автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.03, диссертация на тему:Оценка нагруженности и повышение долговечности гусеничных цепей с резинометаллическими шарнирами тракторов класса 3

Введение

1. Состояние вопроса. Постановка задач исследования

1.1. Анализ долговечности, конструктивные особенности гусениц тракторов масса

1.2. Анализ расчетных и экспериментальных методов оценки нагруженности гусеничных цепей

1.3. Цель и задачи исследования

2. Расчетно-экспериментальная оценка нагруженноети и напряженности гусеничных цепей

2.1. Методика определения, анализ нагруженности гусеничных цепей в условиях эксплуатации

2.2. Оценка влияния геометрических характеристик звена на его жесткость

2.3. Разработка методов оценю! нагруженности и напряженности звеньев и пальцев в гусеничных цепях

3. Методические особенности, анализ результатов экспериментальных исследований нагруженности и напряженности звеньев гусениц с резинометаллическими и металлическими шарнирами

3.1. Методика, анализ результатов исследования прочности звеньев при статическом и циклическом нагружении

3.2. Обоснование принципа, анализ результатов оценки долговечности звеньев . III

3.3. Методика проведения испытаний, анализ влияния упругого шарнира и износа звена на циклическую выносливость и напряженность звеньев гусениц

4. Практическая реализация результатов исследований по созданию гусеничных цепей повышенной надежности и расчет экономической эффективности работы

4.1. Рекомендации по созданию равнопрочных литых звеньев для энергонасыщенных тракторов класса и их практическая реализация

4.2. Расчет экономической эффективности работы . .125 Выводы . . 131 Список литературы . . 134 Приложение

В решениях ХХУТ съезда КПСС, майского и ноябрьского (1982г.) Пленумов ЦК КПСС значительное внимание уделено вопросам развития отрасли тракторного и сельскохозяйственного машиностроения. В XI пятилетке поставлена задача довести ресурс серийных гусеничных тракторов до 6000 часов на всех видах почв в целях обеспечения значительной экономии металла и улучшения условий труда.

В настоящее время на серийных тракторах класса 3 ДТ-75, ДТ-75М, Т-74 применяются гусеничные цепи с открытыми металлическими шарнирами. Цепь состоит из литых звеньев из стали П0Г13Л и пальцев из стали 50, изготавливаемых из калиброванного проката. Средний ресурс серийных гусениц на супесчаных почвах составляет 1200 часов с заменой в течение этого срока трех-четырех комплектов пальцев. На легкосутлинистых и тяжелосуглинистых почвах средний ресурс гусениц составляет 2000-4000 часов с заменой двух-трех комплектов пальцев.

Ресурс гусениц с открытыми шарнирами определяется износостойкостью деталей шарнира, а так же беговых дорожек, цевки, направляющих гребней звеньев гусеницы.

Годовой выпуск звеньев составляет 51,0 млн. штук, а пальцев - 80 млн. штук на сумму в целом свыше 100 млн. руб. Основное количество звеньев и пальцев (соответственно 12% и 83% от годового выпуска) производится в запасные части. На изготовление звеньев и' пальцев ежегодно расходуется около 600 тыс, тонн легированной высокомарганцовистой стали и 200 тыс. тонн калиброванного проката.

Одним из наиболее эффективных способов повышения надежности гусениц на тракторах класса 3 является применение гусениц с рези-нометаллическими шарнирам! (PMU), в которых трение деталей шарнира в абразивной среде заменено внутримолекулярным трением резиновых элементов шарнира.

В 1973-76 г.г. проведены работы по созданию гусениц с МИ для тракторов ДТ-75М и T-I50. Девяностопроцентный ресурс гусениц с РМШ на тракторе T-I50 на супесчаных и среднесуглинистых почвах составляет 1900-3750 часов, на тракторе ДТ-75М - 4150-5050 часов.

В значительной степени долговечность РМШ зависит от жесткости звена, которая в процессе эксплуатации трактора снижается из-за износа беговых дорожек и направляющих гребней. При износе беговых дорожек на 10 мм наблюдается деформация проушин звеньев. Рабочие элементы звена, его беговые дорожки, направляющие гребни, зацепы имеют недостаточный запас на износ для обеспечения ресурса звена до 6000 часов. Первые образцы звеньев гусениц с РМШ разрабатывались на основе опыта проектирования и доводки серийных звеньев гусениц с открытыми шарнирами тракторов, а также звеньев гусениц специальных транспортных машин. Проведенные автором исследования показывают, что для создания гусениц с РМШ требуются звенья повышенной жесткости,с обеспечением большей точности отливки по несоосности и диаметру отверстий проушин. Повышенные требования к звену определяются исходя из условий обеспечения равномерного нагруже-ния резиновых элементов шарнира и сборки звеньев в цепь.

В XII пятилетке предусматривается постановка на производство энергонасыщенных тракторов ДТ-75С, T-I50 с двигателем мощностью 125-160 кВт. Проведенные автором тензометрические исследования показали, что нагруженность гусеничного движителя энергонасыщенных тракторов в зависимости от характера выполняемой работы возросла в 1,1 - 1,6 раза по сравнению с серийными тракторами /58, с. 207. Для обеспечения заданного ресурса гусениц с РМШ на энергонасыщенных тракторах не менее 4000 часов требуется провести работу по повышению несущей способности как шарнира, так и звена гусеницы. Таким образом, работа по созданию гусеничных цепей повышенной надежности с РМШ для энергонасыщенных тракторов класса 3 является актуальной и тлеет важное народнохозяйственное значение.

Целью настоящей диссертационной работы является разработка методов расчетно-экспериментальной оценки нагруженности и долговечности звеньев и шарниров гусеничных цепей серийных и энергонасыщенных тракторов класса 3 с мощностью двигателя 55-160 кВт с учетом износа звеньев в эксплуатации и разработка рекомендаций по созданию равнопрочных литых звеньев, обеспечивающих долговечность гусениц не менее 6000 часов на всех типах почв.

В работе рассмотрены методы расчетно-экспериментальной оценки нагруженности, долговечности и напряженности звеньев в гусеничном обводе. Установлены закономерности влияния РМШ на характеристики сопротивления устолости звеньев гусениц с учетом их износа в течении всего срока службы трактора.

Тема диссертационной работы выбрана в соответствии с заданиями программы ШНТ по решению научно-технической проблемы 020.0107 "Создать и освоить в производстве гусеницы повышенной надежности со сроком службы до капитального ремонта 4000 часов для энергонасыщенных тракторов тягового класса 3 ДТ-75С и Т-150".

I. состоят® ВОПРОСА, постановка задач

ИССВДОВАНйЯ

1. Методические указания по определению экономического эффектаот внедрения испытательного стендового оборудования, Челябинск, 1981 г,

2. Отраслевая методика стендовых ресурсных и контрольных испытаний звеньев гусениц на усталость, Москва 1981г. Гос. per. 0I8II00870I, ина.№ 02827018755.

3. ГОСТ 7057-81 "Тракторы сельскохозяйственные. Методы испытаний".

4. Нормативно-справочные материалы для экономической оценки сельскохозяйственной техники, Москва,1980г.

5. Каталог советских тракторов, НАТИ, Москва,1977 г.

6. Нормы амортизационных отчислений на тракторы, транспортные средства, сельскохозяйственные машины. Москва,. 1981г.

7. Дополнение ii? 2 к прейскуранту 21-05 "Оптовые цены на тракторы" Москва / 1982г,у /7 г- очз.

8. Тяжелосуглинистая 55 2000 1200 2000 4000 4000 4000 5200 5200 5200

9. Суглинистая 35 1300 750 1300 3000 2000 3000 5200 5200 5200

10. Супесчаная Ю 750 300 750 2000 1000 2000 5200 5200 5200Средневзвешанное значение долговечности 1630 952 1630 3450 3000 3450 5200 5200 5200Iм со соIИсходные данные для расчета