Файл: Эксплуатационная надежность сельскохозяйственных машин..pdf

Значение коэффициентов b и а(Ь) приведены в табл. 11.2, по данным которой построены графики дифферен­ циальной плотности (численным методом) и вероятности времени до полного износа наплавленной зоны по форму­ ле (4.17) (рис. 76, в, 77, в). Из рисунков видно, что вы­ полняются и первое и второе условие подобия режимов испытаний.

Выше было показано, что при моделировании на стенде износа детали, характеризующегося двумя пара­ метрами, необходимо проверять тесноту связи между этими параметрами. Если связь между параметрами отсутствует, то коэффициенты перехода от результатов, полученных на стенде, к результатам, полученным в ус­ ловиях эксплуатации по одному и другому параметру, независимы. В противном случае коэффициенты перехо­ да должны быть равны менаду собой.

В процессе работы ножа лезвие изнашивается в ра­ диальном направлении (радиальный износ) и изменя­ ется по толщине. Для определения корреляционной связи между радиальным износом и толщиной лезвия были изготовлены специальные образцы постоянной толщины. Толщина образцов изменялась от 0,5 до 1,5 мм. Они были изготовлены из стали 65Г и закалены до твердости

HRC=48-e 50 единиц.

Образцы устанавливались на оправку (точно также, как и при испытании образцов лезвий на износ) и обра­ зовывали дисковый нож, который проходил испытания в течение 12 ч на стенде кольцевого почвенного канала. Радиальный износ замерялся штангенциркулем от ис­ кусственных баз (лунок) в четырех местах каждого об­ разца.

В результате испытаний были получены значения ра­ диальных износов, которые для наглядности нанесены на графике (рис. 78). Из рис. 78 видно, что зависимость износа от толщины можно разбить на два участка. Первый участок слабой отрицательной корреляции при изменении толщины лезвия от 0,5 до 1 мм и второй уча­ сток сильной отрицательной корреляции при а>1 мм. Степень тесноты между двумя величинами характери­ зуется коэффициентом корреляции, определяемом по формуле [1.2]:

с(и)о(а)

241

Рис. 78. Корреляционная зависимость радиального износа от тол­ щины лезвия.

где гца — коэффициент корреляции величин и (линейный износ) и а (толщина лезвия); К иа— корреляционный момент этих же величин; а (и), а (а) — среднеквадрати­ ческие отклонения износа и толщины лезвия.

Корреляционный момент определяется по результа­ там измерений по формуле:

толщины лезвия; и, а — их средние значения; п — число значений иь а-г

Используя формулы (11.65, 11.66) поданным рис. 78 определяем коэффициент корреляции для 1 участка и одновременно для первого и второго. В первом случае он равен 0,28, а во втором — 0,8. Полученные данные позволяют считать, что на участке 0,5—1 мм толщины лезвия, износ мало зависит от толщины лезвия, т. е. практически от начала работы реального лезвия до его

242

коэффициентом перехода по линейному износу и коэф­ фициентом перехода по изменению толщины лезвия.

5. Технические средства ускоренных (стендовых) испытаний

Вторым основным вопросом стендовых испытаний является разработка технических средств .проведения испытаний. Рассмотрим основные тенденции в развитии технических средств стендовых испытаний.

В автомобилестроении и тракторостроении стендовые испытания находят -широкое применение. Но в сельхоз­ машиностроении, где на стенде необходимо имитировать воздействия орудия, механизма на сельскохозяйствен­ ный продукт, построение стендов затруднительно. Одна­ ко и здесь уже имеется некоторый опыт [XI. 12, XI. 17] и можно отметить следующие особенности испытания сель­ скохозяйственных машин:

а) испытание деталей и узлов осуществляется на специальных стендах;

б) испытание узлов осуществляется с помощью на­ грузочных приспособлений, устанавливаемых на машину.

Первое направление характерно в основном для ти­ повых, второе — для специальных узлов машин. Это обусловлено тем, что в сельскохозяйственных машинах имеется большое число различных активных и пассивных рабочих органов, для которых создать отдельные стенды, имитирующие эксплуатационные условия, очень трудо­ емко. Поэтому идут по пути нагружения рабочих орга­

рабочих органов.

Кроме указанных особенностей испытания необходи­ мо учитывать, что сельскохозяйственные машины рабо­ тают в условиях большой запыленности воздуха и сопри­ косновения с абразивными частицами. Для получения на стенде отказов, характерных для эксплуатации, это обстоятельство учитывается путем создания пылевых камер, добавления в смазку абразивных частиц.

243

Сельскохозяйственные машины содержат большое количество различных деталей, узлов и рабочих органов, которые можно по типу нагружения разбить на пять групп (рис. 79):

а) остов и ходовая часть; б) сошники, подкапывающие лапы, дисковые копачи,

244

Рис. 79. Типовые стенды для ускоренных испытаний сельскохозяйст­ венных машин:

ки, зубчатые редукторы, муфты, карданные передачи и

т. !•)•

Типовой стенд для ходовой части и остова представ­ ляет собой сочетание этого узла машины с нагрузочны­ ми приспособлениями в виде пульсаторов или вибрато­ ров.

Стенд для испытания режущих рабочих органов и ра­ бочих органов, работающих в почве, представляет собой круговой почвенный канал, заполненный абразивной смесыо, с системой приспособлений для имитации нагру­ зок на каждый рабочий орган в отдельности. •

Стенд для транспортирующих рабочих органов — это агрегат, работающий по замкнутому циклу, составной частью которого является испытываемый рабочий орган, а в качестве нагрузки применяются имитаторы из искус­ ственных материалов по форме и весу приближающихся к транспортируемому продукту. Для увеличения внеш­ него воздействия составной частью имитатора является также абразивный материал. Нагрузку можно также создавать с помощью грузов, закрепляемых непосредст­ венно на рабочем органе или с использованием канатов или пружин.

Стенд для испытания механизма привода и транс­ миссии самоходных машин содержит нагружающее уст­ ройство в виде вращающихся барабанов или специаль­ ных транспортеров (для увеличения нагрузок), на кото­ рые устанавливаются ведущие колеса машины, а нагруз­

245

ка осуществляется торможением вала барабана тор­ мозным устройством. Для прицепных машин привод осу­ ществляется от вала отбора мощности трактора или специального двигателя. Нагружение стенда производит­ ся торможением рабочих органов.

Стенды для узлов и деталей общего назначения строятся с нагружением по замкнутому циклу, либо по прямому потоку с применением абразива. В первом слу­ чае в схему стенда входит электродвигатель, испытывае­ мые узлы, образующие замкнутый силовой контур, и на­ гружающее устройство в виде муфты. Нагрузка в конту­ ре создается путем закрутки валов с полумуфтами в разные стороны с последующим их соединением. Таким образом, после соединения полумуфт замкнутый контур будет нагружен заданным статическим моментом. Электромотор служит для привода замкнутого контура

ток •— в затруднении изменения нагрузки в замкнутом контуре для более точного воспроизведения эксплуата­ ционных условий работы. Для этой цели создаются до­ статочно сложные приспособления.

Во втором случае стенд содержит электродвигатель, испытываемый рабочий орган и тормозное устройство электрического, гидравлического или механического типа. Здесь имеются большие возможности для имита­ ции эксплуатационной нагрузки. Однако мощность, потребляемая этими стендами, значительна и в десятки раз выше по сравнению с нагружением по замкнутому циклу.

Рассмотренные два метода нагружения специальных деталей и узлов не исключают друг друга и могут быть рекомендованы для испытания большинства узлов сельскохозяйственных машин.

Дальнейшее развитие направлено на совершенство­ вание средств для воспроизведения и регистрации (конт­ роля) на стенде эксплуатационных условий работы испытуемого узла. Сущность этих работ сводится к вос­ произведению на стенде с помощью запоминающих устройств или отдельных реализаций нагрузочного режи­ ма, полученного при испытании машины в условиях эксплуатации или какой-то усредненной реализации, т. е. необходимо воспроизвести на стенде режим, близ­ кий по своему разгружающему воздействию на деталь к

246

эксплуатационному. Появление в практике таких средств ускорит разработку методик испытаний на стенде.

К разновидности ускоренных средств относятся по­ лигонные испытания, представляющие собой испытания мобильных машин при движении на специальных поли­ гонах с имитаторами, воспроизводящими эксплуатацион­ ные отказы. Полигон представляет собой выполненные один за другим ряд треков с различными препятствиями, а также ванны с наполнителями (песок, грязь). Основой выбора режимов испытаний является сохранение или

Рис. 80. Схема стенда общего привода сельскохозяйственных машин.

увеличение, за счет учащенного воспроизведения нагру­ зок, отказов, имеющих место в нормальной эксплуатации машины, не вызывая при этом дополнительных отказов, не характерных для нормального режима. Опыт испы­ тания полигона тракторов изложен в [Х1.27].

На основе типовых стендов для каждой группы (комплекса) машин необходимо разработать свою си­ стему технических средств, учитывающих особенности рабочих органов, узлов и машин, составляющих этот комплекс. В качестве примера рассмотрим принципы построения стендов для испытания машин свекловично­ го комплекса. В комплекс входят следующие машины: сеялка 2СТСН-6А, прореживатель всходов сахарной свеклы, культиватор-растениепитатель, свеклоуборочные комбайны КС-3, КСТ-3, СКН-2А, СКД-2, СКД-3, ботво­ уборочная машина БМ-6 и корнеуборочная машина КС-6, свеклопогрузчики ГРС-50, ПС-70, СНТ-1,2.

Для нагружения почти всех узлов комплекса машин применяется стационарный стенд общего привода при­ цепных и навесных машин (рис. 80). Он содержит раму, закрепленную на фундаменте, на которой установлен электродвигатель, вал которого при помощи муфты сое­

247

динен с коробкой передач, заимствованной у трактора Т-74. Со вторичным валом коробки передач соединен вал привода, передающий вращение непосредственно на кар­ данный вал испытуемой машины. В задней части рамы предусмотрено крепление навесного устройства трактора «Беларусь», необходимого для навесных сельскохозяйст­ венных машин. Для привода рабочих органов, работаю­ щих при помощи гидропривода, на выходе первичного вала коробки передач установлен гидравлический насос, а для управления — гидрораспределитель Р40/75. Элект­ ромагнитный тормоз, установленный на первичном валу электродвигателя, предназначен для остановки враще­ ния вала в случае отключения электродвигателя. Техни­ ческая характеристика стенда приведена в табл. 11.3.

Для фиксирования времени чистой работы машины на стенде общего привода установлен электрический счетчик моточасов, питание которого осуществляется через трансформатор и выпрямитель от сети переменно­ го тока напряжением 220 В. Синхронизация работы стенда и счетчика осуществляется за счет электрической блокировки включения магнитного пускателя стенда и счетчика.

К стенду общего привода подсоединяется испытывае­ мая машина, рабочие органы которой загружаются на­ грузочными приспособлениями. Способ загрузки рабоче­ го органа выбирается в зависимости от моделирования на стенде выполняемой функции в условиях эксплуата­ ции и возникающих при этом отказов.

Выбор нагрузочного приспособления рассмотрим на нескольких примерах. Наблюдениями установлено, что для элеватора корней свеклоуборочного комбайна КСТ-3 характерны следующие отказы:

1. Износ шарниров цепи, увеличивающий шаг звена цепи и создающий ненормальные условия работы узла.

248