ОЦЕНКА ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ УЗЛОВ СХТ

ФГБОУ ВПО БелГСХА им. В.Я. Горина
Отчет по внутри академическому гранту
для молодых ученых
Разработка методики и технических
средств диагностирования карданных
шарниров трактора John Deere в
эксплуатации
Ефимцев А.В. – аспирант, кафедра
общетехнических дисциплин
е-mail: efimtsev.andrey@yandex.ru
Майский 2012
Новизна и актуальность идеи
• Оценка
долговечности
карданных
передач
зарубежных тракторов по их техническому состоянию
на основе измерения радиального зазора в шарнирах
• Разработка и адаптация прибора для измерения
радиального зазора к конструкции карданных
шарниров со
съемными
гнездами
для
опор
крестовины.
• Повышение
эффективности
процесса
диагностирования позволяет дать оценку реального
технического состояния.
• Применение нового способа для реализации
технических воздействий.
Постановка задач
Цель – установить взаимосвязь между наработкой,
динамикой изменения радиального зазора и реальной
загрузкой трактора.
Задачи:
Проанализировать существующие методики
эксплуатационных наблюдений;
Разработать прибор для оценки реального состояния
карданного шарнира по радиальному зазору;
Провести измерение зазоров в карданных шарнирах
модернизированным прибором в производственных
условиях;
Выполнить обработку результатов измерений по
разработанной методике;
Разработать порядок назначения ремонтнообслуживающих воздействий.
Кинематические схемы трансмиссий тракторов
1 – карданная передача, 2 – двигатель, 3 – коробка передач, 4 –
карданная передача, 5 – сдвоенная карданная передача
Карданная передача трактора Джон Дир
седьмой серии
1 – резиновый кожух; 2 – стопорное кольцо; 3 – вилка с уплотнительной крышкой; 4 –
болт; 5 – шайба; 6 – карданный вал; 7 – карданный шарнир; 8 – болт; 9 – демпфер
Карданный шарнир трактора Джон Дир
Схема карданного
шарнира
Схема поворота при техническом
обслуживании
Кинематическая схема прибора
А, В – ведушая и ведомая карданные вилки; 1 – толкатель; 2 – держатель
индикатора часового типа; 3 – стопорный винт; 4 – Индикатор часового типа; 5 –
закрепляющий кронштейн; 6 – поджимающий самоцентрирующийся винт; 7 –
прижимные губки; 8 – нагрузочный ключ; 9 – динамометрический ключ
Прибор для измерения радиального зазора
Графическая интерпретация основных положений методики
измерения зазоров и обработки результатов
+Δ, мм
+Δ, мм
Δ=а+b∙T
Δ=а+b∙T
Δ =(+Δ)+(–Δ)
ΔΣ=(+Δ)+(-Δ)
Σ
Тизм
Тизм
–Δ, мм
–Δ, мм
Δ=а+b∙T
Δ=а+b∙T
±Т, Н·м
±Т,
Н·м
Измерения зазоров в карданных шарнирах
Наработк
а в физ/ч.
1RW7830RPAR02915 1934
2
RW7730R009266
2219
Показания индикатора в сотых, мм уровнях
нагрузки, Н·м
Направление.
вращения
№ тракт.
10
20
30 40
50
60
70
80 90
10
0
+
0
0
0
5
15
16
16
16 16
16
–
0
0
0
0,5 5
5,5 6
6
6
+
5
6
8
9
11
20
21
22 22
22
–
3
5
5
2
3
4
5
5,5 6
6
6
Результаты измерения зазоров в шарнире трактора
№1RW7830RPAR029152
0,03
0,025
Δ, мм
0,02
Δ=-0,02333+0,002242·T
0,015
0,01
0,005
ΣΔ=0,083 мм
0
-0,005 0
-0,01
20
40
Δ=-0,01267+0,0008667·T
60
T, H*m
80
100
120
Параметры работы КШ трактора JD 7830
Номер
трактора
RW7830R006
825
RW7830R011
352
RW7830A037
754
RW7830A037
752
RW7830R002
630
RW7830R029
275
RW7830R008
475
RW7830R002
638
Средняя
нагруженость
кВт
6 7, 0 5
Наработка за Суммарный
, весь
радиальный
зазор, мм
жизненный
цикл шарнира,
ф.-ч.
7473,3
0,374
46,356
6784,4
0,2572
60,66
174,2
0,1887
48,939
2414,5
0,2905
68,887
3416
0,3425
77,263
4968
0,279
44,30876
7489
0,377
61,871
10527
1,552
Результаты измерения зазора в шарнире
Получены уравнение взаимосвязи между
динамики изменения наработки до
выхода из строя и радиальным зазором
L=5▪106Δ–397500
Δ=5▪10-6▪L+0,0795
L – наработка, Δ – радиальный зазор
Отказ карданного шарнира, эффект ложного бринеллирования
Выводы и перспективы исследований
• Выявлены возможности повышения долговечности тракторов JD в
эксплуатации с помощью использования незадействованных в работе
поверхностей шипов карданных шарниров.
• На основе изучения особенностей конструкции и отказа
подшипниковых узлов карданных передач тракторов JD серии 7730 и
7830 мероприятия по снижению эксплуатационных. В дальнейшем
разработан и запатентован способ их технического обслуживания.
• Модернизирован
прибор
и
усовершенствована
методика
измерения радиального зазора, подготовлена заявка на полезную
модель .
• Выполнена на 31 единице тракторов производственная апробация
прибора на примере карданных шарниров привода гидромодуля
коробки передач. Установлена средняя нагруженность в диапазоне от
45 до 70 кВт. Диапазон наработок от 6 до 11527 ф.-ч. Диапазон
изменения радиального зазора от начала эксплуатации 0,0315 мм до
физического разрушения 1,05 мм. Получены уравнение динамики
изменения наработки L=5·106 ·Δ–0,0795.
Результаты
1. Ефимцев А.В. Программа и методика эксплуатационных
наблюдений карданных передач тракторов John Deere / А.В.
Ефимцев, А.Г. Пастухов // Уфа: Изд-во Башкирский ГАУ, 2012.
– С. 73-76
2. Пастухов А.Г. Эксплуатационно-ремонтные методы
обеспечения надежности карданных передач / А.Г. Пастухов,
Е.П. Тимашов, А.В. Ефимцев // Материалы конференции
«Проблемы надежность машин и средств
сельскохозяйственного производства» Харьковском
национальном техническом университете сельского хозяйства
имени Петра Василенко, посвященный 40-летию основания
кафедры мощности и надежности машин им. В.Я. Аниловича.
— Харьков: — ХНТУСХ. 2012. — С. 186-190.
3. Ефимцев А.В. Интегрированный подход при техническом
сервисе машин / А.В. Ефимцев, А.Г. Пастухов // Материалы
VΙΙI–го международного форума молодежи 5-6 апреля 2012
года. «Молодежь и сельскохозяйственная техника в ΧΧΙ веке»,
Харьков: ХНТУСХ, 2012. – С. 80.
4. Ефимцев А.В. Разработка программы и алгоритма постановки
диагноза технической надежности КШ трактора JD в
эксплуатации / Материалы Всероссийской научно-практической
конференции молодых ученых «Особенности технического
оснащения современного сельскохозяйственного производства»
г. Орел, 24-25 апреля 2012 г. ФГБОУ ВПО ОрелГАУ. — С. 31-35.
5. Пастухов А.Г. Метрологическое обеспечение технического
обслуживания карданных шарниров трактора John Deere
(статья) / А.Г. Пастухов, А.В. Ефимцев // «Инновационные
технологии в метрологии, стандартизации и управлении
качеством» МГАУ, октябрь 2012. С. 52-57
6. Ефимцев А.В. Основы прогнозирования карданных шарниров
/ Материалы конференции «Проблемы сельскохозяйственного
производства на современном этапе и пути их решения». ΧΧI
международная научно-производственная конференция (14-16
мая 2012 г.). – Белгород, 2012. – Издательство Белгородской
ГСХА.
7. Патент RU 2453451 C1, B60S5/00, F16D3/41, F16C11/06,
20.06.2012. Способ технического обслуживания / Авторы:
Пастухов А.Г., Ефимцев А.В., Зданович Б.С., Тимашов Е.П.
8. Приняли участие в конкурсе У.М.Н.И.К. 2012 г
9. Приняли участие с докладом на международная научнопрактическая конференция «Перспективы развития технического
сервиса в агропромышленном комплексе», посвященная 80летию создания кафедры «Ремонт и надежность машин» 07.11.12
10. Планируется участие VII Международная научнопрактическая конференция «Научные проблемы технического
сервиса сельскохозяйственных машин» 13-14 декабря 2012 г.