автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.03, диссертация на тему:Повышение эксплуатационной вибронадежности и долговечности жаток. Обоснование методики вибрационных испытаний

РГ6 од

2 1 ЭД'йЛтодЬЗЗстш ордена Трудового Красного Знамени институт механизации сельского хозяйства

На прасах рукописи

ПАСИЧНЫЙ ОЛЕГ ФЕДОРОВИЧ

УДК 631.354:539.433:62-752,2

Повышение эксплуатационной вибронадежности и долговечности жаток.

Обоснование методики вибрационных испытаний

Специальность 05.20.03 — Эксплуатация, поеетансЕлоние и ремонт сельскохозяйственной техники

Автореферат

диссертации на соискание ученей степени кандидата технических наук

Мелитополь—1993

Работа выполнена в Запорожском ордена «Знак Почста> шшино строительном институте им. В. Я. ЧуЗаря и Бердянском производ ственном объединении по жаткам.

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

Ведущее предприятие:

доктор технических наук, профессор РОЙТМАН А. Б.

академик УЛАН, доктор технических наук, профессор ПОГОРЕЛЫЙ Л. В., кандидат технических наук, доцент ЖИГАН В. И.

Юкшо-Украпнская МИС (г. Херсон)

Защита состоится 23 нюня 19.03 года, п 14-00, па заседании специализированного совета К 120.90.01 п Мелитопольском ордена Трудового Красного Знамени институте механизации сельского хозяйства (33233Э, Украина, г. Мелитополь, проспект В. Хмельницкого, 18). С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан 28 мая 1993 г.

Ученый секретарь епециалнзиропанпого совета

В. Е. ЧЕРКУН

ОВДАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Низкий уровень надежности отечественного сельскохозяйственного машиностроения общеизвестен.

Долгие года■наблюдалась неблагоприятная*тенденция увеличения количества ывзтц гатг^е идутна возмещение выбывших. За последние 10 лет-машиностроители практически полностью обновили в стране парк зерноуборочных машин, но сроки жатвы не уменьшились.

Одной из главных задач,- стоящих перед сельскохозяйственным. машиностроением, является-повышение эффективности сельскохозяйственной техники, надежности и долговечности, технических и эксплуатационно-технологических показателей, непосредственно влияющих на качественные и количественные результате сельскохозяйственного производства.

Серийно выпускаемая продукция Бердянсхого ПО по жаткам в большинстве случаев не имеет зарубежных аналогов. Доминирующие типы отказов носят прочностной характер. В связи с этим возникли задачи создания и постановки на производство орудия для получения семенников трав высокой степени чистоты, определения влияния виброактивности отдельных элементов агрегатов жатки, . энерг'осредства на эксплуатационную надежность машин в целому разработки методов и средств , снижения-этой виброактивности. . .

Тема диссертации связана с. Отраслевыми планами научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ в области сельскохозяйственного машиностроения на 1968-1991 г.г..планом Межреспубликанской программы совместных исследований АН Украины, Белоруси и Шлдовы по проблеме: "Разработка и внедрение методов расчета, технологии и .материалов, способствующих повышению надежности и снижению.материалоемкости машин и механизмов", а также в соответствии с планами НИР Бердянском ПО по жаткам.

Цель работы. Определение вибро активности отдельных агрегатов жатки и энергосредства с последующим снижением юс вибрационной наг-руженности и повышением эксплуатационной надежности.

В соответствии с поставленной целью и с учетом опыта других! более развитых с точки зрения практических приложений теории колебаний областей отечественного и зарубежного машиностроения, сформулированы задачи исследования:

- определить перспективные технические решения конструкции уборочной техники и энергетических средств; .

- выявить характерные виброизмерительные приборы, аппаратуру и блок-схемы.комцутации;

- предложить методику проведения вибрационных исследований, позволяющую определить наиболее виброактивные узлы и агрегаты;

- провести сравнительный анализ вибронагруженности жаток Бердянском производственного объединения по жаткам с зарубежными аналогами;

- разработать методику контроля и нормирования вибрации жаток и внедрить её в серийное производство.

Научная новизна. На основе обширного экспериментального материала исследовалось вибросостояние ответственных элементов различных моделей жаток и энергосредств при испытании на стендах и в эксплуатации с увеличением наработки и степени их нагружения.

Разработана методика контроля параметров вибрации в серийном производстве жаток.

Произведена оценка вибросостояния различных моделей жаток в зависимости от ширины захвата, увеличения наработки и агрегатирования.

Проведен сравнительный анализ вибронагруженности жаток Еердян» ского ПО по жаткам и зарубежных фирм.

Реализованы эффективные методы снижения вибронагруженности перспективных моделей.

Практическая ценность. На основании выполненных экспериментальных и теоретических исследований предложены методы и средства проведения вибрационных исследований, в результате которых шявлены вйб-роактивные узлы, а также максимальные значения параметров различных моделей жаток. Даны рекомендации и блок-схемы комцутации виброизие-рительных приборов и аппаратуры.

С целыг исключения попадания в эксплуатацию потенциально ненадежной продукции разработана методиха вибрационного контроля хаток.

Реализация результатов работы. Проводимые исследовайия вошли в технические; отчеты и пояснительную записку и переданы Правительству Украины.

Методика контроля параметров вибрации в серийном производстве жаток внедряется Бердянск им производственным объединением по жаткам.

Апробация работы. Основные результаты диссертации докладывались на: научно-технических конференциях ЗМИ ж. В.Я.Чубаря (1990-1993па) II Республиканской научно-технической конференции "Динамика и прочность мобильных машин" (г.Кутаиси, 1990 г.), Всесоюзной конференции по вибрационной технике (г.Батуми, 1991 г.). Республиканской научно-технической конференции "Проблемы конструирования и технологии производства сельскохозяйственных машин" (г.Кировоград, 1991 г.), Международной научно-технической конференции "Совершенствование и развитие отделочно-зачистной, финишной и поверхностной пластической обработки деталей" (г.Винница, 1992 г.), Международном симпозиуме"Щум и вибрация на транспорте (г. Санкт-Петербург, 1992 г.), научной конференции "Прочность и колебания конструкции при вибрационных- и сейсмических нагрузках" (г. Запорожье, 1993 г.), научно-методзвдс-кой конуре нции "Современные проблемы подготовки инженерных кадров"

(г.Запорожье, 1993 р.).

Публикации. Do материалам диссертации опублиховано 12 печат-- нот работ. -

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения« шести .глав,-заклвчения, списка использованных источников (123 наименования) и приложения.

Объем диссертации 107 страниц машинописного текста,содеркит 61 иллюстрацно, 14 таблиц и 26 страниц приложения.

• СОДБИШМЕ РАБОТЫ • • * Во введении "обоснована актуальность проблемы, сформирована цель работы, изложены её научная ценность и практическая значимость, проведена краткая аннотация работы, а также основные выводы и положения, выносиные автором на защиту.

В первой главе проведен аналитический обзор работ Василенко И.Ф, Трошева Л.Ы., Жалнина Э.В., Пескова J0.A., Мещерякова И.К., Шатцуса Д.И.Серого Г.Ф., Сидоршина Э.А. и др., на основании которого определены конструктивные особенности и перспективы развития уборочной техники; работ Аниловича В.Я., Погорелова Л.В., Цугеля Р.В., Михли-на В.И., Гуськова И.В..Ройтиана А.Б., Москаленко Т.А., Генкина М.Д.', Перминова И.Д. и др., позволивший установить уровень эксплуатационной надежности и безотказности сельхозмашин. Изложено состояние вопроса, приведены.показатели и объемы продукции Берцяиского ПО по ваткам.

: Отмечается, что посевные площади зерновых колосовых и зернобобовых культур на Ухрахнэ составляют 14950 тыс.га.

В настоящее время и в перспективе раздельный способ уборки урожая является основным в силу ряда объективных причин: агротехнических, погодно-климатических, организационных и др.

По многолетним данным этим способом убирается не менее 60 % (3282 тыс.га) зерновых в Донецко-Приднепровском регионе, не менее 40 % (2020 тыс.га) в Юго-Западном регионе и не менее 60 % (1458 тыс. га) в Окном регионе Украины. Кроме того, около 2000 тыс.га зернобобовых убирается исключительно раздельный способом. Таким образом не менее 8760 «с.га зерновых и зернобобовых культур ежегодно убирается раздельным способом.

Дня обеспечения выполнения этих работ сельскому хозяйству Украины в течение 1989-1991 г.г. Бердянским ПО по каткам поставлено:

- жаток валковых навесных на зерноуборочные комбайны ЗВН-бА(Б)

- 8163 пгг;

- жаток валковых прицепных к тракторам класса 1,4 т.е. ЖВП-6

- 5040 шт;

- жаток валковых навесных на энергосредство косилки-плющилки КПС-5Г ЯВН-бА-01 - 4871 шт;

- жаток зернобобовых навесных на зерноуборочные комбайны ЖРБ-4.2А'- 17374 шт. - %

Из приведенных данных ведно, что преобладающую часть (72 %) валковых зерновых и зернобобовых жаток в парке составляют жатки навесные на зерноуборочный комбайн и только 28 % - прицепных к тракторам и навесных на энергосредство косилок-плющилок.

Отмечены основные тенденции совершенствования уборочных агрегатов.

Самым важным является создание самоходных, прицепных и навесных универсальных и широкозахватных (до 10-12 м) жаток, жаток-хедеров. Для зерноуборки системой машин прогнозируется применение широкозахватных жаток-хедеров, самоходных жаток на базе мобильных энергосредств или агрегатируемых с тракторами класса тяги 14-30 кН. Ком»» п

байн как энергоноситель для валковых жаток будет постепенно заменен

Г 8

трактором или самоходным шасси. Жатки с шириной захвата 5 и 6 и в навесном или полунавесном и прицепном исполнениях экономически целесообразно агрегатировать с универсальными пропашными тракторами.

. Бердянское производственное объединение по хаткам - единственное в бываем СССР предприятие, которое создает и выпускает зерновые и зернобобовые валковые жатки. Жатвенные машины используются при раздельном способе уборки урожая во всех почвенно-климатических зонах страны, а также за рубежом.

Технические данные каждого разработанного типа валковых- жаток позволяют их эффективно использовать при различных способах уборки урожая в различных зонах и условиях труда.

Проведен анализ показателей надежности продукции Бердянского ПО по жаткам и зарубежных аналогов. Из анализа показателей следует, что серийно выпускаемая продукция в большинстве случаев не имеет зарубежных аналогов.

Срок службы серийной продукции невелик (5-7 лет), доминирующие типы отказов носят прочностной характер.

Поэтому проведение исследований на надежность с целью определения причин отказов наиболее виброактивных отдельных элементов агрегатов, а также введение вибрационного контроля в серийном производстве, несомненно, будут способствовать повышению надежности, долговечности выпускаемой и перспективной.продукции.

На основании изложенного сформулированы задачи исследований.

Во второй главе освещены перспективы Бердянского ПО по жаткам Описаны пути создания универсальных сельскохозяйственных орудий для прямого комбайнирования и раздельной уборки (семейство жаток-хедеров).

Анализ состояния опытно-конструкторских работ в этом направлении, а также конструкций жатвенных машин, освоенных производством

на Бердянском ПО по жаткам, показал, что наиболее приемлемой на данном этапе является разработка конструкции и поставка на производство универсальной жатки-хедера и полотенного хедера с механически! приводом на базе серийной встречно-поточной валковой жатки' Ю-6.

В настоящее время на Бердянском ПО по жаткам организуется совместное с фирмой "Фортшритт" (Германия) предприятие по производству энергосредства Б>304 с набором адаптеров к нему, которые образует уборочньД комплекс.

В текучем году совместны! предприятием будет выпущена первая промышленная партия уборочных комплексов в количестве 25 шт., в состав которых•войдут зерновые жатки захватом 4,2 м и зерновые встречно-поточные жатки захватом б м, а также валкопереукладчики и травяные жатки, поставляемые фирмой.

В третьей главе освещены средства и методы, применяемые при исследованиях. Описаны виброизмерительная аппаратура и системы, средства анализа вибрации, их коммутация. Изложена методика вибра-ционшх испытаний жаток на надежность.

Эта методика распространяется на вибрационные испытания на надежность семейства жаток-хедеров ХХ-6,4; ЖХ-7,6; ЖХ-9,1; ЖХ-11; ЖХМ-6,4; ДХМ-7,6; ЖШ-9,1, предназначенных для выполнения уборочных работ по двум технологическим схемам.

Методы измерений могут быть также использованы при'виброиспы-таниях любых моделей жаток.

Измеряемыми параметрами являются:

среднее квадратическое значение суммарного уровня виброуско-

, ' ' 10

изменение виброуслоренян во вроыени / , ым-о"^;

10

где Г ' 1

Т- время усреднения, с;

среднее квадратическое значение уровня виброускорений на частоте ^

гДе изменение виброускорения во времени / в полосе частот

Д^ со среднегеометрической.частотой. ^ .мм-с-*". Допускается в качестве измеряемых параметров использовать средние квадратические значения виброскоростей ]/ и » определяемые соответственно по формулам:

где ¡/( {-) - изменение виброскорости во времени ^

изменение виброскорос.ти во времени / в полосе частот Лу* со среднегеометрической частотой ^ ,

Изложены основные требования к средствам измерения и анализа вибрации.

Описаны особенности подготовки к выполнению измерений вибраций жаток..

Изложено проведение измерений и анализа вибрации.

, При обработке и оформлений результатов измерений и анализа вибрации определялись суммарные уровни виброускорений пространст-

венных колебаний в точках измерения по формуле

а* + <*Ы+- «х '

где С? ,а,а - средние квадратические значен*« виброускорений в

У 21

точках измерения соответственно в направлениях ОС. , У , X , мм-с-^. Определялось среднее квадратическое значение уровня виброускорений пространственных колебаний, возбуждаемых /с -м источником вибрации, по формуле

где у. - порядковый номер гармоники виброускорекил И -го источника; А/ - числе учитываемых гармоник;

С^хк^^ ~ среднее кваДРатическое значение £ -й .гармоники виброускорения -го источника соответственно

в направленияхЗС У и 2 , мм-с-^. Определялся удельный вклад отдельных источников в суммарную величину вибрационных ускорений изделия в каждой точке измерения по формуле

° 3* '

гдудельный вклад /< -го источника в суммарную величину виброускорений, %.

В диссертации использованы следугпие законы распротаяения: нормальное "

-оо<х<+^ ; ; ¿>(7

логарифмически - нормальное ^

— Г ( (£пх-а)

ХЪ0;6>0

-оа< О. < + СХ»

Вейбулла £

{(х:о.;6)=\ а е х>0;а>0;6>0 10 осно

Большинство из выполненных а диссертация расчетов по обработке статистических данных реализовывалось на ЭВМ ЕС-1020, персональных компьютерах "Искра 1030" и 1ВМ РС с использованием стандартных и специально подготовленных программ.

В четвертой главе освещаются исследования по оценке вибросостояния различных моделей жаток и уборочных комплексов.

Для предварительной оценки вибронагруженности элементов, узлов и всего уборочного комплекса проводились стендовые исследования. Система подвижных опорных платформ под каждое колесо комбайна позволяла воспроизвести режимы нагружения при движении в транспортном положении и при выполнении технологического процесса.

Нагружение ходовой системы комбайна осуществлялось методой торможения беговых балансирных тацдем-тележек, на которые опираются ведущие колес комбайна.

Нагружение жатвенной части осущест*..ял<* ,ь на 4 узла ¡режущий аппарат, мотовило, шнек и наклонную яаи^у.

Режущий аппарат нагружу»* и • ,*ощьп гидроцилиндра, мотовило -« посредством круглой балки, гановленной в зоне движения граблян. Шнек жатки нагружался круглым обрезиненнш валом, установлении! на поддоне, наклонная камера роспринимала нагружение на приводном валу цепочно-планчатого транспортера с помощью порошкового нагружателя-тормоза.

Бункер комбайна постоянно загружали полимерной зернистой крошкой.

Измерение вибрационных характеристик проводилось в направлении осей ортогональной системы координат ОС , У , X : ось >Х - горизонтально-осевая, параллельна направлению движения камбайна* ось У -горизонтально-поперечная, перпендикулярна направления движения комбайна, ось X - вертикальная.

Влияние жатки на вибросостояние энергосредства, в частности, комбайна "Дон-1500" было установлено в результате предварительно.! -оценки вибронагруженности в процессе эксплуатации. Наиболеа виброактивными узлами по данным спектрального анализа являятся как привод режущего аппарата жатки, так и ведомый вал наклонной камеры, которая способствует передаче вибрации на корпус и другие агрегаты комбайна в целом.

Установлена тесная корреляция между зибросостоянием при вклп-' ченной и выключенной жатке "во всех точках измерения по всем направлениям.

Установлена тесная корреляция между вибрэскоростьа и виброперемещением при работе комбайна с выключенной жаткой во всех точках измерения по всем направлениям.

Для уточнения результатов исследований проводилось повторное вибрографирование узлов комбайна в стендовых'условиях виброанализатором "СР-200И и датчиком ускорений А/Р-620 (фирма "Оно Сошси", Япония).

Для проведения сравнительного анализа вибронагруженности жаток и набора статистических данных соаместно со специалиста;.«! фирм "Виброметр" (Швейцария) и "Бибродот" (Полт^-.} н^эйея^чч эксперименты по определению вибронагруженности серийной зернобобовой жатки ЖРБ-4,2А и экспериментальной жатки-хедера Ж-11 с рабочей

шириной захвата II метров, с гидравлическим приводом, которые агре-гатировались с зерноуборочными комбайнами "Екисей-1200-1" и "Дон-1500А".

Исследования проводились на опытно-экспериментальной базе отраслевой научно-исследовательской лаборатории надежности сельхозмашш (колхоз "Россия" Запорожского района, Запорожской области) и опытно-полевой базе Государственного специализированного конструкторского бюро по жаткам (г.Бердянск).

Вибрационные характеристики регистрировались при нулевой наработке (кроме жатки-хедера ЖХМ-7,6) на работах частотах вращения приводов в рабочем (опущенном) и транспортном (поднятом) положениях, в трех направлениях: вертикальном (В), горизонтально-осевом (Г-0) и горизонтально-поперечном (Г-П), измерителем шума и вибраций ВШВ-003 и комплексом зарубежной аппаратуры.

На опытно-экспериментальной базе Бердянского ГСКБ по жаткам был проведен комплекс вибрационных исследований по определению вибрационных характеристик косилки-плвхцилки 4304, укомплектованной плпцилкой Е-313 фирмы "Фортшритт" (Германия) и энергосредства Д-101А, укомплектованного жаткой ЖБВ-4,2 производства Болгарии и Бердянского ПО по жаткам соответственно в шести наиболее информативных точках измерений.

Регистрация вибрационных параметров нк6р> прости, виброускорения и виброперемещения, а также шуисзьсг .лрактеристик в кабине механизатора производилась тремя типа» .. аппаратуры.

Проводилась также одно врет' .ия запись виброхарактеристик на ыагнмторегистратор с целью последующей расшифровки с использованием современных.спектроанализаторов типа УМ-ЗД (Швейцария).

На втором этапе исследований в г.Нойштадт в Саксонии (Герма-гая) на фирме г'5ортшритт Эрнтемашинен ГмбХ" выполнены совместные

вибрационные испытания.энергосредства Е-303 и Е-304, проведенные специалистами Бердянского ПО по жаткам, Запорожского кащиностроитель-ного института и фирмы "Фортщритт Эрнтемаяинен ГмбХ".

Целью испытаний являлось определение вибросостояния двигателей фирм "Дкон Дир" и Минского моторного завода и их-влияния на вибросостояние изделия, набор статистических данных для разработки методики вибрационного контроля качества в серийном производстве.

Вибрационным испытаниям подвергались:

энергосредство Е-303 с двигателем Минского моторного завода (дизель Д-242) в условиях испытательного стецца с имитацией влияния агрофона без жатки, кабины, задних колес и кожухов;

энергосредство Е-304 с двигателем фиркы "Дкон Дир* с латкой (тип 4742).

Испытания проводились на открытом"стенде;

Для более глубокого изучения'вопроса после расшифровки магнитофонной записи с использованием современных спвзтроскализатороз типа V М-ЗД было произведено сравнение максимальных-значений виброскоростей жатки Е-025 с энергосредством Е-304 и жатки НБВ-4,2 с энергосредством Д-101А (рис. I).

Во всех трех направлениях замеров суммарные значения виброскоростей на изделиях производства Бердянского ПО по жаткам ниже, чем у изделий фирмы "Фортшритт" (см.рис. I). Аналогичный вывод можно сделать при сравнении виброскоростей по первым трем гармоникам с наибольшей амплитудой виброскоростей.

В качестве рекомендации для учета при дальнейшем серийном производстве комплекса Е-304 на Бердянском совместном прёдприятии можно ' предложить установку в кабине механизатора.датчика для контроля частоты вращения двигателя, что будет способствовать стабильному выполнению технологического процесса в эксплуатации.

Был проведен комплекс полевых испытаний жатки-хедера.

Срамит шксяшшма тметй мбросхоросгеЯ мтш Е-025 с В-Э04 м лепя ЯЕВ-4,2 с энергосредством ДгША

20 15 10 5 0

XV

20 15

10 &

0

20 15 10

5

V

\ к

\ ч

ч

2 3 а

6 У ТОЧКИ

ЧчЧ

Ч

I -I .««•с 3 4 5 6- б

ч

N к V

\ \

б;> ТОЧКИ

I

4 5

2 3

в

■...... жатка ШВ-4,2;

———. жатка В-025

а - горизонтально-поперечное направление измерения; б - вертикальное направление измерения; в - горизонтально-осевое направление измерения.

6 9 Точки

5

I

4

Рис.1

ч. 17

Цель вяброясследоваияй - определен»« вмбросостояняя узлов и агрегатов жатки-хедера ЖХМ-7,6 в процессе увеличения наработки, выявление источников вибрация* разработка рекомендаций, позвмяцях обеспечить ресурс изделия 300 часов*

Вибрацяомме исследования проводились в 4 этапа по пере уилн чения наработки и набора статистики отказов исследуемого обмята.

Измерение вибрационных характеристик жатки-хедера ЖХМ-7,6 проводилось при выполнения технологического процессе на уборке ее» ° иенников трав (лвцериы), а также на ребочях реяими» без загруэкя рабрчях органов при наработке жатки 0, 50, {50, 250« 500 часов.

Установлено, что жатяа ХХН-7,6 работает в стадия инФенс итого изнашивания и дальнейшая эксплуатация потребует больамх затрат на восстановление и ремонт. В первую очередь дм восстановления нормального рабочего состояния жатки необходимо устранить повыменймв уровня вибрации на частотах 1-й и 2-й октав (16 я 31,5 Гц).

При проведения исследований были выявлены следущяе отказы: выход нв строе pw»i wtcigHTpKKOPoro »готовила жатки-хедера; плохое крепление пальцев граблин мотовила, подающих хлебнув массу на режущий аппарат;

разрыв полотнжно-планчатого транспортера, состоящего из прорезиненного полотна.

При уборке семенников трав (люцерны) наблюдалось неправильное формирование валка: семенники складывались снизу валка. .

По результатам проведенных виброисследований с цель» снижения вибронагруженности, повышения надежности, продления срока службы жатки-хедера ЖХЫ-7,6'в эксплуатации было принято реоеняе о необходимости установки дополнительных опор (колёс).Были использованы колеса серийного производства с кронштейнами крепления.

С цеяыо определения эффективности установки дополнительных опор (колёс) на жатку-хедер ЖХМ-7,6 сравнительные виброисследова-

ния проводились в.полевых условиях на рабочих режимах в агрегате с знергосред'ством КПС-5Г с' неполной загрузкой рабочих органов'в опытно-конструкторском и" модернизированном вариантах'(рис.2).

Вибросостояние-жатки-хедера ЖХМ-7,6 опытно-конструкторского и модернизированного вариантов по параметру виброускорения

а

100 75

5025,, 0.

мм'с"

^ / ч -

/ / Ч ч --- Ч ч

г / ^ х чч ч

\ V V

. . I , 2. .3 4 Ь 6 » точки

— —для опытно-конструкторского .варианта; ,, ———— для модернизированного варианта.

Рис.2 '

Анализируя результаты измерений вибрации жатки-хедера в точке I (редуктор жатки), можно отметить следующее:

общий, уровень виброскорости при наработке заводской жатки 500 часов в большинстве замеренных точек - невысок, но на 13 % выше уровня виброскорости при наработке жатки 250 часов;

на первой, втсЗрой и третьей гармонике работы приводного вала жатки имеются околорезонансные режимы работы редуктора жатки;

уровни виброускорения жатки модернизированной на 21 % ниже, чем у жатки заводского варианта.

В опоре ведущего вала уровни вибронагруженности жатки достигают максимальных значений, что может быть связано только с повышенным биением вала в опоре вследствие износа подшипника.

Дисбаланс вала нэ наблюдался (околорезонансных частот не зарегистрировано). При работе жатки модернизированной уровень виб-ронагруженности опоры снижается в 2 раза. Общий уровень виброскорости, заводской жатки при наработке 500 часов в 3 раза выше, чем при. наработке 35С£а71СИ «¿¿-О Ч&СОВ*

Зона механизма качи^ейся шайбы характерна наличием околорезонансного режша первой гармонике в горизонтально-осевои и вертикальном направлениях. Максимальные значения виброскорости (856 мм-с"1) наблюдаются в горизонтально-осевой направлении на частоте 7,7 Гц (жатка та колесах). Как уже отмечалось, повышенные значения виброскорости возникают вследствие внешнего воздействия (толчка);при наезде на неровность поверхности грунта возникают собственные колебания системы (жатки с энергосредством)". Частота этих колебаний лежит в пределах 6,6 - 8,0 Гц. На кратных частотах (16 и . 20 Гц) также периодически возникают повышенные уровни виброскорости практически во всех точках. Уровень виброускорения у жатки модернизированной (на колесах) на 59 % ниже, чем у жатки "заводского варианта.

В опоре приводного вала левого транспортера наблюдается повышенный уровень виброскорости (716 мм-сЬна частоте 7 Гц горизонтально-поперечном направлении. Общий уровень виброскорости относительно невысок, но по сравнению с предыдущими измеряли®« при наработке . жатки 250 часов он вырос на 53 %. При работе жатки на колерах вибро. -ускорение снижается на 59 %.

Изменение состояния жатки-хедера ЖХМ-7,6 с увеличением наработки представлено на гистограммах.

В заключение главы приведены гистограммы вибрации (средне-квадратические значения виброускорений, мм-с-*") для всех исследуемых моделей жаток по двум наиболее информативным точкам (рис.3).

Гмстограамы вибраций (среднеквадатяческие нашим)

■ '1 - «очка 1 I вгтят - точка 1 3

(корпус редукто- - (привод режущего

ра) аппарата)

1 - татка-хедер ЖХМ-7,6;

2 - хатка-хедер ХШ-7,6 (с колесами);

3 - хатка-хедер ХХ-11;

4 - ватка ЖРБ-4,2;

5 - хатяа ЖРБ-4,2;

6 - жатка £-025 (Бердянск);

7 - жатка &-025 (Нойитадт).

Рис.3

В пятой гларе приведена методика контроля и нормирования параметров вибрации жаток для внедрения в серийное производство.

. Предполагается, что введение норм вибраций в серийном производстве позволит осуществить эффективную систему входного контроля агрегатов и сдаточжк вибрационных испытаний жаток в целом, позволяющую контролировать качество сборки, исключать производственные отказы, повысить эксплуатационную надежность, снизить до предусмотренных норм вредную вибрацию на оператора.

В методике приведены общие положения, критерии нормирования, нормируемые параметры, категории нормирования, порядок нормирования, методы нормирования, требования к измерениям вибрациомшк характеристик и обработке результатов.

Оговорено, что на установившихся режимах максимальная амплитуда величин виораций жати/ не должна превышать значений* указамшх в таблице с учетом ¡¡справочного коэффициента К.

Таблица

Максимально допустимые значения амплитуды вибрации жаток

Диапазон частот Допустимая ажлитуда

вибраций жатки, вибропере меце ния, виброскорости, виброускорения,

Гц 1М »м-с"* •м-с"2

0-57 57-85 85-637 637-1000

0,0071624 0,40534* 0,0047754 3,040*

0,045 2,54640,03

19,14

0,283*/ 16 0,188*/ 120

При специальных стендовых испытаниях допустите уровня вибраций жаток предусматриваются в программе испытаний.

Одним из возможных путей нормирования вибраций является определение для каждой точки и направления измерения доверительных областей одновременно по двум (или более) параметрам вибрации.

Описана разновидность этого метода - определение доверительных интервалов для двух параметров, которые считается взаимозависимыми. В этом случае доверительная область имеет форцу прямоугольника. В качестве параметров вибрации используются вибросиорость и эффективная частота вибрации. Под эффективной погашается такая частота колебания системы, при которой значения всех параметров вибраций были бы адекватны измеренньм при реальном спектре колебаний.

\

На первичной стадии проведения измерений вибрации массив данных будет ограниченным. Отсода, предположительно, что выборки значений параметров вибрации, сформированные для каждой точки и каждого направления отдельно по вйброскорости и по частоте, будут лучше всего описываться распределением Фишера или Стьюдента. По мере накопления статистических данных возможно применение других законов распределения.

Разработанная методика контроля и нормирования параметров вибрации внедрена в Бердянском ПО по жаткам. Она введена в уже существующую методику периодических испытаний жатки ЖВН-6А в раздел 2 "Правила проведения испытаний", п.п. 2.2, 2.3, а также в раздел 4 "Контрольная обкатка жатки", п.п.4.2, 4.4 этой же методики введением дополнительных переходов в операционные карты.

- В шестой главе приведено технико-экономическое обоснование перспективного типажа жаток, которое показало целесообразность замены серийной продукции модернизированными или вновь разработанными моделями жаток.

В заключении даны общие выводы по результатам исследований.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И ЗАКЛЮЧЕНИЕ ПО РАБОТЕ

I. Проведен анализ состояния уборки зерновых и зернобобовых на Украине, опытно-конструкторских работ, а также серийного производства жаток и энергетических средств.

В результате_ технико-экономических исследований установлено, что замена серийной зернобобовой жатки ЖРБ-4,2А перспективными моделями типа ЖЗБ-4,2; ЖЗБ-5,0; ЖЕВ-4,2; ЖБВ-5,0 позволит высвободить 15000 шт комбайнов, сократить потери зерна на 5 %, что составляет 212 тыс.тн, а также обеспечить экономию топлива 4960 тн за уборочный сезон.

Модернизация серийных зерновых жаток ЖВН-бБ и НС-б и их замена перспективным моделями обеспечит высвобождение 18960 комбайнов, сокращение потерь зерна на 4 % или 846 тыс.тн, экономил топлива 4,5 тыс.тн.

2. Разработаны рекомендации по использовании виброаппаратуры конкретных типов для контроля качества и стабильности серийного производства жаток, вибродиагностирования эксплуатируемого парка уборочных комплексов, а также для углубленных виброисследований на стадии научно-исследовательских и опытно-конструкторских разработок.

3. Проведен большой объём вибрационных исследований на различных типах отечественных и зарубежных машин, таких как:

- жатка ЖРБ-4.2А, жатка.ЖБВ-5,4, хатка-хедер ЖХЫ-7,6, жатка-хедер ЯК-П и др. (Бердякское ПО по жаткам);

- жатвенная часть комбайна"Дон-1500"(Тульский комбайновый завод),'

- зерноуборочные комбайны СК-5М "Нива", "Дон-1500" (ПО"Рост-сельмаш"), "Енисей-1200" (Красноярский комбайновый завод); «

- энергосредство косилка-плющилка КПС-5Г (Люберецкое ПО);

- энергосредство косилка-плицилка 4304 (совместное предприятие г.Бердянск и фирмы "Фортшритт" (Германия);

- энергосредство Д-Ю1А (Болгария) и другие.

4. Выполнены исследования по оценке влияния включения жатки на вибросостояние зерноуборочных комбайнов. Установлено, что это влияние проявляется при включенной жатке. Практически во всех точках комбайна уровень вибраций существенно возрастает.

5. Проведена оценка влияния ширины захвата жаток-хедеров

ЖХ-П и ЖХМ-7,6 на вибросостояние уборочного агрегата. Установ- I лено, что ширина захвата не оказывает существенного влияния на уровень вибраций.

•о

6. Выполнен анализ вибрационных характериртик косилки-плющилки 4304, укомплектованной плющилкой Е-313 фирмы "Фортшритт"(Германия) ,и энергосредства Д-Ю1А (Болгария), укомплектованного каткой ЖЕВ-4,2 (Украина).Установлено, что уровень вибрации жатки ЖБВ-4,2

с энергосредством Д-Ю1А в 4-5 раз ниже по сравнение с уборочным комплексом, изготовленным в Германии.

По результатам виброисследований рекомендовано фирме "Форт-шриттмустановить в кабине механизатора датчик частоты вращения двигателя энергосредства и усилить некоторые конструктивные элементы.

7. Измерения вибрационных характеристик жатки-хедера ЖХМ-7,6 при выполнении технологического процесса,а также на рабочих режима; без загрузки рабочих органов-при наработке жатки 0; 50; 150; 250; 500 часов позволили установить существенное влияние наработки на вибросостояние жатки-хедера ЖХМ-7,6: с увеличением наработки уровень вибраций в шести характерных точках увеличился.в 2-4 раза.

Предложены конструктивные мероприятия по снижению"вибронагру-женности - установка дополнительных опор (колес).

8. Разработана методика вибрационных испытаний жаток на надежность и вибродиагностирование ненадежных узлов, в основу которой положены подходы,используемые в авиадвигателестроении.

Разработана методика контроля и нормирован? л параметров вибрации в серийном производстве жаток, которая позволила выявить наиболее "виброактивные элементы и иеклгаи>:»ь реализацию потенциально ненадежной продукции потребен;-'* '

9. Экономический эффе*~ эт внедрения методики контроля и нормирования параметров вибрации в серийное производство составил' 20 948 504 крб., долевое участия соискателя - 5 237 126 крб. (в.. ценах на 01.05.93), что подтверждено необходимыми документами.

■ ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНО В ■ СЛЕДУЩИХ' РАБОТАХ:

1. Богуславский И.А., Кудинов Ф.Ф., Пасичный О.Ф., и др. Повы-5ние уровня надежности жатки 5ВН-6А//Тракторы и сельхозмашины— 573.-»4,-С. 35.

2. Ройтман А.Б., Пасичный 0.$., Москаленко Т.А. Влияние вклю->ния жатки на вибросостояние зерноуборочного комбайна//П республ. (уч.-техн. конф. Динамика и прочность мобильных малшн:Тез.докл.-гтаиси, I990.-C. 12-13.

3. Пасичный О.Ф. Формирование качественно-нового плана. Заоч-й круглый стол//Экономист.-1991.-*4,-С. 34-36.

4. Пасичный О.Ф., Дуговский В.А., Ройтман А.Б., Москаленко Т.А. следование факторов, влияющих на вибросостояние жатки-хедера//Рес-бл.науч.-техн.конф.Проблемы конструирования и технологии проиэвод-ва сельскохозяйственных машин:Теа.докл.-Кировоград,I99I.-C.2&.

5. Ройтман А.Б., Москаленко Т.А., Пасичный О.Ф. Демпфирование зонансных колебаний машин и агрегатов/всесоюзная конф. по вибраци-ной технике:Тез.докл.-Батуми,I99I.-C.37.

6. Кумпан В.К., Матвиенко Н.В., Москаленко Т.А., Пасичный О.Ф. др.Сравнительные вибрационные исследования энергетических средств навесньми орудиями//Международная науч.-техн. кон{к Совершенствование развитие отделочно-зачистной, финишной и поверхностной пластической работки деталей:Тез.докл.-Винница,1992.-С.67.

7. Москаленко Т.А., Пасичный О.Ф., Ройтман А.Б. Эффективное едство контроля состояния машин//Мездународная науч.-техн.конф. вершенствование и развитие отделочно-зачистной, финишной и поверх-зтной и пластической обработки деталей:Тез.докл.-Винница,1992.-С.66.

8. Ройтман А.Б., Москаленко Т.А., Пасичный О.Ф., Матвиенко Н.В. годы и средства снижения вибрационных нагрузок на уборочно-тран-

спортных матинах//Международный симпозиум.Шум и вибрация на транспорте: Тез.докл.-Санкт-Петербург,1992.-С.82.

9. Москаленко Т.Д., Пасичный О.Ф., Матвиенко Н.В./Смелое И.Г. Результаты вибрационных исследований семейства жаток-хедеров//Науч. конф.Прочность и колебания конструкции при вибрационных и сейсмических нагрузках: Тез,докл.-3апорожье,1993.-с.40.

10. Москаленко Т.Д., Пасичный О.Ф., Рягин С.Л. Ударное демпфирование ответственных узлов и трубопроводов зерноуборочных комбайно« //Науч.конф.Прочность и колебание конструкций при вибрационных и се« смических нагрузках: Тез.докл.-Запорожье,1993.-С.38.

11. Ройтман А.Б., Москаленко Т.А., Пасичный О.Ф. Анализ состояния надежности сельхозтехники и разработка предложений по её повы-швнию//Пояснительная записка для Правительства Украины.-Запорожье, 1992.-88с.(Рукопись).

12. Пасичный О.Ф., Вибрационные исследования - обязательный фактор, обеспечивающий надежность сельскохозяйственной техники// Науч.метод.конф.Современные проблемы подготовки инженерных кадров: Тез.докл.-Запорожье,1993.-С.101.

Подписано и печрть

Тспмрт 61/16.

2Е..05.5:- г. Ротапринт. Об-нзм Зак. Тир.т* 190 экз.

1,0 п.л.

Бердянска* городская типография. ^440 г.Бердянск

(-йлитопольсгое

аоссе, 20.