автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.04, диссертация на тему:Разработка и исследование двухрядных кулачковой и шариково-клиновой предохранительных муфт корнеклубнеуборочных машин

Л 6 OR

, u.qC МШ1СТЕРОТВО OCBITIl УКРАШИ

i Б m

ТЕРШПХЛЬСЫШЙ ПИШДОБУДШШЙ 1КОТИТУТ ImshI 1вана Пулвя

На правах рукопису УДК 621.825.5

Матв1йчук Анатол1й Васильевич

Р03Р0БКА I ДООЩНЕННЯ ДВОРЯДЭДХ КУЛАЧК0В01 I НУЛЬКОВО -ЮШН0В01 ЗАПОВШНИХ МУФТ К0РЕНЫШБНЕЗЫ1РМЬНМХ МАШИН.

0пвц1альн1сть 05.20.04 сЗльськогосподарськ1 та мел1оративн1 машини.

АВТОРЕФЕРАТ дисертацИ на здобуття наукового ступени кандидата техн1чни1 наук

ТЕРНСШЛЬ - 1ЭЭ6

Робота виконана на кафедр! "Технологil машнсбудувзння" Тврноп1льського приладойуд1вного 1нституту 1м. I. Пулюя 1 И Ф1п1ал1 на ВАТ "ТЕЗ".

Науковий кер1вник: Доктор техя1чнюс наук, професор, акадвм!к AIK УкрзХни, Saonyseiffifi вггаах1даик УкраТни, Гевко Б.М.

Науковий консультант: К.т.н., доц. Рогатинський P.M.

Оф1ц1йн1 опоненти: Доктор tsxhI'ihsix наук, професор, академ1к АН вгацо! шкода. УкраХкк, Заслужений виках1дник УкраХни, Нагорняк С.Г.

Кандидат техн1чних наук, Ззслужений еинзх1дник Укрз1ни, Козсброда йЛ.

Вйдуча орган1ззц!я: ВАТ "Лъв1,вс1льмаш" м.Льв!в.

Захист дисертацИ в!дбудвться " 2.G« листопада 1996р. в год. на зас1данн1 вчено! спец!ал1зоваяо1 ради по опйц1альност1 05.20.04 " С1льськогосподарськ1 та мел1оративн! машяни" при Терноп1льському приладобуд1вному 1нститут1 1м. Т. Пулюя за адресов: 2-32001, Тернои1ль, вул. Руська, 5S.

3 дасертац1ею лгана ознайоиитись в 01бл1отвц1 1нстктуту

Автореферат роз1сланий "fl^L" Жобго**-^хээб р.

Вчений секретар спец1ал1зованоТ ради. Канд.техн.наук, доцент, Засдувеяий Еинах1дник .УкраХга*.

Мзрэтшенко в.Я.

Нэд1йна робота с.1льськогосподзрських машин, як! експлуатуютьоя в агропромисловому комплекс! УкраХкп, в нначн1й м!р!, визначаеться характеристиками мехзн!чних запо-гЯжних пристроив - муфт. Дссв1д енсплуатацП машин уисмшккто-ваних !снуючкш конструкЩями показуе, ¡до одн!ев з основних причин поломок в незадов!льнэ спрацьовуваняя муфт при переван-таженнях. Зугшнка машини для в!дяовлення II працездатност .1 при-зеодить до великих затрат не т!льки за рахунок вартост1 непри-датних деталей, зле, 1 головням чином, зз рахунок простоТв, оскХлыш. вони пов'язан! з втратамя врокаю 1 зб!лыпеняям кап1-таловклвдэнь.

Такий стан поясквзтъся нодосконалХстп кснструкц!й 1 робо-чих пошрхоиь проф!л!в. Так, наприклад, на картоплезбиральному комбайн! КПК-3, прич!ш1й мающ! КС-4, двовальному очицувач! коренэплод!в 0ГД-6А та 1нших, робоч1 поверхн! еиконзн1 з три-кутним, трапвцэпод1бним 1 комбЗяэваним проф!лем. В деяких муфтах проф!ль виконано розрахунковим, под!бшм до зр!ззкого конуса з одно ~ двосторонн!м нахалом, наприклад, на нас!невоочкцзг-вальн!Я машин! (31-4.

Брвховувчи !снукчу тенденц1ю до зростанна енэртом1сткост1 та продуктивном! с!льскогосподароьках машин вавлквою I актуальною задачею е створення нових конструкц!й запоб!жних муфт з демпфутаими властиЕостями, досл1даення Тх конструктивных параметр 1в та динам!чних характеристик 1 практична реал!зац1я рэзультат1в наукоЕих розробок.

Тема робота в!даов!дае тэматиц!, пэредбачен1й нац1оналъною програмою "Укра1нсъкз нац1ональна прогрета виробництва техноло-г!чних кошлект!в машш та обладннняя для с1льського господар-ства, хврчово! та пвреробноХ прсмисловост!".

Мэта_роботи. Знгакення динам!чних навантажень в приводах корен&клубнэзбирзльних машин шляхом розробки нових конструкц!й дворядаих кулачковой ! кульково - клиново! запоб!кних муфт, встановлення Тх функц1онально - експлуатац1йних характеристик для забезпечвння виконання технолоПчних процес!в.

. Розробка теоретично! частини проводилась на основ! застосування положень статики 1 динам!ки меха-н!зм!в 1 машш, дифвренц!злъно! гэомэтрИ, класично! механ!ни, тэорИ пружност!. Теоретичн! розрахунки перев1рялись в процес! экспериментального досл!джэння на стенд! з використанняк стан-

дартних метод!в i застосуванням високочутливо! тэнзометрично! апаратури. Обробка резулътат!в проводилась з шкорастанаям ЕОМ.

. Выведено аналХтичн! залежност! для визна-ченвя конструктивних та силових параметр1в нових дворядних кулачковой i кульково—клиново! запоб!жких муфт; розроблено ди-нам!чну модель приводу 1з запобЗлшими муфтами; складеяо i роз-в'язано систеш дафврвнц1алышх р1внянь, як1 описуютъ пэрех!дн1 процеси робота муфт корэнеклубнезбиралъних машин; визнзчено ос-новн1 функцЮнально - експлуатац1йн1 характеристики швих конструкций запоб!жнкх муфт i встановлвно конструктиан! параметра, як! вшивавть на точн!сть обмэвення динам!чних навантааень; розроблвно !ш®нерну методику проектування конструктивных пара-метр!в захисяих пристроив з використанням ЕОМ.

Практична ц!нн1сть роботи. Розроблэко конструкцН дворядних кульково-клишво! i кулачково! запоб!жвих муфгг для коренэ-клубнэзбиральккх мзшн ззхщених авторськими св!доцтезми на ви-находи; виведэно основн! звлвшаст! по визначеяню конструктивных i силових параметр!в муфт, що дозвсляе ефвктавно використо-вувати 1х для захисту деталей приводу в!д перевантаження.

Розроблвно стенда для припрацюБання робочого профШ,- i проведения досл!деень характеристик запоб!жгшх муфт, а такозк методику проведения стввдових i варобяичих досл!даень захисних пристро!в з метою вибору найб!лыа сприятливого резшму робота.

КонструкцХя досд!дного стенду введена в альбом норлалей М!н!стерства тракторного i с1льськогосподарського машинобуду-енння в 1982р. "Рекомендации по применении испытательних стендов механических приводов, их узлов и деталей" (Москва, ЕИСХОМ, 1932г.), а д!ючий вз!рець кулачково! запоб1жж>1 муфта експо-нуеться в Пол!техн!чному музе! е м. Москва з 1989р.

Й§л1зау1я_вез2льтат1в_роботи. Дворядна кулачкова запоб1к-на муфта по A.C. и 1555560 впроваджена в конструкцИ досл1дного стенду для вшробування грейферних навантажувач1в ПГ-1А на в/о "Коломияс1льмаа", а на Волочиський машинобуд1ваий завод передано конструкторсько - технолог!чну документац1в по дан!й муфт!. Оч!куваний умовний еффект в!д ц!е! розробки в1даов!дно складае 715,6 i 250 тис. рубл!в в ц1лах станом на 1990 р!к при п!дви-щенн1 в 1.4 рази довгов!чност! передаточннх пристро!в.

На в/о "Карпати" 1вано - Франк1всько1 облает! впроваджено запоб!хяу кульково - клинову муфту по A.C. N 996764 в стенд!

для обкатки малогабаритного тракторз "Прккарпатець".

Апройац1я_. Результата дисертац!йно1 робота допов1дашсь: на иауково - tsxhI'íhiíx сем1нзрах 1 конференциях в Московсъкому НЕО ВДСГОМ Н97Э, !980, 1981, 1982pp.), Терноп1льському приладо-буд1ваому 1нститут1 П986,1Э88,1ЭЭЯ,1ЭЭЭрр.), НиХвському пол1-техн1чному 1нститут1 {1 ЭЭ2р.), Е1няздькому державному с!лъсько-господарському 1нститут1 (1ЭЭ6р.), на заседаниях наукових сем!~ нар!е кафедря "Технологи кашкнобудування" Терноп1льськото пркладобуд1вного 1нституту (1Э90, 1992, 1993, 1994, 1995pp.).

В гибкому об'ем1 робота допов1далась та обговорввалась ка об'еднаяому зас!данн1 т&хн1чшгх кафедр "Технолог! 1 машинобуду-ёйннл" , "Вэрстатно-1нструмэнтальких систем автомэтизованого ви-робштцтва", "ТэхнЗлвд! механХки" Терноп1льського приладобудДв-ного Институту ПЭЭбр), нзукоЕо-тэхн1чн1й Рад! ЕВО "ТКЗ".

П^бл1кац1|. По тем1 дксэртацИ спубд1ковано 17 друковаках роб1т, в тому тлел! розробки захяздвн! 5~ма авторськиш св1до-цтвами на еинэходи. Зроблено 13 допов1дей ка наукоыгх конференции., видано 4 1нфср?,:зц1Лштх листки,

Дксертац1йна робота скпадаеться 1з вступу, чотиръох роздШв, загалъних ekchoekíb, списку використано! л1-тэратури та додатку. Основний матвр!ал дасвртаЩйно! робота ви-кладено на 175 стор!нках друкованого тексту, включае в себе 50 рисункЛв, 1 таблиц». Список л!тератури мае 100 наймэнувань. Додаток вклтае в себе документа на еидачу авторских св!доцтв на вннаходи, рекомендацП по заотосувзнн! досл!дного стенда', договtp про творчу сп1вдружн1сть м!ж НВО ВДСГОМ, ГКТБ м. Краснодар 1 ТМП1, запита на досл!дн1 зразки i техдокументац!» в1.д Пол1техя1чного музею Рос1Йсько1 Федеративно! Рвспубл1ки та п1дприемств, дов!дки та акта на впровадоння розробок, а тякок розрахунок конструктивних пзраметр1в запоб1жнйх муфт з викори-станням ЕОМ "SAI 386" i мае об'ем 33 стор1нкя.

Розроблвно нов! запоб1жн! муф-ти з демпфуючими властивостямп 1 1х теоретична обгрунтувяння. проведено пошук илях1в п1девдення над1йност1, довгов1чност1 i технолог1чностi конструкции спровктовано экспериментально об-ладнання, розроблено програму 1 методику досл1давння динам1ч-них характеристик; узагалънено результата досл1даенъ i побудо-вано блок - охеми .для розрахунку конструктивннх параметр!?, муфт на ЕШ.

3MICT РОБОТ И

В пвршому розд1л! проведено короткий анал!з по конструи-ванню та досл1даеннв муфт колективами УкрНДТСГОМа, Ки1вського i Одэського пол1твхн1чного та Нац1онального Аграрного Ун1версите-т1в, а такох висв1тлэно в роботах Теп1нк1ч1ева В.К., Коеэвн!-кова С.М., Дяченка O.K., 6с1пенко ЯЛ., Афанасева М.К., Похилв-ка 0.1., Барбаша 1.Д., Полякова B.C., Ачеркана Н.О., 1ванова В.А., Хр1санова M.I., Вольченко 0.1., Нагорняка О.Г., Гевка Б.М., Фл1ка Е.П., К1ндратського Б.1. та Знших.

На вахист виносяться наступи! основа! положения:

-результата теорэтичних досл1день цроцесу стаб1л1зац11 ударних навантажень при р!зних рэкимах робота с1льськогосподар-сысих машин в дворядних кулачков!Й 1 кульково - клинов1й запо-Г51жних муфтах;

-конструкцИ дворядних кулачково! i кульково-клиново! за-по01жних муфт;

-результата досл1джвння динам!ки приводу з дворядною кулачкового I кульково - клиновою запоб1жними муфтами;

-конструкиИ стендового обладнанзя для цригграцквакня те досл1даень запоб1жних муфт 1 методика визначення 1х функц!о-напышх 1 вксплуатацШшх характеристик;

-досл1дкеная i розробка методики ЕИбору рац1ональних пара-метр!в запоб!жних муфт з використанням ЕОМ;

-1нжбнерна методика розрахунку дворядних кулачковой i кульково - клиново! запоб1жних муфт з використанням елемэнт!в САПР.

В другому роздШ проанал1зовано умови робота запоб1жних муфт з р1зними проф!лями роботах повэрхонь рис.1 а,б,в,г, як! використовуються на р1зних с1льськогосподарсышх машинах: а) муфта з трикутним профШем картоплвзбиральвого комбайна КПК-З; б) муфта з трапвцевидним проф1лем црич1пно1 мапшни КО-4; в) муфта з трикутно-трашцавидшш проф!лам очицувача коренешга-д1в двовального 0ГД-6А; г) муфта з насиметричним цроф1лем нас1-невоочищувально1 машни СМ-4. Такой показано Ix конструктивн! недол!ки, що сцричиняють значн1 динам1чн1 навантаження. Розгля-нуто конструкцИ дворядних кульково - клиноео! 1 кулачково! за-запоб!кшх муфт 1 проведено Ix теоретичн1 досл1двення.

На рис.2 показано кульково-клинову запобПзшу муфту з

Охвш привод!в с1льськогасгодарських машин оснащения. запоб!гними муфтами.

5) к

а}

1-редуктор; 2,3-Евдуча та вадена п!шуфти; 4-карданний вал.

Рис. 1.

демпфером, який винонано у екгляд! к!лъцевих сектор!в 7 з фрик-ц1йнши накладками, а такса к1лыдевою зм1еЕидаоЕ пружиною 4. Муфта мае вздену 1 ввдучу п!вмуфти 3,6 встановлвних на втулц! 1

1 КОНТАКТУ СО о СП 5 . Ка ВЗ а ЗКНО и б в и Кб

торцях П1вмуф1 виконэно К0'н1чн1 повэрхв! 8,Э, ЩО СТЕОрВЮТЬ по-рожяяну 2 в як1й розм!дений демпфэрний пристр1й. Регулкзвання величини моменту, що передаетъся, та п1дтискання п1вмуфт з демпфером забезпечуеться пруниною 10 1 гайкою 11.

При переваятаженн! кульки вкходять 1з лунок, при цьому к!льцева пружина стискаеться, перем1щаачи сектори до втулки I зменшуючи величину зазору Б.

ПлавнХсть входження кульок в зачеплення забезпечуеться силами, як1 вишшають м1я фрикцЛйними накладками 1 конусн1стг> канавок диск!в 8,9, а також за рзхунок зуснлля зм1евидно1 пружини яке винккае при розтиску 11 в д!аметральн1й площин1.

На рис.3 показана дворядна кулачнова запо01жна муфта з оснозними 1 додатковими кулачками 2, 3 розм1щэними на р!знкх орб1тах ведучо! 1 ведано! п1вмуфт 4,1.

Передача моменту забезпечуеться роботами 1 неробочими проф1лями 7,8 основних кулачк!в 2. При цьому вершина основного кулачка ведено! Швмуфта входить у впадину ведучо! п1Емуфти, створшчи точку контакту Р ( основн! кулачки показан! суц1льною л1н1ею). В ц!й жэ точц! знаходиться впадина в!дтискного

Кульково - клинова запоб1нна муфта A.C. H 996764.

Ркс. 2

Дворядна кулачкова запоб1жна муфга A.C. N 1555560.,

Ркс. 2

кулачка вздуют п1вмуфри (показано штриховою л1н1ею), при цьому м!ж епяданою 1 вершиною в1дтаскних кулачк!в гЛьмуфт утво-риеться запор Величина його забвзпэчус зазор м1я робочияи I нкробочими профШми 10, додаткових кулачк!в. Регулгаагая моменту проводиться пружиною 5 за рзхунок закручуваяня гзШш В.

При перявантакянш ведуча гЛвмуфта проввртаеться ка кут, акий забезпечуе зквнагнтя зазору м1ж боковшш сторонами дэдатковшс кулачк1в до нуля за рзхунок впливу кутя }, 1 подалывп П переменна доходить по робочоиу проф1лю додатко-вих кулачки*. При цыэду забеапечуетъся пвророапод1л тиску на повйрхнях рабочих I допом1амих кулачк1в в процео! спрацьовуван-нл, рис.4. Кут зм!дэннд проф!лю додаткового кулачка в1дносн;:.' основного виконано в мэаях т - в-8°.

Враховувчи конструкц1® кульково-клиново! ззпоб1кно! вдфти можна розглянутк зм1ну величина моменту на настутших етапах спрацьовування муфта: на першому етап! пэрем1дення рухомо! п1в-муфти проходить на величину 1г' в!д О до (й'КрИТ-г(1 - з!пР|)), де г - рад1ус кульки; р1 - кут нахилу лунки, а на другом}' - до повного виходу кульки 1з зачвплення.

Зм1на величина моменту Т в залекност! в!д стискування пру-кини виразиться сл1дуагчим р1внянням

т = ^ <с4\0* о4ъ')/( р)- % ^ / V- /1/

де Ек, Кц -рад1уск на яких розмХцаються кульки 1 ¡ал!ци; С-4, \0~ корстк1сть пружини I величина II попэредаього натягу; р^-коефЬ ц1ент, що враховуе сухе 1 в'язке тертя в шл1цах; р - кут тертя.

При дальн!шому перем1щенн! пЗзмуфти, до повного виходу кульок 1з зачвплення, величину моменту визначавть по сл1дуач1й формул1

И« ССЛ + С4<Чит - У'>]

» » > •У Ч /О По'

«,г - у ) - г&з(2гу - (у )-)•'- "к

(2гу*- (у')2)1/2 + tgp(r - у') \

де у -величина, яка виражаеться через перемЗдвння кульки по заокруглен1й д1лянц1.

Розглядути конструктивн! парамвтри дворядао! кулачково! муфти (рис.3) встановлено, що величина зазору S м!ж основними 1 додатковими кулачками опишеться заленн1стю

S < 2 Ííq/ sin 2 р ctg7 - 2cos2p, /3/

де р - кут нахилу основних кулачк!в.

При спрацьоЕуванн! запоб1жно! ыуфти починаеться вХдносшй проворот Швмуфг до контакту робочих пов&рхонь допом1жних кулачк1в на bhcotí íi = [Q; - S(sin2pctg7-2cos2p)/21. Подальше пвремйщня п1вмуфта на величину X до повного виходу з зачеплення опишеться сл1дуючою формулою

X = th - (h + SísinSp ctg7 - 2cos2P))/23. /4/

Величина моменту при контактуванн! п!вмуфт додатковими ку-

лачками на першему етап! виразиться рХвнянням

^кд <^о +

Нц йвд ^ / Ид

Тад=--/5/

На другому етап! в!дключення, при якому контакт кулачк1в переходить на заокруглен! поверхн!, зм!на моменту визначаеться по сл!дуюч!й формул1

Явд^о * сгУ

тад=-, /6/

(г - ^(Г2- (2 +у2)1/2 Ивд Ьд

9 О Л /О "ш

(г"- (2 «^Г)1'- + tgp{Z +Л0) 12

де 1 - величина, яка враховуе осьове перем!щвння п!вмуфти по заокрутлен!й поверхн1 додаткового кулачка.

В загальному Ехшадку розрахункова модель кульково - клино-во! муфти представляв собою систему, яка показана на рис.5.

тге гта11-1 игшвият» птИттогги! ттпзнячвяия: Т.. Т„. Т^. Т. -_ —а- >-« - - ..... I ' с" о' ч-

момента !нерц!1 мае привода, як! приведен! в!дпсе1дно до вэду-чо! ланки, ведучо! 1 ведено! п1вмуфт ! до ланки, що сприймае момент опору, а тахож момента Тд, Т0 яя! створюються двигуном та опором. При передач! мутного моменту ! в!дпов!дн1й корсткост! системи 01, С2, 03, 04 в!дбуваеться 11 деформування, тобто вштикае закручування системи п1д кутами <р1, Ф2» Ф3. Ф4 в залекност! в1д Тд ! Т0 (С3, 04 в!дпов!дно жорстк!сть пружин, як! д!ють на сектори ! рухому п!вмуфту).

В процес! роботи запоб!жного пристрою монна в!дм!тити дек!лька характерних момент!в: а) нормальний режим роботи (без спрацьовування), коли в!дбуваеться передача крутного моменту (Тд < Т0); б) шревантажэння, коли в!дбуваеться вих!д кульок з лунок (Т0э ТКр); в) перемЬдэння кульок до наступно! лунки; г) входаення (пад1лня) кульок в зачеплення до удару; д) ковзання п!вмуфг то фрикц!йних повврхнях сектор!в; е) удар кульок по робочих погерхяях та в!дскок.

Перший етап роботи, без спрацьовування п!вмуфт, мота опи-сати на ступив,и р!вняннями:

Рис.Б

ЬЬ = тд- с1(Ф1- Ф2);

с1 (ф1-<р2) -5-^; /?/

" % " с2((Рз ЧЧ = V " то ,

да Гк, Н^. - в1дпов1дао сила, яка виникае на кульках I рад!ус 1х розм1щення; 12п-цривед8ний момент 1нэрц11, який враховуе ма-су клинових сектор!в.

Перетворивши систему /7/ визначимо, що момент в перш1й ланц1, який виникае при аорсткаст! С1 1 кут1 закручування (ср1-<р2), опшеться р!внянням

кз УЬ'^з^г /а/

Т1мах=с1[-Г~ -2 -г-)С03Г1* + < Л -)с03Г2г1-

н ч - Ч ч ~ ч

Визначимо величину моменту в друг!й лакц! цри кут! закручування 7Й = (ф^-чр^) залеет1стю

Чп^з^ „ ТД/11~12К3/К2

Тама1°(12п+13)г<с1т ,т ,т , " > ^-)С05Г11: +

1 2п 3 ЧЗ " М /9/

(С--гй)(-5-к-)созгС)г +---],

М^з* - ЫОга+Ъ) г,

де г^ ,г2 - частота ноливаяь системи; к3,К2-ковф1д1енти як! вра-ховують характеристику приводу п!сля в1дпов!дно1 зам1ни.

При пэревантаяэнн! 1 п1сля таретворень системи /7/ динамка приводу з кульково-клиновою запоб1жною муфтою нирззиться системою /10/

11Ф1"- Тд - 01 (ф1 -

1ф = С(ф-ф)-Нй (з1тф + Г созр)-2 2 112 к к тк

"(ф - ф ) (1 Н - Т ; 2 3 д д т

Т„(/)_ = - + И Я х Т ппяП) 4-

+ (Ф2 - Ф3) ЦдЛд + Тт; /10/

ШдЬ.= -04(Ь. + Хс) + К^созр - Х^зшр) + Ндсоза -- Нд1тдвИ» - ¿( цтд + Цд) - [с2ф3]гст / Нщ,-га:= -С3(Х + Хд) - Кдз1ла - X ц^ - Нд£тдсоза;

Х/соза = й/з1па; (р2 - Ь. сИ^Л^

де Хд - натяг пружини з врахуванням в!дцентрово1 сили клинових елвмент!в.

йналог1чно проведемо розрзхунок модэл! дворядноХ кулачко-во! запоб1жно£ муфти з основними 1 додатковиш кулачками. На пэршому етап!, без спрацьовування, динам!чн1 процеси опишуться системою р!внянь, такою а як 1 для кульково-клиново! запоб1жно! муфти, виключивши складову 12п, оск!лыш вона будэ р!вною 12 1 не враховуючи демпфуюч! сектори.

Динам1чн1 процеси при перевантапеян! приводу, захищеного дворядаою кулачковою запобХасною муфтою, опишуться сл1дуючою системою

1^= тд - с1«р1 - Ф2>;

fi, (фг ф3)~ l^Ry^ísmp + íTKG03p);

-С, (р3 + N^E^Oinp +■ fтасозр); .. ' . /11/ ^V "c4(v V * нкд(созР - fTK3inP) - V® ~

ЧЬ- ч^з = h Cígp / Р^д;

S = 2 й0Л sin г p ctg7 - гсоагР).

Складено прогреми для розрахунку система дифервшЦалыта. р1Енянь, як! р!швн1 на EDM. По результатах роврахунк1в визначено ковф1ц1внти динам1чност1 Ir^ консарукЩй запосягних муфт. Для кульково-клиново! муфта пря кут! п1дйому Р=60°, 'Тдин"-1.11, а при р-30°, 7 = 1.05. Для дворядно! кулачково! муфта 7дащ=1.07 з врахуванням величии кута у, при кут1 нахилу. (3=60°,

В третьому розд1л! розглякуто програму, методику i результата експериментальнкх досл1дань. Преграда» передбачено анал1з Функц1онально - експлуатац1йних характеристик запобИжгоот «уф».

Стэкдове обладания, вим1рна ксктрошоча апаратура та прилади забезпечили могливЮТь досл1даення муфт е широкому д!апазон1 швидк1стних, силових та 1нших параметр 1в, наблииених до реалъних умов робота.

Стенд для припрацювання робочих поверхонь запоб1кнкх муфт складаеться з рами в як1й розмЗдено електродвитун пост!йного струму типу 2ПН112L, потужнЮтю 5,3 квт i максимальною кутовою швидк1сти 3000 хв~1. Вих1дний вал електродшгунз з'еднаний кривошшшо - иатутаим механ!змом з приЕ1дним валом вэдучо! п!в-муфги. Довжина робочоХ поверхн! п1шуфтк, яка п1ддаетьса при-працюванню, заложить в!д величина приведеного рад1уса R^; А, R,L,rj- в1дпов1дно м!жцентрова в!ддаль м1к валом електродвигуна та прив!днш валом, довжина кривошипа 1 шатуна, рад!ус змицання ос1 в Т-под1бному пазу диска в1даосно центра I визначаеться по сл1дуюч!й залекноот!

180о

A2+R2-(L+r1)2 A2+R2-(L-r,

arceos- - агссоз-

2 А Н 2 АН

/1 о '

Для дрсл!дяэння запоб1Ених муфт розроблено автоматизований ун!версальний стенд, який призначений для визначення сл!дуючих характеристик: часу 1 точност! спрадьовування, ресурсу, величи-ни моменту та 1нше.

В1я складаеться з електродвигуна потуЕнХств 40квт, гидронасоса ! г1дромотора, момент опору створветься двома посл1довно з' еднанши шрошковимя тормозами 1ГГ-40М як! !м1тувть перевантагення робочого органу. Д!апазон регулювання частота обертання веденого вала знаходиться в границах 0-1500 хв~1, а найб!льший гальм!вний момент 800нм. Прим1нення г1дронасоса з г!дродвигуном забезпечуе високу стаб!льн1сть передач! крутного моменту при розход1 масл! в залежност! в1д кутово! швидаост! електродвигуна, рис.6.

Залеян!сть величина крутного моменту та розходу масла в!д кутово! швидкост! електродвигуна.

Рис.6

На стенд1 проводились статичн! ! динам!чн! досл!даення муфт, по результатах визначались Хх осноен! характеристики: 7ч~ коеф1ц1ент чутливост!; коеф!ц1ент девам!чност!; 7т-коеф!-

ц!внт точност!; тс-час спрадьовування.

Результата експеримэнтальнах досл1даень кульково-клиново! 1 дворядао! кулачково! запооиших муфт представлен! залежностями

Рис.7 Рис.8

на рис.7,8. АналХзуюта ц! граф1ки Естановлено, що зм1на кута нахалу лунки в границах в!д 60° до 30° приводить до зсЯльаэкня моменту спрацьовування в 1.8 рази. Оптимальн! режима роОоти кульково-клиновоï i кулачково! запсб1аних муфт знаходяться в!д-пов!дно в границах 360-450 хв-1 i 380-490 хв~1. Коеф!ц!ент ди-нам!чност! захистних мэхан1зм!в для кульково-клиново! р!вний 1.19, а для кулачково! складае 1.21.

Коеф!ц!ент стаб!льност! запоб1жних муфт при 750 спрацьову-вань складае в1дпов!дно О.975 i 0.944. Розходження рвзультат!в теоретичних t експеримантальних досл!дженъ знаходатъся в границях -13%.

В_четвертому розд1л! на основ! теоретичних i експеримен-талъних досл!джень приведено спрощзн! розрахунков! форму ж, як! прим!няються при 1нжэнерному проектуванн! кульково - клиново! i кулачково! знпоб1жних муфт.

Граничний крутний шшнт для кульково-клиново! запо0!жно! муфти визначаеться по формул!

Ни1 % + 04(Я'крит - г(1 -аЩ))1

Т = - . /13/

Граничний крутнкй момент для деорядно! кулачково! муфта визначаеться залэЕн1ств

НддЮХд + С№ ¡3(з!п2{3 сгет - 2соз2Р)/2)1

^Э(Р+7~Р) - Над / Р~ " '1'4'

3 метою йвтоматизованого розрахунку запоб!гнйХ муфт, вибо-ру 1х рац1ональних розм!р!в та характеристик, псбудовано блок -схеми 1 розроблено прогрзму на ЕОМ. Програмоп передбачено друкування таблидь вих!днкх данних 1 конструктивных параметр 1в муфт в облает! 1х допустила значень. При цьому р!зко зыентуеться працем!стк!сть розрахунк!в ! к!льк!сть розглядуемих вар!ант!в при пошуку рац1ональних параметр!в конструкции

3 метою дэлън!еого п1двищення над1йност1 1 довгов!чност!, змвншення поштовх!в 1 удар!в, розглянуто напрямки вдссконалекня кснструнц1й муфг з наявн1ств пружних елвмэнт1в. Бона монуть служити засобами захиету в!д резонэнсних крутних коливань, характеризуются моализ1стю бэззворотньо поглинати мэхан!чну енерг1в шляхом деформування.

ЗАГАДКИ ВЙСНОВКИ ТА ПР0П03ЖГ1 ПО РОБОТ!.

На основ! комплексных теорэтачких 1 эксперимэнталькпх досл!даень дворядних кулачково! 1 кульково-клиново! запоб!з£нкз муфт доц1лько зробити наступи! загальн! висновки.

1. Отриман! теоретичн! залезтост!, як! дозволять визначи-ти техн1чн! характеристики запой!ених муфт, 1х конструктивн! 1 силов! парамвтри в стаб!льному рэким! 1 перевантааенн!.

2. Розроблена данам!чна модель приводу з запоб!Енши муфтами, енладено ! розв'язано за допомогою ЕОМ система диферен-ц!алъних р!внянь при р!зних етапах руху. Встановлеш зм!ну моменту, коеф!ц!ент!в динам!чност!, точност! 1 чутливост! спра-цьовування запоб!жних муфт, що дае повну характеристику про функщювання захисних механ!зм!в.

3. Встановлено, що для знижэння дннам1чних перевантажень при спрзцьовуванн1 муфт доц1льно застосовувати непарну к!лък!сть передаючих элемент1в (3-5) 1 в1дпов1дн1 проф1л!, що забезпечують беззазорний контакт п!емуФт.

4 Створен!, захицэн1 авторськимя св1доцтвами на винаходк конструкцИ запоб!жних муфт, стенда та методики для експериме-нталъшх досл1д£енъ вузл!в коренэклубнэзйирзлъЕкх мапгкн.

5. Експерименталъно потвердею, що винонання муфт з

теоретично обгрунтованими проф1лями зб!лыауе ресурс робота муфт в 1.8...2.5 рэз1в по в1дношэкню до ресурсу робота муфт з традицШшми цроф1лями робочих повэрхонь.

ß, Експериментально встановлено значения ресурсно! характеристики - ковф1ц1ента стаб1льност1 муфгги. При к1лькост! 600 -700 повторите спрацьовувань 1 твердост1 поверхнэЕОгс шару п1в-муфг 45...48 HRC для кулачковой муфта i з демпфером, коеф!ц1ент стаб!льност1 був р!вний в1доов!дно 0.944 i 0.975, що вказуе на р.исоку доегов1чн1сть розроблених конструкции Нев1дпов1дя1сть теоретичних 1 експериментальних результата, отриманих при дос-л1даэнн! крутного моменту, коэф!ц1ента дкнам1чиост1, точност! та чутливост! нэ переважае 9...13%.

7. Розроблэна 1на»нерна методика проектування конструктяв-ma i силових параметр 1в запоб1жних муфт. Складано блок-схеми 1 програма звтоматизозаного розрахунку муфти, за допомогою якоТ можка вибрато захистний пристрШ в1дпов1дно до техн!чнкх i тех-нолсг1чних вимог об'екту проектування.

8, Розроблена 1 передана техн1чна документац1я на запоб1к-Hi муфта, дссл1дн! стенда!, 1нженерну методику проектування t випробуван&я Mi'фа' багатьом п!дариемствам Укра1ни i СЩ.

Р1чний 9коном1чний ефект в!д Епровадження розроблених муфт при Ешробуваннях грейфэрних навантажувач1в на в/о "Коло -мияс1лыдаш" (м.Коломия). малогабаритного трактора "Прикарпа-тець" на в/о "Карпатагропром" (м. 1вано-Франк1вськ) склав 965.6 тис. крб в ц1нах станом на 1990р.

Л1тература

1. Гевко Б.М., Матвийчук A.B. Новые муфты. "Машиностроитель".

-1982, -N12, -с.35.

Я. Гевко Е.М., Матвийчук A.B. Стенд для приработки предохранительных муфт. "Технология и организация производства". -1983, -N4, -с.48-49.

3. Матвийчук А.В.Карданная муфта. "Машиностроитель". -1989, -Ш, с.39-40.

4. Матвийчук A.B. Новые муфш."Машиностроитель".1984,-N9,~c.18

5. Флик Э.П., МатЕийчук A.B. Фрккционно-шзриковая предохранительная муфта. "Машиностроитель". 1983, -Кб, -с.37.

6. Гевко Е.М., Матвийчук A.B., Флик Э.П., Дубик О.И. Стенд для исследования характеристик приводных устройств сельском-

зяйственшх машин. -Киев, 1984, -17с. -Дэп. в УкрНИИНТИ N258 УК-Д84.

7. Матвийчук A.B. Повышение долговечности карданных предохранительных муфт.-Киев, 1990г.-9с.-Деп. в УнрНШНТИ N2501-Ук.

8. A.c. N 844847, М. Кл? I 16 D 7/02. Предохранительная муфта. / Я.И. Проць, A.B. Матвийчук. -Вол. N 25, 1981.

Э. A.c. N 872850, У.. Кл? ? 16 D 13/52. Фрикционная муфта. / A.B. Матвийчук, Я.И. Проць. -Бюл. N 28, 1981.

10. A.c. N 881557, М. Кл? G Ü1 М 13/02. Стенд для испытания муфт / Б.М.Гэвко, О.И. Дубна, A.B. Матвийчук. -Бвл. N 42, 1981.

11. A.c. N 9Э67Б4. М. Кл? Р 16 В 7/06. Предохранительная шариковая муфта. /Э.П. Флик, A.B. Ыатвийчук. -Бил. N 6, 1983.

12. A.c. N 1555560. М. Кл? F 16 D 7/06. Кулачковая предохранительная муфта. / A.B. МатЕИйчук, Б.М. Гевко, Э.П. Флик. -Вш. N 13, 1990.

13. Матв!йчук A.B., Гурик О.Я. Методика шеидкЮних досл!даень 3ano61sHEx муфт. //Тези дспов!д! пертоХ науково-техн!чноХ конференц!! ТП1. Прогрвснвн! технолог!! ! обладнання в машина- 1 приладобудуванн!. Терноп1ль, 1992, -с.134.

14. Ыатвийчук A.B. Пути повышения долговечности узлов и механизмов МРС.//Тезисы докладов областной научно-технической конференции. Автоматическое манипулирование объектами и технологическая оснастка в станках с ЧПУ и ГПС. Тернополь, 1988, -с.41-43.

15. Матвийчук A.B. Пути повышения надежности защиты технологического оборудования от перегрузок и поломок. //Тезисы докладов научно-технической конференции "станки - 92". Типовые механизмы и технологическая оснастка станков с ЧПУ и ГПС. Киев, 1992. -с.3-4.

16. МатЕийчук A.B. 18хаолог!чн!сть конструкцИ знпобШгах муфгг бурякозбирзльних комбайн!в. //Тезисы докладов международной научно - практической конференции. Проблемы и перспективы создания новой свеклоуборочной техники. 27-30 мая 1996г., Винница, 1996, -с.45-46.

17. Флик Э.П., Матвийчук A.B. К вопросу повышения надежности и долговечности элементов мэханических приводов. // Тэзисы всесоюзной научно-технической конференции. Расчет и управление надежности больших механических систем. Свердловск -Залещики, 19S6, -с.46-47.

20

АННОТАЦИЯ МатвгЛчук А.В. Разработка и исследование двухрядных кулачковой и шариково-клиновой предохранительных муфт коренеклубне-уборочных машин. Диссертация (рукопись) на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.20.04 -сельскохозяйственные и мелиоративные машины. Териопольский приборостроительный институт, "Гернополь, 1ЭЭ6.

Защищается 12 печатных работ и 5 авторских свидетельств, которые посвящены созданию двухрядных кулачковой и шариково -клиновой предохранительных муфт, теоретическому и экспериментальному исследованию их конструктивных параметров и динамических характеристик, а также созданию экспериментального стендового оборудования для моделирования работы предохранительных муфт с учетом реально происходящих при их эксплуатации динамических процесов. Осуществлено внедрение в производство разработанных конструкт® муфт и стендов, что позволило увеличить долговечность передаточных устройств.

Annotation Hatviyohuotc A.V. The working out and. investigation of double-row иаа-аЬ&рей ana toali-wedga safety aluiohee of root and tuber harvesting machines.

The post-graduate thesis (manuscript) for the Candidate ■leqree (Engineering) in a speciality 05.20.04 - agricultural and reclamation machines. Ternopil Instrument-Making Institute.

The 12 published. works and 5 author's certificates are being defended. They are devoted to the creation of double-row oaai-shaped and ball-wedge safety clutches, to the theoretical and experimental investigation of their constructional parameters and dynamic characteristics, as well as to the creation of experimental stand equipment Tor the research of safety clutches work, taking into consideration the really agisting dynamic processes during their exploitation. The introduction into production of new worked out constructions of clutches and Btands has bean fulfilled. That makes it possible to increase their sensitivity, long-living and reliability.

Клетов1 слова: вузли с!льськогосподарських машин; запоб!к-Hi муфти; дворядна кулачкова; кульково - клинова; динам±чн1 процеси; експеримэнтальн! стенда.