Введение к работе
Актуальность темы. С целью обеспечения продовольственной безопасности России и удвоения национального ВВП научной сессией РАСХН разработана и одобрена в 2003 г «Стратегия развития агропромышленного комплекса России на период до 2010 г» Исходя из задач, поставленных перед агропромышленным комплексом, приоритетными являются направления формирования конкурентоспособного машинно-тракторного парка
В настоящее время 85 % машинно-тракторного парка России находится за пределами срока амортизации Решением проблемы поддержания работоспособности такой техники является повышение качества ее ремоігга на основе разработки технологий и технических средств, обеспечивающих повышение ресурса отремонтированных агрегатов до 100 % новых изделий, при цене 50 70 % от новых
Доминирующую роль в повышении надежности трансмиссий играет элементно-агрегатная база, так как ее технический уровень определяет качество техники в целом надежность — до 70 80 %, материалоемкость — до 40 %, условіи труда и эргономику — до 70% Опыт эксплуатации сельхозтехники по данным исследователей и производственников показал, что одним из недолговечных агрегатов механических трансмиссий являются карданные передачи с шарнирами неравных угловых скоростей Следовательно, научные исследования, направленные на решение пробтемы повышения надежности карданных передач тракторов, автомобилей и сельскохозяйственных машин, имеют важное народнохозяйственное значение
Настоящие исследования проводились в рамках Федеральной целевой программы «Техника для продовольствия России на 2000-2006 гт» и «Сгратегии развития технического сервиса АПК на период до 2010 г »
Цель исследований — разработка теоретических основ, методов и технических средств, обеспечивающих повышение надежности карданных передач трансмиссий сельскохозяйственной техники
Объект исследований. Процессы изнашивания, поддержания и восстановления работоспособности подшипниковых узлов шарниров карданных передач методами технического обслуживания и ремонта
Предмет исследований. Долговечность подшипниковых узлов шарниров на основе изучения влияния факторов, определяющих надежность карданных передач механических трансмиссий сельскохозяйственной техники
Методы исследования представлены комплексным подходом на основе системного анализа, теорий надежности и диагностики технических систем, сопротивления материалов, размерного анализа, математической статистики, регрессионного и численного анализа, методов ускоренных испытаний и планирования экспериментов, с применением измерительной и вычислительной техники
Научная новизна. Разработаны теоретические основы повышения схемной надежности и получены закономерности увеличения вероятности безотказной работы карданных шарниров при повышении их приспособленности к техническому обслуживанию и ремонту Выполнена оценка точности размерных цепей ради-алыгого, осевого и окружного зазоров в серийных подшипниковых узлах шарниров Исследовано влияние конструктивных, технологических и эксплуатационных
факторов на работоспособность элементов карданных шарниров по их статической нагруженности Разработаны основы проектирования стендового оборудования и методик для экспериментальной оценки ресурса серийных, опытных и отремонтированных карданных передач Потучены математические модели долговечности карданных передач, учитывающие модернизацию, полное использование их ресурса и приспособленность к мероприятиям технического обслуживания и ремонта, позволяющие прогнозировать их долі овечность в эксплуатации
Практическая значимость исследований. Модернизированы конструкции карданных шарниров с целью повышения долговечности (RU 2106548, RU 2224918) и ремонтопригодности (RU 2075878, RU 2205304, RU 2220338, RU 2224917, RU 2238446, RU 2215207) карданных передач сельхозтехники Предложены оригинальные способы повышения надежности карданных передач, позволяющие при повышении вероятности безотказной работы шарниров на 37 43 % увеличить их долговечность в 1,67 1,88 раза, при увеличении грузоподъемности подшипниковых узлов на 7,4 9,3 % повысить долговечность шарниров в 1,24 1,32 раза, при увеличении ремонтопригодности шарниров на 10 30 % добиться повышения долговечности при ремонте на 74 82 %, а обслуживании на 68 73 % Разработаны стенды (RU 2134412, RU 2205377) и методики испытаний для экспериментальной оценки ресурса карданных передач Предложены технологические процессы технического обслуживания и ремонта (RU 2232309, RU 2234008), обеспечивающие повышение долговечности карданных передач в 1,5 раза при себестоимости изделий на уровне 70 % цены новых
Реализация результатов исследований заключайся во внедрении маршрутно-операционного технолої ического процесса восстановления крестовин Н 05103 060 способом постановки дополнительной ремонтной детали (RU 2232309) на ЗАО «Ремонтно-механический завод» (п Волоконовка Белгородской области) и МСТОА АО «Евротехника» (г Белгород), способа повышения надежности карданных передач (RU 2234008) в виде маршрутно-операционного технологического процесса для крестовин 150 36 013 и 4310-2205025-02 на ОАО «Томаровский АРЗ» (п Томаровка Белгородской области), стендов для испытаний карданных передач (RU 2205377, RU 2134412) на производственной базе ОАО «Томаровский АРЗ» и ЗАО «Ремонт но-механический завод»
Опытные образцы шарниров карданных передач проходили эксплуатационную проверку в аграрных хозяйствах Ьелюродской области ОПХ «Центральное» Белгородского района, ЗАО «Белагросахар» Яковлевского района, ОАО им Генерала Ватутина Валуйского района и ЗАО «РусАгро - Победа» Вейделевского района Результаты и методы исследований широко применяются в учебном процессе для студентов Белгородской ГСХА и Старооскольского ТИ (филиала) МИСиС
Апробация Основные положения и результаты исследований доложены, обсуждены и одобрены на расширенных заседаниях кафедры общетехнических дисциплин Белгородской ГСХА (г Белгород, 2008 гг) и кафедры «Детали машин и ПТМ» ФГОУ ВПО МГАУ (г Москва, 2008 гг ), международных научно-практических конференциях Белгородской ГСХА (г Белгород, 1998 - 2008 г), КГТУ (г Кировоград, 1999 г ), ХНТУСХ (г Харьков, 2001, 2002, 2003, 2004, 2006 гг), Пензенской ГСХА (г Пенза, 2002 і ), ОАО «КАМАЗ-Дизель» (г На-
бережные Челны, 2003 г), ИМЭ МГУ (г Саранск, 2004 г), ААИ России и МГТУ МАМИ (г Москва, 2005 г), Брянской ГСХА (г Брянск, 2003, 2004, 2005 гг), ЧГАУ (г Челябинск, 2006, 2008 гг), Орловского ГАУ (г Орел, 2000, 2008 гг), РГАЗУ {г Москва, 2007 і ), Башкирского ГАУ (г Уфа, 2007 г), ГНУ ГОСНИТИ (г Москва, 2007 г), ФГОУ ВПО МГАУ (г Москва, 2006,2007,2008 гг) и др
Модернизированный стенд и опытные экземпляры карданных шарниров (RU 2106548, RU 2075878) были представлены на областной выставке-презентации (-Высшие и средние профессиональные учебные заведения образование, наука и производство» (г Белгород, 1998 г), а шарниры (RU 2232309, RU 2238446) и стенд (RU 2205377, RU 2134412) были Гфедставлены на выставке Торгово-промышленной палаты «Мальш и средний бизнес в деле возрождения России» (г Белгород, 2005 г)
Публикации. По теме диссертации опубликовано 38 научных работ, из них восемь в изданиях, рекомендованных ВАК, 12 патентов РФ на изобретение Общий объем публикации составляет 18 п л , из них автору принадлежит 12 п л
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, шести глав, общих выводов, списка использованной литературы и приложений, содержит 341 страницу машинописного текста, 120 рисунков, 46 таблиц, библиографию из 554 наименований и 10 приложений
