автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.03, диссертация на тему:Повышение ресурса шпиндельного барабана уборочных аппаратов хлопкоуборочных машин

УЗБЕКСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ МЕХАНИЗАЦИИ И ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА

, Г 5 ОД-0'зМЭИ)-—

2 7 ОКТ 1998 На правах рукописи

МИРЗ А Е В Бахадир Суюнович

УДК 631.3.02-19:633.51(042.3)

ПОВЫШЕНИЕ РЕСУРСА ШПИНДЕЛЬНОГО БАРАБАНА УБОРОЧНЫХ АППАРАТОВ ХЛОПКОУБОРОЧНЫХ МАШИН

Специальность 05.20.03- Эксплуатация, восстановление и ремонт сельскохозяйственной техники

АВТОРЕФЕРАТ днссерташгн на сонскаине учено!} стелен:! кандидата технических паук

Яагвтхь*15?3

Работа выполнена на кафедре " Надежность и ремонт машин' Ташкентского института инженеров ирригации и механизации сельской хозяйства (ТИИИМСХ).

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор, Заслуженный деятель каую Республики Узбекистан, академик ЮЛДАШЕВ Ш. У.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, старший научный сотрудник

ОВЧАРЕНКО А.Д.

кандидат технических наук, старший научный сотрудник

АУГАМБАЕВ М.А.

Ведущее предприятие - Узбекский государственный центр п сертификации и испытаишо сельскохозяйственной техннки н технологи (УзГЦИТТ).

Защита диссертации состоится " " ({?(¿('¿¿Я'/урЯ 1998 I в 13 00 час. на заседании специализированного Совета ДК 125,01.01 п присуждению ученых степеней доктора и кандидата технических наук Узбекском научно - исследовательском институте механизации электрификации сельского хозяйства (УзМЭИ).

Адрес: 702841, Ташкентская область, Янгюольский район, п/о Гу; бахор-1, УзМЭИ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке УзМЭИ.

Автореферат разослан" "/>" 1998 г.

Ученый секретарь специализированного совета, кандидат технических наук

к. А. АБДУРАХМАНОВ

АННОТАЦИЯ

В работе приведен обзор исследований по повышению надежности и ресурса узлов и агрегатов хлопкоуборочных машин, методов восстановления и достижения нормативных показателей ресурса детален при ремонте; теоретическому обоснованию рационального способа обеспечения надежности верхних и нижних опор шпинделей, изучены условия возникновения пластической деформированное™, снижающей ресурс гнезда верхнего диска шпиндельного барабана, определены пути повышения ресурса верхних и нижних опор шпинделей, разработана методика и приведены результаты экспериментальных исследований по определению величины и характера пластической деформации; обоснован метод уменьшения величины пластической деформации на поверхности гнезда верхнего диска шпиндельного барабана; описана методика определения основных параметров конструкции верхнего диска и безразборного измерения износа ремней приводов шпинделей; рассчитана технико-экономическая эффективность от внедрения новой, более надежной конструкции верхних и нижних опор шпинделей.

Результаты исследований показывают, что рекомендуемые технология и новые конструкции верхних и нижних опор шпинделей повышают ресурс уборочного аппарата хлопкоуборочных машин на 19,3% по сравнению с серийными конструкциями.

Автор защищает:

- новые конструкции опор шпинделей верхних и нижних дисков, увеличивающие ресурс шпиндельного барабана уборочных аппаратов хлопкоуборочных машин;

- математическую модель зависимости внутреннего напряжения поверхности запрессованной втулки и стенки верхнего гнезда от величины натяга;

- методику безразборного измерения износа любой зоны ремней приводов шпинделей.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Переход народного хозяйства независимой Республики Узбекистан к рыночным отношениям предъявляет особые требования и к процессу производства хлспка-сырца, особенно к его наиболее ответственной и трудоемкой операцин-механизнрованной уборке. Совершенствование конструкции и повышение ремонтопригодности, ресурса и надежности хлопкоуборочных машин играет важную роль в развитии хлопководства. ,

Опыт эксплуатации показывает, что вертикально-шпиндельные хлопкоуборочные машины обладают недостаточными надёжностью и доремонтным ресурсом. Он зачастую не превышает 400 часов работы, а межремонтный ресурс составляет около 300 часов.

В настоящее время в связи с широким применением на полях республики современных, зарубежных хлопкоуборочных машин, объемы производства этой техники на заводе Ташсельмаш значительно сокращены. Однако в хозяйствах имеется более 14000 отечественных вертикально • шпиндельных хлопкоуборочных машин, и эффективное использование существующего парка, поддержание его в рабочем состоянии на основе внедрения прогрессивных технологий восстановления ресурса основных рабочих органов является актуальной задачей.

Цель исследований! Повысить ресурс шпиндельного барабана путем внедрения рационального метода восстановления ресурса его элементов при ремонте на основе замены серийных опор шпинделей на детали новой, более надежной конструкции.

Рабочая гипотеза. Повышение надежности верхних опор шпинделей может быть достигнуто'-¿а счет совершенствования и оптимизации основных параметров конструкции гнезд верхнего диска, снижающих пластическую деформацию рабочих поверхностей.

Постановка задачи. Поставленная цель достигается решением следующих задач:

• определение характера нарушения работоспособности верхнего гнезда и пальца нижнего диска шпиндельного барабана;

- определение влияния эксплуатационных условий и сзойств материала в зоне сопряжения поверхностей гнезд верхнего диска и шарикоподшипника шпинделя на их ресурсы;

• оопределение величины пластической деформации на поверхности сопрягаемых деталей, гнезда верхнего диска - шарикоподшипника шпинделя;

-теоретическое обоснование зоны распространения пластичности на поверхности гнезда верхнего диска;

- расчет рациональных конструктивных параметров гнезд верхнего и нижнего дисков аналитическими методами;

- обоснование технико-экономической эффективности разработанных >1 реализованных мероприятий по повышению ресурса шпиндельного барабана.

Научная новизна. Выведены аналитические зависимости изменений внутреннего напряжения втулки и стенки гнезда верхнего диска от величины промежуточных натягов, позволяющие оценивать структурное состояние исследуемого объекта. Получены математические модели, описывающие процесс возникновения пластической деформации. На основе анализа модели выбраны пути снижения деформации на поверхности гнезда верхнею диска шпиндельного барабана. Разработаны новая методика проведения экспериментальных исследований по определению зоны распространения пластической деформации на поверхности сопрягаемых деталей, а также метод измерения величин износа ремней приводов шпинделей в любой зоне без их демонтажа.

Практическая значимость. Разработанные и реализованные конструкции верхних и нижних опор шпинделей позволяют увеличить ресурс

верхних дисков в 2,4 раза, а нижних - в 1,4 раза по сравнению с серийными дисками и повысить надежность хлопкоуборочных аппаратов в целом на 19,3 % . Новизна технических решений подтверждена получением предварительного патента РУз № 4048 (иг).

Реализация результатов исследований. Результаты исследований приняты к внедрению на Дустллкском ремонтном предприятий Джиззакской области при ремонте вертикально-шпиндельных хлопкоуборочных аппаратов.

Апробация работы. Основные результаты и положения диссертационной работы доложены и обсуждены на научных конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов ТИИИМСХ (г. Ташкент, 1994 - 1997 г.г.), Международном научно-техническом симпозиуме "Разработка, производство и эксплуатация сельскохозяйственных машин в условиях рыночной экономики" (ТашГТУ,1994 г.), семинаре в лаборатории "Системы автоматического проектирования конструкций" Института кибернетики АН РУз (г.Ташкечт, 22.01.96 г.), Республиканской научной конференции по механике, посвященной 90-летию академика М.Т.Уразбаева (г.Т'ашкент, 02.10.96. г.), Международной научно-практической конференции молодых ученых и аспирантов КазГАУ (г.Алматы, 20.12.96 г.) и научных семинарахТИИИМСХ (г.Ташкент, 17.03.98 г.), ТашГТУ (г.Ташкент, 19.05.98 г.), ТАДИ (г.Ташкент, 13.06.98 г.) и УзМЭИ (г.Ташкент, 22.06.98 г.).

Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 11 научных трудах и описании к предварительному патенту РУз № 4048

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения • четырех глав, основных выводов и приложений, изложена на 130 страницах машинописного текста, содержит 43 рисунка, 14 таблиц и список использованной литературы из 89 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обоснованы актуальность и новизна темы диссертации и сформулирована цель исследований.

В первой главе "Состояние вопроса, задачи и программа исследований" дан краткий анализ известных научно-исследовательских работ по повышению надежности и производительности хлопкоуборочных машин.

Усовершенствованием конструкции хлопкоуборочных машин занимались многие ученые республики, среди них академик АН РУз А.Д.Глущенко, проф. М.С.Ганиев, ■ Ш.У.Юлдашев,-- Р.Д.Матчанои, А.С.Садрнддинов, М.А.Исманов, д.т.н., с.н.с. А.Д.Овчаренко, доценты Т.А.Аминов, М.А.Аугамбаев, А.С.Шатохин и др. Их теоретические и экспериментальные работы направлены на изучение основных факторов, влияющих на надежность хлопкоуборочных машин. Однако в них недостаточно исследованы вопросы, связанные с созданием таких конструкций деталей, которые бы значительно повышали ресурс основных узлов и агрегатов хлопкоуборочных машин.

На основании результатов анализа литературных источников выдвинул рабочая гипотеза, заключающаяся в том, что повышение надежности верхних опор шпинделей может быть достигнуто путем совершенствования конструкции гнезд верхнего диска, за счет снижения величины, пластической деформации их рабочей поверхности, повышения ремонтопригодности и оптимизации их основных параметров.

В соответствии с целью работы и разработанной гипотезой программа исследований включала следующие задачи:

• изучить характер нарушения работоспособности верхнего гнезда и пальца нижнего диска шпиндельього барабана;

- выявить причины возникновения пластической деформации на поверхности сопрягаемых деталей, гнездо верхнего диска шарикоподшипник шпинделя;

-теоретически обосновать зоны распространения пластичности на поверхности гнезда верхнего диска с учетом давления, действующего на внутренней поверхности гнезд верхнего диска;

• рассчитать рациональные конструктивные параметры гнезд верхнего и нижнего дисков аналитическими методами;

- провести ппроизводственную проверку результатов работы в хозяйственных условиях;

- обосновать ттехнико-экономическую эффективность разработанных и реализованных мероприятий по повышению ресурса шпиндельного барабана.

Во второй главе "Теоретические исследования по обоснованию надежности конструкции верхних и нижних опор шпинделей хлопкоуборочных машин" на основе теории пластичности выявлены причины возникновения пластической деформированности стенки гнезда верхнего диска и проведено аналитическое исследование по определению путей повышения ресурса на основе обоснования рациональных параметров конструкции верхнего и нижнего дисков шпиндельного барабана.

В разделе распределения нагрузки на поверхности контакта гнезд» диска с шарикоподшипником шпиндели отмечено, что для изучения влияния нагрузки на поверхность контакта необходимо определить её распределение. При наличии трения покоя распределение нагрузки на поверхности контакта типа подшипник-гнездо определяется из следующего выражения

,МПа. (1)

р = л д 1 ( д » - И «) Г -

+ Л) [ < (Л а )1 где Р- действующая нагрузка на верхнюю опору шпинделей, Н; Е- модуль упругости, МПа;

радиусы внутреннего и наружного колец подшипника, м; Нз- окружный радиус подшипника, м; И- радиус контакта.

Из выражения (1) следует, что при Р=350 Н распределение нагрузки на

поверхности стенки гнезда верхнего диска, составляет 34 МПа. Это значение

и "принято в дальнейших теоретических исследований.

Теоретическое исследование возникновения пластической

деформироваиностн из стенке гнезда верхнего диска проведено на основе

теории А.А.Илюшина при следующих принятых допущениях: АУг=0; ЛУу-0;

^^У/^г^^^г). Согласно закону Гука и формуле Коши, которые связывают

деформации с перемещениями,

с]1У с1IV Здесь коэффициенты Лямэ

сггг = Л( ^ + —) + 2// связаны с модулем

Юнга Е и коэффициентом иIV ¡V I IV 1-г „ _ з /" 'г , " 1 1 , о „ __Пуассона V с помощью

«ИР в-,^2*,

--+—) ' + м

аг г х

* = ТТГ-Г7Т- (3)

где (Г - перемещение оси вращения шпинделя на верхней опоре; г - радиус гнезда верхнего диска;

С7„,СГ(»'СГа- радиальные, окружные и осевые нормальные напряжения;

Для определения константы А и В необходимо воспользоваться граничными условиями (см. рис.1) при г=а ап. = ~ра при г=Ь <7 гг = 0 (4) где Ра- давление, действующее на внутренней поверхности гнезд верхнего диска.

При принятых граничных условиях <1<г5Ь в сопряжениях получим системное уравнение, описывающее внутреннее напряжение для упругой зоны стенки гнезда верхнего диска

В В

СГгг,е^А-~2' + — ; = МПа (5)

Г Г

л а2Ра „ РаЪ2аг

где А =-—В =-^-

Те же напряжения для пластической зоны при сопряжениях а^г<с!

о^=с+сг*1пг , ^=с+о*(1+Ьг) ( .О^С+О^+И . (6) 2

^ * = "ТГ*^"т ' <Т т ~ ^ 70 МПа- предел текучести материала

Окончательно тензонапряжения для однослойного гнезда верхнего диска составляет

- .¿ЬпЛу ¿Р." ^ ' ^

¿>2-а2° г2

Рнс.1 Расчетная схема исследуемого объекта

а-внутренний радиус гнезд верхнего диска;

Ь-наружный радиус гнезд верхнего диска;

ё-радиус пластичности гнезд верхнего диска

Рис.2. Расчетная схема исследуемого объекта

а-внутренний радиус гнезд верхнего диска;

Ь-наружный радиус внутреннего слоя (втулка) гнезд верхнего диска; с-наружный радиус гнезд верхнего диска.

Построенные эпюры по уравнениям (7) (рнс.1) показывают характер и величину радиальных , окружных и осевых напряжений вдоль посадочной

поверхности сопрягаемых деталей и дают четкое представление о состоянии посадочных мест шарикоподшипника шпинделя.

Удовлетворяя граничные условия (4), получаем четыре неизвестных системных уравнения. Решив совместно эти уравнения, получим зависимость между приложенным давлением н радиусом пластической деформации на поверхности гнезда верхнего диска

Р = —тВ-(2 In ^--f 1) (81

V3 a fo

Решением уравнения (8) численно-аналитическим методом получили, что радиус пластичности гнезда верхнего диска равен dm= 17,74 мм.

Следовательно, при вдавливании с усилием Р=34 МГГа на поверхности гнезда верхнего диска пола .ется пластическая деформация, глубина которой по радиальным направлениям составляет 0,24 мм.

Но если рассматривать решение задачи в предположении, что распределенная нагрузка действует не только по внутренней, но и по внешней поверхности (рис.2), то, повторяя предыдущие выкладки при граничных условиях

при г°<*\ <Т„* Ра при г = г> ; агг = Рв> получаем системные уравнения, описывающие внутреннее напряжение для двухслойного гнезда верхнего диска

_ а2Рпп_Ь\_ Ь2Рв(. а\

^ Ь2-а2К г2* Ь2-^ г2'

а2Р*п,Ь\ Ь2Рв а2

ав9~Ъ2-а2 г2 г2 ^ (9)

Л а2Ра-Ь2Рв а" Х+» Ъ2-аг

где Рв . давление, действующее на внешней поверхности втулок гнезд верхнего диска.

Из (9) следует, что напряжения уменьшаются по сравнению с (7), если внешнее давление Рв* 0. Поскольку действие внешнего давления на гнездо отсутствует, го рекомендуется для создания этого давления пользоваться гнездом не с однослойной, а двухслойной стенкой (рис.2) с внутренними напряжениями, созданными натягом между слоями. , Это существенно улучшит условия работы внутреннего слоя, не увеличит общей толщины стенки составного гнезда, даже если данный слой (втулка) изготовлен из того же материала. Если же внутренний слой сделать из более прочного материала, то, естественно, условия работы конструкции в целом ещё более улучшатся.

При аналитическом . ысследовнии путей повышения ресурса исрхиего и нижнего дисков шпиндельного барабана выявлено, что повышение их ресурса можно обосновать из условия пластичности

а усамл = + <Т26 + а\- <Г г<Т6~ О гО г~ <Т г<Тв • МПа Таким образом, условие а£г£<1 определяет пластическую область,- а условие с1£г<=Ь - упругую. Проведем расчеты, считая, что гнездо двухслойное и, естественно, оба слоя упругие. Тогда на поверхности внутреннего слоя будет действовать давление Р-24 МПа, на внешней же поверхности внутренцого слоя- усилие, порожденное натягом. На внутренней поверхности внешнего слоя усилия натяга те же, при этом граничные условия (рис.3) таковы:

при г=а <7 г д = - р 0 = -гР , (11)

при Г=С СГГ1и = С> 5

условие сопряжения: если г^Ь, то сгг<„ " аг>в >

при этом величина натяга - IV, Если граничные условия удовлетворены, то

О- ~ А о г,в Яд 2

Г

ве

(Ув,е~ Ав+ГТ'.МПа (12) Г

а2^2ивА

= „

Фг,н А-н 2

Г

Ви

<Увл~ Ан+ ^ ' МПа (13) огл = 2мнА„

ГД5

А" а2

В,

Ь2 с2 с2~Ь2

В,

2 2 а с

с2~Ь2аг

Л„

ва=-

-Г ->. с~\ 1 Е. сг~Ь2} а2(сг~ Ь2)'

1 Ь2~а2с2 Е„(?-Ь2о2 , 1 1 X Е.

е, ¡1 - индексы слоев, е- внутренний слой (втулка), н- наружный слой гнезда верхнего диска.

Из формул (12), (13) следует, что напряженное состояние гнезд верхнего и нижнего дисков зависит не только от приложенной нагрузки, но и от величию.; натяга 5. Чтобы проанализировать эту зависимость, проведены расчеты с помощью 1ВМ-486, Полученные результаты показывают; что когда оба слоя (втулка и гнезда дисков) изготовлены из алюминия, то они при

0,005 <;<? :»0,012 мм и толщине втулки Ь=1,0 мм находятся в упругом состоянии. Если втулка изготовлена из стали толщиной 1,0 мм и более, то при существующих эксплуатационных нагрузках внутренний слой постоянно будет находиться в упругом состоянии, а внешний слой пластически деформируется на величину $й0,035 мм. Дальнейшее увеличение натяга оказывается благоприятным для втулки, но при этом внешний слой будет постоянно находится в пластическом состоянии. Таким образом, наибольший на-

1 ¡fjiúi'j! lUCKV'lfaiM MilllUpUiUlí J|

SAP

'дат ' ф2 доз' фи ¿ica cjos q7

величина tiairnaa, ó'-мм

Рис.3 Зависимости внутреннего напряжения на поверхности внутреннего и наружного слоев гнезд верхнего диска (а) и на поверхности гнезд нижнего диска и ральца шпинделя (б) от величины промежуточных натягов:

(а)- [в]; [«]- состояния материалов внутреннего и наружного слоев -о—о— - материал внутреннего слоа-СтЗОХ, наружного А19В;

-- - материал

внутреннего слоя AI9B, наружного-А19В; -•—•— - материал внутреннего слоя ;-Сц, наружного - А19В; (а)

та -J/7 &-ÍUVUH& .*<СГГЯ20 ,

(б) ■ 1- палец шпинделя, 2- гнездо нижнего диска.

тяг должен быть Л-0,030 мм, тогда оба слоя находятся в упругом состоянии.

Аналогичным образом установлены рациональные величины натяга при посадке пальца шпинделя в гнездо нижнего диска. Для этого сопряжения наибольший натяг <5=0,110 мм, при котором 'внутреннее , напряжение в —¡гнездах нижнего диска и пальца шпинделя составляет 320 МПа. ''

В третьей главе "Методика и результаты исследований показателей ресурса шпиндельного барабана вертикально-шпиндельных хлопкоуборочных аппаратов" изучены характер и виды отказов, нарушающих работоспособность верхних и нижних опор шпинделя, пути совершенствования нижних опор шпинделей, приведены методика и результаты лабораторных исследований по проверке правильности теоретиче-

< • •• а . • 1 4 . . .

:: '

, ; • {;; 4

.......

\ ' '' '

■! ! .:!:!

11:; ,ТК

а)

•У" . £-=4зЧц.

о*

5е

»о. г»

б)

Рис.4 Дифрактограмма образца гнезда верхнего диска шпиндельного барабана:

а) верхний диск новый; б) верхний диск проработал 240 час; углы отражения

рентгеновского луча.

ских предпосылок, связанных с определением пластической деформированности поверхности сопрягаемых деталей, гнезда верхнего диска-шарикоподшипника шпинделя; описаны технологический процесс и рациональный способ восстановления ресурса верхнего диска, а также математическое планирование эксперимента по определению рациональных параметров

конструкции верхнего диска шпиндельного барабана.

Исследования по определению пластической деформированности гнезда верхнего диска проводилась в лаборатории "рентгено-структурного анализа и электронной микроскопии" <л ТашГУ на аппарате ДРОН-— УМ 1 по разработанной на-

, ми методике. Полученные результаты показывают, что после 240-часовой работы на поверхности гнезда верхнего диска появляется пластическая деформация, глубина которой по радиальным направлениям 0,2 мм.

Дифрактограмма образца, в котором наработка верхнего диска составляет 240 часов, имеет широкий пик (рис.4) с полушириной линии £ = 43 мм, а дифрактограмма неотработанного (нового) образца - острый пик с полушириной линии. Е — 25 мм. Чем больше ширина линии дифрактограммы, тем больше величина напряжения и пластичности.

Из полученных результатов следует, что радиус пластической зоны гнезда верхнего диска достигает до </,=17,70 мм.

Сопоставление полученных теоретических и экспериментальных результатов показывает их адекватность: ¿/,„=17,74 мм з ¿/,=17,70 мм.

Совершенствование нижних опор шпинделей. С целью увеличения ресурса, срока службы шпиндельного барабана, была усовершенствована конструкция вертикально-шпиндельного барабана хлопкоуборочного аппарата (получен предварительный патент №4048 РУз. на изобретение). Конструкция предусматривает (рис.5) запрессовку пальца с натягом в гнездо

нижнего диска. Палец посажен по двум поясам, один из которых смещен. При этом величина смещения равна эксцентриситету между несоосными осями посадочных поясов пальца. Усовершенствованная конструкция позволяет увеличить ресурс нижнею диска не менее чем в 1,4 раза и обеспечивает его ремонтопригодность.

Рис.5 Схема эксцентриситетной двух ступенчатой нижней опоры шпинделей:

1-нижний диск; 2-гнезда; З-шпнндель; 4-палец; 5-втулка; 6,7-посадочные пояса пальца; 8,9-оси поясов; 10-величипа эксцентриситета.

Разработан рациональный метод восстанозления ресурса верхнего диска шпиндельного барабана при ремонте,который заключается в установке втулки в гнездо верхнего диска. Данное техническое решение позволяет увеличить ресурс диска не менее чем в 2,4 раза, а затраты на одну машину при этом составляют 840 сум.

Методом математического планирования эксперимента определены рациональные параметры гнезд верхнего диска. Вначале теоретическими исследованиями установлено, что на ресурс верхнего диска основное влияние оказывают материал втулки (Х|), промежуточные натяги (X:),толщина втулки (Хэ) и продолжительность работы (Х4). (Х(, Хз, X} и Х< - факторы). Затем проводились эксперименты по определению рациональных значений основных параметров конструкции по плану В« второго порядка и на основе

этого полученно следующее адекватное уравнение регрессии износа гнезда верхнего диска:

-ао111Х2Хз+аоо8б^+асоб1^+цош^

(12)

Решением уравнения рефессии методом двумерных сечений получены следующие рациональные значения параметров конструкции верхнего диска: Е=СтЗОХ, 5-0,032 мм, Ь=1,0 мм и Т=768 часов.

В четвертой главе "Методика и результаты экспериментальных исследований влияния разработанных конструкций верхних и нижних опор шпинделей на надежность работы хлопкоуборочных аппаратов" изложены, гк>

Рис.6 Диаграмма износа ремней

колодки обратного (а) и прямого (б) вращения шпинделей: -о—о- при серийных опорах шпинделей, —•—при экспериментальных опорах

5.

Л/ОГ ЛV

НО

90

40

-га

> лхи

№

\ 8о

1 40

гг

А* гаы.г го м ах? -¿г!

бееяя Аобсты отпали, час

4 г./ и

Д «7/7/« агои яах?

г

да&ггог . Рис.6, (б)

шпинделем, 1-при второй, 2-тре-тий год эксплуатации опор шпинделей.

методика измерения величины износа ремней приводов шпинделей под воздействием рекомендуемых верхних и нижних опор шпинделей и их влияния на агротехнические показатели работы хлопкоуборочных машин, а также приведен расчет тех-нико-экономической эффективности рекомендуемых и реализованных мероприятий.

Разработанная методика измерения величины износа ремней приводов шпинделей отличается от известной тем, что измерение можно провести без их демонтажа

Исследования влияния рекомендуемых верхних и нижних опор шпинделей на износ призодных ремней проводились в полевых условиях в хозяйстве "Пахтабад" Ш.Рашидовского района Сырдарьинской области, По результатам первого года испытаний было установлено, что характер и величины износа приводных ремней серийных и экспериментальных опор шпинделей практически одинаковые. Техническое состояние ремней серийных и экспериментальных опор шпинделей на второй, особенно на третий год их эксплуатации указывает на существенное влияние конструкции опор на величину износа приводных ремней. Величина износа ремней колодок обратного вращения при экспериментальных опорах шпинделей на второй год эксплуатации доходит до 98 мкм, а на третий год составляет 120 мкм (рис.6). При серийных опорах шпинделей предельный износ ремней колодок обратного вращения наступает на втором году эксплуатации за 96 часов, а на третий год за 75 часов работы.

Из изложенного можно заключить, что рекомендуемые опоры шпинделей обеспечивают повышение срока службы ремней приводов шпинделей не менее чем в 1,7 раз по сравнению с серийными. Обусловливается это прежде всего тем, что рекомендуемые опоры обладают высокой работоспособностью. Величина износа экспериментальных верхних опор составила 0,074 мм, а нижних - 0,840 мм, тогда как для серийных опор эти показатели составляют 0,187 и 1,69 мм. Годовой экономический эффект от внедрения новой конструкции верхних и нижних опор шпинделей при расчете на 800 хлопкоуборочных машин 6251840,0 сум. Годовой экономичесий эффект получен за счет повышения ресурса шпиндельного барабана хлопкоуборочного аппарата и сокращения числа используемых запасных частей.

ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Одними из самых ннзкоресурсных . элементов шпиндельного барарабана являются верхние и нижние опоры шиндслей, восстановление которых весьма трудоемко и требует больших материальных затрат, что предопределило необходимость проведения научно-исследовательских работ по разработке технологии восстановления и повышения их ресурса.

2. На основании выведенных аналитических зависимостей установлено, что под воздействием внешних нагрузок на поверхности гнезда верхнего диска шпиндельных барабанов возникает значительная пластическая деформация, глубина которой в пределах 0,240 мм, радиус пластичности доходит до 17,74 мм, что делает это гнездо не пригодным для эксплуатации.

3. Установлено, что для повышения ресурса и надежности верхнюю опору шпинделей следует выполнить двухслойн.-й, путем запрессовки в

гнездо диска втулки, изготовленной из более твердого материала, чем алюминий. Это существенно снижает пластическую деформацию гнезда и увеличивает её ресурс.

4. Методом математического планирования эксперимента установлено, что рациональными параметрами верхней опоры шпинделей является гнездо, в которое запрессована стальная втулка (Ст ЗОХ) с толщиной стенки 1,0 мм и натягом 0,032 мм; при данных параметрах срок службы опоры составляет не менее 768 часов.

5. Запрессовка пальца в гнездо нижнего диска по меньшей мере по двум посадочным поверхностям, выполненным друг относительно друга эксцентрично позволяет упростить конструкцию этой опоры, повысить ее ресурс, надежность и ремонтопригодность, при этом износ пальца снижается в 1,4 раза, а срок службы повышается в 1,4 раза.

6. Разработана и внедрена новая конструкция верхних и нижних опор шпинделей, замена которыми серийных при ремонте повышает ресурс верхнего диска в 2,4 раза, ремней привода шпинделей в 1,7 раза, надежность аппарата в целом на 19,3 %, а также ремонтопригодность нижней опоры, что позволяет получить годовой экономический эффект в размере 6251840,0 сум при восстановлении 800 хлопкоуборочных машин.

7. Дальнейшую работу следует вести в направлении изучения влияния динамических нагружений на рабочие поверхности сопрягаемых деталей уборочных аппаратов горизонтально и . вертикально-шпиндельных хлопкоуборочных машин.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Юлдашев Ш.У., Холняров Е.Б., Ибрагимов ХЛ, Болтабаев Х.К., Тулеганов Б.К., Алимардамов Г.Т., Мирзасв Б.С. Технология восстановления и поддержания ресурса уборочного аппарата хлопкоуборочных машин // "К,ишлок хужалига ишлаб чикаришида энергоресурсларидан самаралн фойдаланнш" Республика илмнй- техника конференция тезислари 1993 йил 25-27 ноябрь. -Ташкент, ТИИИМСХ,

1993. -С.40.

2. Юлдашев Ш.У., Холняров Е.Б., Ибрагимов Х.Н., Болтабаев Х.К., ХаГнггбоев И.Ж., Мирзасв Б.С. Методологические основы' снижения энерго-погреблсшш в технологическом процессе уборки хлопко-сырца вертикально-шпиндельными аппаратами. //"Кпшлок, хужалнги ишлаб чикаришида энергоресурсларидан самарали фонааланиш " Республики илмин-техника конферснцпясшшиг тезислари 1993 йил 25-27 ноябрь. • Ташкент, ТИИИМСХ, 1993. -С.24

3. Юлдашев Ш.У., Холняров Е.Б., Болтабаев Х.К., Мирзаев Б.С Исследование надежности шпиндельных барабанов II Материалы Междунар. научн.-техн. симпозиум "Разработка, производство и экономия СХМ в условиях рыночной экономики" 6-7 декабря 1994 года. - ТашГГУ

1994. -С.85-86

4. Юлдашев Ш.У., Холняров Е.Б., Мнрзаев Б.С Механизм нарушения геометрических форм гнезд шарикоподшипника шпинделей на верхнем диске шпиндельного барабана // "К,ншлок хужалнпшн мехаинзациялаштирпш ва электрлаштириш масалаларн илмий ншлаб-чнкириш конференцияси маърузаларннннг тезнсларн тупламн 1995 йил 21-25 ноябрь. -Ташкент, ТИИИМСХ, 1995. -С. 56

5. Мнрзаев Б.С., Ахмедов С. Методика определения остаточных напряжений верхней опоры шпинделей хлопкоуборочных аппаратов// "Кишлок хужалнпнш мехашпацнялаштнрнш ва электрлаштириш масалаларн илмий ишлаб-чикариш коиферепцпясп маърузаларннннг тезислари тупламн 1995 йил 21-25 ноябрь. -Ташкент, ТИИИМСХ, 1995. -С. 77.

6. Мнрзаев Б.С. Результаты определения остаточного напряжения на поверхности гнезд подшипника в герхпей опоре шпинделей хлопкоуборочных аппаратов // "Кишлок хужялнпши механизацнялаштнриш ва электрлаштириш масалаларн илмий ншлаб-чикарнш конференцияси маърузаларннннг тезислари тупламн 1995 йил 21-25 ноябрь. -Ташкент, ТИИИМСХ, 1995. -С.36.

7. Мнрзаев Б.С. Пахта терпш аппарата шпнцделлар барабани юкорн днекннинг ресурсиин урганиш натижаларн // Пахтачилнк. -1996.-№4. • С.41-43.

8. Мнрзаев Б.С., Юлдашев Ш.У. Обеспечение показателей надежности конструкции верхнего диска шпиндельного барабана хлопкоуборочных аппаратов. // Сборник материалов Международный иаучно-техн. конф. молодых ученых и специалистов. Вестник. Алматы, 1996.

9. Мнрзаев Б.С, Холняров Е.Б. Методика исследования пластической деформированностн поверхности гнезд верхнего диска шпиндельного барабана хлокоуборочных аппаратов //. Тез. докл. Республиканской научной конференции по механике, посвященной 90-легшо академика М.Т.Уразбаева. -Ташкент, -1996. -CS2-S4.

10. Мнрзаев Б.С. Исследование нарушения геометрических размеров деталей в зоне их сопряжения. // Проблемы механики. -1997. - №2. -С.48-53.

11. Мирзаев Б.С., Юлдашев Ш.У. Исследование оценки параметров конструкции верхнего диска шпиндельного барабана хлопкоуборочных аппаратов.// Сб. науч. трудов. "Вопросы математического моделирования в агроинженерии. -Ташкент, -1998. -С.105-111.

12. Юлдашев Ш.У., Холняров E.G., Ибрагимов Х.Н., Болтабаев Х.К., Мнрзаев Б.С. Вертикально шпиндельный барабан хлопкоуборочного аппарата Предварительный патент №4048 (UZ) //Опуб.в Расиий ахборотнома.-1997.-№1.

ПАХТА ТЕРИШ МАШИНАСИ ТЕРИШ АППАРАТИНИНГ ШПИНДЕЛЛАР БАРАБАНИНИНГ РЕСУРСИНИ ОШИРИШ

Мирзаев Бахадир Суюнович

Узбекистан кншлок, хужалигини механизацнялаш ва элсктрлаштириш плинй тадкнкот института, Янгийул - 1998 и.

ИШНИНГ ТАФСИЛИ Мазкур ншда пахта териш аппарат» шпинделларишшг юкорн на пастки таянчларининг ресурсшш, пухталипши ошнрнш максадида олнб борилган изланишлар натнжалари кслтнрилган.

Назарий па амалий тацкнкотлар иатижасида шпшздслларпинг юкорнш ва пастки таянчларининг эпг макбул ^лчамлари аинкландн, юкорн таянчшшг подшипник жонлашадигаи уяча(п1ездо)сини ЗОХ русумлн п^лат матерпалдан тайёрланган втулка бплап алмаштирпш тавсия этилди. Бу втулканлнг ^лчамларн куйидагича; ташкд диаметри 37,0±0,015 мм, ички диаметри 35,0±0,062 мм, баландлип! 27,0± 0,050 мм, оралик таранглиги 0,324 мм, юзанинг гаднр-буднрлнги 1^20, втулка ва гпездокинг ички кучлангаплит 160 МПа. Пастки таяичда эса шпиндель бармопиишг диска га жойлашиш кнсмн иккц бупшдан иборат булиб, уларнинг Сири иккш1чисига эксцентрнситстик холатда тайёрланган. Эксцеитриснтсгик кинматн бармовдшнг жойлашиш бугинлари днаметрларн фаркига тснг, яъии 2 мм. Пастки диск уячаси билан бармокнииг жойлашиш бугани орасидаш таранглик киймати 0,110 мм, уларнннг ички кучланганлигн эса 320 МПа.

Хужалш: шароитида утказилган киёсий тадкнкотлар шуни к$рсатднкн, тажриба учуй тайёрланган шпннделли барабаплар билан жнхозланган пахта териш аппаратида шпннделшшг юкорн таянчининг рссурси 2/1 марта, пастки таянчининг рссурси 1,4 марта, шпиндель тасмаларшпшг ресурс» 1,7 марта ва пахта териш аппаратннинг пухталиги 19,3% га ошди ва 1996 йил март ойвдаги тариф-бахоси буйнча 800 дона пах га териш аппарата учун хнссблаганда €251840,0 сум иктисодий самара олишни таъминлайди.