Исследование неравномерности износа дозирующих дисков высевающих аппаратов пропашных сеялок Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

38

научно-практическии журнал

УДК 631.331

Лебедев А. Т., Марьин Н. А., Каа А. В.

Lebedev A. Т., Maryin N. А., Kaa A. V.

ИССЛЕДОВАНИЕ НЕРАВНОМЕРНОСТИ ИЗНОСА ДОЗИРУЮЩИХ ДИСКОВ ВЫСЕВАЮЩИХ АППАРАТОВ ПРОПАШНЫХ СЕЯЛОК

STUDY OF UNEVEN WEAR DOSING DRIVE SOWING MACHINES VEGETABLE SEEDERS

Представлены результаты исследования неравномерности износа дисков высевающих аппаратов, установлены закономерности и характер распределения износа в зонах контакта диска с прокладкой.

Ключевые слова: сеялка, дозирующий диск, прокладка, износ.

The results vesearch of unevenly-dimensionality of the wear of the drive sowing machines, set patterns and character of distribution of wear and tear in the contact areas of the disk with a gasket are presented in the article.

Keywords: seeder, dosing disk, gasket, wear.

Лебедев Анатолий Тимофеевич -

кандидат технических наук, доцент Ставропольский государственный аграрный университет Тел. 8(8652)35-65-52 E-mail: lebedev.1962@mail.ru

Марьин Николай Александрович -

аспирант

Ставропольский государственный аграрный университет Тел. 8-962-401-57-89 E-mail: t707oa@rambler.ru

Каа Алексей Владимирович -

студент

Ставропольский государственный аграрный университет Тел. 8-918-860-13-05 E-mail: alex.kaa2012@yandex.ru

Lebedev Anatoly Timofeevich -

Ph. D. in technical sciences, docent Stavropol State Agrarian University Tel. 8(8652)35-65-52 E-mail: lebedev.1962@mail.ru

Maryin Nikolai Aleksandrovich -

Ph. D. student Stavropol State Agrarian University Tel. 8-962-401-57-89 E-mail: t707oa@rambler.ru

Kaa Aleksei Vladimirovich -

student

Stavropol State Agrarian University Tel. 8-918-860-13-05;

E-mail: alex.kaa2012@yandex.ru

За последние годы в России и за рубежом для посева пропашных культур все более широко используются пневматические сеялки, которые имеют повышенную универсальность, унификацию, более высокую производительность и надежность.

В РФ на больших площадях возделываются такие пропашные культуры, как кукуруза, подсолнечник, соя, сорго, свекла, табак, клещевина, хлопчатник и другие. В технологии возделывания этих культур определяющая роль принадлежит посеву, кроме того, они предъявляют более высокие требования к оптимальной равномерности посева и площади питания. Поэтому сеялки должны обеспечивать требуемую для конкретных почвенно-климатических условий глубину заделки семян и равномерность их высева.

Качество посева зависит как от технической характеристики и состояния сеялок, так и от

подготовки семян и почвы. Семена должны быть откалиброваны, при необходимости опушенные семена дражируют, а семена с твердой оболочкой скарифицируют. Почву тщательно выравнивают и обрабатывают, доводя до мелкокомковатой структуры.

Сельскохозяйственное производство РФ из-за отсутствия ряда позиций техники конкурентоспособного отечественного производства вынуждает хозяйства приобретать зарубежную, доля которой в структуре средств механизации сельскохозяйственных предприятий постоянно увеличивается, в том числе и в обеспеченности машинами для посева.

Однако для импортной техники из-за отсутствия рабочей конструкторской документации практически на все типы сложных машин в современных условиях остро стоит проблема технического сервиса. Данная проблема еще более обостряется с увеличением срока

в

естник АПК

Ставрополья

№ 4(4), 2011

Агроинженерия

39

эксплуатации этой техники, когда высокие показатели надежности и качества новых машин импортного производства снижаются, а товаропроизводители сталкиваются не только с высокими затратами на запасные части, но и сроками их поставки.

Поэтому исследования, направленные на анализ износов деталей импортной техники, разработку технологии и документации на восстановление изношенных деталей, являются актуальными и представляют практический интерес.

Одним из способов повышения эффективности технологий технического сервиса импортных машин и снижения эксплуатационных затрат является организация восстановления импортных деталей.

В условиях производства учебно-опытного хозяйства СтГАУ для посева пропашных культур используется французская сеялка Kuhn Planter. Она имеет цельную 6-метровую раму, оборудована восемью высевающими аппаратами, состоящими из прочных алюминиевых картеров и имеющими «нижнее» расположение. Алюминиевый картер оснащается комплектом распределительных дисков из нержавеющей стали и комплектом прокладок (рис. 1). Для посева подсолнечника используется диск диаметром 220 мм и толщиной 1 мм, имеющий 18 отверстий диаметром 2,5 мм. Расстояние до почвы в рабочем состоянии составляет 50-100 мм. При этом в зону контакта диска с прокладкой, обеспечивающих необходимую величину разрежения, попадают абразивные частицы почвы, которые приводят к износу деталей и нарушению стабильного присасывания семян.

При выполнении плана механизированных работ за 2010 и 2011 гг в учхозе СтГАУ было посеяно 752 га подсолнечника 3 сеялками Kuhn Planter. При посеве подсолнечника в середине сезона 2011 года была выявлена неравномерность посева и увеличение нормы высева семян по причине износа высевающих дисков и прокладок. По техническим данным диск и прокладка являются быстро изнашиваемыми деталями и подлежат замене. Учитывая высокую стоимость комплекта и низкий его ресурс, а также значимость влияния изношенной поверхности диска на равномерность высева и выдачу заданной нормы, были проведены исследования износа дисков в лаборатории учебно-научнопроизводственного центра «Восстановление и упрочнение деталей машин» СтГАУ Для этого были рассмотрены диски сеялки № 1101043840, посеявшей 386 га подсолнечника.

Характер износа дозирующих дисков устанавливается прямыми измерениями при микрометраже изношенной поверхности.

Для измерения износа каждый диск делили на 4 сектора через 90о. Для непосредственных измерений применялся электронный индикатор ИЧЦ-12.7 ГОСТ 577-68 МОД 502-01-222, предназначенный для определения величины отклонений от заданной геометрической формы. Индикатор закреплялся в стойке С-II ГОСТ 10197-70 на поверочной плите. Отсчет отклонений и величины износа проводился от базовой неизношенной поверхности диска. Основные параметры метрологической характеристики электронного индикатора следующие: диапазон измерения 0...12,7 мм, точность отсчета

0,001 мм. Измерения величины износа проводили в характерных зонах диска (рис. 1, 2).

Рисунок 1 - Схема дозирующего диска и прокладки сеялки Kuhn Planter

Ежеквартальный 40 научно-практический журнал

Рисунок 2 - Схема измерения износа диска

В результате проведения исследований были выявлены две основные зоны износа диска: 1-я зона начинается на радиусе 84 мм и заканчивается на радиусе 93 мм, 2-я начинается на радиусе 98 мм и заканчивается на радиусе 109 мм (рис. 3). Это определяется границами фактического контакта диска и прокладки.

В зоне 1 максимальное отклонение от базовой плоскости, равное 0,26 мм, наблюдается на радиусе 88 мм, а во 2-й зоне на радиусе 103 мм оно составляет 0,45 мм, что в 1,7 раза больше, чем в 1-й зоне.

1 зона 3 сеялка

радиус диска, ми

Обработка полученных результатов измерений была проведена для каждой зоны диска с помощью компьютерной программы, которая предназначена для установления теоретических зависимостей изменения износа на основе статистических данных по методике, изложенной И. Н. Кравченко и др. [1].

Число интервалов статистического ряда определяли по формуле

п = у/Ы ,

где N - опытная партия, штук.

Протяженность интервала найдена из выражения

А ^тах ^тіп ,

п

где Ьтах, А)тіп - максимальный и минимальный износ, мм.

Основными числовыми характеристиками распределения случайной величины являются среднее значение искомой величины износа, его среднее квадратичное отклонение и коэффициент вариации. _

Среднее значение износа И определено по формуле

И=1 писрр,

где п - число интервалов статистического ряда;

Ис, - значение износа в середине /-го интервала;

Р - опытная вероятность в /-м интервале.

2 зона 3 сеялка

радиус диска, мм

Рисунок 3 - Схема распределения износа диска в 1-й и 2-й зонах

в

естник АПК

Ставрополья

№ 4(4), 2011

41

Среднее квадратическое отклонение величин износа

а =

Коэффициент вариации определен по формуле _

V = а/(и - с),

где С - начало первого интервала, мм.

С = И1 - 0,5 • A,

где И1 - значение наименьшего износа, мм;

А - протяженность одного интервала.

Проверка информации на наличие выпадающих точек выполнена по критерию Ирвина, а его опытное значение по формуле

¿ОП =(И; - И )/СТ,

где И и И,-1 - смежные точки в сводной ведомости статистической информации.

Применительно к надежности сельскохозяйственной техники используются в основном закон нормального распределения и закон распределения Вейбулла.

Так как в нашем случае коэффициенты вариации для характерных зон износа дисков равны V1 = 0,7 и V2 = 0,65, то принято теоретическое распределение по закону Вейбулла.

Параметр b, коэффициенты КВ и СВ определены из табличных данных [1]. При V1 = 0,7 параметр b = 1,4, коэффициенты КВ = 0,91. При V2 = 0,65 параметр b = 1,5, коэффициенты КВ = 0,9. Параметр а рассчитывали по уравнению

а = Ик- C / Кв.

Дифференциальная функция при данном законе определена по формуле

f <' >=A (4е

где А - длина интервала статистического ряда;

tc, - середина интервала статистического ряда;

С - смещение.

Интегральную функцию находили из зависимости

F (t ) = F0 (С

где tki - значение износа в конце i-го интервала.

Окончательный выбор теоретического закона распределения износов выполняли с помощью критерия согласия Колмогорова

2 = D -VN,

max v ’

где Dmax- максимальная абсолютная разность между накопленной опытной веро-

ятностью и теоретической (мнительной) функцией распределения;

N - общее количество информации.

Доверительные границы распределения износа определяли как

И = И - ,

а ^

—в — <т

Иа = И + ,

—Н —В

где Иа и Иа - нижняя и верхняя доверительные границы рассеивания среднего значения износа;

Ха - коэффициент Стьюдента.

Обработка опытных данных по вышеуказанной методике позволила построить гистограмму и полигон распределения износа (Р/), кривую дифференциальной функции (У^), кривую накопленной вероятности (Е Р/) и кривую интегральной функции (р(и)) износа дозирующих дисков в характерных зонах (рис. 5, 6).

Из рисунка 5 видно, что исследованные дозирующие диски в зоне 1 имеют среднее значение износа деталей 0,17 мм, при доверительном интервале 0,14...0,20 мм и среднем квадратическом отклонении ст = 0,11 мм.

Из рисунка 6 следует, что в зоне 2 среднее значение износа деталей дозирующих дисков составляет 0,27 мм, с доверительным интервалом 0,23.0,31 мм и средним квадратическим отклонение ст = 0,15 мм.

Исследование неравномерности износа дозирующих дисков высевающих аппаратов пропашных сеялок импортного производства показало, что среднее значение износа составляет 0,17 мм в 1-й зоне и 0,27 мм во 2-й зоне. Такие величины износа можно устранять известными приемами и методами восстановления изношенных деталей (например, электроискровой обработкой, полимерными композициями, различными комбинированными способами и др.) при соответствующей разработке технологической документации и определении режимов работы оборудования применительно к конкретным изделиям.

Проведенный микрометраж и обработка экспериментальных данных позволяют сделать следующие выводы:

1. Для повышения эффективности использования импортных сеялок (по надежности дозирующих дисков) необходимо снизить интенсивность изнашивания в данном сопряжении.

2. Повысить ресурс дисков и снизить эксплуатационные затраты, связанные с заменой изношенных деталей на оригинальные, можно за счет разработки технологической документации и использования отечественного оборудования при организации участков по восстановлению деталей импортного производства.

42

Ежеквартальный

научно-практический

журнал

в

естник АПК

Ставрополья

Pi.f(u)

Рисунок 5 - Экспериментальное и теоретическое распределение износа диска в зоне 1

Ц =0,23 Ц, =0,27 И, =0,31

Рисунок 6 - Экспериментальное и теоретическое распределение износа диска в зоне 2

Литература

Основы надежности машин : учеб. пособие для вузов / И. Н. Кравченко [и др.]. -М. : Типография «Момент», 2007. - Ч. II. -260 с.

Reference

The bases of reliability of machines: textbook for universities / I. N. Kravchenko [and others.]. - M. : Printing «Moment» , 2007. -P. II. - 260 p.