ИССЛЕДОВАНИЕ ИЗНОСОВ ДЕТАЛЕЙ КАРДАННЫХ ПЕРЕДАЧ ТРАКТОРОВ С ШАРНИРНОЙ РАМОЙ

Карданная передача — ответственное звено силового привода, надежность ее существенно влияет на эксплуатационные характеристики тракторов. Практика эксплуатации тракторов с шарнирной рамой показала, что карданная передача является одним «з надежных узлов силового привода. Поскольку карданные передачи с жесткими шарнирами применяются на отечественных тракторах сравнительно недавно, то особенности износа их деталей исследованы и изучены недостаточно.

Для определения ресурсов и сроков службы, а также предельных и Допустимых износов проведены наблюдения за работой и износами карданных передач тракторов К-700 в процессе эксплуатации и на ремонтных предприятиях. В результате наблюдений за работой карданных передач в процессе эксплуатации было установлено, что наибольшее число отказов, замен деталей и передач в сборе приходится на карданные передачи переднего и заднего мостов, а также промежуточную карданную передачу. На рис. 1 изображены полигоны эмпирического распределения наработки до замены крестовин и подшипников карданных передач тракторов К-700. Отказов и замен деталей по карданной передаче коробки не наблюдалось до поступления тракторов на капитальный ремонт. Это связано с тем, что карданная передача коробки соединяет ведущие и ведомые валы, расположенные фактически соосно, и в процессе работы существенных смещений осей двигателя и коробки передач на раме не наблюдается.

Из анализа рис. 1 следует, что средний ресурс до замены игольчатых подшипников и крестовин карданных передач промежуточной и заднего моста несколько меньше, чем переднего, а время их работы под нагрузкой также меньше приблизительно на 50%, поскольку в силу конструктивных особенностей трактора К-700 основным ведущим мостом является передний, а задний мост включается в работу при выполнении особо тяжелых сельскохозяйственных работ, таких, как пахота, культивация и т. д. Средняя продолжительность использования тракторов К-700 на выполнении сельскохозяйственных работ в северных областях Казахстана составляет около 50% времени. Остальное время тракторы используются на транспортных работах при выключенном заднем мосте, и карданные передачи промежуточная и заднего моста усилия не передают. Учитывая то, что карданные пе-редачи промежуточная и заднего моста работают под нагрузкой по времени в два раза меньше, чем карданная передача переднего моста, казалось бы, ресурс их должен быть больше ресурса передачи переднего моста, однако этого не наблюдается.

С целью исследования износов проводилось микрометрирова-ние деталей карданных передач, поступающих в ремонт. У вилок замерялось расстояние между опорными поверхностями крышек игольчатых подшипников и диаметр отверстий под эти подтип-ч ники. Установлено, что расстояния между поверхностями кры-4 шок игольчатых подшипников отклонений от номинальной величины не имеют и находятся в пределах допуска на изготовление.

Это свидетельствует об отсутствии деформации вилок в процессе эксплуатации и их достаточной прочности по сравнению с автомобильными. Результаты замеров износов отверстий под игольчатые подшипники показаны на рис. 2.

Из гистограммы видно, что износ 58,7% отверстий вилок не превышает поля допуска на изготовление. Кроме этого, 14,6% имели,износ, не превышающий 0,02 мм, т. е. допустимый для дальнейшего использования в паре с новыми подшипниками. После наработки 3000—3500 мото/час только 26,6% вилок требова-ли-восстановления отверстий под подшипники. В это количество также входят детали, имеющие аварийные износы, возникающие вследствие нарушения правил технического ухода и эксплуатации тракторов. .

При исследовании крестовин измерялся износ торцов и поверхностей цапф под игольчатые подшипники и сальники. Установлено,: что расстояние между торцами противоположных цапф

находится в пределах допуска на изготовление, и. цапфы по тор-щам износа почти не имеют. Это является следствием того, что карданные передачи на тракторе работают при сравнительно небольших углах (7-4-8°), поэтому торцовые усилия в шарнирах, воспринимаемые шипами, небольшие.

•.Значительному износу подвержены поверхности крестовин под игольчатый подшипник и особенно под сальник. Износы этих поверхностей показаны.на рис. 3. Средняя величина износа поверхности пот сальник по абсолютной величине в два раза больше, чем под подшипник. В результате осмотра было обнаружено, что 25% крестовин имеют следы ложного бринеллирования и около, 40% крестовин имели следы, околов у торца цапф.

Характерным для игольчатых , подшипников является износ сальника и увеличение межигольного зазора в подшипнике. На рис. 4 приведены гистограммы износа игольчатых подшипников.

Износ,сальников замерялся на большом инструментальном микроскопе БТИ-1 с точностью ±0,005 мм. Из анализа результатов измерения следует, что только 41,8% игольчатых подшипников и: 8,5% сальников этих подшипников имеют размеры,.не превышающие поля допуска на изготовление, в то же время 66% сальников имеют размеры больше диаметров цапф крестовин, т., е. диаметра поверхностей, которые они охватывают. Это свидетельствует о недостаточном ресурсе сальников по сравнению с игольчатыми подшипниками, поэтому наиболее частыми и определяющими отказами карданной передачи тракторов как новых, так и отремонтированных, является течь смазки через уплотняющие сопряжения.

Эффективность работы уплотняющего сопряжения определяется прежде всего давлением манжеты, эксцентриситетом, а также чистотой и твердостью охватываемой манжетой поверхности. Отсутствие утечки смазки через уплотнения возможно при строго определенной величине контактных давлений, при которой снижаются до минимума отрицательные эффекты трения и тепловыделения на рабочих поверхностях.

В процессе работы уплотняющего сопряжения вследствие износа детален заданные параметры его нарушаются, это приводит к интенсивным утечкам смазки и снижению ресурса других сопряжений, поэтому ремонтно-технологическая документация предусматривает 100%-ную замену сальниковых уплотнений при ремонте. Однако конструкция игольчатых подшипников, приме-

няемых в шарнирах карданных передач трактора К-700, не позволяет отдельно производить замену сальников, поскольку они вмонтированы в подшипник. Поэтому вследствие износа сальников при ремонте выбраковывают 33,3% подшипников, ресурс которых далеко не использован и межигольчатый зазор находится в пределах допуска на изготовление. В связи с этим появляются существенные дополнительные затраты средств на ремонт и эксплуатацию тракторов К-700. Из изложенного следует, что с целью увеличения ресурса игольчатых подшипников необходимо во всех шарнирах карданных передач тракторов применять раздельно выполненные подшипники и сальники, позволяющие производить их замену независимо друг от друга.

Выводы

1. Наименее износостойкими деталями карданных передач тракторов с шарнирной рамой являются крестовины и подшипники.

2. Скорость изнашивания поверхности цапфы под сальник в. два раза превышает скорость изнашивания поверхности цапфы под подшипник. С целью выравнивания скоростей изнашивания поверхностей цапф крестовины заводам-изготовителям необходимо увеличить износостойкость поверхности цапфы под сальник.

3. Неремонтопригодная конструкция — игольчатый подшипник — сальник приводит к .преждевременной выбраковке игольчатых подшипников, это увеличивает расход деталей, а также затраты на ремонт и эксплуатацию тракторов. Для снижения расхода игольчатых подшипников и увеличения их ресурса требуется разделение игольчатого подшипника и сальника на отдельные детали, замена их должна производиться независимо друг от друга.

4. Дальнейшее увеличение ресурса карданных передач может быть достигнуто за счет повышения эффективности работы уплотняющих сопряжений и прежде всего повышения качества материала для изготовления сальников.