CC BY
11
УДК: 631.352
А.П. Тарвердян
ВОЗМОЖНОСТИ ПОВЫШЕНИЯ ДОЛГОВЕЧНОСТИ ПАЛЬЦА СЕНОКОСИЛКИ КСГ-2,1 В УСЛОВИЯХ ГОРНЫХ СЕНОКОСОВ
НАЦИОНАЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ НАУК РЕСПУБЛИКИ АРМЕНИЯ, ЕРЕВАН, АРМЕНИЯ
A.P. Tarverdyan
POSSIBILITIES OF INCREASING THE LONGITY OF THE FINGER OF THE KSG-2.1 SENO-AGENT IN THE CONDITIONS OF THE MOUNTAIN HAYMAKINGS NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE REPUBLIC OF ARMENIA, YEREVAN, ARMENIA
деформируются и ломаются. Их замена новыми связана с большими затратами. Для ремонта сломанных стальных пальцев предлагается использовать метод сварки сломанных частей пальцев с помощью использования электродов ручной дуговой сваркой. Чтобы сравнить между собой уровень работоспособности новых и сваренных пальцев, в лабораторных условиях были испытаны на прочность с помощью пресса, а также проведены производственные испытания. Полученные результаты положительны.
Ключевые слова: косилка, сегмент, палец, надежность, отказ.
Аршалуйс Погосович Тарвердян
Arshaluys Pogosovich Тагуе^уап Академик Национальной академии наук Республики Армения, доктор технических наук, профессор
Аннотация. В районе «Елиджа» Гегамского горного хребта были проведены исследования надежности работы сеноуборочных машин в самых трудных условиях горных сенокосов. В качестве объекта исследования была выбрана наиболее распространенная в республике сенокосилка марки КСГ-2,1. Исследованию подверглись 3 сенокосилки, проверялись их надежность и долговечность, выявлялись причины и характер отказов, их количество, а также время, необходимое для устранения неисправностей. Исследована эксплуатационная надежность сенокосилки КСГ-2,1 и выявлены, что из восстанавливаемых деталей наиболее часто выходят из строя пальцы, которые
Abstract. In the area of the «Yelidzh» of the Gegham mountain range, studies have been carried out on the reliability of haymaking machines in the most difficult conditions of mountain haymaking. The most common mowers in the republic, the KSG-2,1, was chosen as the object of research. 3 mowers were examined, their reliability and durability were checked, the causes and nature of failures were identified, their number and the time required for troubleshooting. The operational reliability of the KSG-2,1 mowing machine has been investigated and it has been revealed that the most frequently damaged parts of the restored parts are fingers, which are deformed and broken. Replacing them with new ones is costly. To repair broken steel fingers, it is proposed to use the method of welding broken parts of fingers using electrodes using manual arc welding. In order to compare the level of performance of new and welded fingers, in the laboratory were tested for strength using a press, as well as production tests were carried out. The results are positive.
Keywords: mower, segment, finger, reliability, failure
В Республике Армения горные естественные сенокосы и пастбища являются основной кормовой базой для скотоводства. Но они каменистые, ухабистые, покрыты кочками и кустарниками. Поэтому в условиях горных сенокосов сеноуборочные машины работают с отказами.
В июле и августе 2017-2018г.г. в районе «Елиджа» Гегамского горного хребта были проведены исследования надежности работы сеноуборочных машин в самых трудных условиях горных сенокосов. В качестве объекта исследования была выбрана наиболее распространенная в республике сенокосилка марки КСГ-2,1. Исследованию подверглись 3 сенокосилки, проверялись их надежность и долговечность, выявлялись причины и характер отказов, их количество, а также время, необходимое для устранения неисправностей [4].
Анализ полученных статистических данных показал, что наиболее часто из строя выходят сегменты (53%), пальцы (27 %), ножи режущего аппарата (18%). Поломка пальцевого бруса составила всего 1,5%, а остальные поломки - 0,5%.
У сенокосилок лишь сломанные сегменты не восстанавливаются, все остальные отказы деталей восстанавливаются. Из восстанавливаемых деталей сеноуборочных машин наиболее часто выходят из строя пальцы, которые деформируются и ломаются. Их замена новыми связана с большими финансовыми затратами и трудоемка.
Пальцы сенокосилки КСГ-2,1 изготовляются из чугуна (КЧ 35, ГОСТ 1215-79) и стали (35Л, ГОСТ 977-75) [2]. Во время работы сенокосилки пальцы деформируются, ломаются, затяжка болтов ослабляется и болты ломаются.
Поломки происходят из-за ударов о камни, кочки, ухабы, а также воздействия твердых стеблей сорняков и кустарников.
Чтобы выявить конкретный характер и причины поломок пальцев, представляем результаты расчетов надежности эксплуатации пальцев, анализ и конкретные предложения по повышению их надежности.
Статистические данные надежности работы пальцев на всех 3-х сенокосилках однородны. Поэтому полученные данные разработаны совместно, были построены статистические и вероятностные функции закономерности поломок пальцев в зависимости от времени эксплуатации.
Согласно статистическим данным, длительность безотказной работы пальцев 3-х сенокосилок соствляет:
Число интервалов получается - Кобщ = 1 + 3,3 lg Nc6i4 : 1 + 3,3 lg 53 ~ 8, а значение интервалов -
t -t д^__ max min
7
45,7-1,38 7
Пределы интервалов и количество отказов пальцев для 3-х сенокосилок приведены в таблице.
Определены вероятности статистической плотности
распределения безотказной работы: / (< )=^
Вестник Курганской ГСХА № 2, 2019 Татические шуш 75
где: N - общее количество отказов пальцев косилок (N=53),
Номер интервала Граница интервала Количество отказов Номер интервала Граница интервала Количество отказов Номер интервала Граница интервала Количество отказов
1 0 - 6 22 4 Я 18 4 7 36-42 0
2 6 - 12 17 5 24 - 30 1 8 42-48 1
3 12 - 18 8 6 30 - 36 0
- коэффициент вариации:
,(4=^=^ = 0,84
Т.
Л =
17
■ср
9,34
53-6
= 5,35-10
/з=^ = 2,52.10"2, и т. д.
Таблица - Общее распределение интервалов для безотказной работы пальцев 3-х косилок
Рассчитаны числовые показатели статистической функции безотказной работы пальцев сенокосилок в определенных интервалах времени:
3
0 - 6
6 - 12
12 - 18
22
17
8
6
18 - 24
24 - 30
30 - 36
ш и
^ я I Б
0
36-42
42-48
На основании расчетов построена диаграмма, представленная на рисунке 2.
После расчета построена вероятностная статистиче ская диаграмма плотности безотказной работы (рисунок 1) которая показывает вероятность появления отказов в ин тервалах времени.
Рисунок 1 - Вероятностная статистическая диаграмма плотности безотказной работы пальцев 3 сенокосилок во время разных отказов
Для определения закономерности изменения статистической и вероятностной диаграмм общей надежности пальцев сенокосилок, рассчитаны: - математическое ожидание:
Рисунок 2 - Закономерности изменения статистической и вероятностной функций пальцев сенокосилок в зависимости от времени эксплуатации (для пальцев 3 сенокосилок при разных отказах)
Закономерность изменения статистической функции показывает, что для расчета функции вероятности целесообразно использовать экспоненциальный закон распределения случайных величин. Это подтверждает также величина коэффициента вариации - V(t) « 1. Выбор этого закона подтверждает также тот факт, что отказы пальцев сенокосилок возникают случайно от воздействия ударных сил.
Величины функции Р^) по интервалам рассчитаны согласно экспоненциального закона:
- интенсивность появпения откязов:
- среднеквадратическое отклонение: с ^
^ = 0, х1 = 0, Р(0) = 1,0 = 100 %, \2 = 6, х2 = М = 0,11 • 6 = 0,66,
Р(6) = е-066 =0,52 = 52 %, ^ = 12, х3 = 0,11 • 12 = 1,32, Р(12) = е-132 = 0,273 = 27 %.
Из рисунке 2 видно, что кривые статистической и вероятностной функций надежности пальцев сенокосилок совпадают и это подтверждает то, что метод экспоненциального закона распределения случайных величин правилен и
1
4
4
0
2
8
5
1
даже не имеет смысла проверять его достоверность.
Согласно рис.2 после 3-х часов работы сенокосилок эксплуатационная надежность составляла 100%-ов. После чего начинаются отказы и надежность пальцев сенокосилок падает: в интервале 6-12, надежность пальцев составляет 52%, в интервале 12-18 - 27%, в интервале 18-24 - 14%, в интервале 24-30 -7%, далее надежность резко падает.
Отказы пальцев отрицательно влияют на эксплуатационную надежность, а также на производительность и эксплуатационные расходы сенокосилок. Однако надо иметь в виду, что при исследовании состояния пальцев во время эксплуатации учитывались отказы: поломки и деформации пальцев, осслабление и поломка болтов, а также другие отказы. Кроме поломок пальцев, остальные отказы можно заранее предусмотреть, проверить при техническом обслуживании и предотвратить.
Большая часть отказов пальцев (64 %) происходит из-за поверхностных и полускрытых камней, 22 % - из-за воздействия ухабов, 14% - из-за воздействия твердых стеблей сорняков и кустарников [4].
На рисунке 3 представлена технологическая схема восстановления сломанных пальцев методом сварки, из которой видно, что в тех частях сломанных пальцев, которые подлежат сварке, с 4-х сторон под углом 45о сделаны фаски глубиной 3, 4, 5 мм, которые залиты сваркой.
В соответствии с толщиной пальцев
. В соответствии с длиной пальцев
Для достижения поставленной цели 3 совершенно новых пальца (рисунок 5а) были сломаны под прессом путем сжатия (рисунок 5б), потом сломанные части были сварены (рисунок 5в) и испытаны под прессом до поломки (рисунок 5г).
Рисунок 3 - Технологическая схема ремонта сломанных пальцев
Чтобы сравнить между собой уровень работоспособности новых и сваренных пальцев, их в лабораторных ус ловиях испытали на прочность с помощью гидравлического пресса ГМС-20 (рисунок 4).
Рисунок 4 - Воздействие пресса на палец
Рисунок 5 - пальцы: а) целые, б) сломанные под прессом, в) сваренные сломанные части, г) повторно сломанные
а
б
в
Вестник Курганской ГСХА № 2, 2019 Техиические науки 77
В результате опытов были получены следующие результаты:
- совершенно новые пальцы сломались под действием силы 41-44 кН,
- отремонтированные пальцы- с глубиной фасок 5 мм - 29 кН, 4 мм - 23 кН и 3 мм - 15 кН.
В течении 14 дней во время проведения сенокоса в период с 27 июля по 10 августа 2018 г были получены положительные результаты работы сенокосилок с отремонтированными пальцами, случаев поломок отремонтированных пальцев зарегистрировано не было.
Для ремонта сломанных пальцев необходимо разработать рациональную технологию. По нашему мнению и мнению специалистов наиболее простая и лучшая технология - сварка сломанных частей пальцев. Из наиболее известных методов был использован метод сварки сломанных частей пальцев с помощью использования электродов ручной дуговой сваркой. Было учтено, что при большом нагреве шов металла теряет марганец, углерод и силиций, а фосфор и сера полностью сохраняются [1-11].
Необходимо также учесть, что основными параметрами ручной дуговой сварки являются сила тока, напряжение и скорость проведения сварки. Тип электрода выбирают исходя из химического состава свариваемого металла, согласно производственным паспортным данным электродов, взятых из действующих каталогов. Диаметр электрода выбирают в зависимости от толщины свариваемого металла и расположения шва. Учитывая размеры пальцев, в нашем случае диаметр электрода должен быть 5-6мм, а сила тока 200-300А.
Подводя итоги проведенных исследований, можно гарантировать использование даже в полевых условиях разработанной технологии ремонта пальцев, с целью повышения их долговечности и уменьшения затрат на приобретение новых пальцев.
Список литературы
1 Крюковский Н. Ручная дуговая сварка плавящимся электродом // Сварка в машиностроении: справочник 1 / под редакцией Н.А. Ольшанского. М.: Машиностроение, 1978. С. 144-163.
2 Особов В., Васильев Г. Сеноуборочные машины и комплексы. М.: Машиностроение, 1983. 304 с.
3 Сварка в машиностроении / под редакцией Н.А. Ольшанского. М.: Машиностроение, 1978. Том 1. 504 с.
4 Маркарян С.Е., Овсепян Г.С., Симонян А.Р Повышение качественных характеристик пальца сенокосилки путем термохимической обработки // UNIVERSUM: Технические науки. М., 2018. Выпуск 12 (57). С. 19-22.
5 Галстян А.Ж. Усовершенствование технологии методом химико-термической обработки твердых сплавов и деталей, оптимизация параметров процесса: диссертация кандидата технических наук. Ереван, 2000. 150 с.
6 Маркарян С.Е., Акопян О.Т., Айрапетян Д.Т. Результаты эксперементальных исследований по выбору и эффективной эксплуатации сеноуборочных машин в горных условиях // Альманах современной науки и образованияю. 2015. № 2. С. 80-83.
7 Маркарян С.Е., Овсепян Г.С., Симонян А.Р Повышение качественных характеристик пальца сенокосилки путем термохимической обработки. UNIVERSUM // Технические науки. М., 2018. Выпуск: 12 (57). С. 29-32.
8 Овсепян ГС., Карапетян Г.К. Механические свойства и структура рения. Ер.: Чартарапет, 2009. С. 112.
9 Овсепян Н.Г, Варданян С.В., Карапетян К.Г Возможные варианты диффузии при термохимической обработке металлов. // Вестник НАН РА и ГИУА, серия технических наук. Ереван, 2012. Т. 65. № 2. С. 153-158.
10 Овсепян ГС., Чудина О.В., Овсепян Н.Г Повышение износостойкости протяжных инструментов // Материаловедение. Москва, 2013. № 12. С 27-30.
11 Сорокин В.Г., Вопосникова А.В. и др. Справочник сталей и сплавов. М.: Машиностроение, 1989. 640 с.
List of reference
1 Kryukovskiy N. Manual arc welding with consumable electrode // Welding in mechanical engineering: handbook 1 / edited by N.A. Olshansky. M.: Mashinostroenie, 1978. Рр. 144-163.
2 Osobov V., Vasilyev G. Hay-harvesting machines and complexes. M.: Mechanical Engineering, 1983. 304 p.
3 Welding in mechanical engineering / edited by N.A. Olshansky. M.: Mashinostroenie, 1978. Volume 1. 504 p.
4 Markaryan S.E., Hovsepyan G.S., Simonyan A.R. Improving the quality characteristics of the finger mowing by ther-mochemical processing // UNIVERSUM: Technical Sciences. M., 2018. Issue 12 (57). Pp. 19-22.
5 Galstyan A.Zh. Improvement of technology by a method of chemical heat treatment of hard alloys and parts, optimization of process parameters: dissertation of a candidate of technical sciences. Yerevan, 2000. 150 p.
6 Markaryan S.E., Akopyan O.T., Hayrapetyan D.T. The results of experimental studies on the selection and effective operation of haymaking machines in the mountains // Almanac of modern science and education. 2015. № 2. Рр. 80-83.
7 Markaryan S.E., Hovsepyan G.S., Simonyan A.R. Improving the quality characteristics of the finger mowers by ther-mochemical processing. UNIVERSUM // Technical Sciences. M., 2018. Issue: 12 (57). Pp. 29-32.
8 Hovsepyan G.S., Karapetyan G.K. Mechanical properties and structure of rhenium. Er.: Chartarapet, 2009. P. 112.
9 Hovsepyan N.G., Vardanyan S.V., Karapetyan K.G. Possible options for diffusion during thermochemical processing of metals. // Bulletin of the National Academy of Sciences of the Republic of Armenia and the State Institute of Architecture and Industry, a series of engineering sciences. Yerevan, 2012. V. 65. № 2. Рр. 153-158.
10 Hovsepyan G.S., Chudina O.V., Hovsepyan N.G. Improving the durability of broaching tools // Materials Science. Moscow, 2013. № 12. Рр. 27-30.
11 Sorokin V.G., Voposnikova A.V. and other Handbook of steels and alloys. M.: Mashinostroenie, 1989. 640 p.
