а.с. апатенко, р.ю.грачев. оценка надёжности агрегатов в

А.С. Апатенко, Р.Ю.Грачев
ОЦЕНКА НАДЁЖНОСТИ АГРЕГАТОВ В ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСАХ
МАШИН (ТКМ) (НА ПРИМЕРЕ КУЛЬТУРТЕХНИЧЕСКИХ РАБОТ)
Для улучшения пахотных и пастбищных земель, выравнивания и планировки
поверхности, то есть. для проведения культуртехнических работ, применяются
специальные машины, которые как правило являются агрегатами и состоят из двух
машин, базовой машины (трактор) и агрегатируемой машины (орудия) [1]. Они, как
правило, работают в сложных грунтовых и климатических условиях. Тяжёлые условия
эксплуатации обусловливают более быстрое проявление дефектов и неисправностей
отдельных элементов в виде нарушений работоспособности агрегатов в целом.
Особенностью эксплуатации агрегатов для культуртехнических работ, является
работа вдали от ремонтных баз. Это предъявляет повышенные требования к безотказности
и долговечности всех механизмов и деталей машин.
Анализируя статистическую информацию из отчётов ВНИГиМа, видно, что большая
часть простоев агрегатов технологических комплексов машин (ТКМ) связана с
внезапными отказами.
Таким образом, для оценки надёжности агрегатов ТКМ наибольший интерес
представляют аварийные простои. Эти простои обусловлены различными внезапными
отказами отдельных элементов машин.
Внезапные отказы возникают из-за резкой концентрации нагрузки в элементах
машины или же являются следствием накопления микроповреждений.
Физическая сущность внезапных отказов сводится к сравнительно быстрому
(скачкообразному) изменению физико-механических свойств и параметров объекта, что
приводит к резкому ухудшению эксплутационных характеристик и нарушению
нормальной работы всего технологического комплекса машин.
Нарушение работоспособного состояния в процессе эксплуатации агрегата
происходит под воздействием множества факторов (конструктивных, технологических,
эксплутационных, организационно-производственных и других) и носит случайный
характер [2].
На основании проведённых исследований зарегистрированных технических отказов
агрегатов культуртехнических комплексов машин, были отобраны характерные
технические отказы по различным узлам агрегатов, которые, учитывая характер и
специфику отказа, мы объединили в четыре группы характерных технических отказов
агрегатов ТКМ.
В первую группу отнесены отказы, связанные с нарушением герметичности
гидравлической системы агрегата. Наиболее часто возникающие отказы данной группы –
это разрыв шлангов высокого давления, появления трещин на трубках гидросистемы,
нарушение уплотнения уплотнительных колец и сальников гидрораспределителях,
гидроцилиндрах и т.д.
Анализ причин возникновения вышеперечисленных неисправностей показал, что в
основном данные отказы связаны с недостаточной виброзащищённостью узлов и
агрегатов гидросистемы машин. Нарушение уплотнений сальников и уплотнительных
колец, обусловливается некачественной сборкой и повышенной вибрацией.
Вторая группа объединяет отказы агрегатов ТКМ, связанные с разрушением
сварочных швов. К отказам данной группы относятся обрыв кронштейнов
гидроцилиндров по сварочным швам, трещины сварного шва стойки корчевателя, разрыв
собирающего зуба по сварке, разрыв рамы по шву и т.д.
Некачественная сварка и значительная вибрация элементов агрегата, является
основной причиной возникновения данного рода отказов.
В третью группу характерных технических отказов агрегатов ТКМ объединены
неисправности, связанные с разрушением элементов зубчатых передач редукторов (излом
зубьев шестерни), разрушение подшипников транспортёра, ведущей, ведомой и
направляющих звёздочек, срезало хвостовик вала редуктора привода фрезы, провисла
цепь отбрасывающего устройства и другие отказы.
Исследование причин возникновения этих отказов показало, что нарушение режима
термообработки деталей при изготовлении и некачественной сборки узлов, а также
значительной вибрации валов из-за неудовлетворительной балансировки, а также
попадания абразивного материала, вследствие недостаточной пылезащищённости
подшипниковых и других узлов.
В четвёртую группу входят отказы агрегатов ТКМ, связанные с повышенным
износом быстро изнашиваемых элементов рабочих органов: гнуться кронштейны зубьев
машины для извлечения камней; деформация в вертикальной и горизонтальной
плоскостях нижних пальцев отбрасывающего устройства фрезерного кустореза; изгиб
броневого щита кустореза ДП-24; деформация крайних зубьев корчевательного орудия и
т.д.
Основной причиной отказов четвёртой группы является недостаточная
износостойкость быстро изнашиваемых элементов орудий культуртехнического
комплекса машин.
Анализ причин возникновения характерных технических отказов агрегатов показал,
что большая часть отказов около 70% связана с отказами орудий (таблица), а в свою
очередь эти отказы связаны с производственными дефектами, отказами вызванными
установкой на орудия комплектующих изделий низкого качества, а также из-за больших
колебаний нагрузок на рабочих органах.
Распределения причин отказов орудий производственного характера показывает,
что они возникают из-за дефектов сборки, регулировки, затяжки резьбовых соединений
(30%), дефекты термообработки и отклонения от конструктивных размеров при
механической обработке (35%), некачественная сварка (30%), и др.
Показатели безотказности работы агрегатов культуртехнического комплекса
Состав агрегата
1.Кусторез КФ-2,8 на базе ДТ-75М
2. Собиратель-погрузчик МП-15 на базе ДТ-75М
3. Мелиоративная борона БДМ-2,5А на базе ДТ-75М
4. Борона дисковая тяжёлая БДТ-3,0 на базе ДТ-75М
5. Подборщик древесных остатков ПВ-1,5 на базе
ДТ-75М
6. Планировщик ВП-8 на базе ДТ-75М
7. Каток водоналивной ЗКВБ-1,5 на базе ДТ-75М
8. Сеялка АПП-2,8 на базе ДТ-75М
Наработка на отказ, маш.ч.
Трактор
Орудие
Агрегат
87
32
25,0
114
42
30,8
103
36
27,7
95
41
30,2
125
40
30,4
115
127
144
38
64
34
29,4
30,8
26,2
Низкая надёжность орудий в сравнении с тракторами, объясняется тем, что орудия
выпускают на предприятиях с более низким уровнем производства в отличие от
тракторов.
Анализ аварийных технических отказов агрегатов ТКМ и причин их появления
показал, что повысить показатели надёжности орудий и снизить потери от простоев всего
агрегата, можно с помощью правильной организации службы по устранению аварийных
отказов, которая должна состоять из передвижных ремонтных звеньев, оснащённых
мобильной связью и необходимым комплектом запасных частей.
Библиографический список
1. Кизяев Б.М., Мамаев З.М.. Культуртехнические мелиорации: технологии и машин.
М.: Ассоциация Экост. 2003. С .399.
2. Талаев А.Г., Татаркин А.Н., Юлдашев Н.М.. Оценка фактического уровня надёжности
машин для обработки почвы. //Тракторы и сельхозмашины. 1986. № 10.. 42-44.