CC BY
14
картофеля к уборке// Известия Санкт-Петербургского государственного аграрного университета. - 2012. -28. -СПб. -С.346-350.
3. Калинин А.Б., Теплинский И.З., Смелик О.В. Реологическая модель почвы как объекта формирования требуемой плотности в заданном слое// Известия Санкт-Петербургского государственного аграрного университета. -2012. -№29,-С.248-254.
4. А.С. № 1302187. - М. кл. С 01 N 33/24, 1973.Устройство для оперативного контроля твердости почвы/ А.Б. Лурье, В.Г. Еникеев, ИД Теплинский, К.Н. Мурадов, В.В. Невзоров и КМ. Мамедкулиев.
УДК 631.3.54.2.004.5 Доктор техн. наук М.А. НОВИКОВ
(СПбГАУ, [email protected]) Аспирант КГ. ЩЕРБАКОВ
(СПбГАУ, [email protected])
МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И ОСНОВЫ ТЕОРИИ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ МОЛОТИЛЬНОГО БАРАБАНА ЗЕРНОУБОРОЧНОГО КОМБАЙНА ПО ПАРАМЕТРАМ ВИБРАЦИИ
Диагностика, роторный рабочий орган, дисбаланс, вибрация
Качество функционирования зер ноу бор очных комбайнов (ЗУК) характеризуется производительностью, потерями, дроблением и степенью повреждения зерна, его засоренностью. Значение этих показателей зависит от большого числа факторов, основными из которых являются: энергозатраты, кинематический режим работы агрегатов и уровень вибрации технологических агрегатов [1].
В силу конструктивных особенностей (остаточная неуравновешенность роторных и возвратно-поступательно движущихся механизмов) основными источниками вибрации ЗУК являются: энергетическая установка (двигатель), режущий аппарат, молотильный барабан, очистка, соломотряс.
Энергетическая установка формирует интенсивные силовые воздействия в низкочастотной области:
где п - частота вращения коленчатого вала двигателя; / - общее передаточное отношение.
Технологические агрегаты комбайна формируют вибрации на частотах, кратных частоте вращения валов и вращающихся роторов. Интенсивность их вибрации зависит от значения возмущающих сил, вызванных эволюцией технического состояния (износ подшипниковых опор, нарушение соосности составных частей, дисбаланс механизмов, ослабление креплений агрегатов и т.д.)
Опыт исследований в области вибрационной диагностики агрегатов уборочных машин показал возможность получения математических моделей связи параметров технического состояния агрегатов с вибрационными характеристиками путем решения дифференциального уравнения колебания материальной точки объекта имеет вид:
(2)
йг Ж
где т, к, к— коэффициенты инерции, демпфирования и жесткости соответственно;
К({) - возмущающая сила.
С учетом кинематики механизмов ЗУК математические модели получены для групп механизмов: вращающиеся роторные, возвратно-колебательные, плоско-параллельные [3]. Так, например, для вращающихся роторных механизмов выражение имеет вид:
А(Ш) (3)
В,
н
где А - амплитуда вибрации панелей; Сс1— коэффициент дисбаланса;
Вф, Вн — величина фактического и начального (остаточного) дисбаланса соответственно; Ш - частота вращения ротора.
Математическая модель вибрационного состояния возвратно-колебательных механизмов:
А(Ш) = -(и~1 (4)
4
где^1 — амплитуда вибрации корпусов опорных подшипников; 1] - матрица чувствительности; 5'- зазор в сопряжениях механизма.
Вредное воздействие вибрации агрегатов еще более сказывается при движении комбайна по полю. Неровности поля вызывают колебания ходовой части агрегата в целом. Частота колебаний, вызванная неровностями поля, определяется:
где / - длина неровности поля; ж -3,14;
Я - радиус окружности колеса.
Связь между частотой возмущающей силы, скоростью машины и длиной неровностей можно представить:
1=—Ч (6)
3,6^
где V - скорость движения комбайна.
Амплитуда колебания агрегатов комбайна, связанная с характеристикой поля, определяется:
2 яЕ
А(1)=кЕр±^, (7)
где к — максимальная высота гребня;
Е — характеристика поля.
Совпадение частоты колебаний, вызванных неровностями поля и работой агрегатов комбайна, приводит к резонансным явлениям, что увеличивает амплитуду вибрации на резонансной частоте в несколько раз.
На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что снижение вибрации ЗУК можно достичь путем современного технического обслуживания по результатам периодического вибрационного диагностирования (вибромониторинга), регулировкой режимов работы рабочих органов, выбором оптимальной рабочей скорости, улучшением характеристик. Периодический вибромониторинг является основой технического обслуживания по фактическому техническому состоянию (ОФТС) [2]. Целью его является: при минимальных затратах дать возможность обслуживающему персоналу с.-х. Предприятий распознать ТС рабочих органов, основных агрегатов уборочных машин и точно идентифицировать возможные проблемы во избежание внеплановой остановки или отказа, приводящих к простоям и дорогостоящему ремонту, значительным потерям урожая.
В конце 90-х годов появилась возможность использовать на предприятиях АПК недорогие ЭВМ для хранения и анализа измеренной вибрации и тем самым осуществлять периодический вибромониторинг машин и оборудования [3,4].
Используя современные сборщики данных в качестве инструмента контрольного измерения, либо в качестве общецелевого виброанализатора, можно выполнять исследования вибрации машин и оборудования в АПК.
Одной из важнейших функций сборщика данных является способность загрузки маршрутной технологии и предельных значений контролируемых параметров из базы данных, хранящейся в ПЭВМ. Удобной и необходимой функцией сборщика данных для уборочных машин является способность проведения балансировки роторов в собственных подшипниках на самой машине.
Методика экспериментальных исследований, имеющая целью проверку теоретических предпосылок, включает следующее:
Лабораторные исследования динамического метода диагностирования молотильного барабана с имитацией неисправностей сопряжений его узлов при различных режимах и условиях контроля;
Эксплуатационную проверку разработанных методов, приборов и технологии диагностирования в производственных условиях конкретных хозяйств.
В качестве объекта исследований выбран молотильный барабан зерноуборочного комбайна, который является наиболее нагруженным рабочим органом. Для регистрации диагностических параметров (максимальной амплитуды виброскорости и её фазы), формируемых собственными опорами контролируемого ротора, разработана и подобрана аппаратура.
Приборный комплекс, блок-схема которого представлена на рисунке, включает предварительный усилитель и блок фильтров нижних частот (фнч), усилители заряда 3, пакет программ для цифрового анализа сигнала 4, оптический датчик-отметчик, состоящий из двух пар светоизлучающих и светоотражающих диодов 2, малогабаритный прибор «вибро-навигатор» 5 и следящий фильтр добротностью qэ=40, изготовленные на кафедре этам сн спбгау, вибропреобразователи д-14 1, многофункциональное устройство нвл-03 (ацп) 6, изготовленное ао «сигнал» (москва), шлейфовый осциллограф н-117/1. Оптический датчик-отметчик устанавливается с помощью кронштейна светоизлучающей принимающей стороной напротив технологической шестерни, на которую наносится светоотражающая отметка. Вибропреобразователи устанавливаются на корпусе подшипниковой опоры барабана с помощью переходных устройств.
Рис. Блок-схема приборов для измерения параметров вибросигнала, генерируемого молотильным барабаном: 1 - вибропреобразователь; 2 - оптический синхродатчик; 3 - усилитель заряда; 4 - измерительный комплекс; 5 - малогабаритный прибор Вибро-Навигатор; 6 - аналогово-цифровой преобразователь; 7 - персональный компьютер
Для предварительной оценки степени влияния различных факторов на формирование диагностических параметров будет реализован эксперимент типа пфэ 24. После анализа результатов проводим дополнительные однофакторные эксперименты, по результатам обработки которых получаем зависимости изменения вибрационных параметров опор молотильного барабана комбайна от параметров дисбаланса.
Обработка экспериментальных данных и получение вероятностно-статистических характеристик проводим на эвм с помощью пакета прикладных программ «statistika 5.0 for windows 98».
Особый интерес представляет архив и отчеты об истории проведения работ по то агрегатов конкретных машин, обнаруженным дефектам, затратам на ремонт и экономии средств. Именно они служат доказательством эффективности офтс и позволяют расширять применение различных технологий мониторинга на предприятии.
Хотя даже первое измерение обычно позволяет провести оценку состояния агрегата, для построения трендов и прогнозирования изменений параметров вибрации требуется несколько замеров. По мере накопления данных уточняются предельные значения параметров вибрации, и повышается вероятность достоверного прогнозирования изменений вибрации агрегата. Обычно первый замер показывает, что 10-40% агрегатов нуждаются в техническом обслуживании.
С помощью данных приборов на базе кафедры тсва спбгау и хозяйств Ленинградской области будут проведены экспериментальные исследования и обработана полученная информация.
Внедрение таких комплексов для диагностирования технологических агрегатов зерноуборочных комбайнов в условиях апк позволит избежать аварийных отказов, непредвиденных простоев уборочных комплексов, потерь зерна, а, следовательно, и способствует повышению эффективности их использования.
Литература
1. Полушкин O.A. Обоснование уровней основных показателей качества сельхозмашин по уровням показателей качества их агрегатов//Динамика узлов и агрегатов сельскохозяйственных машин: Меж-вуз. сб./РИСХМ. - Ростов на Дону, 1987. - 25 с.
2. Иориш Ю.В. Виброметрия. - М.: Машиностроение, 1965. - 773 с .
3. Надежность самоходных уборочных машин в современных экономических условиях АПК: Учеб. пособие /Под ред. проф. В.А Аллилуева. - Йошкар-Ола: Map ГТУ, 2001. - 122с.
4. Новиков М.А., Сидыганов Ю.Н., Бутусов Д.В. Основы методологии периодического вибромониторинга
технического состояния рабочих органов уборочных машин// Повышение производительности и эффективности использования машинно-тракторного парка и автотранспорта: Сб. науч. трудов. - СПб, 2002. - С. 182-188.
УДК 621.311 (075) Соискатель К.А. ПИРКИН
(СПбГАУ, [email protected])
КОМПЛЕКСНЫЙ ПОДХОД К ОЦЕНКЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ЭНЕРГОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПОТОЧНЫХ ЛИНИЙ НА ПЕРЕРАБАТЫВАЮЩИХ
ПРЕДПРИЯТИЯХ АПК
Комплексный подход, поточное производство, энерготехнологическое оборудование, эффективность
Развитие современного производства, связанного с переработкой сельскохозяйственной продукции, предполагает постоянное усложнение технических и технологических средств и систем, обеспечивающих производственные процессы и составляющих внутреннюю среду перерабатывающего предприятия АПК. Это в полной мере относится и к энерготехнологическим поточным линиям (ЭТЛ). Вместе с тем эти системы функционируют в условиях воздействия многочисленных случайных факторов, формирующих внешнюю среду предприятия. Это приводит к необходимости комплексного подхода к оценке эффективности функционирования ЭТЛ на перерабатывающих предприятиях АПК, предполагающего совместный анализ внутренней и внешней
