CC BY
17
Значения наружного диаметра вальца сепарирующего устройства, соответствующие условию (15), вполне согласуются с данными, полученными по формуле (13).
Литература
1. Пат. 2329637 РФ, МПК А0Ю 45/26. Капустоуборочный комбайн / И. С Алатыре-
УДК 631.3.004.67
ва, К. А. Савеличев, С. С. Алатырев (РФ). -№ 2006136332; заявл. 13.10.06.
2. Пат. 2365086 РФ, МПК А0Ю 45/26. Капустоуборочная машина / К. А. Саввели-чев, И. С. Алатырева, А. О. Григорьев, Р. В. Андреев, Н. Н. Тончева, С. С. Алатырев (РФ). -№ 2008107374; заявл. 26.02.08.
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЯВЛЕНИЯ НАГРУЖЕНИЯ ВСТРЕЧНЫМИ МОМЕНТАМИ ПРИ ИСПЫТАНИИ И ОБКАТКЕ АГРЕГАТОВ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ
П. А. Власов, доктор техн. наук, профессор
ФГОУ ВПО «Пензенская ГСХА», т. 8(8412)629-796
В статье рассмотрены способы обкатки и испытания деталей, узлов и агрегатов под нагрузкой при передаче через них требуемых крутящих моментов. Предложен и теоретически обоснован способ нагружения встречными крутящими моментами инерционными нагружателями, который на несколько порядков сокращает затраты энергии на привод испытательных стендов и упрощает их конструкции.
Ключевые слова: обкатка, испытание, приработка, агрегат, нагрузка, крутящий момент, затраты энергии.
В технологическом процессе ремонта агрегатов машин, передающих крутящий момент, предусмотрена обязательная операция обкатки и испытания их после сборки. Эту операцию проводят без нагружения крутящим моментом и под нагрузкой, ступенчато приближающейся к номинальной.
Для обкатки узлов и агрегатов трансмиссий мобильных машин не созданы универсальные экономичные обкаточные и испытательные стенды ввиду сложности создания нагрузки в виде передаваемого крутящего момента и больших затрат электрической энергии на привод.
Обкатка и испытание агрегатов трансмиссий тракторов, автомобилей, комбайнов и других машин позволяют проверить надежность работы зубчатых передач, подшипниковых узлов, легкость включения передач, а также отсутствие самопроизвольного включения и выключения передач, подтекание масла через сальники и прокладки, шумы и стуки.
Важное значение имеют обкатка и испытание агрегатов под продолжительно действующей нагрузкой, позволяющей контролировать уровень виброускорений соответствующих соединений и их температурные показатели. Особенно это важно после выполнения ремонтных операций, когда размерные цепи нарушаются из-за использования для сборки этих агрегатов новых деталей вместо выбракованных, восстановленных различными способами,
и ранее работавших на этом агрегате деталей и имеющих достаточный ресурс.
Поэтому особенно важное значение имеют обкатка и испытание под продолжи -тельно действующей нагрузкой в виде передаваемого крутящего момента. В науке и практике известны три способа нагружения агрегатов трансмиссий крутящим моментом:
Первый способ состоит в создании и передаче момента через испытуемый агрегат приводным двигателем и тормозным устройством, между которыми располагается испытуемый агрегат. При этом вся мощность приводного двигателя, проходя через испытуемый агрегат, гасится тормозным устройством, т. е. 100 % передаваемой мощности бесследно расходуется тормозом [1].
Второй способ известен как метод замкнутого силового контура [1], который позволяет снизить расход мощности на привод стенда до 50 % от потребной для первого способа нагружения. Большим недостатком стендов, работающих по замкнутому силовому контуру, является использование четного числа испытуемых передающих агрегатов для кинематического согласования силовой цепи, поэтому стенды сложны по устройству, громоздки, занимают большие производственные площади и невозможно создать универсальный стенд для испытания агрегатов различных типоразмеров.
Нива Поволжья № 4 (17) ноябрь 2010 33
Рис. 1. Принципиальная схема стенда обкатки зубчатых передач: 1, 3 - Сегнерово колесо; 2 - зубчатая передача;
4 - приводной электродвигатель
Третий способ [2] обкатки заключается в нагружении испытуемого агрегата двумя нагружателями, создающими встречные крутящие моменты.
Этот способ лишен недостатков, описанных выше, и может рассматриваться как явление. По нашему мнению, технически реализовывать это явление можно по двум направлениям.
Первое направление - это использование Сегнерова колеса и всех технических решений, использующих его принцип работы: газовые турбины, гидротурбины и др.
Из рисунка 1 видно, как работает стенд обкатки зубчатых передач с использованием принципа работы Сегнерова колеса.
Сегнерово колесо 1 при подаче в него, например, воздуха создает крутящий момент на входном валу зубчатого редуктора по часовой стрелке, равный
Мкр1 = Рр1* 1/2^п1.
Сегнерово колесо 3 при подаче в него также воздуха создает крутящий момент на выходном валу того же зубчатого редуктора против часовой стрелки, равный
МКР2 = 1/2*П2,
где Рр1 и Рр2 -реактивные силы, создаваемые выходящим воздухом из сопел Сегне-ровых колес; £ -расстояние между соплами; п1, п2 - число сопел в каждом Сегнеро-вом колесе.
Валы и пары зубчатых передач между Сегнеровымы колесами будут нагружены крутящим моментом, равным сумме крутя-
щих моментов, создаваемых Сегнеровыми колесами:
Мн = Мр + МКр2.
При равенстве крутящих моментов Мкр1 = Мкр2 вся система будет неподвижна, хотя и нагружена нагружающим моментом Мн.
При включении привода 4 зубчатые пары будут вращаться под нагрузкой и обкатываться.
По нашему мнению, вышесказанное позволяет реализовать явление нагружения встречными нагружающими моментами одного испытуемого агрегата, но затраты мощности на привод двух турбин (Сегнеровых колес), создающих реактивные моменты в разных направлениях вращения, будут соизмеримы с затратами мощности при обкатке и испытании методом замкнутого силового контура.
Второе направление реализации явления нагружения встречными нагружающими моментами - это использование двух инерционных нагружений, которые устанавливаются на входном и выходном валах испытуемого агрегата и при вращении создают противоположно направленные крутящие моменты. На рисунке 2 представлена принципиальная схема стенда.
Из схемы видно, что нагружатель 1 создает крутящий момент Мкр1 по часовой стрелке, а нагружатель 3 - Мкр2 - против часовой стрелки. Валы и пары зубчатых передач между нагружателями будут нагружены крутящим нагружающим моментом, равным сумме крутящих моментов, создаваемых обоими нагружателями:
34
Технические науки
Мн = Мр + Мкр2.
Техническое решение для реализации явления нагруже-ния встречными нагружающими моментами с использованием инерционных нагружате-лей находится в стадии конструктивного исполнения и патентной защиты. Оно позволяет испытывать и обкатывать так же один агрегат, а затраты мощности будут расходоваться только на трение в опорных подшипниках и в зубчатом зацеплении, в случае обкатки, например, коробок передач.
Эти затраты мощности будут не более 3...5 % от номинальной мощности, передаваемой через испытуемый агрегат. Передаваемый крутящий момент через обкатываемый агрегат в конце времени его обкатки должен быть равен крутящему моменту на реальной машине при максимальной ее загрузке.
1. Решетов, Д. Н. Машины и стенды для испытания деталей / Д. Н Решетов. - М.: Машиностроение, 1979. - 376 с.
2. Патент № 2237235, РЫ, 7С01М 13/02. Способ нагружения зубчатых передач, карданных валов и муфт на испытательных и обкатных стендах / Власов П. А., Власов В. П., Меньшов В. Г. - Опубл. 27.09.2004, Бюл. № 27.
УДК 621.43
ОЦЕНКА ПРОЕКТИРОВАНИЯ И ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДВИГАТЕЛЕЙ ПО ДОЛГОВЕЧНОСТИ И ИЗНОСОСТОЙКОСТИ
В. А. Коченов, канд. техн. наук, доцент ФГОУ ВПО «Нижегородская ГСХА», т. 8 (314) 62-58-56, е-таИ: ngsha@sandy.ru
Предложена методология оценки проектирования и изготовления поршневых двигателей по долговечности и износостойкости. На примере двигателей ГАЗ и ЗМЗ проведен анализ динамики показателей долговечности и износостойкости.
Ключевые слова: проектирование, изготовление, эксплуатация, долговечность, износостойкость.
изготовленных сопряжений своим оптимальным, приработанным значениям;
2) периодом нормальной эксплуатации (Т1—Т2) с минимальной и постоянной интенсивностью изнашивания, определяемой конструктивными особенностями сопряжений - размерами, условиями смазывания, триботехническими свойствами пары трения и смазочного материала; особенностями двигателей - рядные, У-образные и
35
Рис. 2. Принципиальная схема стенда обкатки зубчатых передач с инерционными нагружателями: 1, 3 - инерционный нагружатель; 2 - зубчатая передача; 4 - приводной электродвигатель
Литература
При большом разнообразии и разбросе факторов, определяющих долговечность и износостойкость двигателей, изменение износа и интенсивности износа в процессе эксплуатации имеет выраженный, закономерный характер. Эксплуатация двигателей характеризуется (рис. 1):
1) периодом приработки (0-т1) с высокой интенсивностью износа из-за несоответствия геометрических параметров вновь
Нива Поволжья № 4 (17) ноябрь 2010
