МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРЕДЕЛЬНЫХ И ДОПУСТИМЫХ ИЗНОСОВ ДЕТАЛЕЙ ШАРНИРА КАРДАННОЙ ПЕРЕДАЧИ

Конструктивные особенности тракторов с шарнирной рамой привели к необходимости использования в трансмиссиях карданных передач с жесткими шарнирами.

Так как работа карданных передач на тракторе недостаточно изучена и отсутствует методика определения предельных и допустимых и.-шосов деталей, поэтому несвоевременно производится ремонт карданной передачи, это приводит к форсированному износу и снижению ресурса не только карданных передач, но и узлов, агрегатов, которые они соединяют.

Одним из признаков ухудшения условий работы карданных передач вследствие износа деталей является утечка смазки через уплотняющее сопряжение и увеличение окружного зазора в шарнире. Снижение эффективности работы сальниковых уплотнений вызывает необходимость частой смазки шарниров в процессе эксплуатации, что увеличивает затраты, связанные с повышенным расходом смазочных материалов и простоями тракторов.

Увеличение окружного зазора из-за износа деталей сопровождается возрастанием потерь на трение. Кроме этого, при определенной величине окружного зазора резко возрастает соударение деталей, в результате чего разрушаются игольчатые подшипники, увеличивается процесс бринеллирования цапф крестовин и снижается ресурс не только карданных передач, но и узлов, агрегатов, кинематически связанных с ними. В конечном итоге это приводит к увеличению затрат, связанных с использованием трактора.

При определении предельной величины окружного зазора в качестве основного критерия принят экономический, а контрольного — технический. Критерием предельного износа в сопряжениях карданной передачи принят окружной зазор.

Для определения оптимального предельно-выбраковочного окружного зазора в шарнирах по экономическому критерию рассчитываются затраты и строится график себестоимости ремонта карданных передач партии тракторов в зависимости от окружно-го зазора и график затрат на содержание тракторов в работоспособном СОСТОЯНИИ ОТ принятого окружного зазора.

Оптимальный предельный окружной зазор находят по минимальным суммарным затратам. Для получения затрат расчетным путем определяется величина партии тракторов, для которой рассчитываются затраты на их содержание в зависимости от окружного зазора в шарнирах карданной передачи.

Себестоимость ремонта карданных валов определяется формулой

Общие затраты получаются суммированием затрат на ремонт щ обслуживание карданной передачи. Зависимость общих затрат от окружного зазора изображена кривой 3. Абсцисса, соответствующая моменту перегиба кривой 3, при которой общие затраты минимальны, указывает на оптимальную выбраковочную величину окружного зазора в шарнире карданной передачи при эксплуатации.

Предельная величина окружного зазора в шарнирах по техническому критерию определяется исходя из равенства расчетного момента фрикциона, ведущего вала КПП крутящему моменту, создаваемому силами инерции трактора при движении. Крутящий момент от сил инерции в трансмиссии образуется при движении трактора по неровной дороге, величина крутящего момента зависит главным образом от момента инерции трактора, ускорения движения и зазора в трансмиссии. При незначительном суммарном зазоре в сопряжениях трансмиссии крутящий момент от сил инерции не вызывает значительных нагрузок, поскольку ускорения ведомых частей относительно ведущих незначительны или совпадают. Однако вследствие износа деталей суммарный зазор в сопряжениях трансмиссии увеличивается и при определенном его значении ускорение массы трактора создает такой крутящий момент в трансмиссии, который значительно превосходит расчетный момент фрикциона ведущего вала гидромеханической КПП.

При резком изменении величины скорости движения трактора в сопряжениях деталей трансмиссии образуются диаметрально противоположные контакты, сопровождающиеся ударом. Скорость ударяющихся деталей при относительном перемещении в пределах зазора за очень короткий промежуток времени изменяется и падает до нуля.

При этом происходит очень быстрое превращение одного вида энергии в другой; кинетическая энергия Т ударяющейся детали видоизменяется в потенциальную энергию U деформации деталей. Величина кинематической и потенциальной энергии при постоянной массе тем больше, чем больше разность скоростей деталей в момент удара. Разность скоростей при ускоренном движении зависит от пути, т. е. чем больше путь, пройденный массой при ускоренном движении, тем больше кинетическая и потенциальная энергия.

Максимальное увеличение энергии допускается до такого предела, при котором начинает пробуксовывать фрикцион гидромеханической коробки передач. Подставив составляющие в выражение (3).

Из уравнения (4) определяем величину угла поворота, на который необходимо повернуться ведущему колесу с приведенной массой, чтобы создать запас энергии, необходимый для буксования фрикционого ведущего вала

Допустимая величина окружного зазора в карданной передаче определяется из уравнения.

При установлении сроков службы, остаточных ресурсов, а также при определении допустимых при ремонте размеров необходимо учитывать взаимную связь между работой отдельных сопряжений детали или узла. Особенно это относится к сопряжениям с ярко выраженной связью, где работоспособность одного сопряжения в основном зависит от работоспособности другого. Характерным примером может служить .шарнир карданной передачи, в котором ресурс работы основных сопряжений цапфы — игольчатые подшипники зависит от работы уплотняющих сопряжений. При нормальном техническом состоянии уплотняющего сопряжения износ сопряжения цапфа — игольчатый подшипник протекает менее интенсивно и пропорционален наработке. Однако, если уплотняющее сопряжение не соответствует своему назначению, то для сохранения темпа нарастания износа и достижения установленного ресурса потребуется ряд мероприятий, связанных с определенными затратами, что не всегда экономически оправдано. Поэтому настоящая методика предусматривает определение ДПР для некоторых сопряжений и, в частности, деталей шарнира с учетом взаимной связи.