Введение к работе
Актуальность проблемы. Анализируя достижения ccii.ckoxojsimctiich-моіі науки н техники за последнее десятилетие МОЖНО ІІрІП'ТПІ к импо.ту, что технический уровень сельскохозяйственных машин значительна увеличился с росгом производительности и инергопасышенпосш. Один из осноиных показателен надежности - коэффициент готопности свекловичных машин существенно повысился и по некоторым машинам достиг своего оптимального значении. Что касаетси безоіка шостії, характеризуемой средней наработкой на отказ, то она остается сше ішікоіі. Повышение лого показателя снизано с разработкой ноиых метолші, включающих псе 'лапы создания и эксплуатации машины.
Из оным создании и ішслреніїи машин и сельскохозяйственное производство и СНГ и и зарубежных странах следует традиционный путь повышении надежности машин. На лапе проектирования надежность устанавливается по аналогам, устапоппп. се истинное значение супіестиукшінми метолами и силу случаіікоп природы воздействующих факторов затруднительно. Но vac на этапе приемочных испытаний устанавливается номенклатура наиболее ненадежных деталей и узлов и начинается поиск путей их повышения, который продолжается практически в течение всей жизни машины.
ІІ диссертационной работе обобщены результаты исследований по повышению надежности и долговечности свекловичных машин, основанные па традиционных методах, а также предпринята попытка соїдании высоконадежных схем машин исходя из оптимизации параметров машин, основанных па таииоспязи функциональных cuoiicru с повышением надежности рабочих органон. Исследования выполнялись ашороч в 1966 - 1993 і г. в рамках общесоюзной программы, включающей рашабоїку технических материалов к отраслевых стандартов по оценке надежности селі.скохоїяіістисіших машин и их ускоренным испытаниям, а также но повышению лолюисчности рабочих органов свекловичных машин и их внедрению в производство. I) последние годы исследовании проводились по республиканском научно-технической программе І'а іраГюіка технологий и технических средств дли производства свеклы" (N ИЛ 1)1(101(1251-1 - Украина, решение N 128-9 от 28.06.92 г.).
Цсль_рабрш.. Разработка методов оценки и повышения надежности ciKKjtouit'iiihtx ч.-іпнш, основанных иг» учете фактором производства и
эксплуатации машин, а также создание и внедрение стендового оборудывання для их ускоренных испытании.
Объекты исследований. Модели отказов рабочих органов свекловичных машин, процессы моделирования на стендах эксплуатационных условий работы, схемы и экспериментальные образцы машин, рабочих органов, стендов для ресурсных испытаний узлов свекловичных машин.
Методы исследований. Теоретические исследования проведены на основе механико-математических моделей работоспособности машин с учетом рассеивания несущей способности и действующих сил с применением теории вероятностей, математической статистики, классической механики. Экспериментальные исследования выполнены на специальных стендах и в . условиях эксплуатации. Вычисления и решения дифференциальных уравнений осуществлено на ЭВМ.
Научная новизна. На основе анализа безотказности машин с учетом .рассеивания несущей способности и действующих сил с использованием ряда законов распределения установлены пути повышения надежности за счет стабилизации производства и эксплуатационных факторов. Уточнены показатели надежности сельскохозяйственных машин и методы их оценки по эксплуатационным данным. Разработана теория ускоренных испытаний рабочих органов свекловичных машин, на основе которой получены общие условия подобия режимов стендовых и эксплуатационных испытании и частные условия для линейной модели ускоренных испытаний. Разработан также метод ступенчатых испытаний для износных отказов.
Разработаны методы инверсии-для определения параметров рабочего органа схемы машины с использованием элементов мостового земледелия, позволяющая повысить коэффициент полезного действия в 1,15 - 1,7 раза.
Обоснован метод расчета износа рабочих органов свекловичных машин для разных случаев конструктивного исполнения с учетом формы наплавленного слоя, предложен способ получения оптимальных параметров рабочего органа за счет наплавки переменной толщины.
Практическая ценность. Разработан универсальный посадочный аппарат высокопосадочной машины ВПУ-4, позволяющий производить посадку сахарной свеклы и моркови с разным тагом. Созданы различные мрилши но&си для обрезки свеклы со сплошной .и нрермшісіой
наплавкой, а также зубчате ножи по качеству обрезки не уступающие серийным, а по долговечности превышающие их в І-'З раза. Обоснованы параметры днекопых копячсП корнсуборочных машин: литые копачи со сплошной нанлапкой и повышенном в 2 - 3 раза долговечностью; штампованные копачи, имеющие меньшую массу и более высокую прочность и долговечность; копачи с наплавкой переменной толщины, имеющие долговечность выше в 2 - 3 paw по срапиенню со штампованными наплавленными копачами и меньшее на 5 - 7 % сопротивление на перекатывание.
Созданные стенды и приборы для ресурсных испытаний позволяют в 2-5 раз быстрее проводить испытании независимо от сезонных работ рабочих органов и узлоп свекловичных машин (рабочие органы, работающие в почве, редуктора, муфты, транспортеры и др.).
Реализация научно-технических. цгдашлш». Научные результаты,
полученные с участием автора реализованы в четырех руководящих, материалах (Г1М НИСХОМ 23.2.14-70 М., ГГМ ВИСХОМ 23.2.16-71, ИМ НИСХОМ 23.2.13-70, П'М НИСХОМ 23.2.-45-7-1), рекомендованных к использованию для научных и конструкторских организаций отрасли; а также в отраслевом стандарте ОСТ 70/230.2.14-73 "Машины сельскохозяйственные. Надежность. Ускоренные испытания".
Рекомендации, обоснованные в исследовании, внедрены в проіииодсіпо в следующих машинах н рабочих органах:
универсальная пмсокопосало'шал машина ВПУ-4 внедрена в производство в 1973 г. на Одесском заводе почвообрабатывающих машин;
ножи пслмюзуб'ї.тшс ботвоуборочно/! машины БМ-6А внедрены в производство в 1978 г.;
ножи для обрежн свеклы из стали 65Ґ со сплошной наплавкой рекомендованы в производство и выпущены опытной партией;
копачи машины КС-6, литые со сплошной наплавкой внедрены в производство на Тсрнопольском комбайновом заводе в 1974 г.;
штампованные копачи машины КС-6 рекомендованы в производство, выпушены опытной партией, в настоящее время внедряются на Тсрнопольском заводе и внедрены" в ПО "Прогресс" (г. Берднчев);
копачи с наплавкой переменной толщины, выпушены опытной партией;
стенды для ресурсных испытаний, внедренные в УкрНИИСХОМе в 1969-1993 тт., » том числе универсальный кольцевой почвенный канал для
испытания ножен, копачей, культиваторных лап, лемехои плугов, стенд для испытания транспортеров с загрузкой искусственными корнеплодами, стенд для испытания редукторов и зэдних мостов с погружением по замкнутому циклу и другие.
Апробации работы. Основные положения исследования доложены на Второй Всесоюзной научно-технической конференции "Повышение надежности и долговечности сельскохозяйственных машин" (Москва, 1969), на Ш конференции молодых ученых (Москва, 1969), на НТС ГСКБ ДКЗ (Днепропетровск, 1970), на НТС УкрМИС (Гребенки, 1970), на НТС ЦЧМИС (Курск, 1970), на 2-й Всесоюной конференции "Повышение изиосоегойкости режуших элементов с.-х. машин" (Гомель, 1971), на Всесоюзном научно-техническом совещании "Пути повышения прочности, надежности и долговечности с.-х. машин, ускоренные испытания" (Москва, 1971), на. Всесоюзном научно-техническом совещании по методам и средствам безразборной диагностики технического состояния тракторов и с.-х. машин (Москва, 1972), на семинаре секции МНТС "Обеспечение надежности при проектировании" (Харьков, 1972, 1973), на научно-технической конференции "Итоги и перспективы развития конструкций машин для производства сахарной свеклы и кукурузы на зерно" (Харьков, 1976), на республиканской конференции "Повышение технического уровня сельскохозяйственных машин" (Кировоград, 1975, 1986), па Всесоюзной конференции по методам и техническим средствам, применяемым при испытаниях сельскохозяйственной техники (Москва, 1977), на Всесоюзной научно-технической конференции "Перспективы развитии техники для возделывания .и уборки сахарной свеклы и кукурузы на зерно" (Харьков, 1981), на республиканском совещании-семинаре "Динамика и надежность мобильных с.-х. машин" (Гомель, 1983), иа Всесоюзном совещании по повышению долговечности машин (Москва, 1983), на Всесоюзной научно-технической конференции "Основные направления экономии и рационального использования металла в автотракторостроении" (Челябинск, 1984), иа республиканской научно-технической конференции "Совершенствование зональной системы машин и пути повышения производительности труда в сельском хозяйстве". (Киев, J984), на Всесоюзной научно-технической конференции "Повышение надежности и долговечности с.-х. машин" (Красноярск, 1985), на Всесоюзной научно-технической конференции "Совершенствование методов контроля надежности и их стандартизация" (Горький, 1985), на Всесоюзном семинаре
"Состояние и перспективы упрочнения деталей тракторов и сельхозмашин" (Москва, 1986), на Всесоюзной научио-техпнческон конференции "Основные напрпления развития техники для возделывания и уборки сахарной свеклы и кукурузы по индустриальным технологиям в свете продовольственной программы СССР" (Харькоп, 1986), на республиканской научно-технической конференции "Енергозберігаючі технології та технічні засоби для виробництва сільскогосподарської продукції" (Глепаха, 1993), на НТС УкрНИИСХОМа (Харьков, 1966-1993).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 117 научных работ, в том числе одна книга, одна брошюра, четыре руководящих материала, один отраслевой стандарг и 34 авторских свидетельства.
Структура и объем диссертации, Диссертация состоит из введения, шести глав, обших выводов и рекомендаций и приложении; содержит 253 стр., 31 рис., 19 табл., приложении на 9 стр. Список литературы включает 425 наименовании.
