CC BY
47
УДК 631.3.07
Инновационное неподвижное соединение для передачи крутящего момента приводами сельскохозяйственных машин
Р.В. Павлюк, roman_pavlyuk_v@mail.ru ФГБОУ ВПО Ставропольский государственный аграрный университет,
В хозяйствах Ставропольского края применяют сельскохозяйственную технику как отечественного, так и импортного производства, что позволяет своевременно и качественно выполнять основные технологические операции по возделыванию и уборке сельскохозяйственных культур.
Особую актуальность имеет использование дорогостоящей техники, которая отличается сезонным характером применения и имеет небольшую годовую загрузку - 100-250 часов. К данному виду техники можно отнести зерноуборочные комбайны, от работы которых зависит полнота собранного урожая.
Общая эффективность работы зерноуборочных комбайнов зависит не только от уровня организации уборки, обеспеченности транспортными средствами, природно-климатических и погодных условий, но и общей надежности используемой техники.
Проведенные исследования показали, что в среднем по Ставропольскому краю из общего количества всех отказов до 10,52% времени простоя зерноуборочных комбайнов приходится на устранение неисправностей шпоночных соединений, основным дефектом которых до 85% является износ внутреннего посадочного диаметра ступицы, шпоночных пазов и шпонки [1].
Анализ нормативно-технической документации и характера износа позволили сделать вывод, что определяющим фактором, влияющим на работоспособность деталей шпоночного соединения, является наличие зазора в сопряжении «вал - втулка», который в большинстве случаев заложен на стадии проектирования сельскохозяйственной техники [2]. Поэтому для снижения количества отказов приводных шкивов необходимо такое техническое решение, которое сохранит возможность многократной разборки-сборки соединения, но при этом исключит ударно-волновую нагрузку на рабочих поверхностях сопрягаемых деталей [3].
Конструктивная компоновка механических приводов зерноуборочных комбайнов предусматривает то, что шпоночные соединения располагаются на выходных концах валов, что является необходимым условием для разборки-сборки, например, при замене подшипников. Применение посадок с натягом в этих случаях нецелесообразно, так как исследования показывают, что после третьей
- четвертой распрессовки деталей величина микронеровностей, за счет их смятия, уменьшается в среднем в 3 раза, а величина фактического
натяга уменьшается до 2 раз [3]. Отсюда следует: даже при соблюдении всех норм точности при эксплуатации сельскохозяйственных машин зазор в сопряжении «вал - втулка» неизбежен. Но при этом, чем больше зазор, тем меньше площадь фактического контакта сопрягаемых деталей, больше скорость микросрыва поверхностных слоев, больше загрязнений попадает в зону контакта и интенсивнее изнашиваются поверхности вала и ступицы.
Анализ вышедших из строя неподвижных соединений показывает, что отказавшие детали (шкивы, звездочки) имеют годные рабочие поверхности под ручьи шкива или эвольвентные зубья звездочки, которые наиболее сложны и трудоемки в изготовлении. Износ происходит в соединениях «ступица - вал» и в шпоночных пазах. Стоимость изготовления рабочих поверхностей под ремни и цепи доходит до 70% от общей стоимости детали. Для примера, цена 4-ручье-вого шкива отбойного битера, каталожный номер РСМ-10.01.21.170 (10.01.21.080) компании "Ростсельмаш", составляет 3402,72 руб./шт. На стоимость алюминиевого обода приходится 2382 рубля. Поэтому разработка технологии восстановления ступицы и повышения ее ремонтопригодности непосредственно в условиях рядовых хозяйств или специализированных предприятий позволит сократить затраты на приобретение запасных частей и снизить простои зерноуборочных комбайнов по причине отказа этих соединений.
С учетом преимуществ и недостатков известных конструкций для передачи крутящего момента, широко используемых в сельскохозяйственном машиностроении, нами разработано инновационное неподвижное соединение - «Съемная ступица для монтажа вращающегося элемента на приводном валу» (рис. 1), которая позволяет восстанавливать работоспособность шпоночных соединений и обеспечивает повышение ресурса и времени безотказной работы сельскохозяйственной техники [4, 5].
Рисунок 1 - «Съемная ступица для монтажа вращающегося элемента на приводном валу»:
1 - приводной шкив; 2 - коническая втулка; 3 - зажимная гайка; 4
- фиксирующая гайка; 5 - зажимное болтовое соединение.
Основным преимуществом предлагаемой конструкции является то, что съемная ступица фиксируется в любом положении даже на валу с изношенным шпоночным пазом, при этом необходимая
параллельность шкивов одной передачи осуществляется
перемещением разработанной ступицы по валу.
Как показала практика, внедрение инновационного неподвижного соединения позволяет увеличить эффективность использования
зерноуборочных комбайнов, за счет оперативного управления их надежностью, путем снижения количества отказов и времени восстановления работоспособности в случае их возникновения.
Ликвидация зазора в этом соединении исключает колебательное движение ступицы шкива вокруг вала и обеспечивает возможность выполнения многократных разборочно - сборочных операций.
Литература:
1. Павлюк Р. В., Лебедев А.Т. Распределение отказов и времени их устранения между системами зерноуборочных комбайнов // Известия Горского ГАУ. - Владикавказ, 2011. Т. 48, № 1. - с. 153-156.
2. Лебедев А.Т., Малюченко Б. В., Павлюк Р. В. Анализ норм точности шпоночных соединений зерноуборочного комбайна «ДОН-1500» // Актуальные проблемы научно-технического прогресса в АПК: сборник научных статей по материалам 4 Международной научнопрактической конференции. - Ставрополь: Изд-во «АГРУС», 2009. - с. 84-88.
3. Павлюк Р. В., Лебедев А.Т. Анализ факторов, влияющих на надежность шпоночных соединений зерноуборочных комбайнов «Дон-1500» // Теоретический и научно-практический журнал. - Машиннотехнологическая станция. - 2010. -№2. - с. 45-47.
4. Пат. 2402701 РФ, МПК F16D 1/09. Съемная ступица для монтажа вращающегося элемента на приводном валу / А.Т. Лебедев, Р.В. Павлюк,
Р.А. Магомедов, А.В. Захарин, К.А. Лебедев. - № 2009119273; заявл. 21.05.09; опубл. 27.10.10. Бюл. № 30. - 9 с.
Павлюк Р. В., Лебедев А.Т., Пантух М.Л. Втулка вместо шпонки // Сельский механизатор. - 2012. - № 1. - с. 34-35,41.
