Введение к работе
Актуальность темы. На современном этапе научно-технического прогресса все большее значение приобретают вопросы повышения долговечности лесохо-зяйственных машин. Машины, работающие в лесном хозяйстве, должны обладать высокой надежностью, безопасностью, иметь высокую производительностью, высокий коэффициент полезного действия її низкую металлоемкость.
Используемые в настоящее время лесохозяйственные машины работают в тяжелых условиях эксплуатации и часто подвержены перегрузкам, которые способствуют возникновению значительных динамических нагрузок и отрицательно сказываются на работе. К ним относятся лесохозяйственные машины с активным приводом рабочего органа, в частности, почвообрабатывающие машины с карданной передачей.
Надежность работы и производительность почвообрабатывающих лесохо-зяйственных машин во многом зависят от совершенства средств защиты от перегрузок. Однако предохранительные устройства, применяемые для защиты машины от перегрузок в карданной передаче, работают недостаточно надежно, т.е. не в полной мере обеспечивают надлежащую защиту рабочих органов и привода от возникающих перегрузок.
Совершенствование защитных устройств лесохозяйственных машин, встроенных непосредственно в карданный вал, ограничивается отсутствием достаточной теоретической базы по расчету их динамической нагруженное и отсутствием новых разработок, которые бы повышали качество защиты машины от перегрузок. Поэтому решение вопросов, связанных с повышением качества защиты карданных приводов от перегрузок, является актуальной задачей.
Работа выполнена в Воронежской государственной лесотехнической академии на основе госбюджетной темы «Совершенствование узлов и деталей машин и оборудования лесного комплекса» (per. № 01.2.00105363).
Целью исследования является повышение качества защиты карданных передач лесохозяйственных машин от перегрузок за счет совершенствования предохранительного устройства.
Объект исследования - предохранительное устройство карданной передачи лесохозяйственной машины.
Предмет исследований - выявление закономерностей изменения динамических показателей предохранительного устройства в карданной передаче лесохозяйственных машин в момент срабатывания.
Методика исследований - теоретические исследования динамических нагрузок, возникающих в карданной передаче с предохранительным устройством в процессе перегрузки, которые проводились на основе методов математического моделирования при помощи ЭВМ. При проведении экспериментальных исследованиях использовались специально разработанная установка и методы тензомет-рирования.
Научная новизна:
1. Разработана новая конструкция предохранительного устройства, устанавливаемого на карданном валу лесохозяйственной машины, отличающаяся тем, что
полумуфта выполнена в виде ступицы с упругим элементом (патент на полезную модель РФ № 62680).
Получены аналитические зависимости для определения основных силовых характеристик для расчета карданного предохранительного устройства, отличающиеся учетом силовых и прочностных характеристик упругих элементов.
Получена аналитическая зависимость для определения максимальной динамической нагруженное карданной передачи лесохозяйственной машины, отличающаяся учетом параметров элементов привода при срабатывании предохранительного устройства.
Закономерности влияния параметров предохранительного устройства на динамическую нагруженность карданной передачи при перегрузках, отличающиеся возможностью определения оптимальных параметров.
Достоверность результатов. Достоверность полученных результатов обеспечивается большим объемом выполненных экспериментальных исследований с использованием современных методов, оборудования и ЭВМ, достаточной сходимостью экспериментальных и теоретических данных.
Значимость исследований для теории и практики. Проведенные теоретические и экспериментальные исследования позволят: производить дальнейшее совершенствование конструкций предохранительных устройств приводов лесохо-зяйственных машин; прогнозировать оптимальные параметры предохранительных устройств лесохозяйственных машин с центральным приводом; оценить максимальную динамическую нагруженность в приводе лесохозяйственных машин при перегрузках; повысить надежность и производительность почвообрабатывающих машин в процессе эксплуатации.
Научные положения, выносимые на защиту:
новая конструкция предохранительного устройства карданной передачи лесохозяйственных машин;
зависимости и рекомендации по расчёту параметров предохранительного устройства и упругого элемента;
математическая модель процесса перегрузки карданной передачи лесохозяйственной машины, позволяющая определить динамические нагрузки, возникающие в элементах привода при срабатывании предохранительного устройства;
результаты экспериментальных исследований по определению влияния различных параметров карданного предохранительного устройства на максимальные динамические нагрузки.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены, обсуждены и одобрены на заседаниях кафедры деталей машин и инженерной графики, ежегодных научных конференциях профессорско-преподавательского состава Воронежской государственной лесотехнической академии (2003-2007 годы); на Всероссийской научно-практической конференции «Проектирование механизмов и машин» (г. Воронеж, 2007,2008 годы).
Реализация работы Рекомендации по снижению динамических нагрузок, возникающих в карданной передаче лесохозяйственных машин при перегрузках, использованы в ОГУ «Воронежский лесхоз», ОАО РТП «Мухоудеровское», ОГУ «Задонский лесхоз», ООО «Аварийно-ремонтное эксплуатационное предпри-
ятие», ОГУ Савальский филиал «Лесная охрана» «Савальское лесничество». Основные положения диссертации внедрены в учебный процесс Воронежской государственной лесотехнической академии.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 12 научных работ, в том числе 2 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК Минобразования РФ, получен 1 патент РФ на полезную модель.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, общих выводов и приложений. Она содержит 123 страницы машинописного текста, 11 таблиц, 36 рисунков, библиографический список из 95 наименований.
