КОНКУРЕНТОСПОСОБНОСТЬ УБОРОЧНОЙ ТЕХНИКИ ПРИ МОДЕРНИЗАЦИИ ШПОНОЧНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
Проведенные исследования по казали, что в среднем по Ставропольскому краю из общего количества всех отказов до 10,52% времени простоя зерноуборочных комбайнов приходится на устранение неисправностей шпоночных соединений, основным дефектом которых (до 85%) является износ внутреннего посадочного диаметра ступицы, шпоночных пазов и шпонки. Причем рабочие поверхности ручьев шкива или эвольвентных зубьев звездочки, которые более сложны в изготовлении, остаются годными для дальнейшей эксплуатации. Стоимость их изготовления доходит до 70% от общей стоимости детали [1].
Данный вид отказа был выявлен как и у отечественных, так и импортных комбайнов, и устраняется он в большинстве случаев дорогостоящей заменой отказавших деталей. Но для иностранных комбайнов эта проблема усугубляется тем, что зачастую возникают трудности с сервисной службой и своевременной поставкой отказавших элементов.
Возникает отказ шпоночного соединения из-за наличия зазора в сопряжении «вал – втулка», заложенного в большинстве случаев на стадии проектирования сельскохозяйственной техники.
Одним из эффективных приемов решения обозначенной проблемы, причем как и отечественной, так и импортной, сельскохозяйственной техники является переоборудование наиболее часто отказывающих шкивов основных приводов зерноуборочных комбайнов, таких как задний контрпривод, контрприводной вал жатки, домолачивающее устройство, на модернизированное соединение – съемную самозажимную ступицу [2]. Такая конструкция позволяет увеличить надежность данного узла и снизить время восстановления работоспособности комбайна в случае возникновения отказа и за счет этого повысить уровень конкурентоспособности комбайнов.
Для сравнительной оценки эффективности предлагаемого решения по модернизации шпоночных соединений взамен стандартных можно воспользоваться методикой [4], согласно которой соотношение затрат от применения различных вариантов определяется по формуле
, (1)
– кратность увеличения затрат единицы техники по сравнению с исходным вариантом; где С1, С2 – соответственно затраты на приобретение, содержание и эксплуатацию техники в сравниваемых вариантах; 
– индекс повышения производительности техники; где Wa1, Wa2 – соответственно, производительность сравниваемых вариантов; 
– индекс использования эксплуатационного времени; где τ1 , τ2 – соответственно коэффициенты использования эксплуатационного времени сравниваемых вариантов, определяемые по формуле:
, (2)
При переоборудовании пяти наиболее отказывающих шпоночных соединений зерноуборочного комбайна модернизированными индекс затрат увеличивается и составляет Jc = 1,012.
Применение предлагаемых устройств не влияет на пропускную способность комбайна, поэтому производительность остается неизменной, тогда Jw = 1.
За счет увеличения ресурса и снижения продолжительности восстановления предлагаемых соединений время простоя переоборудованных зерноуборочных комбайнов, работающих в тех же условиях, снизится с 10,54 до 5%, в результате чего коэффициент готовности KГ увеличится с 0,735 до 0,747 [3]. Это позволит повысить коэффициент использования эксплуатационного времени τ в целом зерноуборочных комбайнов, который составит для Ставропольского края, по проведенным ранее испытаниям, с 0,44 до 0,45.
Отсюда индекс использования эксплуатационного времени Jτ равен 1,022. Подставим полученные индексы в уравнение (1), получим:
Расчет показывает, что при увеличении коэффициента использования эксплуатационного времени комбайна на 2% и затрат на 0,012% при неизменном индексе производительности эффект от применения модернизированного соединения выше и составляет 1,1% по сравнению с использованием стандартного шпоночного на каждый переоборудованный комбайн.
Таким образом, модернизация шпоночных соединений обеспечивает повышение эффективности работы зерноуборочных комбайнов в условиях рядовой эксплуатации и уровня их конкурентоспособности за счет увеличения общей надежности машины в целом.
ЛИТЕРАТУРА
- Влияние зазоров в шпоночном соединении на его работоспособность / А. Т. Лебедев, В. В. Очинский, Р. В. Павлюк, Р. А. Магомедов, А. В. Захарин, Д. И. Макаренко, М. А. Кобозев // Сборник научных трудов Sworld. 2013. – Т. 10, № 2. – С. 92–94.
- Пат. 2402701 Рос. Федерации, МПК F16D 1/09. Съемная ступица для монтажа вращающегося элемента на приводном валу / А. Т. Лебедев, Р. В. Павлюк, Р. А. Магомедов, А. В. Захарин, К. А. Лебедев. – № 2009119273 ; заявл. 21.05.09 ; опубл. 27.10.10, Бюл. № 30. – 9 с.
- Лебедев А. Т., Павлюк Р. В., Доронина Н. П. Модернизация подвижных шпоночных соединений // Сельский механизатор. – 2013. – № 9(55). – С. 36.
Метки: Сельское и лесное хозяйство