
Планетарный механизм поворота гусеничных тракторов семейств ДТ и ВТ.
Научная новизна.
Развита математическая модель взаимодействия зубьев шестерен планетарного редуктора типа 2Н-К с учётом периодического характера изменения их нагруженности, обусловленного наличием непарал-лельностей осей сателлитов и центральных колёс.
Предложен способ оценки нагруженности ПМП гусеничного трактора с учётом работы механизма в режиме поворота.
Впервые введено понятие приведённого коэффициента неравномерности распределения нагрузки в зацеплении, позволяющего оценить потенциальные возможности зубчатых передач тракторов и определить возможные пределы повышения их нагруженности.
Выдвинуты положения о характере взаимодействия зубьев шестерен планетарного редуктора ПМП при установке сателлитов на сферические опоры и на упругой подвеске.
Достоверность и обоснованность научных положений работы обусловливаются использованием фундаментальных уравнений механики, сопротивления материалов, современных методов расчёта планетарных механизмов, обоснованностью допущений, принятых при разработке расчётных моделей, использованием статистических критериев при оценке воспроизводимости выполненных экспериментов и адекватности математических моделей, сходимостью результатов расчётов и экспериментальных данных, согласованностью с известными результатами исследований других авторов.
Практическую ценность работы представляют:
Методика оценки потенциальных возможностей планетарных передач тракторов с использованием приведённого коэффициента неравномерности.
Методика инженерного расчёта долговечности планетарного редуктора ПМП с учётом режимов работы механизма, перекосов и непа-раллельностей осей сателлитов и центральных колёс.
Методика проектирования упругой подвески сателлитов планетарной передачи типа 2Н-К.
Схема стенда, для проведения экспериментального исследование характера распределения нагрузки между элементами ПМП.
Результаты экспериментального исследования влияния непараллельности оси солнечной шестерни на распределение нагрузки по длине контактных линий в зацеплении сателлитов с солнечной шестерней при различном конструктивном исполнении узла сателлита.
Технические решения, направленные на повышение ресурса ПМП тракторов, на одно из которых получено положительное решение о выдаче патента РФ №2002118449/28(019261), приоритет от 08.07.02.
Реализация работы
Разработанные методики, расчётные модели и результаты исследований использованы:
В разработках по модернизации ПМП тракторов семейства ВТ на ОАО «Тракторная компания ВгТЗ».
При ремонте тракторов семейств ДТ и ВТ на ЗАО НЛП «Дубовская сельхозтехника».
В разработке подшипникового узла солнечной шестерни ПМП тракторов семейств ДТ и ВТ на ОАО «Волжский подшипниковый завод».
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертации были представлены на Международной научно-практической конференции «Прогресс транспортных средств и систем» (Волгоград, ВолгГТУ, 2002 г.); на Международной научно-технической конференции ААИ «Приоритеты развития отечественного автотракторостроения и подготовки инженерных и научных кадров» (Москва, МАМИ, 2002 год); на Международной научно-практической конференции «Проблемы агропромышленного комплекса» (Волгоград, ВГСХА, 2003 г.); на международном симпозиуме «Совершенствование конструкций и методов эксплуатации авто-бронетанковой техники» (Варшава, 2002 год); на ежегодных научных конференциях ВолгГТУ.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 печатных работ.
Основные положения, выносимые на защиту
Способ оценки потенциальных возможностей планетарных передач тракторов с использованием приведённого коэффициента неравномерности.
Методика инженерного расчёта долговечности планетарного редуктора ПМП с учётом режимов работы механизма, перекосов и непарал-лельностей осей сателлитов и центральных колёс.
Результаты теоретических и экспериментальных исследований влияния нагруженности трактора, режимов работы, погрешностей изготовления и сборки, конструктивного исполнения на равномерность распределения нагрузки в зацеплениях ПМП и его долговечность.
Технические решения, направленные на повышение ресурса ПМП тракторов семейств ДТ и ВТ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения; пяти глав; основных результатов, выводов и рекомендаций; списка литературы и приложений. Объем диссертации составляет 207 страниц, включая 61 рисунок и 15 таблиц. Список литературы составляет 148 наименований.
