Содержание к диссертации
Введение
1 Состояние проблемы повышения надежности приводов механических систем сельскохозяйственного назначения. Цель и задачи исследований 15
1.1 Анализ состояния современного рынка сельскохозяйственной техники и средств механизации технологических процессов 15
1.2 Конструктивно-технологические особенности и характеристики приводов сельскохозяйственной техники 24
1.2.1 Назначение, область применения и основные типы механических передач 24
1.2.2 Особенности работы приводов сельхозмашин 25
1.2.3 Характеристики механических передач 28
1.3 Технический потенциал деталей и узлов, используемых в механических приводах машин и оборудования АПК 32
1.3.1 Анализ конструкций радиально-упорных конических роликоподшипников и способов их установки в узлах сельскохозяйственных машин 32
1.3.2 Техническая характеристика радиальных шариковых подшипников и их применение в машинах и оборудовании АПК 42
1.3.3 Современные цепные передачи и их использование в сельскохозяйственных машинах 47
1.4 Функционирование механических приводов в реальных условиях эксплуатации и обзор исследований по повышению их ресурса 57
1.4.1 Основные причины снижения долговечности механических приводов с коническими подшипниками 57
1.4.2 Факторы, влияющие на показатели работоспособности шарикоподшипниковых опор механических приводов 68
1.4.3 Анализ работы открытых цепных передач в механических приводах сельскохозяйственных машин 75
1.4.4 Обзор исследований в области технологий восстановления и ремонта деталей и узлов приводов машин и оборудования АПК 82
1.5 Цель и задачи исследований 91
2 Общие методологические подходы повышения надежности приводов механических систем машин и оборудования АПК 93
2.1 Повышение эффективности машин и оборудования АПК за счет их интервальной надежности 93
2.2 Структурно-логическая модель формирования надежности и построение иерархической схемы механического привода 101
2.3 Обоснование направлений повышения ресурса деталей и узлов механических приводов 109
2.4 Анализ и синтез методов повышения надежности элементов механических приводов 113
2.5 Модели повышения интегральной и интервальной надежности деталей и узлов механических приводов 123
Выводы по главе 130
3 Повышение надежности деталей механических приводов машин и оборудования АПК методами резервирования 132
3.1 Повышение эффективности функционирования подшипниковых опор 132
3.1.1 Повышение интегральной надежности конических подшипников методами функционально-конструктивного резервирования 132
3.1.2 Анализ работы конических подшипников с зоной разгрузки тел качения 138
3.1.3 Повышение интервальной надежности узлов с шарикоподшипниками структурно-технологическими и функционально-технологическими методами 143
3.1.4 Анализ работы подшипниковых узлов с дополнительным элементом и зоной разгрузки в шарикоподшипниках 150
3.2 Повышение эксплуатационной надежности цепных передач 157
3.2.1 Повышение интегральной надежности элементов цепи методом функционально-конструктивного резервирования 157
3.2.2 Повышение интервальной надежности цепных передач временно-эксплуатационными методами 174
Выводы по главе 178
4 Методика экспериментальных исследований элементов механических приводов 180
4.1 Общая методика экспериментальных исследований 180
4.2 Методика экспериментальных исследований опор с коническими подшипниками 181
4.2.1 Методика микрометражных измерений 181
4.2.2 Исследование расположения тел качения в конических подшипниках при действии осевой силы 182
4.2.3 Исследование влияния осевой нагрузки на температурный режим колец и момент трения в подшипниках 188
4.2.4 Методика металлографических исследований рабочих поверхностей конических подшипников 194
4.3 Методика экспериментальных исследований опор с шариковыми подшипниками 195
4.3.1 Методика измерения толщины бурта наружных колец шарикоподшипников 195
4.3.2 Методика подготовки дополнительного упругоэластичного элемента 197
4.3.3 Измерение момента трения шариковых подшипников узла и температуры нагрева колец 197
4.3.4 Методика производственных испытаний 200
4.3.5 Методика металлографических исследований 203
4.4 Методика экспериментальных исследований цепных передач 205
4.4.1 Общая методика экспериментальных исследований цепных передач 205
4.4.2 Методика сравнительных лабораторных исследований цепей на долговечность 207
4.4.3 Методика контроля удлинения цепи 210
4.4.4 Измерение углов относительного смещения поверхностей валиков и проушин 212
4.4.5 Методика определения длительности непрерывного поступления смазки из устройства для подачи смазочного материала 215
4.5 Методика обработки результатов экспериментальных исследований 217
5 Результаты экспериментальных исследований по основным направлениям повышения надежности механических приводов машин и оборудования АПК 220
5.1 Анализ результатов экспериментальных исследований опор c коническими подшипниками 220
5.1.1 Исследования углов разворота торцов роликов при действии осевой нагрузки 220
5.1.2 Экспериментальные исследования динамики нагрева колец подшипников 226
5.1.3 Исследование момента трения в конических подшипниках 233
5.1.4 Металлографические исследования элементов конических подшипников 238
5.1.5 Сравнительные производственные испытания конических подшипников с устройством разгрузки на долговечность 244
5.2 Анализ результатов экспериментальных исследований опор с шариковыми подшипниками 247
5.2.1 Микрометраж наружных колец шарикоподшипников 247
5.2.2 Экспериментальные исследования динамики температуры нагрева колец подшипников
5.2.3 Исследования момента трения в шарикоподшипниках
5.2.4 Металлографические исследования подшипников и оценка их энергетическим методом 248
5.2.5 Сравнительные производственные испытания опор с радиальными шарикоподшипниками на долговечность 251
5.3 Анализ результатов экспериментальных исследований цепных передач в механических приводах машин и оборудования АПК 254
5.3.1 Измерения среднего шага цепей 261
5.3.2 Иследование углов поворота поверхностей валиков и проушин 263
5.3.3 Износные характеристики цепей 263
5.3.4 Определение длительности непрерывного поступления смазки из устройства для подачи смазочного материала 265
5.3.5 Определение среднего шага цепей 266
Выводы по главе 271
6 Технико-экономическая оценка внедрения результатов исследований и методов повышения надёжности механических приводов сельхозмашин 277
Выводы по главе 282
Заключение 283
Литература 289
Приложения 329
- Анализ состояния современного рынка сельскохозяйственной техники и средств механизации технологических процессов
- Повышение эффективности машин и оборудования АПК за счет их интервальной надежности
- Повышение интегральной надежности элементов цепи методом функционально-конструктивного резервирования
- Технико-экономическая оценка внедрения результатов исследований и методов повышения надёжности механических приводов сельхозмашин
Анализ состояния современного рынка сельскохозяйственной техники и средств механизации технологических процессов
В 90-е годы разгосударствление предприятий и их приватизация привели к оттоку государственного финансирования, что резко отразилось на оснащенности сельскохозяйственных предприятий техникой и эффективности функционирования машин и оборудования АПК [28, 67, 90, 154, 204, 240, 274, 279, 280, 335, 381].
Отечественный агропромышленный комплекс обеспечивает население качественными продуктами питания, отвечает за продовольственную безопасность и соответственно общую безопасность государства.
В постсоветский период, при снижении финансирования и усугублении ситуации диспаритетом цен между аграрной и промышленной продукцией, произошло ухудшение положения сельскохозяйственного сектора. Социально-экономическое реформирование начала 90-х годов негативно отразилось на показателях эффективности деятельности аграрной сферы. Вс это усугубило положение отрасли аграрного профиля и отразилось не только на старении и сокращении машинно-тракторного парка, но и, как следствие, росте себестоимости производимой продукции, снижении уровня рентабельности при снижении цен на продукцию сельскохозяйственного производства, высоком уровне урбанизации, повлекшем за собой проблемы кадрового обеспечения.
Такая ситуация в аграрной отрасли являлась слабым сегментом российской экономики, но при этом стояла в пирамиде потребностей на первом месте и содержала в себе большой потенциал для развития и восстановления. Следовательно, необходима была технологическая модернизация сельского хозяйства. Так, в 2008 году была разработана «Стратегия машинно-технологической модернизации сельского хозяйства России на период до 2020 года» [345].
Фундаментальной базой для формирования стратегии развития аграрного сегмента является обоснование параметров необходимости модернизации данной сферы, отразившееся в повышении эффективности показателей производственной деятельности. Основными разработчиками Стратегии были ведущие учные и специалисты научно-исследовательских институтов Рос-сельхозакадемии, Министерства сельского хозяйства России и Министерства промышленности науки России: ВИМ, ВНИПТИМЭСХ, ВНИИМЖ, ВИЭСХ, ГОСНИТИ, НАТИ, ВНИИКОМЖ, ВНИИЭСХ, ВНИПТИМЛ, ВСТИСП, ВНИИО, МГАУ им. В.П. Горячкина, Росинформагротех и др.
Проведнный анализ и диагностика современного состояния аграрной отрасли позволили выявить, что основными коррелирующими показателями, влияющими на себестоимость, рентабельность и урожайность сельскохозяйственной продукции, являются количественные и качественные характеристики технического парка машин и оборудования. Данный факт прямо пропорционально отражается на валовом региональном продукте и соответственно доле в валовом внутреннем продукте, где удельный вес сельскохозяйственной отрасли в последние годы составляет примерно 3% [155, 178, 381].
Ухудшение качественных характеристик при снижении количественного состава технического парка машин и механизмов, необходимых для надлежащего ведения производственных процессов, вынудило сельхозтоваропроизводителей сокращать севообороты, выводить из них пастбища и пары, а в 80% предприятий заставило вывести из оборота отрасль животноводства. Утраченный амортизационный фонд, в силу растущей инфляции за нормативный срок службы технического средства, несоизмеримым с покупкой новой техники. Это привело к высокому росту коэффициента износа и большому списанию данного вида активной части основных средств.
Динамические изменения состояния сельскохозяйственной техники показывают отрицательные результаты. Так, с 1992 года по 2015 год его количественный состав изменился следующим образом: тракторов уменьшилось с 1290,7 тыс. шт. до 233,6 тыс. шт.; плугов с 460,3 тыс. шт. до 64,1 тыс. шт.; зерноуборочных комбайнов с 370,8 тыс. шт до 61,4 тыс. шт.; кормоубороч-ных комбайнов со 120,1 тыс. шт. до 14 тыс. шт. Почти утратили сво значение дождевальные машины, их количество уменьшилось в 11,78 раз, опрыскивателей в 18 раз, разбрасывателей удобрений почти в 20 раз. Самые большие потери понесла отрасль животноводства; количество доильных установок сократилось со 197,5 тыс. шт. до 25,1 тыс. шт., а некоторое оборудование животноводства полностью утратило сво значение. В малых хозяйствах из-за большого уровня износа техники коэффициент реновации годами не превышает 5%. Динамика обновления процесса пред ставлена на диаграммах рисунка 1.1.
Эксплуатация техники за пределами амортизационных сроков использования приводит естественно и к уменьшению единиц техники, приходящихся на 1000 га пашни. Так, в 1992 году на 1000 га пашни приходилось 11 тракторов, а в 2015 году всего 3; на 1 трактор в 1992 году приходилось пашни 92 га, а в 2015 году – 307 га. Аналогичная ситуация наблюдается и с комбайнами: в 1992 году на 1000 га посевов зерновых культур приходилось 6 комбайнов, в 2015 году всего – 2 шт., кукурузоуборочных комбайнов в 1992 году было 15 шт., а в 2015 году – 0. Количество посевов, приходящихся на один комбайн росло прямо пропорционально их сокращению. Так, количество приходящихся посевов на один комбайн увеличилось за анализируемую динамику в 2,7 раза, кукурузоуборочных комбайнов в 30 раз. Энергообеспеченность и энерговооруженность сельского хозяйства России являются крайне низкими и составляют всего 1,67 кВт /га, что в 2–4 раза ниже, чем в западных странах [184, 240, 381]. Все вышеперечисленные факторы негативного характера, подкрепляемые падением показателей фондовооруженности и фондоотдачи, говорят о первостепнном значении проблемы износа техники и необходимости увеличения ресурса е использования [42, 122, 124, 130, 165, 244, 300]. Как следствие, увеличивается число отказов техники и е простоев, что ведт к снижению коэффициента использования времени смены, к нарушению агросро-ков, увеличивает продолжительность и несвоевременность выполнения технологических операций, приводит к росту потерь сельскохозяйственной продукции и снижению урожайности культур. Это находит сво отражение в негативном воздействии на финансовые показатели предприятий, а следовательно, сказывается на уровне заработной платы и финансовой устойчивости в целом.
В такой ситуации при постоянном сокращении коэффициента обновления и росте нагрузки на одно техническое средство, следует естественное банкротство и, как следствие, самоликвидация большей части сельскохозяй-ственнных предприятий. Так, только в Ростовской области их количество с 1992 года за 25 лет сократилось на 83,6%, по России наблюдается аналогичная ситуация.
Если рассматривать технико-экономическую составляющую с учтом диспаритета цен, выразившегося через индексы производства соответсвую-щей продукции, то картина для аграрного сектора складывается не самым положительным образом. Так, индексы цен (декабрь к декабрю предыдущего года, в %) в динамике с 1992 года по 2015 год изменились следующим образом: в 1992 году промышленная продукция составила 131,9%, сельскохозяйственная продукция 122,2, машины и оборудование 121,2%, топливо 166,5%. В 2015 году картина меняется следующим образом: промышленные товары составили 110,7%, сельскохозяйственная продукция 108,5%, машины и оборудование 120,8%, топливо 126,2%. Цены за один килограмм комплексного топлива выросли за анализируемую динамику в 7,6 раза.
Таким образом, соотношение индексов цен складывается не в пользу сельхозтоваропроизводителей, что напрямую отражается на показателях финансовой устойчивости и ликвидности.
Надежность сельскохозяйственных машин и оборудования в агропромышленном комплексе выступает важным показателем е функционирования в заданном интервале. Потеря работоспособности сельскохозяйственной техники в период выполнения технологических операций приводит к потерям продукции, дополнительным затратам на восстановление работоспособности деталей и узлов [176, 179,187, 233, 282].
Наджность посталяемой в аграрный сектор техники зависит как от внешних факторов (производителя), так и от внутрипроизводственных факторов (эксплуатации). Данная проблема носит как научный, так и прикладной характер, труднорешаема из-за многочисленных факторов и условий эксплуатации [51, 57, 142, 249, 359].
Высокий износ техники принуждает сельхозтоваропроизводителей приобретать дорогостоящие запасные части и материалы, тратится львиная доля рабочего времени на восстановление работоспособности машины, а также на дополнительные профилактические технические осмотры и ремонт.
Общеизвестно, что механические приводы, которыми снабжены сельскохозяйственные машины, являются сложными системами, состоящими из детелей и узлов многократного действия, для функционирования которых характерна периодичность. В связи с этим нормативный срок их эксплуатации составляет от 5 до 10 лет. Следовательно, ресурс механического привода сельскохозяйственного назначения и его элементов находится в пределах от 450 до 2500 часов.
Повышение эффективности машин и оборудования АПК за счет их интервальной надежности
Общеизвестно, что основным показателем, определяющим качество любого изделия или товара, является надежность [55, 56, 59, 125, 151, 153, 176– 179, 203, 238, 276–281, 361, 392, 393, 394, 399].
Надежность является комплексным свойством, которое в зависимости от назначения объекта и условий его применения может включать безотказность, долговечность, ремонтопригодность и сохраняемость или определенные сочетания этих свойств.
Надежность изделия в большинстве случаев оценивается коэффициентом готовности, определяемым по выражению [169, 183, 312]: где Т0 и Тв - соответственно, длительность работы и восстановления работоспособности изделия, ч, и отражает часть выполненной работы от всей общей работы, которую бы выполнило изделие при условии, что оно не будет восстанавливать свою работоспособность.
Тогда, если Кг = 0, то Т0 =0. Ситуация означающая, что изделие не работает. Что тривиально и недопустимо.
Если Кг = 1, а То=0, то изделие имеет максимальную работоспособность. Такая ситуация возможна в исключительно заданном интервале времени.
Это важное условие актуально особенно при производстве продукции растениеводства, характеризующемся сезонностью выполнения технологических операций, когда между ними образуются периодические промежутки времени. Для используемой сельскохозяйственной техники и оборудования АПК, которые уже при изготовлении имеют невысокую надежность, можно путем дополнительных мероприятий создать условия, обеспечивающие высокую надежность изделия в интервале времени, необходимом для выполнения основных операций технологического процесса.
«Это один из способов повышения эффективной работы машин и оборудования, находящихся в эксплуатации долгое время, а также восстановленной техники»1.
Коэффициент готовности, соответствующий интервалу времени, необходимого для выполнения заданной технологической операции, является интервальным коэффициентом готовности.
Интервальный коэффициент готовности следует рассматривать в интервалах времени, необходимого для выполнения работ или технологических операций, т. е. должна реализовываться стратегия безотказной эксплуатации машины до выполнения технологического процесса. Для зерноуборочных комбайнов интервал времени, при котором длится период уборки, устанавливается в интервале 100–150 часов [16, 18, 23, 312].
Для разработки мероприятий по повышению эффективности эксплуатации сельскохозяйственной техники представим зависимость (2.1) в виде [312]:
Из таблицы 2.2 следует, что варьирование коэффициента готовности с 0,1 до 0,2 (участок А В на рисунке 2.1) дает эффект от мероприятий по повышению надежности изделия 2% и квалифицирует степень затраченных усилий равной 1. Для достижения увеличения коэффициента готовности с 0,8 до 0,9 следует приложить усилий и затрат в 36 раз больше, чем в предыдущем случае. Эффект такого повышения составит 72%. Используя зависимость (2.4), можно сравнить эффективность мероприятий по повышению надежности изделий [312].
Для проведения сравнительной оценки по эффективности мероприятий, обеспечивающих повышение надежности изделий, воспользуемся следующим.
Согласно [312], продолжительность выполнения технологической операции определим по выражению где Тобщ – общее время работы изделия; T - теоретическая продолжительность работы изделия без простоев; ЛТ - приращение необходимого времени работы изделия с учетом понижения надежности.
«Работа изделий с учетом их срока службы и интенсивности использования характеризуется тем, что выработка снижается, длительность чистой работы уменьшается, увеличивается количество отказов и затраты времени на восстановление работоспособности. В теории надежности этот процесс описывают различные законы изменения состояния изучаемой величины, связанные со старением изделия. При этом, в зависимости от того, как протекает процесс изменения исходной величины изучаемого параметра, применяют математические законы, учитывающие характер этого протекания [289, 355, 400].
Подбирая тот или иной закон на основании собранной статистической информации, можно описать такой процесс при достижении параметра до его заданного или предельного значения.
При этом сами процессы рассматриваются как случайные, и для их описания требуется необходимая статистическая информация, на основе которой можно предсказать поведение данного изделия»1.
Рассмотрим формулу, которая определяет эффективность надежности изделия по техническому состоянию технической системы и устанавливает затраты, необходимые для выполнения технологического процесса, но непосредственно связаны с соотношением надежности и ненадежности изделия [312]:
За цикл эксплуатации (период работы) коэффициент готовности равен среднеарифметической величине текущих значений за тот интервал работы, который будет совпадать с наступлением отказа.
Предположив, что отказ может произойти после выполнения технологической операции или при ее завершении, то практически весь цикл исполнения операции можно квалифицировать как период безотказной работы изделия [312].
Чтобы восстановить работоспособность изделия требуется некоторый период времени, который при значении коэффициента готовности Кг = 80% характеризуется соотношением эквивалентности дополнительных затрат Эг=-, т.е. время восстановления работоспособности изделия Тв будет в 4 раза меньше цикла чистой работы технической системы Т0 [312].
Преимущества такого подхода к генерированию высокого значения интервального коэффициента готовности представим на рисунке 2.2.
Из анализа рисунка 2.2 следует, «что в первом случае I значения интервальной и интегральной надежности совпадают, отказы изделий возникают каждый день, они суммируются и увеличивают общую продолжительность выполнения операции. Такие производственные ситуации наблюдаются в реальной практике производства сельскохозяйственной продукции.
Второй вариант II отражает новое ресурсосберегающее направление, реализация которого даст возможность повысить эффективность использования техники и оборудования, находящихся в реальных условиях эксплуатации.
В результате повышения интервальной надежности, длительность работы изделия совпадает с общим временем, которое требуется для выполнения операции. После выполнения операции следуют затраты времени на восстановление работоспособности изделия. В итоге значения интегральной надежности по первому и второму варианту одинаковы, а интервальная надежность во втором варианте равна единице.
Если добиться такого технического состояния изделий, когда их надежность в заданном интервале совпадает с затратами времени на выполнение операции, то выигрыш товаропроизводителя будет составлять сумму потерь времени на восстановление работоспособности изделия»1.
Из вышеизложенного вытекает одно важное правило, к которому необходимо стремиться на практике. Интервальная надежность технических систем, состоящая из большого количества подсистем и элементов, должна стремиться достичь значения абсолютной (Кг=1). Это возможно при равенстве цикла безотказной работы фактическому периоду технологической операции с учетом возможностей технической системы по производительности, качеству выполняемой работы и другим показателям [312].
Чтобы восстановить работоспособность технической системы сельскохозяйственного назначения после интенсивной эксплуатации и выполнения технологической операции требуется интервал или период времени для подготовки к выполнению следующего задания, которого бы было достаточно, чтобы техническую систему вернуть в прежнюю надежность.
Повышение интегральной надежности элементов цепи методом функционально-конструктивного резервирования
Повышение интегральной надежности цепных передач может быть достигнуто за счет разработки новых технических и технологических решений, позволяющих значительно снизить влияние трения скольжения на рабочих поверхностях контактирующих элементов [1, 2, 4-11, 237, 263, 377]. Этим условиям удовлетворяет пластинчатая цепь [3, 70, 137, 290].
При усовершенствовании конструкции пластинчатой цепной передачи функционально-конструктивным резервированием были приняты следующие положения, обеспечивающие наибольшие функциональные возможности цепных передач, заложенные при конструировании:
- максимальное повышение долговечности цепи в условиях абразивного загрязнения и отсутствия смазки;
- наибольшая технологичность, снижение стоимости и трудоемкости изготовления цепи;
- обеспечение долговременного непрерывного смазывания элементов передачи;
- максимальная унификация со стандартными типовыми деталями втулочных цепей.
Компоновочное решение цепной передачи (рисунки 3.12 и 3.13) позволяет изготавливать различные варианты пластинчатых цепей [137].
Цепь (рисунок 3.12) включает равные по толщине пластины 1, которые поочередно нанизаны проушинами на валики 2. Количество в звеньях наружных и внутренних пластин выбирается равным. Диаметры проушин пластин и валиков определяются из расчета их взаимной подвижности.
Цепь (рисунок 3.13) состоит из наружных и внутренних звеньев. Внутренние звенья цепи собраны в блок пластин 2, а наружные звенья имеют две пластины 1, которые расположены по краям блока 2. Число пластин в каждом блоке определяется грузоподъемностью цепи, причем толщина блока равна суммарной толщине двух наружных пластин 1. Через проушины наружных и внутренних пластин проходит валик 3, имеющий несколько меньший диаметральный размер, обеспечивающий взаимную подвижность элементов шарнира.
Зацепление цепи производится посредством двухвенцовой звездочки (рисунок 3.14), подобно зацеплению двухрядной цепной передачи.
Особенностью усовершенствованной приводной пластинчатой цепи является то, что в отличие от стандартной цепной передачи, контакт шарниров и зубьев звездочек отсутствует. Контакт с боковой поверхностью зубьев звездочек обеспечивается валиками 2, которые выступают по краям пластин, расположенных между венцами звездочки 1. Звездочки могут быть выполнены в различном исполнении.
Основным требованием, которое предъявляется к валикам приводной пластинчатой цепи, является надежная фиксация звеньев цепи и предотвращение возможного самопроизвольного демонтажа в процессе эксплуатации передачи.
Длина валиков должна обеспечивать надежное зацепление с боковыми поверхностями зубьев обоих венцов звездочек.
Рассмотрим кинематику и динамику усовершенствованной цепной передачи. Вход валика цепи в зацепление с боковыми поверхностями зубьев ведущей звездочки представим схематично на рисунке 3.15.
Пусть момент соприкосновения валика звена В цепи с боковой поверхностью зуба звездочки будет началом входа в зацепление. Тогда для звена А, которое уже находится в зацеплении, этот момент будет окончанием входа в зацепление.
При соприкосновении валика звена В цепи с боковой поверхностью зуба звездочки на шарнир действует только сила натяжения цепи SB и ее реакция направленная в другую сторону. Поверхность проушин пластин звеньев А и В соприкасается с поверхностью валика соответственно в точках Г и 1 (рисунок 3.16).
В момент взаимодействия валика шарнира с боковой поверхностью зуба звездочки появляется нормальная сила N, перпендикулярная поверхности зуба звездочки, и сила S , которая направлена вдоль звена А (см. рисунок 3.15). При этом сила натяжения рабочей ветви цепи SB станет равна геометрической сумме сил N и S .
Валик цепи будет прижиматься к проушинам звена В с полным усилием натяжения цепи SB и удерживаться в точке 2 (рисунок 3.17).
От начала входа в зацепление звена В и до окончания угол поворота его постепенно увеличивается, а направление следующего звена С остается одним и тем же. Ввиду возникновения силы трения SB f появляется момент силы трения МП2 , который равен
Принимая, что усилие ведущей ветви цепи SB в течение одного поворота звездочки постоянно и подставляя в уравнения (3.34) и (3.35) величину угла Р от значения угла а до нуля, получим значения сил 5" и N в разные моменты зацепления.
На рисунке 3.18 приведены графики зависимостей изменения сил S и N при входе шарнира в зацепление. Графики построены для следующих параметров звездочки: количество зубьев - z = 14, угол заострения зуба (р = 15о , коэффициент трения - f = 0,05, d = 8мм, d1= 12 мм.
Анализ рисунка 3.18 позволяет сделать вывод о том, что усилие 5"изменяется от максимального значения SВв начале входа шарнира в зацепление до минимального 0,5SВ в конце входа шарнира в зацепление. Значение усилия N изменяется от нуля в начале входа шарнира в зацепление до максимального 0,74SВ в конце входа шарнира в зацепление. Из графиков следует, что усилия S и N пересекаются в одной точке, которая соответствует 5 , то есть сила " опережает по углу усилие N от 25 до 5
Технико-экономическая оценка внедрения результатов исследований и методов повышения надёжности механических приводов сельхозмашин
Объмы производства сельскохозяйственной продукции напрямую зависят от состояния используемых машин и оборудования, наджности их механических приводов. В полеводстве сельхозтехника оказывает влияние на приросты урожайности и валовые сборы возделываемых культур. Роль сельскохозяйственной техники в экономике любого предприятия имеет важное значение, которое показывает, прежде всего, уровень его развития. От качества агротехники возделывания зависят объемы производства и удельный вес сельского хозяйства в структуре валового регионального продукта и ВВП в целом.
Расчт экономической эффективности внедрения результатов исследований и разработок по изучаемой проблеме произведн в ценах 2015 года в соответствии с общепринятыми методиками [69, 204–208, 210, 211, 214]. Все расчты произведны для уборки урожая применительно к единице условного эталонного комбайна VEKTOR 410 при средней урожайности зерновых культур в Ростовской области в 2015 году. Данные для расчта представлены в приложении Г, а результаты расчта – в таблице 6.1 для условий, обеспечивающих интервальную и интегральную наджность его приводов.
Повышение надежности приводов комбайна VEKTOR 410 (подшипниковых опор и цепных передач) позволит осуществлять уборку урожая в установленные агросроки за счт повышения интервальной их наджности и даст возможность снижения затрат на ремонт до 10%.
C учтом роста производительности на 5,15% изменится нормативная потребность в анализируемых видах техники. Следовательно, на примере комбайна VEKTOR 410 можно проследить изменение единиц нормативной их потребности и рекомендуемого пополнения физических единиц комбайнов в хозяйстве или регионе.
Экономический механизм восстановления и развития парка сельскохозяйственных машин является составной частью производственного потенциала АПК. В связи с этим далее рассмотрен количественный и марочный состав комбайнов Ростовской области [155], определена нормативная потребность и рекомендуемый порядок пополнения парка с учетом влияния предложенного изменения параметров надежности приводов комбайна.
При расчете нормативной потребности всех видов техники не учитывались амортизационные сроки эксплуатации, так как многие источники [18, 31, 46, 62, 182, 184] указывают на то, что более 50% используемой в регионе техники находятся за пределами нормативных сроков эксплуатации. В данном разделе ставился вопрос именно о количественном недостатке парка комбайнов и влиянии параметров наджности на рекомендуемое пополнение физических единиц (таблицы 6.2–6.4, эталон – комбайн VEKTOR 410).
Данные таблицы 6.4 подтверждают, что повышение наджности приводов комбайна оказывает влияние на производительность и, следовательно, на объмы нормативных потребностей. Тогда рекомендуемая закупка зерноуборочных комбайнов в физических единицах уменьшится на 967 ед., а экономия финансовых ресурсов в ценах 2015 года составит 4467521 тыс. руб.