CC BY
0
ТЕХНОЛОГИИ, МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ АГРОПРОМЫШЛЕННОГО
КОМПЛЕКСА
J
Вестник аграрной науки Дона. 2022. Т. 15. № 4 (60). С. 4-16. Don agrarian science bulletin. 2022. 15-4(60): 4-16.
Научная статья УДК 631.12 УДК 621.855
doi: 10.55618/20756704_2022_15_4_4-16 EDN: AMXRWM
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ ЦЕПНЫХ ПЕРЕДАЧ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО НАЗНАЧЕНИЯ
Елена Владимировна Усова1, Артем Михайлович Мирошников2, Павел Александрович Иванов1, Александра Юрьевна Краснова1, Юрий Михайлович Черемисин1
1Азово-Черноморский инженерный институт - филиал Донского государственного аграрного университета в г. Зернограде, Ростовская область, г. Зерноград, Россия, achgaa@achgaa.ru 2Ростовский государственный университет путей сообщения, г. Ростов-на-Дону, Россия, up_del@rgups.ru
Аннотация. В статье приведены дифференцированные нормы рекомендуемых предельных удлинений основных стандартных приводных цепей сельскохозяйственного назначения в зависимости от числа зубьев наибольшей звёздочки передачи. Установлено, что в наиболее употребительном диапазоне чисел зубьев предлагаемые нормы выбраковки в 2-4 раза больше, чем установлено действующей нормой в 3% для роликовых цепей. Из этого следует, что такое большое предельное удлинение шага цепи потребует соответствующего его устройства и устройства его натяжного элемента, а также порядка его технического обслуживания. Описаны механизм работы натяжных звездочек и причины возникновения негативных процессов в цепной передаче. Изложен порядок регулирования положения натяжных звездочек, способный сгладить дополнительные циклические нагрузки в цепном контуре. Установлено также, что смещение звездочек от расположения в одной плоскости приводит к ряду отрицательных явлений. Методики контроля смещения с помощью обычной линейки не существует, поэтому в статье предлагается осуществлять контроль при помощи специальной линейки-калибра, выполненной в виде трубы квадратного сечения с разными прорезями по сторонам. Описана методика её применения. Показаны результаты полевых испытаний, целью которых являлось подтверждение эффективности использования линейки-калибра и смазки при хранении цепей в зимний период. Износ валиков цепи передачи, настроенной с помощью линейки© Усова Е.В., Мирошников А.М., Иванов П.А., Краснова А.Ю., Черемисин Ю.М., 2022
калибра, был равномерным по всей рабочей поверхности и составил 0,047 мм, что подтверждает эффективность её применения. Испытаниями также установлено, что во время хранения необходимо применять тугоплавкие, несмываемые смазки, а в процессе работы в зоне высокой запыленности смазку применять нецелесообразно, так как по результатам испытаний было установлено, что валики смазываемой цепи износились на 20% больше, чем у несмазываемой.
Ключевые слова: сельскохозяйственные машины, приводные цепи, натяжные звездочки, цепные передачи, надежность
Для цитирования: Усова Е.В., Мирошников А.М., Иванов П.А., Краснова А.Ю., Черемисин Ю.М. Совершенствование технического обслуживания цепных передач сельскохозяйственного назначения // Вестник аграрной науки Дона. 2022. Т. 15. № 4 (60). С. 4-16.
Original article
IMPROVING THE MAINTENANCE OF CHAIN TRANSMISSIONS FOR AGRICULTURAL PURPOSES
Elena Vladimirovna Usova1, Artem Mikhailovich Miroshnikov2, Pavel Alexandrovich Ivanov1, Alexandra Yurievna Krasnova1, Yuri Mikhailovich Cheremisin1
1Azov-Black Sea Engineering Institute - branch of Don State Agrarian University in Zernograd,
Rostov region, Zernograd, Russia, achgaa@achgaa.ru
2Rostov State Transport University, Rostov-on-Don, Russia, up_del@rgups.ru
Abstract. The article presents differentiated rates for recommended ultimate lengthening of the main standard drive chains for agricultural purposes, depending on the number of teeth of the largest chain sprocket. It has been established that in the most common range of the number of teeth, the proposed rejection rates are 2-4 times higher than the current rate of 3% for roller chains. It follows from this that such an ultimate lengthening of the chain pitch will require its corresponding device and the device of its tension element, as well as the procedure for its maintenance. There has been described the mechanism of operation of tension sprockets and the causes of their occurrence in the chain drive. There has been outlined the procedure for position adjusting of the tension sprockets, which can smooth out additional cyclic loads in the chain circuit. It has also been established that the displacement of the sprockets in one plane leads to a number of negative phenomena. There is no method for controlling displacement using a conventional ruler, so the article proposes to control it using a special gauge ruler, made in the shape of a square tube with different slots on the sides. There has been described a technique for its application. The article presents the results of field tests whose purpose was to confirm the efficient use of the gauge ruler and the issues related to lubrication and storage of chains in the wintertime. The wear of the pins of the chain transmission, adjusted using a gauge ruler, was uniform over the entire working surface and amounted to 0,047 mm, which confirms the effectiveness of its application. The tests also established that storage requires the application of refractory indelible lubricants, while the use of lubricants should not be recommended in the process of operation in a highly dusty zone. According to test results it was found that the pins of the lubricated chain transmission are worn out by 20% more than those of the non-lubricated one. Keywords: agricultural machines, driven chains, tension sprockets, chain drives, reliability For citation: Usova E.V., Miroshnikov A.M., Ivanov P.A., Krasnova A.Yu., Cheremisin Yu.M. Improving the maintenance of chain transmissions for agricultural purposes. Vestnik agrarnoy nauki Dona = Don agrarian science bulletin. 2022; 15-4(60): 4-16. (In Russ.)
Введение. Под термином «техническое обслуживание» или «технический сервис» понимается совокупность организационных действий, способов, приёмов, технических средств и материалов, применяемых в процессе эксплуатации машин и оборудо-
вания, направленных на снижение их отказов и требующих затрат труда [1, 2].
Исходя из этого определения, применительно к цепным передачам сельскохозяйственных машин и орудий можно утвер-
ждать, что их техническое обслуживание практически отсутствует.
Основная причина этого состоит в кратковременности и напряжённости сезонов полевых сельскохозяйственных работ. Немаловажную роль в этом играет и высокая надёжность цепных передач, обеспечивающая их работу без надлежащего ухода в течение двух-трёх сезонов.
Однако это не означает, что нормальное техническое их обслуживание, например, обеспечение смазки в течение каждого сезона, не обеспечит увеличения длительности использования цепей и звёздочек в несколько раз.
Тем не менее инструкции даже таких сложных и дорогостоящих машин, как зерновые комбайны, насыщенные цепными передачами, не предусматривают уход за ними в течение сезона эксплуатации. Единственные требования в этом плане касаются подготовки цепей к хранению на период, когда машины не используются. Инструкциями предписывается снятие цепей, их смазка и хранение в закрытых помещениях.
Но, к сожалению, и это требование в подавляющем большинстве случаев не выполняется. Цепи оставляют на машинах на прежних местах их работы и к тому же большей частью не смазанными [3, 4, 5].
В вопросе технического обслуживания сельскохозяйственных цепных передач реальность такова, что им уделяется внимание только при отказах, например, при разрушении роликов или втулок, или при окончательной выбраковке вследствие предельного удлинения от износа. Причём выбраковка выполняется чаще всего персоналом, работающим на машинах, путём визуальной оценки состояния цепи без применения каких-либо инструментов [6, 7].
Цель исследований заключается в продлении срока службы цепных передач сельскохозяйственного назначения путем совершенствования их технического обслуживания.
Объект и методы исследований.
В этой связи задача существенного продления срока службы цепей и передач в целом может быть удовлетворительно решена путем разработки и применения способов и технических средств, обеспечивающих правильность монтажа передачи и контроля за состоянием цепей в процессе работы [8, 9, 10].
Результаты исследований и их обсуждение. Цепные передачи широко применяются на многих сельскохозяйственных машинах и требуют значительных средств на их содержание в работоспособном состоянии. Между тем заложенные в них потенциальные возможности долговечности используются не полностью. Причиной тому являются скрытые и явные недостатки их технического обслуживания.
Нами установлено, что звёздочки цепных передач способны компенсировать удлинение шага цепи от износа не одинаково, а согласно следующей, полученной нами зависимости:
[Д ] = 0,893 +143916 %,
где [Д<] - предельное удлинение шага цепи от износа;
г - число зубьев наибольшей звёздочки в передаче.
На основании этой зависимости для каждой конкретной цепной передачи в инструкции по использованию машины должна быть указана индивидуальная норма предельного удлинения шага цепи. В процентном отношении она не зависит от типа цепи, а зависит только от числа зубьев наибольшей звёздочки в передаче [11, 12, 13].
В таблице приведены дифференцированные нормы рекомендуемых предельных удлинений основных стандартных приводных цепей сельскохозяйственного назначения в зависимости от числа зубьев наибольшей звёздочки передачи. При этом учитывался установленный нами предельно допустимый износ втулки.
Рекомендуемые дифференцированные нормы выбраковки или замены цепи любого шага в конкретной передаче с предлагаемой цепью,%
Recommended differentiated rates for rejection or replacement of the chain of any step in a particular transmission with a proposed chain, %
Ч Number of t 1исло зубьев наибольшей звёздочки передачи по ГОСТ 591-69 he teeth of the largest chain sprocket in accordance of State Stanc Э ard 591-69
9 - 20 22 25 28 32 36 40 45 50 56
7,9 7,4 6,6 6,0 5,4 4,9 4,5 4,1 3,8 3,2
Как видно из таблицы, для наиболее употребительных звёздочек (выделено цветом) рекомендуемые нормы выбраковки значительно превышают установленный в практике норматив в 3% от номинального шага. Это означает, что в большинстве передач в среднем в два раза недоиспользуется потенциальный резерв цепей.
Кроме того, если число зубьев наибольшей звёздочки в передаче больше 40 и цепь подлежит выбраковке по рекомендуемой норме, это не означает, что она окончательно непригодна к эксплуатации. Она может быть использована в передачах с существенно меньшим числом зубьев наибольшей звёздочки, если нет иных повреждений её деталей. Сдерживающим фактором является тот факт, что в практике эксплуатации сельскохозяйственных цепей отсутствуют средства контроля, и оценка работоспособности цепи выполняется визуально.
Как известно, цепные передачи, в отличие от клиноремённых, способны нормально работать при предварительном натяжении, величина которого в десятки раз меньше усилия, передаваемого цепью. Оно создаётся определённым провисанием холостой ветви, которое является обязательным условием нормальной работы цепной передачи. Литературные источники и технические требования рекомендуют назначать стрелу провисания холостой ветви в 0,02^0,025 от межосевого расстояния передачи [1, 14, 13].
По ГОСТ 13568-97 рекомендуется назначать стрелу провисания холостой вет-
ви передачи с межосевым расстоянием в 1000 мм в 40 ± 10 мм при приложении усилия в 160 ± 10 Н. При увеличении или уменьшении межосевого расстояния на каждые 100 мм рекомендуется соответственно увеличивать или уменьшать стрелу провисания на 4 ± 1 мм.
Однако все эти рекомендации, по крайней мере для сельскохозяйственных цепных передач, теряют смысл, так как подавляющее большинство из них снабжается так называемыми натяжными звёздочками.
Необходимость в них диктуется двумя обстоятельствами. Рабочие звёздочки сельскохозяйственных цепных передач выполняются по самым грубым допускам в отношении радиального биения венца (более 0,5 мм), в связи с чем в процессе работы значительно изменяется межосевое расстояние, и возникают большие вертикальные колебания холостой ветви передачи.
Кроме того, стрела провисания постепенно увеличивается от износа деталей шарниров и требуется восстанавливать её прежние значения. Очевидно, что компенсировать вытяжку цепи путём изменения межосевого расстояния в большинстве случаев нецелесообразно.
Но также очевидно, что применение натяжных звёздочек не только не решает проблему натяжения холостой ветви, но и в существующем их исполнении значительно ухудшает ситуацию.
Дело в том, что подавляющее большинство натяжных звёздочек имеет жесткое, неподвижное крепление в кронштейнах,
и потому они лишены способности адекватно реагировать на непрерывно изменяющуюся в работе стрелу провисания в результате радиального биения звёздочек.
Помимо этого в практике использования цепных передач принято устанавливать натяжные звёздочки при их регулировках не только вплотную к цепи холостой ветви, но и с некоторым усилием. При этом холостая ветвь лишается естественной возможности безболезненно компенсировать изменяющееся межосевое расстояние, вызываемое радиальным биением звёздочек.
Компенсация осуществляется за счёт упругих деформаций цепи, валов и кронштейнов натяжных звёздочек. Нередко последнее наблюдается воочию, когда в про-
цессе работы передачи кронштейн натяжной звёздочки, как наименее жёсткое звено, подвергается упругим циклическим деформациям. В описываемой ситуации в цепном контуре возникают дополнительные циклические нагрузки, нередко превышающие передаваемое цепью усилие [1, 7, 11, 14].
Наиболее эффективным решением проблемы было бы применение известных в литературе натяжных устройств с пружинными компенсаторами. Однако это существенно усложняет их конструкцию (рисунок 1).
В сложившейся ситуации существенно уменьшить (но не устранить полностью) негативные процессы можно оптимальным регулированием положения натяжных звёздочек.
Рисунок 1 - Передача с подпружиненной натяжной звёздочкой Figure 1 - Transmission with a spring-loaded tension sprocket
Независимо от места расположения натяжной звездочки порядок регулирования её положения относительно холостой ветви цепи должен заключаться в следующем. Ослабив крепление оси натяжной звёздочки, её впадины следует подвести вплотную к роликам цепи до сопротивления дальнейшему перемещению усилием руки. Далее сместить звёздочку в обратном направлении так, чтобы впадины отошли от роликов примерно на следующие величины:
- для цепи шага 25,4 мм - на 6...7 мм;
- для цепи шага 19,05 мм - на 4.5 мм;
- для цепи шага 15,875 мм - на 3.4 мм.
Основной принцип здесь таков: цепь должна освободиться от воздействия на неё натяжной звёздочки, но при проворачивании передачи зубья натяжной звёздочки не должны выходить из зацепления с её шарнирами. Звездочка должна быть не натяжным, а поддерживающим и гасящим колебания ветви элементом. Несомненно, что контроль за положением и работой натяжной звёздочки должен участиться.
Ориентировочно контроль, и если потребуется, регулирование натяжной звёздочки необходимо будет выполнять планово, через каждые 50 часов работы передачи. Затраченные усилия окупятся много-
кратно продлением долговечности всех деталей передачи, включая подшипниковые опоры.
Нами установлено, что отклонение от расположения (смещение) звёздочек приводит к ряду отрицательных явлений:
- увеличивается темп износа деталей шарниров цепи;
- возрастает износ рабочих поверхностей звёздочек;
- увеличивается износ роликов;
- происходит ненормативный износ боковых поверхностей зубьев и пластин, что влечёт за собой ухудшение КПД передачи;
- создаются осевые нагрузки на подшипники опор, приводящие к их нагреву и преждевременному выходу из строя.
Установлено также, что цепи обладают некоторой способностью к самоустанав-ливаемости в небольших пределах. Показано, что суммарные отклонения от параллельности осей и осевого биения венца звёздочек могут в среднем составлять 0,3 мм в радиальном исчислении и могут быть компенсированы способностью звёздочек к самоустанавливаемости.
Таким образом, реальным источником ненормальной работы передачи и возникновения указанных отрицательных явлений может быть только смещение звёздочек от расположения в одной плоскости. Эта угроза наиболее реальна при выполнении демонтажа и новой установки звёздочек или валов, то есть в процессе ухода за передачами, так как оценка положения звёздочек выполняется визуально. Действующими правилами технического ухода за цепными передачами рекомендуется применять для контроля расположения звёздочек обычные линейки. Однако не существует методики их применения и положительный эффект от их применения достигнут быть не может.
Положительный результат при использовании простой линейки может быть достигнут лишь в том отдельном случае, когда плоскость венца одной из звёздочек будет параллельна геометрической оси передачи и именно эта звёздочка случайно
будет принята за базу. Очевидно, что вероятность такого события близка к нулю, тем более, что при неизбежном наличии осевого биения венца у любой звёздочки поворот её на любой угол изменяет её положение относительно геометрической оси передачи.
Отклонение от параллельности осей валов тоже всегда имеет место, и потому плоскость венца любой из звёздочек не может служить надёжной базой для ориентации положения звёздочек относительно друг друга с помощью обычной линейки.
Положительный результат регулирования может быть достигнут лишь в том случае, когда обе звёздочки, имеющие неустранимые отклонения от расположения, разместятся внутри пространства между внутренними пластинами цепи, вытянутыми в прямую линию, параллельно геометрической оси передачи.
Такое положение при регулировании может быть достигнуто путём применения специальных линеек для цепей разного шага. Каждая из линеек представляет собой прямолинейный плоский стержень типа обычной линейки, в котором на большей части длины выполнена сквозная прорезь, ширина которой для каждого типоразмера передачи определяется выражением
ВП > К > 0,93В: - 0,15,
где Впен - расстояние между внутренними пластинами соответствующего типоразмера цепи по ГОСТ 13568-97.
Длина прорезей должна обеспечивать настройку передач всего диапазона межосевых расстояний данной машины. В принципе линейка может быть раздвижной.
Для удобства пользования три вида линеек целесообразно объединить, выполнив единую линейку-калибр в виде трубы квадратного сечения с разными прорезями по трём её сторонам. Примерный вариант такой линейки-калибра показан на рисунке 2.
Методика пользования линейкой-калибром предельно проста и гарантирует наиболее приемлемый результат. В контролируемой передаче удаляется цепь, и ли-
нейка-калибр прорезью, соответствующей данному шагу цепи, накладывается на обе звёздочки или поочерёдно на смежные звёздочки многозвёздной передачи. Результат контроля считается приемлемым, если участки венцов обеих звёздочек свободно
входят в прорезь. В противном случае ослабляется стопорное устройство любой из звёздочек и соответствующим её перемещением достигается требуемое условие, после чего звёздочка опять стопорится.
153,4
ср
оо оо
И
Г
I
*!L
со 4
11,7
-■тх &
Рисунок 2 - Линейка-калибр для контроля и настройки сельскохозяйственных цепных передач Figure 2 - Gauge ruler for controlling and adjusting chain transmissions for agricultural purposes
Понятно, что применением линейки-калибра нельзя устранить осевое биение венцов звёздочек и отклонения от параллельности осей валов. Однако величины этих отклонений малы в сравнении со смещением и автоматически компенсируются способностью цепи к самоустанавливаемо-сти.
Выше упоминалось, что в практике эксплуатации сельскохозяйственных цепей предельный износ их до выбраковки выполняют визуальной оценкой, чаще всего это делают сами операторы машин. При этом они руководствуются лишь личным опытом, не имея действенных ориентиров и методики контроля. В связи с этим предлагается линейку-калибр снабдить специальными штифтами, расстояние между внешними поверхностями которых ориентировочно равно предельному удлинению для десяти звеньев изношенной цепи.
Контроль годности выполняется следующим образом. Демонтированная из пе-
редачи цепь любым отрезком надевается на соответствующие штифты линейки-калибра. Пара штифтов диаметрами 5 мм и расстояние между их внешними поверхностями предназначены для контроля цепи шага 15,875 мм.
Пара штифтов диаметрами 5 мм и 6,8 мм и расстояние между их внешними поверхностями предназначены для контроля цепи шага 19,05 мм. Пара штифтов диаметрами 6,8 мм и 9 мм и расстояние между их внешними поверхностями предназначены для контроля цепи шага 25,4 мм.
Выбраковке цепи подлежат в том случае, когда десять их звеньев свободно надеваются на соответствующие штифты.
Длина изношенных десяти звеньев рассчитывалась по действующему нормативу в 3% от шага. При этом предлагаемый метод и инструмент контроля не исключает возможности продолжения эксплуатации цепи в передачах с числом зубьев наибольшей звёздочки 30 и менее. При отсут-
ствии других повреждений цепи в таких передачах могут эксплуатироваться ещё не менее сезона полевых работ.
Таким образом, предлагаемый метод контроля годности цепей в передачах не является однозначным и исчерпывающим. Однако он позволяет принимать осмысленные и грамотные решения по длительности их эксплуатации.
Наличие в сельскохозяйственном производственном подразделении линейки-калибра обеспечивает возможность организации периодического контроля за состоянием цепных передач. Его целесообразно проводить в процессе постановки машин на хранение. Инструкциями по эксплуатации, например, зерноуборочных и других комбайнов, где цепные передачи наиболее распространены, предписывается при подготовке к хранению цепи демонтировать и хранить в помещении в смазанном виде. Целесообразно в то же время организовать контроль над состоянием цепей и проверку отклонений от расположения звёздочек в цепных контурах.
В руководствах по эксплуатации сельскохозяйственных машин, даже таких сложных как зерноуборочные комбайны, отсутствуют рекомендации по контролю и уходу за цепными передачами в процессе их эксплуатации. Между тем наличием в их работе нескольких факторов, прямо влияющих на долговечность цепных передач, диктуется необходимость в контроле над их использованием и своевременном вмешательстве при необходимости.
С целью оценки эффективности использования линейки-калибра при настройке сельскохозяйственных цепных передач нами были выполнены соответствующие полевые эксперименты.
Основной целью экспериментальных исследований являлась инструментальная оценка ключевых теоретических положений предложенных способа и средства контроля и регулирования цепной передачи на пред-
мет достижения приемлемых погрешностей её монтажа.
В первую очередь подлежала проверке в полевых условиях эффективность применения линейки-калибра для достижения приемлемых отклонений от расположения звёздочек.
Для её оценки предполагалось выполнить полевые сравнительные испытания на износ деталей передач при разных уровнях настройки отклонений от расположения деталей. За базовое состояние принималась нормативная величина отклонений от расположения звёздочек по ГОСТ 13568-97.
Были выполнены полевые сравнительные испытания двух аналогичных цепных передач, одна из которых отрегулирована с помощью линейки-калибра (рисунок 3), а вторая - визуально, как это и практикуется в сфере эксплуатации сельскохозяйственных цепных передач.
В качестве объектов испытаний были использованы цепные передачи правой стороны наклонной камеры комбайнов «Дон-1500Б» с шагом цепи 25, 4 мм.
В результате полевых испытаний было установлено, что износ валиков цепи визуально настроенной передачи был смещён от середины к краям и составил в среднем 0,1 мм с каждой стороны при 0,04 мм в середине. Износ валиков цепи передачи, настроенной с помощью линейки-калибра, был равномерен по рабочей длине валика и составил в среднем 0,047 мм. Этим достоверно подтверждается эффективность применения линейки-калибра для настройки смещения звёздочек в передаче.
Выше упоминалось, что инструкциями по постановке машин на хранение предписывается демонтаж цепей, их смазка и хранение в закрытых помещениях. Однако в большинстве хозяйств эти предписания игнорируются. На рисунке 4 в качестве примера показано зимнее хранение цепи наклонной камеры комбайна «Дон-1500» в одном из хозяйств.
Рисунок 3 - Линейка-калибр, установленная на звёздочки опытной передачи Figure 3 - Gauge ruler mounted on the sprockets of the experimental chain transmission
Рисунок 4 - Пример неправильного зимнего хранения цепи жатки комбайна «Дон-1500» Figure 4 - An example of incorrect winter storage of the header chain for the combine harvester Don-1500
Понятно, что демонтаж большого количества цепей, например, комбайнового парка, связан со значительными трудозатратами, наличием помещений и организацией индивидуального учёта цепей той или иной машины. Поэтому некоторые хозяйства прибегают к смазке цепей для хранения непосредственно на машинах, без их демонтажа. При этом смазка выполняется жидкими отработанными маслами и не даёт значимого положительного эффекта.
Испарением и атмосферными осадками жидкая смазка сравнительно быстро удаляется, и цепи подвергаются ржавчине. На рисунке 5 показана фотография цепных передач комбайна «Дон-1500», предварительно смазанных жидкой смазкой, по состоянию на начало января. На фотографии видно, что следы смазки сохранились только на нижней цепи, а верхняя цепь покрыта ржавчиной.
Как приемлемый вариант смазка цепей непосредственно на машинах, при постановке их на хранение, допустима. Но при этом необходимо применять тугоплавкие, несмываемые смазки [15]. В частности, спе-
циально приготовленные на основе битумов № 3 или № 4 путём их растворения или расплавления. Такие смазки хорошо защищают шарниры от проникновения влаги и не смываются осадками.
Рисунок 5 - Зимнее состояние цепей, смазанных жидкой смазкой Figure 5 - Winter condition of chains lubricated with liquid lubricant
Необходимость в защите цепей от коррозии однозначна. Дело в том, что в них допускаются лишь небольшие износы деталей шарниров. Так, например, предельный износ втулок до выбраковки цепи шага 25,4 мм составляет около 0,38 мм. За период же хранения несмазанной цепи ржавчина на их поверхностях может достигать 0,1 мм, то есть потери долговечности цепи за один сезон хранения могут достигать около 25% от её номинала.
Неоднозначно трактуется и проблема смазки сельскохозяйственных цепных передач во время их работы. Нам не удалось найти в литературе обоснованных рекомендаций на этот счёт. В связи с этим нами был поставлен специальный опыт на комбайнах в уборочный сезон 2015 года.
В качестве объектов испытаний были выбраны две аналогичные передачи приводов жаток комбайнов «Дон-1500» с шагом цепи 25,4 мм. Одна из них ежедневно смазывалась консистентной смазкой, а вторая работала без смазки.
Зона работы этих цепей имеет высокую запылённость. По этой причине на смазываемой цепи оседало большое количество пыли, почти полностью покрывая звенья цепи. Несмазываемая цепь была свободна от загрязнений.
По окончании полевых работ от каждой цепи был отделён участок в 10 звеньев и разобран на детали. Измерениям на предмет износа были подвергнуты валики шарниров. В результате измерений было установлено, что валики, а следовательно, и втулки смазываемой цепи износились на двадцать процентов больше, чем несмазы-ваемой. Отсюда следует, что при высокой запылённости зоны работы цепи её смазка во время работы не целесообразна.
Выводы. Предложенные дифференцированные нормы выбраковки пластинчатых цепей в зависимости от числа зубьев наибольшей звёздочки в передаче позволяют в среднем увеличить сроки их службы минимум в два раза. Разработанные предложения по регулированию положения
натяжных звёздочек дают возможность уменьшить негативные процессы в ходе работы цепной передачи. Разработанная модель линейки-калибра делает возможным осуществлять технический контроль и настройку по параметру отклонения звёздочек от расположения в одной плоскости в цепных передачах. Результаты полевых испытаний, целью которых являлось подтверждение эффективности использования линейки-калибра и смазки при хранении цепей в зимний период показали, что износ валиков цепи передачи, настроенной с помощью линейки-калибра, был равномерным по всей рабочей поверхности и составил 0,047 мм, и это подтверждает эффективность ее применения. Испытаниями так же установлено, что во время хранения необходимо применять тугоплавкие, несмываемые смазки, а в процессе работы в зоне высокой запыленности смазку применять нецелесообразно, так как износ валиков смазываемой цепи на 20% больше, чем у несмазываемой.
Список источников
1. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: в 3 т. Т. 2. 9-е изд., перераб. и доп. / Под ред. И.Н. Жестковой. М.: Машиностроение, 2006. 960 с.
2. Сидоренко В.С., Антоненко В.И., Фридрих Р.А., Полешкин М.С., Таранов М.А., Серёгин А.А., Лебедев К.Н., Степанчук Г.В., Вану-рин В.Н., Таранов Д.М., Каун О.Ю., Лыткин А.В., Оськин С.В. Привод сельскохозяйственных машин. Ч. 2 // Сельскохозяйственные машины: теория, расчет, конструкция, использование / Азово-Черноморская государственная агроин-женерная академия. Ростов-на-Дону: Терра, 2013. Т. 7. 696 с.
3. Усова Е.В., Бутенко А.Ф., Иванов П.А., Краснова А.Ю. К вопросам ухода за передачами роликовых цепей // АгроЭкоИнфо. 2020. № 4 (42). С. 32. http://agroecoinfo.narod.ru/journal/ STATYI/2020/4/st_415.pdf. EDN: VXYBTQ
4. Гелев Г.Н., Айзен А.М., Карповцев А.Н. Справочник по расчету цепных передач. М.: Машгиз, 1962. 170 с.
5. Семенов В.С., Ушакова Т.П. Цепи и цепные устройства // Материалы Всероссийской
научно-практической конференции аспирантов, докторантов и молодых ученых. Майкоп, 2017. С. 125-129.
6. Забродин В.П., Семенцов М.Н. Сравнительная оценка износостойкости роликовой и пластинчатой цепей // Вестник аграрной науки Дона. 2013. № 4 (24). С. 47-50.
7. Усова Е.В., Иванов П.А., Краснова А.Ю., Жигайлов А.В. Роликовая цепь - конструкция и реальность // АгроЭкоИнфо. 2020. № 4 (42). - С. 33. http://agroecoinfo.narod.ru/ jour-nal/STATYI/2020/4/st_406.pdf. EDN: AQGJAM
8. Kurochkin V.N., Seregin A.A., Valu-ev N.V., Zabrodin V.P., Gazalov V.S., Nikitchen-ko S.L. Mathematical modeling of agricultural machinery technical maintenance // Journal of Fundamental and Applied Sciences. 2017. Т. 9. № 7S. С. 742-751.
9. Фот А.П., Каменев С.В., Тарова М.Ю. Графическое определение долговечности пластин звеньев приводных цепей // Прогрессивные технологии в транспортных системах: сборник статей XIII Международной научно-практической конференции. Оренбург, 2017. С. 266268.
10. Анилович В.Я., Водолажченко Ю.Т. Конструирование и расчет сельскохозяйственных тракторов: справочное пособие. 2-е изд., переработ. и доп. М.: Машиностроение, 1976. 456 с.
11. Цвияк А.П. Справочник машиностроителя-международника. Санкт-Петербург: Питер, 2011. 383 с.
12. Учаев П.Н., Минаев С.Н. Расчет предельно допустимого увеличения шага цепи со стандартным профилем зубьев звездочки // Вестник Воронежского государственного технического университета. 2013. Т. 9. № 4. С. 66-68.
13. Мяченков В.И. Расчеты машиностроительных конструкций методом конечных элементов: справочник. М.: Машиностроение, 1989. 340 с.
14. Готовцев А.А., Котенок И.П. Проектирование цепных передач: справочник. 2-е изд., дораб. М.: Машиностроение, 1982. 336 с.
15. Егоров А.В., Козлов К.Э. Инерционный метод оценки влияния качества смазочных материалов на энергетическую эффективность цепных передач // Наука и образование: научное издание МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2013. № 6. С. 1-22.
References
1. Anur'ev V.I. Spravochnik konstruktora-mashinostroitelya (Handbook of the designer and machine builder: in 3 volumes). T. 2. 9-e izd., pere-rab. i dop., pod red. I.N. Zhestkovoy. M.: Mashi-nostroenie, 2006, 960 p. (In Russ.)
2. Sidorenko V.S., Antonenko V.I., Frid-rikh R.A., Poleshkin M.S., Taranov M.A., Sere-gin A.A., Lebedev K.N., Stepanchuk G.V., Vanu-rin V.N., Taranov D.M., Kaun O.YU., Lytkin A.V., Os'kin S.V. Privod sel'skokhozyaystvennykh mashin. Ch. 2. Sel'skokhozyaystvennye mashiny: teoriya, raschet, konstruktsiya (Agricultural machines: theory, calculation, design, use); ACHGAA. Rostov-on-Don: Terra, 2013; 7: 696 p. (In Russ.)
3. Usova E.V., Butenko A.F., Ivanov P.A., Krasnova A.Yu. K voprosam ukhoda za pereda-chami rolikovykh tsepey (To questions of care of transfers roller chains). AgroEkoInfo. 2020; 4(42): 32. http://agroecoinfo.narod.ru/journal/STATYI/ 2020/4/st_415.pdf. EDN: VXYBTQ. (In Russ.)
4. Gelev G.N., Ayzen A.M., Karpovtsev A.N. Spravochnik po raschetu tsepnykh peredach (Handbook for the calculation of chain drives). M.: Mashgiz, 1962, 170 p. (In Russ.)
5. Semenov V.S., Ushakova T.P. Tsepi i tsepnye ustroystva (Chains and chain devices). Materialy Vserossiyskoy nauchno-prakticheskoy konferentsii aspirantov, doktorantov i molodykh uchenykh. Maykop, 2017, pp. 125-129. (In Russ.)
6. Zabrodin V.P., Sementsov M.N. Sravnitel'naya otsenka iznosostoykosti rolikovoy i plastinchatoy tsepey (Comparative evaluation of the wear properties of roller and plate chains). Vestnik agrarnoy nauki Dona. 2013; 4(24): 47-50. (In Russ.)
7. Usova E.V., Ivanov P.A., Krasnova A.Yu., Zhigaylov A.V. Rolikovaya tsep' - konstruktsiya i real'nost' (Roller chain - design and reality). AgroEkoInfo. 2020; 4(42): 33. - http://agroecoinfo. narod.ru/journal/STATYI/2020/4/st_406.pdf. EDN: AQGJAM (In Russ.)
8. Kurochkin V.N., Seregin A.A., Valu-ev N.V., Zabrodin V.P., Gazalov V.S., Nikitchen-ko S.L. Mathematical modeling of agricultural machinery technical maintenance. Journal of Fundamental and Applied Sciences. 2017; 9-7S: 742751.
9. Fot A.P., Kamenev S.V., Tarova M.Yu. Graficheskoe opredelenie dolgovechnosti plastin zven'ev privodnykh tsepey (Graphical determination of the operational life of drive chain link plates). Progressivnye tekhnologii v transportnykh siste-makh: sbornik statey XIII Mezhdunarodnoy nauch-no-prakticheskoy konferentsii. Orenburg, 2017, pp. 266-268. (In Russ.)
10. Anilovich V.Ya., Vodolazhchenko Yu.T. Konstruirovanie i raschet sel'skokhozyaystvennykh traktorov: spravochnoe posobie (Design and calculation of agricultural tractors: a reference guide.) 2-e izd., pererabot. i dop. M.: Mashinostroenie, 1976, 456 p. (In Russ.)
11. Tsviyak A.P. Spravochnik mashi-nostroitelya-mezhdunarodnika (Handbook of the machine builder and international affairs expert). Sankt-Peterburg: Piter, 2011, 383 p. (In Russ.)
12. Uchaev P.N., Minaev S.N. Raschet pre-del'no dopustimogo uvelicheniya shaga tsepi so standartnym profilem zub'ev zvezdochki (Calculation of maximum permissible increase in the step of the chain with the standard profile of teeth of the sprocket). Vestnik Voronezhskogo gosudarstven-nogo tekhnicheskogo universiteta. 2013; 9-4: 6668. (In Russ.)
14. Gotovtsev A.A., Kotenok I.P. Proektiro-vanie tsepnykh peredach: spravochnik (Design of chain transmissions. Handbook). 2-e izd., dorab. M.: Mashinostroenie, 1982, 336 p. (In Russ.)
15. Egorov A.V., Kozlov K.E. Inertsionnyy metod otsenki vliyaniya kachestva smazochnykh materialov na energeticheskuyu effektivnost' tsepnykh peredach (Inertial method for estimating the effect of lubricants' quality on energy efficiency of chain transmissions). Nauka i obrazovanie: nauch-noe izdanie MGTU im. N.E. Baumana. 2013; 6: 122. (In Russ.)
Информация об авторах
Е.В. Усова - кандидат технических наук, доцент, Азово-Черноморский инженерный институт - филиал Донского государственного аграрного университета в г. Зернограде, Ростовская область, г. Зерноград, Россия.
А.М. Мирошников - ассистент, Ростовский государственный университет путей сообщения, г. Ростов-на-Дону, Россия.
П.А. Иванов - кандидат технических наук, доцент, Азово-Черноморский инженерный институт - филиал Донского государственного аграрного университета в г. Зернограде, Ростовская область, г. Зерноград, Россия.
А.Ю. Краснова - кандидат технических наук, доцент, Азово-Черноморский инженерный институт - филиал Донского государственного аграрного университета в г. Зернограде, Ростовская область, г. Зерноград, Россия.
Ю.М. Черемисин - кандидат технических наук, Азово-Черноморский инженерный институт -филиал Донского государственного аграрного университета в г. Зернограде, Ростовская область, г. Зерноград, Россия.
Елена Владимировна Усова, usova-ev2012@yandex.ru
Information about the authors
E.V. Usova - Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Azov-Black Sea Engineering Institute - branch of Don State Agrarian University in Zernograd, Rostov region, Zernograd, Russia.
A.M. Miroshnikov - Assistant, Rostov State Transport University, Rostov-on-Don, Russia.
P.A. Ivanov - Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Azov-Black Sea Engineering Institute - branch of Don State Agrarian University in Zernograd, Rostov region, Zernograd, Russia.
A.Yu. Krasnova - Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Azov-Black Sea Engineering Institute - branch of Don State Agrarian University in Zernograd, Rostov region, Zernograd, Russia.
Yu.M. Cheremisin - Candidate of Technical Sciences, Azov-Black Sea Engineering Institute -branch of Don State Agrarian University in Zernograd, Rostov Region, Zernograd, Russia.
Elena Vladimirovna Usova, usova-ev2012@yandex.ru
Вклад авторов. Все авторы сделали эквивалентный вклад в подготовку публикации.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Contribution of the authors. All authors made an equivalent contribution to the preparation of the article.
The authors declare no conflict of interest.
Статья поступила в редакцию 07.09.2022; одобрена после рецензирования 27.10.2022;
принята к публикации 28.10.2022.
The article was submitted 07.09.2022; approved after reviewing 27.10 2022; accepted for publication 28.10.2022.
https://elibrary.ru/amxrwm
