CC BY
45
контакта поверхностей и более благоприятную форму неровностей.
Годовой экономический эффект от восстановления усредненной крестовины карданного вала по предлагаемому способу можно определить по формуле
Яэ = N,0, - М,С„
2 2’
(1)
где Э — годовой экономический эффект от внедрения предлагаемого способа восстановления усредненной крестовины карданного вала; М — число деталей, которое необходимо восстановить существующим способом; М2 — число деталей, которое необходимо восстановить предлагаемым способом; С1 — себестоимость восстановления деталей существующим способом; С2 — себестоимость восстановления деталей предлагаемым способом.
Число деталей, которое следует восстановить предлагаемым способом, можно определить из соотношения
N 2 = N1 ^ = МП,
где Т1 — технический ресурс детали, восстановленной существующим способом; Т2 — технический ресурс детали, восстановленной предлагаемым способом; пн — коэффициент относительной износостойкости.
Тогда
Эг.э = ^1 - Пн^).
(2)
Пример. Подсчитать годовую экономию средств при восстановлении крестовин карданного вала предлагаемым способом.
Число деталей, которое необходимо восстановить, примем 10 000 в год. Себестоимость восстановления детали существующим способом 85 р., а предлагаемым способом 95 р. Технический ресурс детали, восстановленной по предлагаемому способу, в 1,5 раза больше, чем восстановленной существующим способом, значит коэффициент относительной износостойкости
Пн = — = 0,67. н 1,5
Исходя из заданных значений, по формуле (2) рассчитаем годовую экономию от внедрения предлагаемого способа вместо существующего:
Эг = 10 000(85 - 0,67 ■ 95) = 930 000 р.
Предлагаемый способ можно применить на специализированных ремонтных предприятиях, занимающихся восстановлением изношенных крестовин карданных валов автомобилей, тракторов, комбайнов и других сельскохозяйственных машин.
Список литературы
1. Лившиц, Л.Г. Восстановление автотракторных деталей /Л.Г. Лившиц, А.В. Поляченко. — М.: Колос, 1966. — 310 с.
2. Левитский, И.С. Технология ремонта машин и оборудования / И.С. Левитский. — М.: Колос, 1975. — 560 с.
3. Ульман, И.Е. Ремонт машин / И.Е.Ульман, Г.А.Тонн, И.М. Герштейн. — М.: Колос, 1976. — 448 с.
4. Курчаткин, В.В. Надежность и ремонт машин / В.В. Курчаткин, Н.Ф. Тельнов, К.А. Ачкасов. — М.: Колос, 2000. — 776 с.
2
УДК 631.358.001.24:633.521
А.И. Паплевченков, аспирант
Государственное научное учреждение «Всероссийский научно-исследовательский и проектно-технологический институт механизации льноводства»
определение жесткости пружин направляющих прутков подбирающе-оборачивающих аппаратов льноуборочных машин
Большинство подбирающе-оборачивающих аппаратов, используемых для подъема и оборачивания стеблей, оборудуют направляющими прутками [1], которые с перекрестным пальчатым ремнем образуют канал для транспортирования ленты льна.
В зависимости от толщины ленты (числа стеблей на 1 м длины) необходимо регулировать расстояние между направляющими прутками и перекрестным ремнем транспортера. Эту регулировку можно выполнять как вручную, так и автоматиче-
ски. В случае автоматической регулировки требуемая ширина канала для перемещения ленты льна обеспечивается сжатием и растяжением пружин, т. е. расстояние от направляющих прутков до рабочей поверхности пальчатого перекрестного ремня и сила уплотнения ленты льна регулируются автоматически.
Для достижения высоких эксплуатационно-технологических показателей подбирающе-оборачи-вающего аппарата необходимо правильно рассчитать жесткость пружин и отрегулировать их.
155
Рассмотрим процесс транспортирования ленты льна подбирающе-оборачивающим аппаратом с подпружиненными направляющими прутками. Расстояние h от пальчатого перекрестного транспортера до прижимных прутков может изменяться с увеличением или уменьшением толщины ленты льна. Проанализируем изменение этого расстояния и определим необходимую жесткость пружины. Сила Р , действующая со стороны пружины на прутки, передается на стебли льна, находящиеся в ленте. Под действием этой силы происходит сжатие стебельной массы, которая воздействует на прутки с силой Р Сжатие прекратится в момент достижения равновесия между силами Рп и Р т. е. при Рп = Р Силу, действующую со стороны пружины на прутки, и силу сопротивления стеблей сжатию [2] можно рассчитать по формулам
рп = c(xo + x); С1)
Pc = РвгL{exp[аг ( ^ (2)
где с — жесткость пружины; х0 — деформация пружины, создающая силу предварительного натяжения; х — деформация пружины под действием утолщения стебельной массы; рвг, аг — константы, характеризующие свойства стеблей и их начальное состояние: для сухих стеблей льна рвг = 0,012 кН/м, аг = 8,4...8,7; для свежевытереб-ленных стеблейрвг = 0,015 кН/м, аг = 7,3...7,8; L — длина участка транспортирования стеблей; X / Х0 — отношение размеров камеры соответственно после и до сжатия.
Представим толщину Н ленты льна как размер камеры до сжатия. После попадания ленты льна в канал, образованный направляющими прутками и рабочей поверхностью пальчатого перекрестного ремня, она сжимается, и ее толщина становится равной h0 + x (здесь h0 — фиксированный зазор между направляющими прутками и рабочей поверхностью пальчатого перекрестного ремня).
Исходя из вышесказанного и приравняв правые части формул (1) и (2), имеем
c( x0 + x) = РвгL 1exp
-U, (3)
На оборачивателях давление прижимных прутков на ленту должно удерживать ее в ручье в момент оборота. Для ленты, находящейся в вертикальном положении (рис. 1), можно записать
2т п +т p > q,
(4)
где тп, тр — интенсивность сил трения стеблей льна соответственно о направляющие прутки и ремень транспортера; д — масса 1 м длины ленты.
Интенсивность давления на направляющие прутки со стороны стебельной массы рд = Рс / Ь. С учетом выражения (4) имеем
Рис. 1. Схема сил, действующих на ленту стеблей при оборачивании
Рд >
q
(5)
где /п, /р коэффициенты трения стеблей льна соответственно о направляющие прутки и ремень транспортера.
Отсюда с учетом формул (2) и (5) справедливо неравенство
Рвг L 1exp
«г Г1 ho + x ]
г 1 H J
qL
Толщина ленты льна Н = гапгс2/X0 [3],
а Я = отстгп (здесь 1п — число стеблей на 1 м длины ленты льна; гс — радиус стебля; — коэффициент, учитывающий неплотность укладки стеблей в ленте: при отсутствии давления на ленту = 0,15.. .0,20 [2]; тст — масса одного стебля).
С учетом этого получим неравенство
Рвг L 1exp
^ ^ o(ho + x) Л
nin rc
Из выражения (6) найдем деформацию х пружин под действием утолщающейся стебельной массы
rca^r.2 - a1X0h0 -ninrc2 ln
x=
1 + -
Рв
(7)
«г ^0
Подставив формулу (7) в равенство (3), найдем жесткость пружины
c=
«г ^0 LmcT in
(п +Цp )^0 (x0 - h0 ) +
+ nin rc
a - ln
1 + -
Рв
(8)
д
a
г
По формуле (8) выполнены расчеты жесткости с при следующих исходных данных: аг = 8,5; ^0 = 0,2; Ь = 2 м; тст = 0,0015 кг; 1а = 2000 ст./м; дп = 0,6; цр =1; х0 = 0,01 м; й0 = 0,01м; гс = 0,001 м; рвг = 12 Н/м. Получена жесткость пружины 86,7 Н/м. Принято с = 90 Н/м.
Для практического пользования построены зависимости силы предварительного натяжения пружины Рп0 и ее деформации х0 от числа стеблей г'п на 1 м длины ленты для сухих и свежевытеребленных стеблей льна (рис. 2). Из рис. 2 видно, что с увеличением плотности ленты сила предварительного натяжения пружины должна быть меньше. Это объясняется тем, что толщина ленты увеличивается с ростом числа стеблей на 1 м длины, стебли воздействуют на направляющие прутки и деформация пружины также возрастает. Вследствие этого требуется меньшая сила предварительного натяжения.
Деформацию х пружин направляющих прутков под действием утолщающейся ленты стеблей в транспортирующем канале целесообразно рассчитывать по формуле (7), а жесткость с — по формуле (8). Расчетное значение жесткости пружины для подбирающе-оборачивающих аппаратов составило 90 Н/м.
Для корректировки значения силы предварительного натяжения пружины в зависимости от характеристик ленты льна рекомендуется использовать графики на рис. 2.
Рис. 2. Зависимость силы предварительного
натяжения пружины .Рп0 и ее деформации х0 от числа стеблей Ьп на 1 м длины ленты льна:
1 — сухие стебли; 2 — свежевытеребленные стебли
Список литературы
1. Дмитриев, В.И. Обоснование и изыскание подбирающе-оборачивающего устройства льноуборочной машины / В.И. Дмитриев // Материалы Межд. науч.-практ. конф. — М.: ВИМ, 2004.
2. Ковалев, Н.Г. Сельскохозяйственные материалы (виды, состав, свойства) / Н.Г.Ковалев, Г.А. Хайлис, М.М. Ковалев. — М.: ИК «Родник», 1998. — 208 с.
3. Ковалев, М.М. Плющильные аппараты льноуборочных машин (конструкция, теория и расчет): Монография / М.М. Ковалев, В.П. Козлов. — Тверь: Тверское областное книжно-журнальное издательство, 2002. — 208 с.
УДК 631.3:620.179.112
Н.В. Синяя, аспирантка
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Брянская государственная сельскохозяйственная академия»
распределение напряжений в поверхностном слое при ппд
Ресурс узлов трения во многом определяется состоянием поверхностного слоя, который формируется в процессе окончательной обработки поверхностей трения.
Рассмотрим контакт упругого индектора (ролика), изготовленного из стали ШХ15 и чугунной поверхности. В процессе упрочнения поверхность трения находится под действием нормальных и касательных сил. При обработке на поверхности трения наносим антифрикционное пластичное неуп-рочняющееся покрытие.
В начальный момент под действием силы трения поверхности деформируются упруго; дальнейшее скольжение приводит к нагреву поверхности детали и ролика. Это сопровождается снижением твердости материла поверхностного слоя. Повышение температуры до некоторого критического значения, когда
касательные напряжения, обусловленные трением, достигают предела текучести, вызывает пластический сдвиг поверхностных слоев. Причем наблюдается нелинейная зависимость предела текучести материала от глубины слоя [1]. При пластическом деформировании происходит наклеп материала. Таким образом, с одной стороны, нагретые и пластически недеформированные слои разупрочняются, с другой стороны упрочняются вышележащие слои.
В работе [2] приведены результаты испытаний образцов с твердым покрытием толщиной 3.6 мкм. Расчеты показали, что под твердым покрытием развивается пластическая деформация в результате разупрочнения основного материала из-за фрикционного нагрева. Нанесение пластичного покрытия, показало, что независимо от толщины покрытия пластический сдвиг происходит непосредственно
157
