CC BY
140
УДК 631.365.22
ВИБРАЦИЯ ЖАТКИ КGРМGУБGРGЧНGГG ТОМБАИНА «5GH-68GM»
П.Н. ЛАПШИН, доктор технических наук, профессор Курганская ГСХА
Н.Н.УСТИНОВ, кандидат технических наук, доцент
Тюменская ГСХА
E-mail: [email protected]
Резюме. В работе приведены результаты испытания жатки комбайна, которые позволили установить причины ее повышенной вибрации из-за совпадения частот собственных колебаний поперечины боковин жатки и возбуждения режущего аппарата.
Ключевые слова: период, амплитуда, частота возбуждения, собственные колебания.
Жатка оказывает большое влияние на качество работы и надежность комбайна. Это многотонная конструкция одним концом консольно, как маятник, подвешена к раме машины, а другим посредством башмаков опирается на почву. Для уменьшения давления на почву она снабжена системой уравновешивающих пружин.
На жатке расположены мотовило, режущий аппарат, шнек, наклонный транспортер, барабан, проставка, битер. Они проводятся в движение от энергитической установки комбайна через систему ременных и цепных передач. Каждый из указанных рабочих органов обладает определенными динамическими параметрами, к которым относятся масса, расположение центров масс и осей инерции, жесткость конструкции, частоты собственных колебаний и др. Если одна из этих частот равна или кратна частоте возбуждения рабочих органов, то из-за резонансных явлений происходит увеличение размаха колебаний, поломки деталей, заклинивания шарнирных соединений и подшипников (отказы). Наибольшее количество отказов в комбайнах приходится на жатку [1,2].
Цель нашей работы - установление причин повышенной вибрации жатки.
Условия, материалы и методы. Исследования проводили на жатке комбайна Дон-680М в ЗАО «Агро-Бизнес» Макроусовского района. Испытание комбайна проводили из-за повышенной вибрации и отказов жатки.
Измерение вибрации осуществляли следующим образом. Жатку опускали на башмаки. Запускали двигатель комбайна, приводили в движение режущий аппарат, мотовило и шнек жатки. В различных точках устройства измеряли его вынужденные колебания, которые записывали на ленту вибрографа ВР-1А №531. Затем двигатель комбайна выключали, жатку устанавливали в транспортное положение и толчком выводили из состояния равновесия. После этого на ленту вибрографа записывали ее собственные колебания.
Аналогично фиксировали собственные колебания боковин, днища и поперечины жатки. В этом случае ее опускали на башмаки.
Результаты и обсуждения. На полученной виброграмме (см. рисунок, а) просматриваются три гармоники с периодами Тр=0,0676 с, Тш=0,344 с и Тм=0,809 с. Первый период в 1,23 раза меньше паспортного значения периода колебаний режущего аппарата. Второй и третий - практически совпадают с паспортными значениями времени одного оборота шнека и мотовила.
В любой момент времени перемещение жатки можно Достижения науки и техники АПК, №11-2010 __
(1)
наити из выражения:
у= А cosrnt+А соею t+А соею t,
J р р ш ш м М ’
где Ар, Аш, Ам - соответственно амплитуды колебании жатки, возникающие под действием возбуждении режущего аппарата, шнека, мотовила; юр -круговая частота колебаний режущего аппарата; юш, юм - угловые скорости шнека и мотовила; t - текущее время.
При известных периодах Т ,Тш,Тм чистоты возбуждения: ю=2/яТ.. р ш М (2)
Если принять за начало отсчета времени максимальный размах колебаний жатки, то есть при t=0 суммарная амплитуда будет равна:
у =A +A +A . (3)
J max p ш м ' '
Из виброграммы (см. рисунок, а) ymax=A1=3,5 мм. Следующий максимальный размах произойдет через период Т, в который укладываются 3 полных периода Тм, 7 периодов Тш и 26 периодов Т.
При =Т/2 амплитуда колебаний жатки будет минимальной:
y =A-A -A
J min p ш м
(4)
На виброграмме (см. рисунок, а) утп=А1=2,0 мм. Сложив выражения (3) и (4), можно найти амплитуду колебаний жатки от возбуждений режущего аппарата
(утах+утп)/2=АР=2,75 мм.
При М,75Т третий член в выражении (1) равен нулю, так как оовюм-1,75Т=0. В этот момент на виброграмме у=2,4 мм и из выражения (4) можно найти амплитуду Аш=0,35 мм, а затем и амплитуду Ам=0,40 мм.
В месте крепления жатки к комбайну амплитуда её колебаний снижается до 1,5 мм, а в кабине комбайна на рулевой колонке она равна 0,6 мм, но и такие колебания представляют опасность, как для надежности машины, так и для условий труда комбайнера [3,4].
Основные колебания жатки изучаемого комбайна характеризуются периодам Т , которому соответствует круговая частота ю =92,9 рад/с. Она превышает частоту колебаний режущего аппарата на 18,5 %.
Из виброграммы (см. рисунок, б) следует, что период собственных колебаний жатки Т =0,382 с, что соот-
Рисунок. Вынужденные и собственные колебания жатки и её элементов: а - виброграмма жатки в средней части, записанная на расстоянии 1 м от поверхности поля в масштабе 1:1 при включенных режущем аппарате, мотовиле и шнеке; б, в - виброграммы собственных колебаний жатки и поперечины боковин; г - отметка времени.
ветствует круговой частоте собственных колебаний юж=16,44 рад/с. Это близко к угловой скорости шнека юш=17,56 рад/с, но резонансный процесс шнека не может раскачать жатку из-за наличия в системе более высоких частот возбуждения.
Период собственных колебаний поперечины боковин жатки Тп близок к ранее отмеченному Тр (см. рисунок, а), то есть колебания режущего аппарата происходят в режиме близком к резонансу. В линейной системе вибрация в таких случаях происходит с частотой собственных колебаний, размах которых зависит не столько от значения возмущающих сил, сколько от отношения частот собственных и вынужденных колебаний.Чем оно больше отличается от единицы, тем меньше размах колебаний.
Поперечина боковин жатки выполнена из массивной трубы длинной более 5 м и находится на расстоянии 3 м
от точки крепления жатки к комбайну. Интенсивные колебания поперечины и боковин жатки способствуют заклиниванию режущего аппарата и разрушению приводных механизмов жатки. После ремонта комбайн работает непродолжительное время, так как резонансные процессы в жатке сохраняются. Их можно устранить, уменьшив частоту собственных колебаний поперечины и боковин жатки путем снижения жесткости поперечины. Изложенную методику можно использовать для анализа вибрационного состояния других жаток.
Выводы. Таким образом, главные причины повышенной вибрации жатки - одновременное воздействие на неё разночастотных усилий режущего аппарата, шнека и мотовила, а также близость частоты возбуждения режущего аппарата к частоте собственных колебаний поперечины боковин жатки.
Литература.
1. Обоснование безотказности зерноуборочных комбайнов. / А.В. Авдеев, Г.И. Грудева, В.И.Свердлов, В.В. Басин. / / Тракторы и сельхозмашины. - 1989. - №9. - С.8 - 11.
2. Апалков В.В. Суровкин Б.Н., Баладжанц Б.Н. Повысить надежность комбайнов «Дон» // Мех. и электриф. сельск. хоз-ва.- 1988. - №3. - С.50 - 52.
3. ГОСТ 12.2.019-86 Система стандартов безопасности труда. Тракторы и машины самоходные. -М.: Издательство стандартов, 2009.-36с.
4. Житомирский В.К. Механические колебания и практика их устранения. - М.: Машиностроение, 1966. - 176 с.
VIBRATION OF REAPER OF STERN COMBINE «DON-680M»
P. N. Lapshin, N. N. Ustinov
Summary. In this work there are the results of the test of combine’s reapers that make possible to establish the reasons of its abnormally high vibration because of coincidence of onu frequency oscillation of diametrical reaper’s sides and frequency of excitement of cutting device.
Key words: period, amplitude, frequency of excitement own oscillations.
ПРОРЕКТОРУ ПО НАУЧНОЙ РАБОТЕ БЕЛГОРОДСКОЙ ГСХА В.Ф. УЖИКУ - 60 ЛЕТ!
Владимир Федорович Ужик родился в 1950 г. п. Печенеги Чугуевского района Харьковской области. В 1967 г он поступил и в 1972 г. закончил Харьковский институт механизации и электрификации сельского хозяйства. После окончания вуза В.Ф. Ужик работал в совхозе «Красная волна» Велико-Бурлукско-го района Харьковской области заведующим машинно-тракторной мастерской, а затем главным инженером этого же хозяйства.
В 1979 г. Владимир Федорович стал заведующим сектором научно-исследовательских работ по механизации животноводства, а с 1982 г заведующим отделом механизации животноводства Белгородского СХИ. Одновременно он вел полный курс «Механизация, электрификация и автоматизация животноводства» на ветеринарном и зоо-инженерном факультетах. С 1993 г В.Ф. Ужик занимал должность доцента, а с 1994 г и до сих пор - профессора кафедры механизации сельского хозяйства. В 1984 г. он защитил кандидатскую, а в 1994 г - докторскую диссертацию. С 2001 г Владимир Федорович занимает должность проректора Белгородской ГСХА по научной работе.
В.Ф. Ужик - видный ученый в области механизации животноводства. Он автор более 300 научных и учебнометодических работ. Его труды посвящены новым направлениям и методам создания средств механизации технологических процессов выращивания ремонтного молод-
80 ----------------------------------------------------
няка крупного рогатого скота, содержания взрослого поголовья, формирования вымени высокопродуктивных коров, а также машинного доения.
Под руководством и при непосредственном участии В.Ф. Ужика разработаны теоретические положения, на основе которых созданы пневмомеханические устройства для массажа вымени нетелей с применением механических и пневмомеханических способов воздействия на молочную железу, переносное и стационарное адаптивное доильное оборудование с управляемым режимом доения как в целом по вымени, так и по каждой доле в отдельности, переносные и стационарные манипуляторы, автоматизирующие как заключительные, так и предшествующие доению технологические операции, устройство для родовспоможения коровам, кормоприготовительные и кормораздающие машины и многое другое. Разработанные конструкции защищены более чем 70 авторскими свидетельствами и патентами на изобретения.
Владимир Федорович создал свою научную школу, подготовил 15 кандидатов и 1 доктора наук.
За достижения в научной и преподовательской деятельности, долговременный плодотворный труд В.Ф. Ужик награжден нагрудным знаком «Почетный работник высшего профессионального образования Российской Федерации», медалью «Ветеран Труда», Почетными грамотами Министерства Сельского хозяйства Российской Федерации и др. медалями «Лауреат Всероссийского выставочного центра».
Высокий уровень профессиональной подготовки и организаторские способности, любовь к земле и людям позволили ему успешно трудиться на всех порученных участках, пользоваться высоким авторитетом среди профессорско-преподавательского состава, студентов академии и руководителей агропромышленного комплекса.
__ Достижения науки и техники АПК, №11-2010
