Введение к работе
Актуальность работы. Гусеничные тракторы, тягового класса 3, являются самыми распространенными как в тракторном парка России, так и в странах СНГ. По данным РАСХН и Минсельхозпрома РФ в 1998 году, парк гусеничных тракторов тягового класса 3 только в сельском хозяйстве составил 274,5 тыс. штук.
Анализ эксплуатационных данных показывает, что наиболее часто встречающимся дефектом в эксплуатации является выход из строя планетарного механизма поворота (ПМП), детали которого даже на базовой модели ДТ-75 обладают недостаточной долговечностью.
Это положение справедливо и для новых моделей тракторов, т.к. повышение энергонасыщенности тракторов семейства «ВГТЗ» и развитие сферы их применения в агрегате с различными машинами * механизмами осуществляется практически без усовершенствования конструкции ПМП, что обусловлено необходимостью сохранения взаимозаменяемости с ранее выпущенными моделями, неизменностью габаритов и экономическими факторами.
Кроме нло, п соответствии с современными требованиями, ресурс трансмиссий дол;кен быть увеличен до.14-16 тыс. моточлссв. Поэтому проблема повышения нагрузочной способности и долговечности ПМП, решаемая в диссертации, является актуальней.
Цели и зэдачи исследования:
-
Разработать математическую модель, описывающую условия контактного. нагружения и сопротивляемость разрушению высоконагруженных подшипников трансмиссий.
-
На основе полученной модели разработать метод расчета подшипников качения трансмиссий на контактную прочность при статических и циклических нагрузках.
-
Исследовать влияние радиального перекоса тел качения в подшипниках ПМП гусеничного трактора на распределение контактных давлений и ввести в расчетные зависимости соответствующий коэффициент, учитывающий это влияние.
-
Исследовать износостойкость подшипников ПМП с лазерной модификацией поверхности контакта.
-
Разработать расчетные методы оценки характеристик поверхностных слоев деталей подшипников, определяющих их контактную прочность, износостойкость и долговечность.
-
Разработать методы ускоренных стендовых и лабораторных испытаний, позволяющие осуществлять исследовательские, функциональные и ресурсные испытания трансмиссий, с целью отработки технических решений, направленных на увеличение нагрузочной способности и долговечности силовых элементов.
-
Разработать практические рекомендации по увеличению ресурса высоконагруженных опор качения ПМП гусеничных тракторов семейства «ВГТЗ».
Объект исследования -- Планетарный механизм поворота тракторов семейства «ВГТЗ».
Научная новизна заключается в разработке экспериментально-аналитических методов расчета на контактную прочность высоконагруженных поверхностно-упрочненных опор качения трансмиссий гусеничных машин.
Разработана математическая модель, описывающая условия контактного нагружения опор качения трансмиссий.
С использованием модели созданы новая методика и программные средства для экспериментально-аналитического анализа условий контактного нагружения опор качения тракторных трансмиссий.
Получены новые данные о влиянии радиального перекоса тел качения на распределение напряжений в зоне контакта деталей подшипников ПМП гусеничного трактора.
Предложены новые методы повышения нагрузочной способности и долговечности опор качения тракторных трансмиссий.
Разработан новый стенд для испытания трансмиссий и исследований нагруженности деталей силовой передачи трактора при переходных режимах.
Практическая ценность. Разработан инженерный метод расчета на контактную прочность и программные средства, позволяющие осуществлять проектирование высоконагруженных опор качения трансмиссий с высокими эксплуатационными характеристиками.
Программное обеспечение может использоваться как при проектировании новых машин, так и для совершенствования конструкции машин, имеющихся в производстве.
Исследовано влияние радиального перекоса тел качения на нагруженность подшипников- ПМП тракторов семейства ОАО «ВГТЗ». Разработаны рекомендации по определению значений коэффициента перекоса, который необходимо учитывать при проектировании и расчетах ПМП гусеничных тракторов.
Разработана конструкция стенда для исследования нагруженности и испытаний трансмиссий. Конструктивное исполнение стенда позволяет проводить также ресурсные испытания. Стенд смонтирован в ЦОП ОАО «ВГТЗ».
Разработаны рекомендации, направленные г.л повышение долговечности ПМП трактора, и переданы на ОАО «ВГТЗ».
Апробация работы: Материалы работы докладывались: из ежегодных научных конференциях ВолгГГУ (1997-1999 гг.); Теория и практика зубчатых передач (г. Ижевск, 1998 г.); Передачи и трансмиссии (г. Ижевск, 1993 г.); на международной конференции "Прогресс транспортных средств и систем" (г. Волгоград, 1999 г.); Проблемы совершенствования передач зацеплением (г. Ижевск - г. Москва 2000 г.); 4m World Congress on Gearing and Power Transmission (Франция, г. Париж, 1999 г.); Dynamics of Machine Aggregates (Словакия, г. Габчиково 1998 г.); Dynamics of Machine Aggregates (Словакия, г. Габчиково 2000 г.).
Публикации. По материалам работы опубликовано 1С печатных работ.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав основной части, выводов и списка использованных источников. Общий объем работы 115 стр., в том числе рисунков 39 и 7 таблиц. Список литературы составляет 104 наименования, в том числе 11 работ на иностранном языке.
