автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.03, диссертация на тему:Повышение ресурса трансмиссии трактора путем улучшения герметичности смазочной системы

кандидата технических наук
Ардеев, Евгений Николаевич
город
Пенза
год
2007
специальность ВАК РФ
05.20.03
цена
450 рублей
Диссертация по процессам и машинам агроинженерных систем на тему «Повышение ресурса трансмиссии трактора путем улучшения герметичности смазочной системы»

Автореферат диссертации по теме "Повышение ресурса трансмиссии трактора путем улучшения герметичности смазочной системы"

На правах рукописи

Ардеев Евгений Николаевич

003054106

ПОВЫШЕНИЕ РЕСУРСА ТРАНСМИССИИ ТРАКТОРА ПУТЕМ УЛУЧШЕНИЯ ГЕРМЕТИЧНОСТИ СМАЗОЧНОЙ СИСТЕМЫ

Специальность 05.20.03 — технологии и средства технического

обслуживания в сельском хозяйстве

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Пенза-2007

003054106

Работа выполнена в Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Пензенская государственная сельскохозяйственная академия» (ФГОУ ВПО «Пензенская ГСХА») на кафедре «Ремонт машин»

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор Спицын Иван Алексеевич

Официальные онпоненты:

доктор технических наук, профессор Тимохин Сергей Викторович доктор технических наук, профессор Голубев Иван Григорьевич

Ведущая организация

Институт транспорта ГОУ ВПО

«Пензенский государственный университет»

Защита диссертации состоится 16 марта 2007 года в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 220.053.02 при ФГОУ ВПО «Пензенская ГСХА» по адресу: 440014, г. Пенза, ул. Ботаническая, 30, ауд. 1246.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Пензенская ГСХА»

Автореферат разослан /^февраля 2007 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Г '^Уу^е^*^-^ Уханов А.П.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Обеспеченность хозяйств нашей страны основными видами сельскохозяйственной техники составляет 40...70 %, сохраняется тенденция старения парка, возрастает срок эксплуатации машин и оборудования, снижается их надежность. К надежности сельскохозяйственной техники, в частности к трактору как к основному источнику энергии для рабочих машин, предъявляются высокие требования. Исследование надежности современной мобильной сельскохозяйственной техники показывает, что от 20 до 40% отказов приходится на долю агрегатов трансмиссии. Выход из строя трансмиссии в большинстве случаев определен потерей работоспособности подшипников и зубчатых колес. Исследования ряда ученых показывают, что детали трансмиссии теряют работоспособность в основном в результате абразивного действия частиц пыли, находящихся в смазочном масле.

При должном уровне технической эксплуатации трактора основным из путей загрязнения трансмиссионного масла является попадание пыли в результате газообмена. Как известно, трактор работает в условиях повышенной запыленности окружающей среды, поэтому в случае неисправности уплотнительных и фильтрующих элементов происходит накопление частиц пыли в смазочном материале, ухудшая тем самым качество смазки трущихся поверхностей и, как следствие, ускоряя их изнашивание.

Трансмиссия трактора является сложной трибомеханической системой, в которой большое значение имеет смазочная система. Для повышения ресурса трансмиссии трактора необходимо разработать мероприятия, обеспечивающие качественную смазку сопрягаемых деталей и, в первую очередь, путем улучшения герметичности смазочной системы.

Естественно, что снижение ресурса связано с концентрацией абразивных частиц в масле, которая, в свою очередь, тесно связана со степенью герметичности трансмиссии. Поэтому исследования по повышению ресурса трансмиссии трактора путем улучшения герметичности смазочной системы являются актуальными.

Работа выполнена по плану научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ ФГОУ ВПО «Пензенская ГСХА».

Цель исследований — повышение ресурса трансмиссии трактора путем улучшения герметичности смазочной системы.

Объект исследований - процесс накопления продуктов износа е смазочном масле (ТЭп-15 (ТМ-2-18) ГОСТ 23652-79) трансмиссии трактора Т-150К/ ХТЗ-150К-09 с учетом действия разработанного сапуна.

Предметом исследований является установление взаимосвязи между герметичностью полости трансмиссии и содержанием в смазочном масле продуктов износа.

Научную новизну работы представляют: • теоретическое обоснование и экспериментальное подтверждение влияния насосного эффекта зубчатых колес на газообмен полости трансмиссии с окружающей средой;

• теоретическое обоснование параметров сапуна трансмиссии;

• конструкция сапуна, обеспечивающего герметичность смазочной системы трансмиссии.

Научная новизна технического решения подтверждена патентом на изобретение № 2256835 РФ.

Практическая ценность работы заключается в разработке сапуна трансмиссии, снижающего интенсивность накопления механических примесей в трансмиссионном масле на 32,5%, интенсивность увеличения вязкости масла на 30,3%, увеличивающего ресурс трансмиссии на 26,3%.

Реализация результатов исследований. Разработанный сапун трансмиссии прошел производственную проверку в хозяйствах Пензенской области: Учхоз «Рамзай», РАО «Шемышейское»; внедрен в хозяйстве СПК «Родина Радищева».

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на научных конференциях ФГОУ ВПО «Пензенская ГСХА» в 2003-2006 гг. и научно-практической конференции «Вавиловские чтения» ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ имени Н.И. Вавилова» в 2004 г.

Публикации результатов исследований. По результатам исследований опубликовано 8 печатных работ, в т. ч. 1 статья в издании, указанном в «Перечне ... ВАК». Получен патент на изобретение. Одна статья опубликована без соавторов. Общий объем публикаций составляет 1,33 п.л., из них 0,61 п.л. принадлежит автору.

Научные положения и результаты исследований, выносимые на защиту:

• теоретическое обоснование влияния герметичности смазочной системы на ресурс трансмиссии трактора;

® результаты экспериментальных исследований газообмена полости трансмиссии трактора с окружающей средой;

• результаты экспериментальных исследований по оценке влияния разработанного сапуна трансмиссии на интенсивность изменения массовой доли механических примесей, кинематической вязкости смазочного масла трансмиссии и на динамику накопления продуктов износа деталей трансмиссии в условиях эксплуатации.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти разделов, общих выводов, списка использованных источников литературы, включающего 122 наименования, из них 11 - на иностранном языке, и приложения. Работа изложена на 129 страницах, содержит 37 рисунков и 11 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, изложены цель, научная новизна, практическая ценность работы, реализация результатов исследований, апробация работы, а также научные положения и результаты исследований, выносимые на защиту.

В первом разделе «Состояние вопроса и задачи исследований» дается обзор литературных источников, посвященных надежности деталей трансмиссий тракторов. Данная проблема рассмотрена в работах Г.И. Скундина, Ю.А. Розенберга, В.В. Матвеева, A.B. Виленкина, У.А. Икрамова, П.А. Власова, Х.Д. Агакишиева, В.А. Мачнева, В.М. Янзина, И.А. Спицына, И.Г. Голубева, В.В. Сафонова, A.A. Орехова, А.Г. Ленивцева и других авторов.

На основании анализа литературных источников установлено, что надежность агрегатов трансмиссий современных сельскохозяйственных тракторов в настоящее время остается недостаточно высокой. На их долю приходится 20...40 % всех отказов. Низкие показатели надёжности агрегатов трансмиссии в значительной степени обусловлены выходом из строя подшипников и зубчатых колес.

Абразивное изнашивание, вызванное твердыми частицами пыли, значительно преобладает среди других причин, определяющих выход из строя подшипников, зубчатых колес и других деталей трансмиссии. Попадание абразивных частиц пыли в полость трансмиссии происходит в основном в результате газообмена с окружающей средой из-за недостаточной герметичности сборочных единиц трансмиссии. У тракторов различных марок более 50% общего количества неисправностей связано с неудовлетворительной герметичностью соединений.

Возможными путями решения проблемы герметизации являются: использование жидких прокладок для герметизации неподвижных фланцевых соединений; правильная установка уплотнений валов; совершенствование конструкций сапунов.

Основным каналом воздухообмена с атмосферой является сапун, на долю которого приходится 85...95% проходящего воздуха. Конструкции сапунов, применяемых в тракторных трансмиссиях, имеют ряд недостатков: малая пыле-емкость, невозможность самоочистки фильтрующего элемента, невозможность разборки, отсутствие защиты от попадания пыли (у сапунов клапанного типа).

Конструкции сапунов, разрабатываемые учеными, не полностью учитывают особенности протекания газообмена полости трансмиссии трактора с окружающей средой.

На основании вышеизложенных выводов и в соответствии с поставленной целью, намечено решение следующих задач:

1. Теоретически обосновать влияние герметичности смазочной системы на ресурс трансмиссии трактора.

2. Разработать и изготовить сапун, обеспечивающий герметичность смазочной системы трансмиссии.

3. Исследовать газообмен полости трансмиссии с окружающей средой.

4. Исследовать интенсивность изменения кинематической вязкости смазочного масла трансмиссии, накопления механических примесей в нем и динамику накопления продуктов износа деталей трансмиссии в эксплуатационных условиях с применением разработанного сапуна.

5. Провести технико-экономическую оценку разработанного сапуна трансмиссии.

Во втором разделе «Теоретическое обоснование повышения ресурса трансмиссии трактора путем улучшения герметичности» получено уравнение газообмена полости трансмиссии с окружающей средой, рассмотрены частные случаи газообмена, теоретически обосновано влияние герметичности трансмиссии трактора на ресурс ее деталей, теоретически обоснованы параметры сапуна трансмиссии.

При эксплуатации трактора происходит непрерывное изменение нагру-зочно-скоростного режима трансмиссии с изменением частоты вращения зубчатых колес. Изменение температуры трансмиссии вызывает изменение объема деталей и корпуса трансмиссии, а также изменение объема масла и объема воздуха, заключенного в полости трансмиссии. Все это вызывает газообмен внутренней полости трансмиссии с окружающей средой.

Газообмен имеет место при возникновении избыточного давления. Избыточное давление рцзБ в некоторый момент времени г равен

' I г

где р] - давление газа в начальном состоянии, Па; Г; - начальная температура газа, К; ку - коэффициент, учитывающий конструктивные особенности трансмиссии трактора; с1Т ~ малое изменение температуры, К; с1Т/с1х - интенсивность нагрева, К/с; п: - частота вращения первичного вала, мин'1; рс - плотность смеси, кг/м3; с1рс - изменение плотности смеси, кг/м3; кц- коэффициент, характеризующий скоростной режим трансмиссии трактора; фс/Уг - скорость изменения плотности смеси, кг/(м3 с); коэффициент сопротивления просачиванию воздуха; / - площадь сечения эквивалентного отверстия, м2; ск - перемещение элементарного объема газа через сечение/, м; сЬсМг - скорость истечения, м/с.

Данная формула является общей для описания газообмена. Для детального изучения процесса рассмотрены частные случаи.

Момент начала работы трансмиссии (вращения ЗК). Изменение температуры не существенно (с/7=0). Давление рн сжимает воздух в полости трансмиссии. При условии, что его плотность до начала вращения ЗК равна плотности окружающего воздуха, произойдет подсос воздуха в полость трансмиссии. В зоне разреженного воздуха возникает избыточное давление (разрежение) рРП, которое компенсируется объемом с!У:

(2)

где ррв - плотность воздуха в зоне разрежения, кг/м3; - К' ^ ^^ - объем,

компенсирующий разрежение, м3.

В дальнейшем идет нагрев трансмиссии - газообмен описывается уравнением (1).

Установившийся режим работы. Если за некоторый период времени т температура изменилась на АТ, плотность смеси составляет р2, а возникшее избыточное давление компенсировалось объемом вышедшего воздуха Уист, то газообмен описывается следующим уравнением:

Г, (1-ДТ-ку) 3600 Нг К, "ст■ К >

Момент выключения трансмиссии. При исправной работе сапуна большую часть времени работы трансмиссии избыточное давление будет незначительно (Ризб^О). Поэтому в момент выключения («/=0) происходит резкое снижение давления на величину рц. Величина рРАз определяется по формуле

яг-п}-к„ р1 Ррач=-1---рг- —о (44

РЛЗ 3600 с V, ' 1 ;

где =" ~~ - объем, компенсирующий разрежение, м3.

А

Остывание трансмиссии происходит путем конвективного теплообмена с окружающей средой. При выключенной трансмиссии газообмен описывается формул

у Л VI

Рглз

Г, (l-rfr-.fr,) \dx Vt jdr

Из формул (1), (2), (3), (4), (5) видно, что снижение избыточного давления (разрежения) происходит за счет истечения некоторого объема воздуха Vu^f. Скорость выравнивания давления зависит от скорости истечения dx/dx, площади отверстия/и сопротивления истечению, или коэффициента расхода fi~(I-Q.

Величина/(площадь сечения) характеризует суммарную площадь отверстий сапуна и неплотностей, через которые происходит газообмен. Следует отметить, что в условиях эксплуатации наиболее целесообразно изменять площадь эквивалентного отверстия сапуна. Как правило, в период эксплуатации происходит уменьшение площади отверстий сапуна (засорение фильтрующего элемента) и увеличение площади отверстий неплотностей (потеря работоспособности уплотнений), т.е. снижение герметичности, а это вызывает поступление и накопление абразивных частиц пыли в смазочном масле. Абразивные частицы вызывают изнашивание.

Скорость абразивного изнашивания

Фе^^с/е.-V+ 2.5Do.5

{ М ) " ма'

гпа ЛУ „ ЛиЧ->ЛПИЛГЛ И1ЛГ71 mentir** It Íj-T*- -- лногтяя ОПТТЖ Чтапил/»г1

1 К llluwu kíllUJU^IiOLU : > ' И >__IЧ tuuiivitinv^tin, ¡41 , WVf - ^Р^ДПЛЛ JWiDUlVtUIOVlU

1 , — 1ЛЛ опт

воздуха, кг/м3; ДА" - количество поступающего при газообмене воздуха, отнесенное к площади сечения эквивалентного отверстия/, м; и с, Мн - коэффициенты расхода сапуна и неплотностей; /с/н~ площадь сечения эквивалентного отверстия сапуна, неплотностей, соответственно м"; а - условное напряжение сжатию частицы (разрушающая нагрузка, деленная на площадь ее максималь-

ного сечения), Па; Л - средний радиус частиц, м; К, Мсв - группы факторов, оказывающих влияние на износ: кинематические и геометрические параметры сопряжения К, механические свойства материалов М.

Анализ этого выражения показывает, что для снижения абразивного изнашивания поверхностей (следовательно, повышения ресурса) деталей трансмиссии в условиях эксплуатации в первую очередь необходимо повышать герметичность трансмиссии • /я 0 и снижать коэффициент пропуска ^—>0. Т.е. необходимо разрабатывать технические устройства и мероприятия, направленные на улучшение герметичности.

Согласно формуле (6) для снижения скорости изнашивания сапуны должны соответствовать основным требованиям: эквивалентное отверстие сапуна (Не /с ) должно поддерживать избыточное давление в полости трансмиссии близким нулю (рюб^О) на протяжении всей работы трансмиссии; эквивалентное отверстие сапуна (Нс/с) должно быть гораздо больше эквивалентного отверстия неплотностей (Ми/н) Для обеспечения высокой доли общего газообмена через сапун (АХс»АХн); сапун должен обеспечивать хорошее качество очистки воздуха поступающего в трансмиссию (коэффициент пропуска к9=0).

С учетом вышеперечисленных требований разработано устройство «Сапун редуктора» (рисунок 1). Сапун состоит из эластичного баллона 1, включающего полость для компенсации разрежения 2, прикрепленной к нему рамки 3, двух пружин сжатия 4, ограничивающих свободное опускание баллона 1. Рамка 3, пружины 4 и эластичный баллон 1 установлены на раме 5. Эластичный баллон 1 посредством трубопровода б сообщен со штуцером 7, который соединен с картером 8 редуктора. Эластичный баллон 1 закрыт защитным колпаком 9. Сапун установлен в удобном для доступа месте мобильный машины. Для контроля герметичности к трубопровод)' 6 присоединен манометр 10, который при помощи патрубка 11 можно вывести в кабину мобильной машины.

Основными параметрами сапуна являются: объем эластичного баллона Ус, объем полости для компенсации разрежения У с, площадь сечения трубопровода /Тр.

Объем эластичного баллона Ус определяется из формулы (3):

Тх (1-ЛГ-/сг) Р] 3600 ' ^

Объем полости для компенсации разрежения ("г определяется из формулы (2):

Л +Ри

От площади сечения трубопровода /тг зависит, насколько быстро будет компенсироваться избыточное давление (разрежение). Расчетная площадь сечения трубопровода/ГР составит

Гс

/тт. =-— , (9)

ц-со-г

где ¡л - суммарный коэффициент сопротивления (по длине, местные, расправление гофры); со - скорость в начале истечения, м/с; г - время истечения объема Ус, с-

Приведенные расчеты показывают зависимость ресурса деталей трансмиссии от степени ее герметичности во время эксплуатации. Повышая степень герметичности, интенсивность поступления абразивных частиц пыли снижается, а их концентрация в смазочном масле не превышает допустимого значения до его замены. Следовательно, ресурс трансмиссии трактора повышается.

Теоретически обосновано существенное влияние насосного эффекта зубчатых колес на газообмен полости трансмиссии с окружающей средой, поэтому при проектировании технических устройств, обеспечивающих герметичность смазочных систем трансмиссии, необходимо его учитывать.

Применение технических устройств и мероприятий, направленных на улучшение герметичности смазочных систем тракторных трансмиссий, должно способствовать существенному повышению их ресурса.

В третьем разделе «Программа и методика экспериментальных исследований» излагаются общая программа и частные методики с описанием экспериментальных установок и применяемого оборудования, а также методика обработки результатов исследований.

Программа исследований включала в себя: лабораторные исследования газообмена полости трансмиссии трактора с окружающей средой; лабораторные исследования разработанного сапуна трансмиссии; эксплуатационные исследования тракторных трансмиссии, оснащенных разработанным сапуном; лабораторные исследования массовой доли механических примесей и кинематической вязкости масла, отобранного из полостей трансмиссий тракторов; лабораторные исследования проб масла с целью определения износа деталей трансмиссий тракторов на сертифицированном оборудовании.

На первом этапе был проведен трехфакторный эксперимент для исследования газообмена полости трансмиссии трактора с окружающей средой. Оценивалось влияние герметичности полости, интенсивности разогрева смазочного масла, частоты вращения лопастного ротора на избыточное давление в полости

при следующих значениях исследуемых факторов: диаметр эквивалентного отверстия X,=0,25...0,45 мм, интенсивность разогрева смазочного масла Х2=0,5...0,9 град/мин, частота вращения лопастного ротора Х3=600...Ю00 мин"1.

Исследования проводились на специальной установке, изготовленной на кафедре «Ремонт машин» ФГОУ ВПО «Пензенская ГСХА». Основным элементом установки являлась герметичная емкость, в которую запивалось масло трансмиссионное ТЭп-15 (ТМ-2-18) ГОСТ 23652-79. Емкость сообщалась с атмосферой через калиброванные отверстия, имитирующие состояние герметичности. Масло нагревалось с помощью электронагревателя. Для создания эффекта вращения зубчатых колес и перемешивания смазочного масла служил лопастной ротор с приводом от электродвигателя. Скорость нагрева регулировалась изменением мощности электронагревателя посредством лабораторного автотрансформатора типа ЛАТР. Для подогрева воздуха служил змеевик, по которому циркулировала вода, температура воды поддерживалось на заданном уровне термостатом.

Избыточное давление в баке измерялось водяным манометром. Измерение температуры окружающего воздуха, температуры масла и воздуха в емкости осуществлялось хромель-копелевыми термопарами типа ТХК с диапазоном измерения -50...+150 °С и регистрировалось электронным двенадцатиточечным потенциометром КСП-4 с ценой деления 2 "С.

Эксперимент носил интерполяционный (описательный) характер. В качестве функции отклика использовался полином второго порядка. С целью сокращения числа опытов эксперимент проводили по плану, близкому к 0-оптимальному, с опытом в центре плана.

Второй этап исследований являлся продолжением первого и был направлен на определение влияния сапунов различных конструкций на газообмен полости трансмиссии трактора с окружающей средой. В качестве отклика служила величина избыточного давления (разрежения) на протяжении работы модели трансмиссии и при ее остановках при трех вариантах исследования: без сапуна; со штатным сапуном ведущего моста трактора Т-150К; с разработанным сапуном трансмиссии.

Для этих исследований использовалась установка первого этапа исследований с некоторыми изменениями. К емкости через специальный штуцер поочередно подсоединяли разработанный сапун трансмиссии и штатный сапун ведущего моста трактора Т-150К.

Исследования проводились при следующем режиме: нагрев масла производился до 75±2 °С при температуре окружающего воздуха 20±2 "С; интенсивность нагрева составляла 0,9 град/мин; частота вращения лопастного ротора составляла 1000 мин"1; различное состояние герметичности имитировалось отверстиями диаметром 0,25,0,35,0,45 мм.

На третьем этапе проводились эксплуатационные исследования разработанного сапуна трансмиссии. Целью данного этапа являлась проверка работоспособности и эффективности сапуна. В эксплуатационных исследованиях было задействовано 16 тракторов Т-150К/ХТЗ-150К-09 по 8 в каждой группе. Первая группа являлась контрольной, на тракторы второй группы устанавлива-

ли разработанные сапуны.

Перед проведением исследований проверяли состояние герметичности сборочных единиц трансмиссии, промывали картеры ведущих мостов тракторов и заменяли в них смазочное масло.

Разработанный сапун устанавливали на задней полураме трактора. Баллон сапуна при помощи трубопроводов соединяли с полостями сборочных единиц трансмиссии трактора (рисунок 2), для чего в место установки сапуна вворачивался штуцер, к которому при помощи хомута крепили трубопровод.

J

\ \ I

Рисунок 2 - Схема установки сапуна на трактор: 1 - сапун трансмиссии; 2 - коробка передач; 3 - ведущий мост; 4 - трубопровод

Во время исследований периодически контролировали техническое состояние сапуна трансмиссии, которое оценивали коэффициентом герметично-

Эффективность работы разработанного сапуна проверяли на основании оценки параметров, определяющих технический ресурс трансмиссий тракторов. Оценку и сравнение проводили по параметрам смазочного масла, отобранного из сборочных единиц трансмиссии тракторов, участвовавших в исследованиях.

На четвертом этапе проводились лабораторные исследования триболо-гических свойств масла (кинематической вязкости, механических примесей), отобранного из полостей трансмиссий тракторов. Отбор проб смазочного масла производился из объединенной ванны картеров ведущих мостов и колесных редукторов. При проведении исследований использовалось масло трансмиссионное ТЭп-15 (ТМ-2-18) ГОСТ 23652-79. Периодичность отбора проб масла составляла 300*45 моточасов.

Содержание механических примесей в смазочном масле определялось по методике ГОСТ 6370-83. Кинематическая вязкость смазочного масла определялась по методике ГОСТ 33-2000.

На заключительном пятом этапе проводились лабораторные исследования проб масла с целью определения износа деталей трансмиссий тракторов по разработанной методике, без использования градуировочньгх образцов. Сущность метода заключается в измерении интенсивности флуоресцентного излучения определяемых элементов в предварительно подготовленных образцах.

Определение содержания продуктов износа деталей трансмиссии состояло из двух этапов: 1) подготовка испытуемых образцов; 2) измерение интенсивности рентгеновского флуоресцентного излучения определяемых элементов.

В качестве оценочного показателя износа деталей трансмиссии принята концентрация железа (Fe) в пробах трансмиссионного масла.

При выполнении измерений интенсивности рентгеновского флуоресцентного излучения применяли аппарат рентгеновский для спектрального анализа «СПЕКТРОСКАН MAKC-GF1E» ТУ 4276-001-23124704-2001, персональный компьютер (ПК) с процессором Intel Pentium III и соответствующее программное обеспечение.

Исследования проводились в 2003-2006 гг. в научно-исследовательской лаборатории кафедры «Ремонт машин» ФГОУ ВПО «Пензенская ГСХА»; аккредитованной испытательной лаборатории ООО «Пенза-Терминал» (регистрационный номер РОСС RU. 0001.22НП77); центральной аналитической лаборатории Регионального центра государственного экологического контроля и мониторинга объекта по хранению и уничтожению химического оружия в Пензенской области (Аттестат аккредитации № РОСС RU.0001.515921) и хозяйствах Пензенской области.

Обработка экспериментальных данных и определение функциональных зависимостей производилась на ПЭВМ с использованием систем автоматизации вычислений и математических программ MathCAD 2001, Microsoft Office Excel 2003, Statistica 6.0.

В четвертом разделе «Результаты экспериментальных исследований и га анализ» изложены и проанализированы результаты проведенных исследований.

Анализ изменения давления в зависимости от характера изменения тем-

nawin/nii иплю »i tfot~TYvni nnampuric плтлоч D 'ii'f'npnmTPUTP irl"11tlDapr u<k ПЛ7ттт**-IV1UW.1U il IUVIUIUI upuu^villl/l U ^!\Vllhpiu»Vt(lV ^iiOji.iuuui Hu VJIM^

ственное влияние насосного эффекта зубчатых колес. Для того, чтобы количественно оценить влияние насосного эффекта и других факторов, реализован многофакторный эксперимент согласно разработанной методике.

В результате математической обработки результатов эксперимента на ПЭВМ получено уравнение регрессии (полином второй степени) в кодированном виде:

А Р„зй=14,5.х/-2х/+8,5х/-5 fil5xiXr-9,625x,X;+3,125x¡xr- .

-29,5^+12,6^+21,5^+36,4. ( '

Уравнение (10), приведенное к натуральным значениям факторов имеет

вид:

ЛЛ,зв=1450^'-50(йГШг;-+0,0002л'г-293,75<ЫШг-0,48 ldn+

+Q,Q7&dT/dz-n-119,375d+173,3YidT/dx-0,1 !9.i+135,7 , ( U

где APm6 — избыточное давление в емкости, мм.в.ст.; d (х,) - диаметр эквивалентного отверстия, мм; dT/di (х}) - изменение температуры масла в емкости, град/мин; п (*,) - частота вращения лопастного ротора, мин"1.

При проведении лабораторных исследований газообмена полости трансмиссии трактора с окружающей средой установлено, что на газообмен в наибольшей степени влияют диаметр отверстия и частота вращения лопастного ро-

тора, причем из рассматриваемых факторов лишь диаметр отверстия (эквивалентный диаметр отверстия сапуна) в производственных условиях является наиболее управляемым.

При проведении лабораторных исследований сапуна трансмиссии установлено, что он работает наиболее эффективно. Происходит снижение доли газообмена через неплотности за счет использования разработанного сапуна по сравнению с использованием сапуна заднего моста трактора Т-150К: в 2.5...3.0 раза при диаметре калиброванного отверстия 0,25 мм; в раза - при 0,55

мм; в 20...29 раза - при 0,45 мм (рисунок 3).

30,0 26.0

я

20,D

г,

i 1W>

fe г 10,0-

S.0

0,0-

4,6

3,8

29,0

1С, 0

1

|Й Í

0,26 О.М 0,45 щ „

Рисунок 3 - Изменение соотношения доли газообмена через неплотности с разработанным сапуном по сравнению со штатным сапуном s зависимости от диаметра калиброванного отверстия, по значениям РМах и Peo

В условиях эксплуатации при возникновении разрежения в полости трансмиссии в результате газообмена вместе с воздухом в нее попадают абразивные частицы пыли. Поэтому наиболее существенное влияние на ресурс трансмиссии оказывает эффективность работы сапуна при разрежении.

Разрежение в момент выключения ротора (рисунок 4) при диаметре калиброванного отверстия 0,25 мм составляет*. 128 мм.е..ст. - без использования сапуна (№ 1); 146 мм.в.ст. - при использовании сапуна заднего моста трактора Т- I50K (№ 2); 42 мм.в.ст. - при использовании разработанного сапуна (№ 3).

ДР. ИМ.В.ГТ.

20 1

О -20 -40

-во

-ВО .100 »20 -140

-160

№1 1^3

Рисунок 4 - Изменение разрежения в момент выключения ротора

в зависимости от диаметра калиброванного отверстия

Из рисунка 4 видно, что разрежение при использовании сапуна трактора Т-150К выше, чем при остальных режимах, что обусловлено конструкцией данного сапуна - он клапанного типа, поэтому компенсация разрежения происходит через неплотности.

Перед проведением эксплутационных исследований проверяли состояние герметичности сборочных единиц (СЕ) трансмиссии по падению давления, нагнетаемого в полости СЕ. Время падения давления находится в пределах 248—292 с. Среднее значение времени падения давления в первой и во второй контрольных группах - 271 и 268 с соответственно.

Техническое состояние сапуна трансмиссии во время эксплутационных исследований оценивали коэффициентом герметичности кг. Коэффициент кг в начале исследований составлял 0,78...0,85. За 900 мото-часов коэффициент герметичности по сравнению с первоначальным снижается в среднем на 4,39% (рисунок 5).

1 2 3 4 5 6 7 8

№ трактора

Рисунок 5 - Снижение коэффициента герметичности кг за время эксплуатационных исследований

Оценку эффективности работы разработанного сапуна проводили по параметрам смазочного масла, отобранного из ведущих мостов тракторов, участвовавших в исследованиях.

Результаты анализов масла показали, что интенсивность накопления механических примесей во время эксплуатации происходит неравномерно. Более интенсивное накопление механических примесей наблюдалось у тракторов первой группы, работающих со штатным сапуном.

Увеличение массовой доли механических примесей в масле за время эксплуатационных исследований составляло 0,24...0,39% в первой группе, 0Д2...0,28% во второй группе (рисунок 6).

Снижение коэффициента герметичности кг сапунов за время эксплуатационных исследований незначительно влияет на накопление механических примесей (коэффициент корреляции 0,54). Это обеспечивается особенностью конструкции разработанного сапуна - часть механических примесей, попадающих из окружающей среды, оседает в баллоне сапуна трансмиссии.

Утт'А 0,45 -0.40,350,30,250,20,150,1 ■ 0,050-

-V 1

г т. 0,35 0,3 0,25

0,15 О 1 0,05 О

Рисунок 6 - Зависимость от наработки массовой доли механических

примесей в масле, отобранном из полостей ведущих мостов тракторов: а) со штатным сапуном; б) оснащенных разработанным сапуном

Влияние герметичности ведущих мостов трактора на накопление механических примесей более существенно в начале исследований, причем это влияние в первой группе (коэффициент корреляции -0,74) более выраженное, чем во второй (коэффициент корреляции -0,63). Это говорит о том, что при использовании разработанного сапуна доля газообмена, проходящего через неплотности, снижается, и вместе с этим снижается поступление механических примесей извне. Относительно низкие коэффициенты корреляции (-0,74 и -0,63) указывают на то, что герметичность полостей ведущих мостов тракторов в течение эксплуатации изменялась непрямолинейно.

Снижение газообмена в сборочных единицах трансмиссии с разработанным сапуном положительно сказалось на изменении вязкости масла. Так, в первой группе за период работы 900 мото-часов его вязкость изменяется с 14,9..Л 5,3 мм2/с до 19,1...21,3 мм2/с; во второй группе за тот же период вязкость масла изменяется с 15,0...15,2 мм2/с до 17,9...19,1 мм"/с (рисунок 7).

Наработка, мото-ч

а)

4

I

О 300 600 900

Наработка, мото-ч

Uxoo,cCm 22

21

20

19

18

17

14

0 300 £00 900

Наработка, мото-ч

а)

i^lOOJ ct-m

20-----------

14 -,-,-,----

о зоо еоо эоо

Наработка, мото-ч б)

Рисунок 7- Изменение кинематической вязкости v,oo масла ТЭп-15 (ТМ-2-18), отобранного из полостей ведущих мостов тракторов: а) со штатным сапуном; б) оснащенных разработанным сапуном

Оценку изменения технического состояния сборочных единиц трансмиссии проводили по накоплению железа, по аналитическим сигналам, полученным при спектральном анализе.

Более интенсивное накопление железа установлено у тракторов первой группы, работающих со штатным сапуном - зависимость 1 (рисунок 8). Увеличение содержания железа (аналитического сигнала A(Fe)) в пробах масла за время эксплуатационных исследований (900 мото-часов) составляет 16,7...23,5х103 имп/с в первой группе, 11,1... 19,25x10J имп/с во второй группе. Линейный характер зависимости свидетельствует о режиме стабильной эксплуатации, исключающей аварийное изнашивание.

30,0 25,0

о

с 20,0

£

5

? 15,0 "аГ

Ч-

< 10,0 6,0

0,0

Наработка, мото-ч

Рисунок 8- Зависимость от наработки содержания железа

(аналитического сигнала А(Ре)) в масле, отобранном из полостей ведущих мостов тракторов: 1) со штатным сапуном; 2) оснащенных разработанным сапуном

Коэффициент корреляции зависимости увеличения содержания железа (аналитического сигнала Л (Ре)) от снижения коэффициента герметичности кг сапунов за время эксплуатационных исследований - 0,43. Коэффициент корреляции зависимости увеличения содержания железа (аналитического сигнала А(Ре)) от герметичности ведущих мостов трактора в начале исследований - -0,64 в первой группе и -0,59 во второй группе.

Влияние указанных параметров на увеличение количества продуктов износа деталей трансмиссии аналогично влиянию их на накопление механических примесей в смазочном масле.

По зависимостям накопления железа (рисунок 8), полученным в результате обработки данных спектрального анализа, проведена аналитическая оценка влияния разработанного сапуна на ресурс трансмиссии трактора.

Исходя из определения ресурса, и зависимостей накопления железа в масле получены следующие зависимости

А(Ре)прсд = 0,0236 тр1 + 5,504 (12)

или

А(Ре)преа = 0,0174 тр2 + 5,478, ' (13)

где А(Ре)прсд - содержание железа в масле, соответствующее предельному состоянию объекта, имп/с; тР| — ресурс трансмиссии трактора при работе со штатным сапуном, мото-ч; тр2 - ресурс трансмиссии трактора при работе с разработанным сапуном, мото-ч.

Из выражений (12) и (13) получено отношение ресурса тр1 к ресурсу тр2, равное 0,737. Таким образом, применение разработанного сапуна позволяет увеличить технический ресурс трансмиссии трактора на 26,3% . Увеличение

ресурса трансмиссии при использовании разработанного сапуна, объясняется меньшой интенсивностью накопления продуктов износа (железа).

В пятом разделе приведен расчет экономической эффективности модернизации трансмиссии трактора Т-150К, который показал, что годовая экономия от увеличения ресурса трансмиссии до капитального ремонта составила 523,3 руб. на один трактор (в ценах на 01.10.2006 года). Окупаемость дополнительных затрат на модернизацшо трансмиссии трактора составила 69,6%.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Теоретически обосновано влияние герметичности смазочной системы на ресурс трансмиссии, улучшение которой способствует снижению поступления абразивных частиц пыли в смазочное масло и снижению интенсивности изнашивания сопрягаемых деталей.

2. Разработанный сапун трансмиссии позволяет снизить долю газообмена через неплотности по сравнению с использованием сапуна заднего моста трактора Т-150К: в 2,5...3,0 раза при диаметре калиброванного отверстия 0,25 мм; в 3,8...4,6 раза - при 0,35 мм; в 20...29 раза - при 0,45 мм.

3. На газообмен полости трансмиссии с окружающей средой существенное влияние оказывает насосный эффект. В наибольшей степени избыточное давление в емкости зависит от диаметра калиброванного отверстия и частоты вращения лопастного ротора.

4. Применение разработанного сапуна трансмиссии позволяет снизить содержание общих механических примесей на 20,0—27,3% интенсивность их накопления - на 32,5%, интенсивность увеличения вязкости - на 30,3%. При применении разработанного сапуна снижается содержание железа в смазочном масле ведущих мостов на 15,4%, а интенсивность его накопления - на 26,7%, увеличивается ресурс трансмиссии на 26,3%. Изменение коэффициента герметичности баллона сапуна трансмиссии kr с 0,82 в начале исследований до 0,78 в конце незначительно влияет на накопление механических примесей и железа в смазочном масле трансмиссии.

5. При модернизации трансмиссии трактора Т-150К за счет применения разработанного сапуна годовая экономия от увеличения ресурса трансмиссии до капитального ремонта составила 523,3 руб. на один трактор (в ценах на 01.10.2006 года). Окупаемость дополнительных затрат на модернизацию трансмиссии трактора составляет 69,6%, срок окупаемости - 1,44 года.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК

1. Спицын, И.А. Улучшаем герметичность - повышаем ресурс / И.А. Спицын, E.H. Ардсев, A.A. Орехов // Сельский механизатор. - 2006. - № 4. - С. 32

Публикации в сборниках научных трудов и материалах конференций

2. Спицын, И.А. Совершенствование смазочной системы трансмиссии трактора ДТ-75М / И.А. Спицын, A.A. Орехов, E.H. Ардеев // Материалы 48-ой научно-технической конференции молодых ученых и студентов инженерного факультета ПГСХА. - Пенза: РИО ПГСХА, 2003. - С. 38-39.

3. Ардеев, E.H. Анализ устройств, обеспечивающих герметичность смазочной системы трансмиссии / E.H. Ардеев // Материалы Всероссийской науч.-практ. конф., посвященной 117-й годовщине со дня рождения академика Николая Ивановича Вавилова. - Саратов, 2004. - С. 12-15.

4. Спицын, И.А. Повышение ресурса трансмиссии трактора путем создания оптимальных условий работы ее деталей / И.А. Спицын, E.H. Ардеев, A.A. Орехов // Материалы Всероссийской науч.-практ. конф., посвященной 117-й годовщине со дня рождения академика Николая Ивановича Вавилова - Саратов, 2004.-С. 127-130.

5. Пат. 2256835 РФ, МПК7 F16H 57/04. Сапун редуктора /И.А. Спицын, A.A. Орехов, E.H. Ардеев (РФ). - № 2003134896/11; Заявлено 01.12.2003; Опубл. 20.07.2005,- Зс.

6. Спицын, И.А. Установка для исследования теплового газообмена полости трансмиссии трактора с окружающей средой / И.А. Спицын, E.H. Ардеев, A.A. Орехов // Межвуз. сб. науч. трудов XVI региональной науч.-практ. конф. вузов Поволжья и Предуралья. - Пенза: РИО ПГСХА, 2005. - С. 76-78.

7. Спицын, И.А. Совершенствование конструкций сапунов тракторных трансмиссий / И.А. Спицын, E.H. Ардеев, A.A. Орехов // Сб. материалов Всероссийской науч.-практ. конф., посвященной памяти профессора А.Ф. Блинохватова, - Пенза: РИО ПГСХА, 2005. - С. 207-208.

8. Ардеев, E.H. Теоретическое обоснование газообмена полости трансмиссии трактора с окружающей средой / E.H. Ардеев, И.А. Спицын, A.A. Орехов // Сб. материалов межрегиональной науч.-практ. конф. молодых ученых. - Пенза: РИО ПГСХА, 2006.-С. 102-104.

9. Ардеев, E.H. Исследование газообмена полости трансмиссии трактора с окружающей средой / E.H. Ардеев, И.А. Спицын, A.A. Орехов // Сб. материалов науч.-практ. конф., посвященной 55-летию ПГСХА. - Пенза: РИО ПГСХА, 2006. - С. 102-104.

Сдано в производство 14.02.2007 Формат 60x84 '/¡6 Бумага Гознак Print Отпечатано на ризографе Усл.печ.л. 1,0_Тираж 100 экз._Заказ № 34

РИО ПГСХА 440014, г. Пенза, ул. Ботаническая, 30

Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Ардеев, Евгений Николаевич

ВВЕДЕНИЕ

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

1. 1 Виды износа деталей, определяющих ресурс трансмиссии

1.2 Абразивное изнашивание деталей механической трансмиссии трактора

1.3 Основные факторы, определяющие ресурс деталей трансмиссии трактора

1.4 Анализ устройств обеспечивающих герметичность смазочной системы трансмиссии

1.4.1 Уплотнение неподвижных фланцевых соединений

1.4.2 Уплотнение валов

1.4.3 Сапуны

1.5 Выводы и задачи исследований

2 ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПОВЫШЕНИЯ РЕСУРСА ТРАНСМИССИИ ТРАКТОРА ПУТЕМ УЛУЧШЕНИЯ ГЕРМЕТИЧНОСТИ

2.1 Предпосылки возникновения газообмена трансмиссии трактора с окружающей средой

2.2 Уравнение газообмена полости трансмиссии с окружающей средой

2.3 Влияния герметичности полости трансмиссии трактора на ресурс ее деталей

2.4 Теоретическое обоснование параметров сапуна редуктора и его влияние на накопление абразивных частиц пыли в смазочном масле трансмиссии

2.5 Выводы

3 ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1 Программа и общая методика исследований

3.2 Методика лабораторных исследований газообмена полости трансмиссии трактора с окружающей средой

3.3 Методика лабораторных исследований сапуна редуктора

3.4 Методика эксплуатационных исследований сапуна редуктора

3.5 Методика отбора проб масла

3.6 Методика определения содержания механических примесей в смазочном масле

3.7 Методика определения кинематической вязкости смазочного масла

3.8 Методика определения продуктов износа деталей трансмиссии в смазочном масле с помощью рентгено-флуоресцентного спектрометра

3.9 Методика обработки экспериментальных данных и оценка точности измерений

4 РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ

ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ АНАЛИЗ

4.1 Результаты лабораторных исследований газообмена полости трансмиссии трактора с окружающей средой

4.2 Результаты лабораторных исследований сапуна редуктора

4.3 Результаты контроля герметичности во время эксплуатационных исследований сапуна редуктора

4.4 Результаты лабораторных исследований трибологических свойств масла отобранного из полостей трансмиссий тракторов

4.5 Результаты лабораторных исследований проб масла с целью определения продуктов износа деталей трансмиссий тракторов на сертифицированном оборудовании

4.6 Аналитическая оценка влияния разработанного сапуна редуктора на ресурс трансмиссии трактора

4.7 Выводы 105 5 ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

ИССЛЕДОВАНИЙ

5.1 Определение затрат на модернизацию смазочной системы трансмиссии трактора

5.2 Определение экономической эффективности модернизации трансмиссии трактора 113 5.3. Выводы

Введение 2007 год, диссертация по процессам и машинам агроинженерных систем, Ардеев, Евгений Николаевич

Обеспеченность хозяйств нашей страны основными видами сельскохозяйственной техники составляет 40.70 %, сохраняется тенденция старения парка, возрастает срок эксплуатации машин и оборудования, снижается их надежность [1]. К надежности сельскохозяйственной техники, в частности к трактору как к основному источнику энергии для рабочих машин, предъявляются высокие требования. Исследование надежности современной мобильной сельскохозяйственной техники показывает, что от 20 до 40% отказов приходится на долю агрегатов трансмиссии [2]. Выход из строя трансмиссии в большинстве случаев определен потерей работоспособности подшипников и зубчатых колес. Исследования ряда ученых [3,7,10,13,16,19,77,80,108,113,120] показывают, что детали трансмиссии теряют работоспособность в основном в результате абразивного действия частиц пыли, находящихся в смазочном масле.

При должном уровне технической эксплуатации трактора основным из путей загрязнения трансмиссионного масла является попадание пыли в результате газообмена. Как известно, трактор работает в условиях повышенной запыленности окружающей среды, поэтому в случае неисправности уплотнительных и фильтрующих элементов происходит накопление частиц пыли в смазочном материале, ухудшая тем самым качество смазки трущихся поверхностей и, как следствие, ускоряя их изнашивание.

Трансмиссия трактора является сложной трибомеханической системой, в которой большое значение имеет смазочная система. Для повышения ресурса трансмиссии трактора необходимо разработать мероприятия, обеспечивающие качественную смазку сопрягаемых деталей и в первую очередь путем улучшения герметичности смазочной системы.

Естественно, что снижение ресурса связано с концентрацией абразивных частиц в масле, которая в свою очередь тесно связана со степенью герметичности трансмиссии. Поэтому исследования по повышению ресурса трансмиссии трактора путем улучшения герметичности смазочной системы являются актуальными.

Работа выполнена по плану научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ ФГОУ ВПО «Пензенская ГСХА».

Цель исследований - повышение ресурса трансмиссии трактора путем улучшения герметичности смазочной системы.

Объект исследований - процесс накопления продуктов износа в смазочном масле (ТЭп-15 (ТМ-2-18) ГОСТ 23652-79) трансмиссии трактора Т-150К/ ХТЗ-150К-09 с учетом действия разработанного сапуна.

Предметом исследований является установление взаимосвязи между герметичностью полости трансмиссии и содержанием в смазочном масле продуктов износа.

Научную новизну работы представляют:

• теоретическое обоснование и экспериментальное подтверждение влияния насосного эффекта зубчатых колес на газообмен полости трансмиссии с окружающей средой;

• теоретическое обоснование параметров сапуна трансмиссии;

• конструкция сапуна, обеспечивающего герметичность смазочной системы трансмиссии.

Научная новизна технического решения подтверждена патентом на изобретение № 2256835 РФ.

Практическая ценность работы заключается в разработке сапуна трансмиссии, снижающего интенсивность накопления механических примесей в трансмиссионном масле на 32,5%, интенсивность увеличения вязкости масла на 30,3%, увеличивающего ресурс трансмиссии на 26,3%.

Реализация результатов исследований. Разработанный сапун трансмиссии прошел производственную проверку в хозяйствах Пензенской области: Учхоз «Рамзай», РАО «Шемышейское»; внедрен в хозяйстве СПК «Родина Радищева».

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на научных конференциях ФГОУ ВПО «Пензенская ГСХА» в 2003-2006 гт. и научно-практической конференции «Вавиловские чтения»

ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ имени Н.И. Вавилова» в 2004 г.

Публикации результатов исследований. По результатам исследований опубликовано 8 печатных работ, в т. ч. 1 статья в издании, указанном в «Перечне . ВАК». Получен патент на изобретение. Одна статья опубликована без соавторов. Общий объем публикаций составляет 1,33 п.л., из них 0,61 п.л. принадлежит автору.

Научные положения и результаты исследований, выносимые на защиту:

• теоретическое обоснование влияния герметичности смазочной системы на ресурс трансмиссии трактора;

• результаты экспериментальных исследований газообмена полости трансмиссии трактора с окружающей средой;

• результаты экспериментальных исследований по оценке влияния разработанного сапуна трансмиссии на интенсивность изменения массовой доли механических примесей, кинематической вязкости смазочного масла трансмиссии и на динамику накопления продуктов износа деталей трансмиссии в условиях эксплуатации.

Заключение диссертация на тему "Повышение ресурса трансмиссии трактора путем улучшения герметичности смазочной системы"

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Теоретически обосновано влияние герметичности смазочной системы на ресурс трансмиссии, улучшение которой способствует снижению поступления абразивных частиц пыли в смазочное масло, и снижению интенсивности изнашивания сопрягаемых деталей.

2. Разработанный сапуна редуктора позволяет снизить долю газообмена через неплотности по сравнению с использованием сапуна заднего моста трактора Т-150К: в 2,5.3,0 раза при диаметре калиброванного отверстия 0,25 мм; в 3,8.4,6 раза при - 0,35 мм; в 20.29 раза при - 0,45 мм.

3. На газообмен полости трансмиссии с окружающей средой существенное влияние оказывает насосный эффект. В наибольшей степени избыточное давление в емкости зависит от диаметра калиброванного отверстия и частоты вращения лопастного ротора.

4. Применение разработанного сапуна редуктора позволяет снизить содержание общих механических примесей на 20,0.27,3%, интенсивность их накопления на 32,5%, интенсивность увеличения вязкости на 30,3%. При применении разработанного сапуна редуктора снижается содержание железа в смазочном масле ведущих мостов на 15,4%, а интенсивность его накопления на 26,7%, увеличивается ресурс трансмиссии на 26,3%. Изменение коэффициента герметичности баллона сапуна редуктора кг с 0,82 в начале исследований до 0,78 в конце незначительно влияет на накопление механических примесей и железа в смазочном масле трансмиссии.

5. При модернизации трансмиссии трактора Т-150К, за счет применения разработанного сапуна редуктора годовая экономия от увеличения ресурса трансмиссии до капитального ремонта составила 415,06 руб. на один трактор (в ценах на 01.10.2006 года). Окупаемость дополнительных затрат на модернизацию трансмиссии трактора составляет 69,6 %, срок окупаемости 1,44 лет.

Библиография Ардеев, Евгений Николаевич, диссертация по теме Технологии и средства технического обслуживания в сельском хозяйстве

1. Еремеев, Ш.А. Опыт работы ремонтно-технических предприятий в АПК / Ш.А. Еремеев, И.Г. Голубев. М.: ФГНУ "Росинформагротех", 2000. - 56 с.

2. Повышение долговечности деталей трансмиссий сельскохозяйственной техники. Аналитические и обзорные справки. -М.: Информагротех, 1998.-5с.

3. Надежность и ремонт машин/ В.В. Курчаткин, Н.Ф. Тельнов, К.А. Ачкасов и др.; Под ред. В.В. Курчаткина. М.: Колос, 2000. - 776с.

4. ГОСТ 27.002-89 Надежность в технике. Основные понятия. Термины и определения/ Надежность в технике: Сб. ГОСТов. М.: ИПК Издательство стандартов, 2002.-34с.

5. ГОСТ 27674-88. Трение, изнашивание и смазка. Термины и определения. -М.: Изд-во стандартов, 1988.-20с.

6. Виленкин, А.В. Масла для шестеренчатых передач / А.В. Виленкин. М.: Химия, 1982.-248с.

7. Агакишиев, Х.Д. Улучшение газообмена и повышение долговечности механических трансмиссий тракторов хлопкоуборочных машин в условиях Туркменской ССР: Дис. .канд. техн. наук: 05.20.03 / Х.Д. Агакишиев. Ашхабад, 1988.- 182с.

8. Власов, П.А. Причины снижения надежности сельскохозяйственной техники: Учебное пособие/ П.А. Власов. Сарат. с.-х. ин-т им. Н.И. Вавилова. Саратов, 1990. - 52 с.

9. Власов, П.А. Надежность сельскохозяйственной техники / П.А. Власов. -Пенза: РИО ПГСХА, 2001. 124с.

10. Ю.Величкин, И.Н. Факторы, влияющие на надежность машин / И.Н. Величкин // Тракторы и сельхозмашины.-1999.-№9.-С.2-4.

11. Орехов, А.А. Влияние эксплуатационных факторов на абразивное изнашивание зубчатых передач тракторных трансмиссий/ А.А. Орехов // Тезисы докладов молодых ученых. Пенза, 1998.-С. 107-108.

12. Чихос, X. Системный анализ в трибонике /X. Чихос / Пер. с англ. С.А. Харламова, М.: «МИР», 1982 - 351 с.

13. Ленивцев, Г.А. Анализ факторов, влияющих на равнопрочность сборочных единиц тракторной силовой передачи/ Г.А. Ленивцев, Р.Ю. Иванов // Энергоресурсосбережение в механизации сельского хозяйства: Сборник научных трудов СГСХА. Самара, 2000.-С. 172-176.

14. Розенберг, Ю.А. Влияние смазочных масел на долговечность и надежность деталей машин/ Ю.А. Розенберг М.: Машиностроение, 1970. - 315с.

15. Скундин, Г.И. Механические трансмиссии колесных и гусеничных тракторов / Г.И. Скундин. М.: Машиностроение 1969. - 342с.

16. Скундин, Г.И. О загрязнении абразивом масла тракторных трансмиссий / Г.И. Скундин, М.И. Городецкий // Пути повышения надежности и долговечности узлов и агрегатов тракторных трансмиссий. М.: ЦНИИТЭИтрактор-сельхозмаш, 1978.-№ 1.-С.26-33.

17. Польцер, Г. Основы трения и изнашивания/ Г. Польцер, Ф. Майснер / Пер. с нем. О.Н. Озерского, В.Н. Польянова; Под. ред. М.Н. Добычина. М.: Машиностроение, 1984.— 264с.

18. Спицын, И.А. Технологические методы повышения долговечности агрегатов трансмиссий сельскохозяйственной техники при ремонте и эксплуатации: Дис. .докт. техн. наук: 05.20.03 / И.А. Спицын М., 2002. - 182 с.

19. Янзин, В.М. Разработка и исследование показателей и технических средств для улучшения работы тракторных трансмиссий (на примере трактора МТЗ): Дис. .канд. техн. наук: 05.20.03 / В.М. Янзин Куйбышев, 1989. - 407 с.

20. Пат. 2159885 РФ, МПК F16K17/19. Сапун редуктора RU, / Ленивцев А.Г. Заявлено (РФ). 4 с.

21. Ленивцев, А.Г. Снижение интенсивности абразивного изнашивания тракторной силовой передачи применением компенсатора герметичности: Авто-реф. дис. канд. техн. наук: 05.20.03 / А.Г. Ленивцев Челябинск, 1999.-22с.

22. Власов, П.А. Повышение износостойкости деталей и узлов и экономичности тракторов применением рациональных температур топливосмазочных материалов: Автореф. дис. докт. техн. наук: 05.20.03, 05.20.01 / П.А. Власов -Саратов, 1994. 63с.

23. Орехов, А.А. Снижение интенсивности изнашивания зубчатых передач тракторных трансмиссий применением рациональных температур трансмиссионных масел: Автореф. дис. канд. техн. наук: 05.20.03 / А.А. Орехов -Пенза, 2001.- 19с.

24. Ленивцев, А.Г. Снижение интенсивности абразивного изнашивания тракторной силовой передачи применением компенсатора герметичности. Дисканд. техн. наук: 05.20.03 / А.Г. Ленивцев Самара, 1999. - 174с.

25. Спицын, И.А. Совершенствование конструкций сапунов тракторных трансмиссий / И.А. Спицын, Е.Н. Ардеев, А.А. Орехов //Сб. материалов Всероссийской науч.-практ. конф., посвященной памяти профессора А.Ф. Блинохватова. Пенза: РИО ПГСХА, 2005. - С. 207-208.

26. Глазков, В.Ф. Эффективность работы трансмиссии и гидросистемы сельскохозяйственных тракторов с объединенной масляной емкостью/ В.Ф. Глазков, Н.И. Черников // Вопросы тракторной химмотологии: Сб. науч. тр. /. Ульяновск: Ульяновский СХИ, 1986.-С.7-10.

27. Уханов, А.П. Использование нефтепродуктов, технических жидкостей и ремонтных материалов при эксплуатации мобильных машин: Учебное пособие. / А.П. Уханов, Ю.В. Гуськов, И.И. Артемов, А.В. Климанов 2-е изд., перераб. и доп. - Самара: СГСХА, 2002.-292 с.

28. Акопян, Г.А. Исследование тракторных трансмиссионных масел/ Г.А. Ако-пян, Л.А. Киселев // Исследование перспективных трансмиссий и их узлов для тракторов и сельхозмашин: Тр. НПО НАТИ. М., 1986.-С. 16-20.

29. Неклюдов, В.Б. Износ и смазка в эксплуатации машинно-тракторного парка: Учебное пособие / В.Б. Неклюдов, В.В. Логинов, Ю.Н. Сидыганов. Йошкар-Ола: МарПИ, 1992.-84с.

30. Анализ причин преждевременного выходя из строя резинометаллической манжеты Электронный ресурс. Режим доступа: http://kremen-rti.com.ua/Tech/oil-seal/Failure/failure.htm

31. ГОСТ 8752-79 Манжеты резиновые армированные для валов. Технические условия. М.: ИПК Издательство стандартов, 1991.-71 с.

32. Бондарева, Г.И. Герметизация неподвижных фланцевых соединений силиконовыми герметиками при ремонте сельскохозяйственной техники: Авто-реф. дис. канд. техн. наук: 05.20.03 / Г.И. Бондарева. М., 2000. - 20с.

33. Борисенко, В.А. Результаты эксплуатационных испытаний торцовых уплот-нительных колец ведущего вала коробки передач трактора «Кировец» /

34. B.А. Борисенко, Минина И.А. // Орг. и технология необезлич. ремонта с.-х. техники. Л., 1987. - С. 57 - 60

35. Кузьмин, Ю.А. Повышение безотказности трактора класса 40 кН резервированием затяжки резьбовых соединений: Автореф. дис. канд. техн. наук: 05.20.03 / Ю.А. Кузьмин. Пенза, 2004. - 20 с.

36. Мачнев, В.А. Вибрационное диагностирование и прогнозирование состояния механических передач тракторов: Дис. . докт. техн. наук: 05.20.03 / В.А. Мачнев. Пенза, 1996 - 305 с.

37. Заброда, Е.А. Очистка масел в гидрофицированных коробках передач тракторов: Автореф. дис. канд. техн. наук: 0520.03/ЕА Заброда.-М, 1997.-17с.

38. Стребков, С.В. Повышение эффективности использования зубчатых зацеплений и подшипниковых узлов трансмиссии сельскохозяйственных машин /

39. C.В. Стребков // Техн.сервис в агропром.комплексе. М., 1998, - С. 75 - 79

40. Венскайтис, В.В. Повышение долговечности зубчатых колес тракторных трансмиссий путем использования металлсодержащих смазочных композиций: Автореф. дис. . канд. техн. наук: 05.20.03 / В.В. Венскайтис Саратов, 1998.-20с.

41. Жильцов, С.Н. Пути повышения эффективности уплотнения тракторных силовых передач/ С.Н. Жильцов // Совершенствование конструкции и технологии использования с.-х. техники. Самара, 1999. - С. 63 — 65

42. Хохлов, П.И. Исследование долговечности сопряжений деталей коробок передач трактора «Кировец» в условиях реальной эксплуатации / П.И. Хохлов; Ленинградский СХИ «Ордена трудового красного знамени». Д., 1990. -18с. - Деп. в. ВНИИТЭИагропром 19.07.1990.

43. Клименко, Н.П. Пути обеспечения оптимального повышения ресурса деталей трансмиссии трактора / Н.П. Клименко // Вестник ХГПУ. Харьков 2000. - С.28-33.

44. Беляев, В.Е. Повышение долговечности тракторных трансмиссий путем улучшения эксплуатационного режима смазки рабочих поверхностей ресур-соопределяющих сопряжений: Автореф. дис. . канд. техн. наук: 05.20.03 / В.Е. Беляев Саратов, 2000. - 24 с.

45. Макаров, B.C. К совершенствованию элементов трансмиссий тракторов

46. B.C. Макаров, В.В. Чегулов // Вестник Чувашской ГСХА. Йошкар-Ола, 2002.-С. 169-174.

47. Модернизация сельскохозяйственных машин, находящихся в эксплуатации: Состояние, концепция и рекомендации. М.: РАСХН, ГОСНИТИ, 2000.-71с.

48. Корнилович, С.А. Повышение ресурса зубчатых передач / С.А. Корнилович, Паутов П.И. // Тракторы и сельхозмашины.- 2000. №7, С.38-39.

49. Вейник, А.В. Техническая термодинамика и основы теплопередачи / А.В. Вейник. Под ред. А.А. Гухмана. М.: Металлургиздат, 1956. - 448с.

50. Техническая термодинамика/ В.И. Крутов, С.И. Исаев, И.А. Кожинов и др. Под ред. В.И. Крутова. 3-е изд., перераб. и доп. -М: Высш. плс, 1991. -384 с.

51. Техническая термодинамика и основы теплообмена: Учебное пособие/ А.П. Уханов, Ю.В. Гуськов, А.Н. Морунков, В.В. Сенькин. Пенза: РИО ПГСХА, 2004.-212 с.

52. Бежанов, Б.Н. Пневматические механизмы / Б.Н. Бежанов. М.: МАШГИЗ, 1957-252с.

53. Бошнякович, Ф. Техническая термодинамика / Ф. Бошнякович. Пер. с нем. М.П. Вукаловича и В.А. Кирилина, М.: ГЭИ, 1955 - 437с.

54. Герц, Е.В. Расчет пневмоприводов: Справочное пособие / Е.В. Герц, Г.В. Крейнин. — М.: «Машиностроение», 1975 272с.

55. Насосы: Справочное пособие/ Пер. с нем. / К.Бадеке, А. Градевальд, К.-Х. Хундт и др.; Под ред. В. Плётнера. Пер. В.В. Малюшенко, М.К. Бобка, М.: Машиностроение, 1979 - 502с., ил.

56. Тарг, С.М. Краткий курс теоретической механики: Учеб. Для втузов. / С.М. Тарг. 10-е изд., перераб. и доп.-М.: Высш. шк., 1986.-416 с.

57. Объемные гидравлические приводы / Башта Т.М. и др. Под ред. Т.М. Башты. -М.: Машиностроение, 1968 628с., ил.

58. Поздняков, В.Р. Разработка режимов использования масел в тракторных силовых передачах на основании оценки напряженности их работы: Дис. . канд. техн. наук: 05.20.03 / В.Р. Поздняков. Куйбышев, 1990. - 21 с.

59. Орехов, А.А. Снижение интенсивности изнашивания зубчатых передач тракторных трансмиссий применением рациональных температур трансмиссионных масел: Дис. канд. техн. наук: 05.20.03 / А.А. Орехов -Пенза., 2001.- 170с.

60. Сафонов, В.В. Повышение долговечности ресурсоопределяющих агрегатов мобильной сельскохозяйственной техники путем применения металлсодержащих смазочных композиций: Автореф. дис. . д-ра техн. наук: 05.20.03 / В.В. Сафонов. Саратов, 1999. - 36 с.

61. Кузьмин, Н.А. Процессы и закономерности изменения технического состояния автомобилей в эксплуатации. Учебное пособие / Н.А. Кузьмин. Н-Новгород: ПГСХА, 2002.- 198с

62. Попцов, В.В. Применение технологий централизованного ремонта автомобилей по техническому состоянию в условиях мелкосерийного производства: Автореф. дис. канд. техн. наук: 05.20.03 / В.В. Попцов. Тюмень, 2002. -19с.

63. Трибология. Физические основы, механика и технические приложения: Учебник для вузов Электронный ресурс. / Под ред. Д.Г. Громаковского. -Режим доступа: http//www.samgtu.ru/ researchsstu-works/Gromakovskii/index.html.

64. Топливо, смазочные материалы и охлаждающие жидкости. Часть 2: Методические указания к лабораторным работам/Jl. В. Милютина, В. Р. Ведрученко, П. Н. Блинов и др.- Омск: Омский гос. ун-т путей сообщения, 2002. 43 с.

65. Шасси трактора Т-150К / Технические требования на капитальный ремонт. — М.: ГОСНИТИ, 1988, 207с.

66. Шасси тракторов МТЗ-80, МТЗ-80Л, МТЗ-82, МТЗ-82Л / Технические требования на капитальный ремонт. -М.: ГОСНИТИ, 1988, 167с.

67. Шасси трактора К-701 / Технические требования на капитальный ремонт. — М.: ГОСНИТИ, 1974, 276с.

68. Голубев, И.Г. Ремонт сельскохозяйственных машин в условиях мастерских сельских товаропроизводителей / И.Г. Голубев, И.А. Спицын. М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2001.-88с.

69. Икрамов, У.А. Расчет срока службы закрытых зубчатых передач, работающих в абразивной среде / У.А. Икрамов, А. Иргашев //Доклады АН УзССР. -1986.-№8.-С. 20-21.

70. Крагельский, И.В. Основы расчетов на трение и износ / И.В. Крагельский, М.Н. Добычин, B.C. Комбалов. М.: Машиностроение, 1977.-526с.

71. Ямпольский, Г.Я. Исследование абразивного износа элементов пар трения качения / Г.Я. Ямпольский, И.В. Крагельский. М.: Наука, 1973.-63с.

72. Матвеевский, P.M. Температурная стойкость граничных смазочных слоев и твердых смазочных покрытий при трении металлов и сплавов / P.M. Матвеевский. -М.: Наука, 1971.-228с.

73. Икрамов, У.А. Расчетные методы оценки абразивного износа / У.А. Икрамов. -М.: Машиностроение, 1987.-288с.

74. Кащеев, В.Н. Абразивное разрушение твердых тел / В.Н. Кащеев. М.: Наука, 1970.-274 с.

75. Матвеев, В.В. Влияние фильтрации и качества масла на износ деталей бортовых передач трактора ДТ-75М / В.В. Матвеев, В.Ф. Глазков, В.П. Ярыгин, П.М. Карпов // Улучшение режимов смазки тракторных трансмиссий: Сб. науч. тр. Куйбышев, 1972. - С.46-52.

76. Пат. 2256835 РФ, МПК7 F16H 57/04. Сапун редуктора /И.А. Спицын,

77. А.А. Орехов, Е.Н. Ардеев (РФ). -№ 2003134896/11; Заявлено 01.12.2003; Опубл. 20.07.2005.-3 с.

78. Статистические данные обл. гаи за 2003, 2004, 2005 годы.

79. Шевченко, А.И. Справочник слесаря по ремонту тракторов / А.И. Шевченко, П.И.Сафронов. Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1989. - 512с.

80. Справочник по тракторам Т-150 и Т-150К. / Под ред. профессора Б.П. Кашубы. 2-е изд., перераб. и доп. - Харьков: Прапор, 1975. - 400 с.

81. Трактор Т-150К (Устройство и эксплуатация) / Под. Ред. Б.П. Кашубы и И.А. Коваля. М.: Колос, 1976. - 312 с.

82. ГОСТ 23652-79 Масла трансмиссионные. Технические условия (с Изменениями N 1-8). М.: ИПК Издательство стандартов, 2002. - 13 с.

83. ГОСТ 8581-78 Масла моторные для автотракторных дизелей. Технические условия (с Изменениями N 1 -10). М.: ИПК Издательство стандартов, 2002. -11 с.

84. ГОСТ 2477-65 Нефть и нефтепродукты. Метод определения содержания воды (с Изменениями N 1, 2, 3). М.: ИПК Издательство стандартов, 2004. - 8 с.

85. ГОСТ 6370-83 (СТ СЭВ 2876-81) Нефть, нефтепродукты и присадки. Метод определения механических примесей (с Изменением N 1). М.: ИПК Издательство стандартов, 1997. - 6 с.

86. ГОСТ 33-2000 (ИСО 3104-94) Нефтепродукты. Прозрачные и непрозрачные жидкости. Определение кинематической вязкости и расчет динамической вязкости. М.: ИПК Издательство стандартов, 2001. - 25 с.

87. Янзин, В.М. Показатели, характеризующие герметичность трансмиссии и их определение при техническом обслуживании / В.М. Янзин // Ресурсосберегающие методы использования сельскохозяйственной техники: Сб. науч. тр. -Ульяновск: СГСХА, 1990. С. 19-22.

88. Калячкин, И.Н. Совершенствование технологии доочистки и контроль качества дизельного топлива в условиях сельскохозяйственных предприятий: Дис. канд. техн. наук: 05.20.03 / И.Н. Калячкин Пенза, 2005. - 260с.

89. Литовкин, А.В. Повышение технического ресурса автомобильных трансмиссий путем улучшения свойств регенерированных масел: Дис. канд. техн. наук: 05.20.03 / А.В. Литовкин Самара, 2003. - 254с.

90. Болдин, А.П. Основы научных исследований и УНИРС: Учеб. пособие / А.П. Болдин, В.А. Максимов. 2-е изд. перераб. и доп. - М.: МАДИ, 2002. -276 с.

91. РД 50-690-89 Методические указания. Надежность в технике. Методы оценки показателей надежности по экспериментальным данным. М.: Издательство стандартов, 1990. - 132 с.

92. Коновалов, В.В. Практикум по обработке результатов научных исследований с помощью ПЭВМ: Учебное пособие /В.В. Коновалов. Пенза: ПГСХА, 2003.-176 с.

93. Веденяпин, Г.В. Общая методика экспериментального исследования и обработки опытных данных / Г.В. Веденяпин. М.: Колос, 1967. - 160 с.

94. Евдокимов, Ю.А. Планирование и анализ экспериментов при решении задач трения и износа / Ю.А. Евдокимов, В.И. Колесников, А.И. Тетерин. -М.: Наука, 1980.-228с.

95. Юдин, М.И. Планирование эксперимента и обработка его результатов: Монография / М.И. Юдин. Краснодар: КГАУ, 2004. - 239с.

96. Методика выполнения измерений массовой доли металлов и оксидов металлов в порошковых пробах почв методом рентгенофлуоресценного анализа. М049-П/04. С.-Петербург: ООО «НПО «Спектрон», 2004. - 21с.

97. Мельников, С.В. Планирование эксперимента в исследованиях сельскохозяйственных процессов / С.В. Мельников, В.Р. Алешкин, П.М. Рощин. JL: Колос, 1972.-200с.

98. Спиридонов, А. А. Планирование эксперимента при исследовании технологических процессов / АА Спиридонов. М: Машиностроение, 1981. -184 с.

99. Орехов, А.А. Результаты трибологических испытаний трансмиссионного масла с абразивом / А.А. Орехов, И.А. Спицын, Власов П.А. // Технический сервис в лесном комплексе: Науч. тр. 2000.- № 306. - М:МГУД-С.77-78.

100. Волкова, Н.А. Экономическое обоснование инженерно-технических решений в дипломных проектах: Учебное пособие / Н.А. Волкова. 2-е изд., перераб. и доп. - Пенза, 2000. - 168 с.

101. Экономическая оценка инженерных проектов (методика и примеры расчетов на ЭВМ): Учебное пособие / Н.А. Волкова, В.В. Коновалов,

102. И.А. Спицын, А.С. Иванов. Пенза, 2002. - 242 с.

103. Серый, И.С. Курсовое и дипломное проектирование по надежности и ремонту машин / И.С. Серый, А.И. Смелов, В.Е. Черкун. М.: Агропромиздат, 1991.-184 с.

104. Методика определения экономической эффективности технологий и сельскохозяйственной техники. М.: МСХ и продовольствия РФ, 1998. - 240 с.

105. Hydraulic pump life cut short by particle contamination / Insider Secrets To Hydraulics 9-27-03. Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.insidersecretstohydraulics.com/

106. Roylance В., Williams J. and Dwyer-Joyce R (2000, February 7). Wear Debris and Associated Wear Phenomena Fundamental Research and Practice, Proceedings of the IMECHE Part J Journal of Engineering Tribology 214. pp. 79-105.

107. Wilkie, Richard W. Particle counting plays a key role in oil-testing program Электронный ресурс. / Richard W. Wilkie. Режим доступа: http://www.particle.com/whitepapershiac/keyrole.htm

108. Rossi, P. A Cost-Effective Online Particle Contamination. Condition Monitor Электронный ресурс. / Peter Rossi. Режим доступа: http://www.particle.com/whitepapershiac/online.htm

109. Winberg, В. The Case of Successful Filtration and Oil Analysis Implementation Электронный ресурс. / Brett Winberg. Режим доступа: http://www.noria.com/

110. Why do pump bearings fail? Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.mcnallyinstitute.com/

111. Leaky Shaft Seals Dan Wise Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.maintenanceworld.com/Articles/wised/leakyshaft.html