АННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ 6
1 КОНСТРУКЦИЯ, УСЛОВИЯ РАБОТЫ И ДОЛГОВЕЧНОСТЬ СОСТАВНОЙ ГУСЕНИЦЫ 7
1.1 Виды гусениц тракторов и их характеристики 7
1.2 Конструкционный анализ соединений и деталей составной
гусеницы 12
1.2.1 Г ерметизация шарнира гусеницы 12
1.2.2 Особенности работы цевочного зацепления 20
1.2.3 Узел замыкания гусеницы 23
2 АНАЛИЗ ИССЛЕДОВАНИЙ ПО ОБЕСПЕЧЕНИЮ НАДЕЖНОСТИ
УПЛОТНЕНИЯ ШАРНИРА ГУСЕНИЦЫ НА СТАДИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ 26
2.1 Постановка задачи исследования 26
2.2 Теоретические предпосылки к выбору объектов и методов
исследований 28
2.2.1 Активный факторный эксперимент 32
2.2.2 Математическое планирование активного факторного
эксперимента 35
2.2.3 Организация и проведение активного факторного
эксперимента 36
2.3 Оценка параметров герметизации шарнира гусеницы 37
2.4 Оценка характеристики упругости уплотнения шарнира
гусеницы 44
3 ПРОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЕТ ПРОЧНОСТИ ПАЛЬЦА И ИЗНОСОСТОЙКОСТИ СОЕДИНЕНИЯ ВТУЛКА-ПАЛЕЦ ГУСЕНИЦЫ 52
4 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПАЛЬЦА
ГУСЕНИЦЫ 57
4.1 Анализ служебного назначения детали 57
4.2 Анализ технологичности детали 59
4.2.1 Определение технологичности детали 59
4.3 Анализ метода получения заготовки 63
4.4 Технологический процесс обработки детали 65
4.5 Контроль готовой детали 67
4.6 Возможный брак при изготовлении детали 68
4.7 Режимы резания и нормы времени 69
5 ФУНКЦИОНАЛЬНО-СТОИМОСТНОЙ АНАЛИЗ УПЛОТНЕНИЙ
ШАРНИРОВ ГУСЕНИЦ 74
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 85
БИБИЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 87
Обеспечение высокой износостойкости деталей является одним из обязательных условий надежной работы машин и получения максимального экономического эффекта от их применения. Это в первую очередь относится к ходовой части гусеничных промышленных тракторов, ресурс которой ниже ресурса остальных агрегатов и определяется главным образом износостойкостью. В наибольшей степени на износостойкости гусеничного движителя сказывается долговечность гусеничных цепей, металлоемкость которых составляет 16 ... 19% массы трактора, а ресурс в 2,5 ... 3 раза меньше ресурса остальных узлов трактора. Основной расход запасных частей как по массе (70 ... 75%), так и по стоимости (45 ... 50%) приходится на ходовую систему трактора и, в частности, на гусеницу. Расход запасных частей гусеницы от расхода запасных частей ходовой системы достигает: по массе 75 ... 90%; по стоимости 70 ... 83%.
Кроме того, изменение в результате износа геометрических параметров гусеничных цепей существенно влияет на интенсивность износа практически всех сопряженных деталей гусеничного движителя. Так увеличение шага цепи и наружный износ втулки приводят к нарушению правильности цевочного зацепления с ведущим колесом и, как следствие, ускоренному его износу.
Следовательно, повышение долговечности гусеничных цепей промышленных тракторов является актуальной задачей. Как показала практика проектирования и эксплуатации промышленных тракторов, одним из наиболее эффективных способов повышения ресурса гусениц является герметизация и смазка шарниров [1].
Целью данной выпускной квалификационной работы (ВКР) является повышение долговечности гусениц промышленных тракторов.
Задача ВКР:
- обеспечение надежности уплотнения шарнира на стадии проектирования;
- создание проекта гусеницы, предназначенной для эффективной работы на высоко абразивных грунтах.
1) Выполнен обзор конструкций и условий эксплуатации составной гусеницы рельсового типа. Дана оценка ресурса в зависимости от грунтовых условий эксплуатации. Остаточным ресурсом при работе на абразивных грунтах обладают звено и башмак. Гусеницы с деталями, имеющими остаточный ресурс 30 ... 60%, снимаются с трактора, что влечет неоправданный расход средств и металла.
2) Задача по повышению долговечности и равностойкости составных гусеничных цепей промышленных тракторов должна носить комплексный характер и решаться в двух направлениях:
- повышение ресурса шарнира гусениц на абразивных грунтах;
- повышение ресурса цевочного зацепления.
3) Установлено, что наиболее эффективным способом повышения долговечности является создание гусеницы с закрытым шарниром с жидкой смазкой. Решение задачи создания закрытого шарнира с жидкой смазкой обусловлено разработкой надежного уплотнительного устройства.
4) Предложена конструкция манжетного уплотнения специального профиля на основе полиуретановой оболочки и резинового упругого элемента с каркасом из фенопласта.
5) Установлена целесообразность создания гусеницы с вращающейся цевкой, которая, при наличии закрытого шарнира с жидкой смазкой, уменьшит трение втулки со звездочкой, что приведет к повышению ресурса, как втулки, так и сегментов звездочки.
6) Разработана для трактора класса 10-15 тс. конструкция гусеницы с закрытым шарниром с жидкой смазкой и вращающейся цевкой (втулкой) для работы на высоко абразивных грунтах.
7) Обоснован основной параметр, характеризующий работоспособность уплотнения смазываемого шарнира - герметичность, оцениваемую величиной удельной утечки.
8) Определены наиболее значимые для обеспечения герметичности конструктивные факторы - контактное давление и параметр шероховатости.
9) Создана математическая модель процесса герметизации и дана качественная и количественная оценка конструктивных факторов. Определены диапазоны их рациональных значений.
10) Разработана конечно-элементную модель уплотнения и на ее основе дана оценка соответствия характеристики аксиальной упругости конструкции допустимому значению усилия поджатия рабочей кромки.
Обоснование и количественная оценка параметров уплотнения в процессе проектирования позволяет создать предпосылки, для обеспечения требуемой надежности.
11) Выполнен проверочный расчет прочности пальца и износостойкости соединения втулка-палец гусеницы. Расчеты подтвердили работоспособность конструкции. Коэффициенты запаса превышают допустимые значения.
12) Разработан технологический процесс изготовления опытного образца пальца для смазываемого шарнира гусеницы. Определены режимы резания и нормы времени. Рассмотрены варианты возможного брака при изготовлении детали.
13) Функционально-стоимостной анализ уплотнений шарниров гусеницы показывает, что экономический эффект от внедрения гусениц повышенной долговечности с на промышленных тракторах может составлять 161 575 тыс. руб.
