Анотація до роботи:

Клименко М.П. Забезпечення надійності трансмісійних елементів сільськогосподарських агрегатів на основі моделювання та прискорених випробувань. – Рукопис.

Дисертація на здобуття вченого ступеня кандидата технічних наук за фахом 05.05.11 – Машини і засоби механізації сільськогосподарського виробництва. – Харківський національний технічний університет сільського господарства імені Петра Василенка. Харків, 2006.

У дисертації вирішено наукову-технічну проблему, яка направлена на підвищення довговічності елементів сільськогосподарських агрегатів. Отримані узагальнені регресійні моделі надійності елементів трансмісії, котрі дозволяють оцінити в середньому ступінь впливу кожного ресурсного параметра на довговічність, а також забезпечують можливість здійснення прогнозу довговічності деталі за її початковими конструктивно-технологічними параметрами. Розроблена програма раціонального проведення прискорених ресурсних випробувань картерів ведучих мостів на втомну довговічність за рахунок використання східчастого навантаження, що дозволило скоротити загальну тривалість випробувань в середньому на 15-20% і підвищити інформативність випробувань, скоротивши кількість зразків для випробувань на 30%. Розроблений спосіб вибіркової оцінки надійності трансмісії за показниками, визначеними для її складових елементів. Для оптимізації підвищення ресурсу деталей запропоновані та обґрунтовані техніко-економічні критерії.

Забезпечення нормативних ресурсів трансмісійних елементів СГА вимагає підвищення зносостійкості та втомної міцності. Вивчення причин відмов елементів машин дозволяє визначити найефективніші шляхи забезпечення оптимальних показників надійності, а також дозволить підвищити працездатність СГА при виконанні технологічних операцій.

1. Досліджено і проаналізовано технічний стан деталей більше ніж 200 комплектів трансмісій, що відпрацювали до першого капітального ремонту. Встановлено, що в реальній експлуатації середній наробіток до відмови трансмісійних елементів складає приблизно 5200 годин (норматив - 12000 годин). Зниження довговічності обумовлено важкими умовами експлуатації, а також низькою якістю виробництва деталей.

2. Виконано класифікацію деталей трансмісії (2 групи) по твердості робочих поверхонь. Встановлені залежності між сукупністю конструктивно-технологічних чинників (маса, зносостійкість, крутний момент, частота обертання, кінематична точність виготовлення) та ресурсом елементів трансмісії, котрі дозволяють оцінити в середньому ступінь впливу кожного окремого ресурсного параметра на довговічність елементів, а також забезпечують можливість здійснення прогнозу довговічності деталей за їх конструктивними та технологічними параметрами.

З використанням розроблених регресійних моделей запропоновані раціональні засоби підвищення довговічності лімітуючих деталей трансмісії, які були прийняті до впровадження на ВАТ ХТЗ, а саме:

для зубчастих коліс - поліпшення точності виготовлення і відновлення деталей, тобто замість існуючого дев'ятого, використовувати восьмий клас кінематичної норми точності виготовлення, що дозволить підвищити довговічність в 1,4-1,6 рази. На підставі лабораторних та експлуатаційних досліджень запропоновано використовувати більш зносостійку сталь 25ХГНТ, замість існуючої сталі 25ХГТ, що дасть можливість збільшити довговічність в 1,2 рази;

для барабана гідропідтискної муфти і поршня зменшити питомий контактний тиск між шпилькою диска і поверхнею паза за рахунок збільшення площі контакту, а також збільшити твердість пазів з HRC 24-26 до HRC 30-34, ці заходи дозволять підвищити довговічність в 1,5-2,0 рази. У дисків необхідно підвищити твердість шліців, а саме: для диска 150.37.602 з HRC 23-30 до HRC 28-36, для диска 150.37.136А з HRC 32-37 до HRC 36-40; довговічність при цьому збільшиться в 1,3-1,5 рази.

3. На підставі отриманих моделей довговічності елементів трансмісій розроблено новий спосіб вибіркової оцінки її надійності за характеристиками основних ресурсовизначальних елементів. Даний спосіб реалізує можливість вибіркової оцінки надійності систем і дозволяє виконувати контроль надійності за істотно меншою інформацією, ніж при використанні відомих методів.

4. Розроблена програма раціонального проведення прискорених ресурсних випробувань картерів ведучих мостів на втомну довговічність з використанням нових режимів програмного (ступінчастого) навантаження, що дозволило скоротити загальну тривалість випробувань в середньому на 15-20%, підвищити інформативність випробувань і зменшити на 30% кількість зразків для випробувань (результати дослідження прийняті до упровадження на ВАТ ЛКМЗ).

5. На підставі статистичного аналізу результатів натурних втомних випробувань шліцьової цапфи колісного редуктора ведучого моста розроблена і апробована методика уточнення прогнозування довговічності шліцьових з'єднань. Уточнення полягає в урахуванні окружної нерівномірності розподілу навантаження по зубцях з'єднання. Це дозволило привести розрахункові величини напружень у відповідність з результатами натурних випробувань. Отримано міру впливу точності виготовлення (показник ступеня знаходиться в інтервалі значень 4-5) на довговічність шліцьових валів.

6. Встановлено оптимальні терміни проведення планових ТО, які задовольняють критерію мінімуму питомих витрат, залежать від показників надійності СГА. Найраціональнішим варіантом проведення планового ТО елементів трансмісії є той, при якому напрацювання складає 50-90% від середнього ресурсу.

Для підвищення ресурсу деталей запропоновані і обґрунтовані техніко-економічні критерії, які дозволяють знаходити узгоджений оптимум, виходячи з рентабельності виробництва і питомих витрат в експлуатації. Згідно з цими критеріями існуючий ресурс деталей, які досліджуються, необхідно підвищити на 40-80%. При цьому рентабельність виробництва складає 30-55%, а питомі витрати на один агрегат знизяться на 0,1 грн/годину.

Публікації автора:

1. Анилович В.Я., Клименко Н.П. Математические модели и оптимизация долговечности лимитирующих деталей тракторов // Вестник. ХГПУ. – Харьков: ХГПУ, 1999. - Вып.30. - С.51-53 (Здобувач виконав класифікацію деталей трансмісії та отримав ступінь впливу твердості робочих поверхонь на довговічність елементів трансмісії).

2. Анилович В.Я., Гринченко А.С., Клименко Н.П. Способ оценки надёжности системы по выборочным данным о надёжности элементов. // Вестник. ХГПУ. – Харьков: ХГПУ, 1999. - Вып.66. - С.102-106 (Здобувачем виконано експериментальні дослідження та обробка результатів).

3. Анилович В.Я., Гринченко А.С., Клименко Н.П. Прогнозирование прочностной надежности шлицевых соединений с учетом влияния точности изготовления // Вестник ХГПУ. – Харьков: ХГПУ, 1999. - Вып.43. - С.38-49 (Здобувачем виконано експериментальні дослідження та обробка результатів).

4. Клименко Н.П. Пути обеспечения оптимального повышения ресурса деталей трансмиссии трактора // Підвищення надійності відновлюємих деталей машин: Вісник ХДТУСГ. – Харків: ХДТУСГ, 2000. - Вип.4.- С.28-34.

5. Гринченко А.С., Кухтов В.Г., Клименко Н.П. Анализ повреждений и пути повышения долговечности элементов трактора Т-150К // Вестник ХГПУ. Харьков: ХГПУ, 2000. - Вып.77. - С.45-46 (Здобувачем виконано експериментальні дослідження та обробка результатів).

6. Анилович В.Я., Гринченко А.С., Лупандина А.П., Клименко Н.П., Концевич А.А. Статистический анализ результатов ступенчатых натурных испытаний шлицевых валов на многоцикловую усталостную прочность // Підвищення надійності відновлюємих деталей машин: Вісник ХДТУСГ. – Харків: ХДТУСГ, 2001. - Вип.8. Т.1. - С.60-69 (Здобувачем виконано експериментальні дослідження та обробка результатів).

7. Клименко Н.П. Интегральная оценка уровня надежности трансмиссии трактора с использованием модели долговечности // Науковий вісник

НАУ. – Київ: НАУ, 2002. - Вип.49. - С.127-133.

8. Клименко Н.П. Влияние нагрузочных характеристик двигателя на ресурс элементов трансмиссии трактора. // Механізація сільськогосподарського виробництва: Вісник ХДТУСГ. – Харків: ХДТУСГ, 2002. - Вип.12. - С.37-44.

9. Клименко Н.П., Концевич А.А., Лупандина А.П. Степень влияния шероховатости поверхности сопряженных элементов на долговечность трактора типа Т-150К // Тракторная энергетика в растениеводстве: Сб.н.тр. ХГТУСХ. – Харьков: ХГТУСХ, 2002. - Вып.5. - С.102-109 (Здобувачем виконано експериментальні дослідження та обробка результатів).

10. Анилович В.Я., Литвиненко В.Л., Клименко Н.П. К выбору стратегии восстановления работоспособности лимитирующих деталей трансмиссии тракторов класса 30 кН // Підвищення надійності відновлюємих деталей машин: Вісник ХДТУСГ. – Харків: ХДТУСГ, 2003. - Вип.14. - С.92-98 (Здобувачем виконано числове розв'язання математичної залежності та її аналіз).

11. Клименко Н.П. Ускоренные контрольные испытания картеров ведущих мостов // Зб.н.пр. УкрНДІПВТ. – Київ – Дослідницьке: УкрНДІПВТ, 2003. – Вип.6(20), кн. 1. - С.204-208

12. Клименко Н.П. Регрессионные параметрические модели надежности элементов трансмиссии сельскохозяйственных машин // Восточно-европейский журнал передовых технологий. - Харьков, 2003.-Вып. №5. - С.94-96

13. Клименко Н.П., Лупандина А.П. Регрессионные параметрические модели долговечности элементов КПП тракторов // Тракторная энергетика в растениеводстве: Сб.н.тр. ХГТУСХ. - Харьков: ХГТУСХ, 2003. - Вып.6. - С.224-228. (Здобувачем розроблена узагальнена регресійна модель довговічності зубчастих коліс трансмісії).

14. Клименко Н.П. Оптимизация долговечности лимитирующих деталей мобильных сельскохозяйственных машин // Технічний сервіс АПК, техніка та технології у сільськогосподарському машинобудуванні: Вісник ХДТУСГ. – Харків: ХДТУСГ, 2004. - Вип.23. - С.123-128.

15. Клименко Н.П. Прогнозирование долговечности элементов трансмиссии сельскохозяйственных машин на основе моделирования // Зб.н.пр. УкрНДІПВТ. – Київ – Дослідницьке: УкрНДІПВТ, 2004. – Вип.7(21), кн.1. - С.322-327.

16. Клименко Н.П. Статистическая обработка информации по ресурсным отказам сельскохозяйственной техники // Механізація сільськогосподарського виробництва: Вісник ХДТУСГ. – Харків: ХДТУСГ, 2004. - Вип.29. - С.214-219

17. Гринченко А.С., Клименко Н.П., Лупандина А.П. Обеспечение оптимальной надежности мобильных сельскохозяйственных машин при проектировании и эксплуатации // Технічний сервіс АПК, техніка та технології у сільськогосподарському машинобудуванні: Вісник ХДТУСГ. – Харків: ХДТУСГ, 2005. - Вип.39. - С.208-213 (Здобувачем визначено критерій оптимізації).