Определение допустимых и предельных состояний контролируемых параметров деталей стригальной машинки при эксплуатации Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

УДК 636-32/38.083.45-192

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДОПУСТИМЫХ И ПРЕДЕЛЬНЫХ СОСТОЯНИЙ КОНТРОЛИРУЕМЫХ ПАРАМЕТРОВ ДЕТАЛЕЙ СТРИГАЛЬНОЙ МАШИНКИ

ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ

© 2012 г. В.И. Щербина, Н.П. Алексенко, Э.А. Курочкин

Изложены теоретические предпосылки определения допустимых и предельных состояний контролируемых параметров деталей и узлов стригальной машинки на примере эксцентрикового механизма. Изложена методика определения предельного износа головки центра вращения. Даны рекомендации по снижению износа центра вращения.

Ключевые слова: стригальная машинка, предельный износ, параметры деталей, центр вращения, рычаг, стрижка овец.

The theoretical preconditions of the admissible and limiting conditions definition of the controllable parameters of shearing-machine details and units are stated. The technique of the dead-lock (limiting wear) determination of the rotation center head on an example of the eccentric mechanism is presented. Recommendations about decrease in wear of the rotation center are provided.

Key words: shearing-machine, dead-lock (limiting wear), parameters of details, rotation center, lever, shearing.

На стригальных пунктах отсутствуют средства технической диагностики. Поэтому в процессе эксплуатации машинок практически невозможно дать точное заключение о необходимости ремонта какого-либо узла, если не произошел отказ.

С другой стороны, чтобы в сезон стрижки была гарантирована безотказность их работы, машинки ремонтируют, заменяя отдельные узлы и детали, хотя необходимость замены еще не наступила.

Стригальные машинки ремонтируют обычно в начале весны, перед стрижкой, поэтому часть машинок поступает в ремонт с недоиспользованным ресурсом, что приводит к необоснованному увеличению эксплуатационных расходов.

Возникает необходимость изучения закономерностей износа деталей и узлов стригальных машинок путем замера их параметров. Микрометраж позволит установить предельные и допустимые величины износа контрольных деталей и прогнозировать остаточный ресурс машинки.

Для достоверной оценки

технического состояния стригальной машинки необходимо исследовать

статистический материал микрометража процесса изнашивания деталей и проанализировать причины потока отказов.

Ввиду сложности процесса изнашивания до настоящего времени нет конкретного уравнения для расчета износа. Уравнение износа можно представить в самом общем виде [1]:

1

H=5f(M,B,H,C)dt, (1)

0

где Н - износ;

М - материал детали (его физико-механические свойства, химические и др.);

В - взаимодействие трущихся деталей (род и вид трения, форма контакта, чистота обработки поверхности т.д.);

Н - нагрузки внешние (давление, скорость и др.);

С - среда (смазка и ее свойства, газовая среда и ее свойства, давление, температура и др.);

t - время, в течение которого совершается процесс трения и изнашивания.

Эксплуатируемый объект - машинка -состоит из нескольких сборочных единиц:

А = (а i ,а2 ,...,ап), (2)

где n - количество сборочных единиц.

Набору сборочных единиц машинки соответствует определенный набор контролируемых параметров.

Все параметры можно разбить на группы ( В i, В 2,... ,В n ).

A-Bi(ai,a2 ^. ,ak)+B2(ak+i,ak+2,^,ak+m),

(3)

где к, т - число контролируемых параметров в группе.

Все группы объединяются по одному из следующих признаков:

- замкнутость размерной цепи;

- соответствие контролируемых

параметров технологическим или

энергетическим требованиям.

Анализ размерных цепей дает возможность оценить влияние износов всей совокупности составляющих звеньев размерной цепи с учетом их реальных взаимосвязей на работоспособность механизма [2]. Размерная цепь имеет звено, которое носит название исходного или замыкающего. Замыкающее звено

определяет точность размеров других звеньев. Замыкающее звено характеризует расстояние между поверхностями, например, в нажимном механизме. Это расстояние может быть определено в результате специального эксперимента.

Объединение групп по второму признаку связано с техническим состоянием машинки - по воздействию на технологический процесс. Например, состояние режущей пары влияет на качество стрижки, состояние паза рычага и ролика -на работу машинки без повышенной вибрации и шума.

Основным требованием при объединении в группы является правильность и полнота набора контролируемых параметров,

соответствующих техническому состоянию стригальной машинки.

Все контролируемые параметры делятся на общие и конкретные: общие параметры дают возможность судить о техническом состоянии машинки, а конкретные - указывают на конкретную неисправность. Например, звонкие стуки и повышенная вибрация стригальной машинки в руке стригаля означают, что

изношены паз рычага и ролик, а также центр вращения рычага.

Общие параметры, как правило, задаются техническими условиями. Например, для режущей пары - частота двойных ходов ножа, для редуктора -передаточное отношение, для

электродвигателя, пристроенного к корпусу машинки, развиваемая мощность и частота вращения ротора на холостом ходу и при работе. Из этого следует, что число параметров, требующих контроля,

сокращается.

По выбранным параметрам определяется динамика изменения

величины каждого параметра. Динамика должна иметь графическое и аналитическое выражение.

В качестве обобщающей может быть принята функция вида

U(t)=Vo t а+ Ui, (4)

где U (t) - изменение параметра

состояния в зависимости от наработки;

V0 - интенсивность изменения параметра;

а' - показатель степени функции изменения параметра;

Ui - показатель, отражающий изменение параметра а' в режиме приработки.

С помощью приведенной функции и предельного значения исследуемого параметра (например, износа) находится время tr)on, по истечении которого должен быть проведен контроль состояния параметра.

Время tdon, находится как отношение оптимального допустимого износа скорости изнашивания. Скорость изнашивания

U(t)=Voa. t a‘i.

(5)

Оптимально допустимое изменение параметра износа дано в работах [2, 3]:

AD= Dd - ННом, (6)

где Dd - допустимое изменение параметра износа;

ННом - номинальное значение зазора. Тогда найдем tdon:

или

tдоп

AD

тг -4.Ы—1

V0 ■ a ■ ^доп

tdon

AD

Vo ar

(7)

(8)

Время tdon будет крайним максимальным ресурсом элемента сборочной единицы А стригальной машинки.

Управляющее воздействие на эксплуатируемую систему «стригальная машинка» осуществляется в виде так называемой позиционной стратегии, соответствующей управлению состоянием системы по принципу обратной связи. Управляющее воздействие на

эксплуатируемую систему формируется апостериорно, на основании

дополнительной информации о состоянии системы, которая становится известной при измерении параметров, узлов и деталей машинки в процессе эксплуатации. Такая стратегия управления системой называется эксплуатацией системы по состоянию.

Нами были проведены испытания стригальной машинки непосредственно в условиях стрижки с целью определения предельно допустимого износа по диаметру головок центра вращения.

Диаметр головки постепенно уменьшали на 0,1 мм. Ухудшение качества среза стало наблюдаться при уменьшении диаметра на 4 мм или при одностороннем износе на 2 мм.

В процессе стрижки возникали отказы при одностороннем износе головок центра вращения более 2 мм. Такой односторонний износ головки (сферы вращения) не позволяет отрегулировать «вылет» ножа по отношению к заходной части зубьев гребёнки, в результате чего ухудшается качество стрижки (на овце остаются полосы с неравномерными срезами шерсти по высоте) и были случаи схода ролика с поводка вала-эксцентрика (отказ относится к самым сложным -необходима разборка машинки, связанная с заменой центра вращения и восстановления зацепления рычага и вала-экцентрика).

Вывод. Для сохранения постоянства прижима лапками рычага ножа к гребёнке и равномерного износа головки центра вращения необходимо каждый день перед началом работы поворачивать на У оборота центр вращения (по часовой стрелке).

Литература

1. Надёжность и ремонт машин / В.В. Курчаткин, Н.Ф. Тельцов, К.А. Ачкасов и др.; под ред. В.В. Курчаткина. -Москва: Колос, 2000. - 776 с.

2. Методические указания по определению предельных и допустимых износов деталей и их соединений. -Москва: ГОСНИТИ, 1988. - 85 с.

3. Власов, П.А. Надёжность сельскохозяйственной техники / П.А. Власов. - Пенза: ПГСХА, 2001. - 124 с.

Сведения об авторах

Щербина Виталий Иванович - д-р техн. наук, профессор кафедры инженерной графики Азово-Черноморской государственной агроинженерной академии (г. Зерноград).

Алексенко Николай Петрович - д-р техн. наук, профессор кафедры механизации и технологии производства и переработки сельскохозяйственной продукции АзовоЧерноморской государственной агроинженерной академии (г. Зерноград).

Тел. 8(86359)43-1-71.

Курочкин Эдуард Алексеевич - аспирант Азово-Черноморской государственной агроинженерной академии (г. Зерноград). Тел. 8(86359)36-6-95.

Information about the authors

Shcherbina Vitalyi Ivanovich - Dortor of Technical Sciences, professor of the engineering drawing department, Azov-Black Sea State Agroengineering Academy (Zernograd).

Alexenko Nikolai Petrovich - Dortor of Technical Sciences, professor of the mechanization and production technology and processing of agricultural production department, Azov-Black Sea State Agroengineering Academy (Zernograd). Phone: 8(863)43-1-71.

Kurochkin Edward Alexeevich - post-graduate of the mechanization and production technology and processing of agricultural production department, Azov-Black Sea State Agroengineering Academy (Zernograd). Phone: 8(86359)36-6-95.