Суббота, 27.05.2017, 18:38
Высшее образование
Приветствую Вас Гость | RSS
Поиск по сайту



Главная » Статьи » Техника. Технические науки

АНАЛИЗ КОЛЕБАНИЙ И ВИБРОНАГРУЖЕННОСТИ ДВИГАТЕЛЯ СМД-66 ТРАКТОРА ДТ-175С

АНАЛИЗ КОЛЕБАНИЙ И ВИБРОНАГРУЖЕННОСТИ ДВИГАТЕЛЯ СМД-66 ТРАКТОРА ДТ-175С

Г.И. Жидков, кандидат технических наук, доцент. С.П. Коблов, кандидат технических наук, доцент. А.Г. Жутов, доктор технических наук, профессор. ФГОУ ВПО Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия

Особенностью конструкции трактора ДТ-175С является установка двигателя на раме с помощью трех резиновых амортизаторов, работающих на сжатие и позволяющих его свободное вертикальное перемещение совместно с маховиком и муфтой сцепления.

Таким образом, данное колебательное звено, передавая мощностной поток от двигателя к насосному колесу ГТ и генерируя энергетический поток, активно-реактивный к основному активному мощностному потоку, вызывая при этом колебания мощностного фактора этих потоков и интегралы скольжения инерционных РУТ кинетической энергии U, формирует вертикальные колебания двигателя, т.е. его вибрацию (рис. 1 и 2).

Вибрация двигателя и колебательного звена в целом имеет свою собственную и вынужденную частоты колебаний  и характеризуется виброускорениями (м/с2), значения которых в зависимости от среднегеометрических октавных полос (Гц) приведены на рис. 2.

Для оценки вибронагруженности трактора наиболее целесообразно применять методы и средства виброакустической диагностики [3], используя доступные для контроля наиболее нагруженные агрегаты, механизмы, системы.

В качестве регистрирующей аппаратуры использовался виброметр ВМ-1 и датчики ускорений ДН-4, которые устанавливались на следующие выбранные точки:

- корпус подшипника муфты сцепления (точка 1а рис. 1) [1];

- задняя опора двигателя (точка 2а на том же рисунке);

- кронштейн крепления воздухоочистителя (точка 8а на том же рисунке).

Однородность формируемых в этих точках виброускорений, источником которых являются вращательные колебания звена «двигатель-насосное колесо ГТ», проявляется на частоте 1000 Гц. Возникающие при этом высокочастотные вертикальные линейные колебания наиболее четко и без искажений проявляются на кронштейне крепления воздухоочистителя (кривая 8а на рис. 3).

Значения виброускорений на корпусе подшипника муфты сцепления (кривая 1а на том же рисунке) несколько размыты и занимают область 1000-2000 Гц, что объясняется несоосностью вала муфты сцепления и насосного колеса ГТ. При наличии в опоре муфты сцепления значительных зазоров крутильные колебания карданного вала приобретают нелинейный характер и вызываемые ими вертикальные колебания (вибрации) становятся «размытыми», то есть занимают значительную область частот. Такой характер протекания может служить диагностическим признаком при контроле соосности двигателя и насосного колеса ГТ.

При рассмотрении данных (рис. 3) можно заключить, что  наибольшие вертикальные колебания задней опоры двигателя (кривая 2 а) характеризуются виброускорениями в 8 м/с2 и соответствуют октавной полосе 1000 Гц: этой же полосе частот соответствуют наибольшие вертикальные колебания (вибрации) кронштейна воздухоочистителя (кривая 8а), но уже с виброускорениями 84 м/с2. Это указывает на волновой характер распространения вибраций, что затрудняет их распознавание и расчетное определение и свидетельствует об актуальности применения виброакустических методов контроля в тракторостроении.

Анализ результатов диагностической информации по подконтрольным группам тракторов показывает, что основных причин возникновения упругих волн и упомянутых виброускорений в элементах трактора несколько – они широко обсуждались в технической литературе:

1. Неравномерность рабочего процесса двигателя из-за разности подачи топлива и воздуха в его цилиндры.

2. Неуравновешенность вращающихся масс двигателя и маховика.

3. Несоосность валов двигателя и карданной передачи, допускаемая при сборке.

4. Динамические возмущения от установленного на упругой подвеске двигателя и др.

В нашей работе [2] было уделено особое внимание соблюдению соосности валов двигателя и насосного колеса ГТ при сборке и взаимодействию соседних локальных колебательных систем, объективно создаваемых в конструкции трактора для выполнения определенных функций.

Для объекта исследований – колебательного звена «двигатель – карданная передача – насосное колесо ГТ» – характерным является взаимодействие двух колебательных систем: вращательной и линейной. Основным элементом этих систем является двигатель, подвешенный на трех резиновых амортизаторах и воспринимающий динамические возмущения от вращательной колебательной системы трансмиссии в виде интеграла скольжения в опоре муфты сцепления. Каждая из этих локальных колебательных систем имеет свою собственную и вынужденную частоты колебаний и образует спектр упругих волн, вызывающих вибрацию окружающих тел и возникновение звуковых волн.

При диагностировании подконтрольных тракторов мы анализировали упругие колебания, которые являются высокочастотными, зависят от многих перечисленных причин и особенно опасны на резонансных режимах работы локальных колебательных систем.

Из рассмотренных зависимостей (рис. 3) можно сделать вывод, что наиболее значимыми являются виброускорения на корпусе муфты сцепления, достигающие 50 м/с2. Если же учесть, что с этими ускорениями вибрируют массы более 1 тонны, то станет очевидным разрушительный характер порождаемых ими упругих волн. Отсюда напрашивается выход из создавшегося положения – замыкание на корпус трактора опор двигателя и ГТ, с вынесением упруго-демпфирующего устройства на их реактивный поток.

Такое усовершенствование конструкции данного колебательного звена, по нашему мнению, может быть приемлемым с учетом особенностей компоновки трактора ДТ-175С – близкое расположение опор двигателя по продольной оси трактора. Последнее вызывает опрокидывающий момент и дополнительные угловые колебания двигателя на резиновых опорах, увеличивающих несоосность валов двигателя и насосного колеса ГТ и усиливающих влияние динамического дисбаланса карданной передачи на вибрации двигателя, колебательного звена в целом и других элементов трактора.

Несоосность сборки валов двигателя и насосного колеса ГТ, как показали специально проведенные испытания группы тракторов ДТ-175С в количестве 6 штук, существенно влияет на поток отказов трактора. Испытания проводились до и после предварительной установки соосности упомянутых валов в пределах технических условий. Наблюдения и сбор статистической информации по надежности этой группы тракторов проводились по той же методике, что и для предыдущей группы тракторов в 20 штук, но при более тщательной сборке узлов и систематическом контроле за техническим состоянием звена «двигатель – карданная передача – насосное колесо ГТ». Таким образом были устранены все возможные причины, которые могут дополнительно влиять на вибронагруженность трактора.

В таблице 1 приведены результаты этого эксперимента для двух состояний звена: до регулировки соосности валов двигателя и насосного колеса (несоосное Н) и после регулировки по нашей методике соосности упомянутых валов в соответствии с требованиями ТУ на этот узел (соосное С). Из данной таблицы следует, что за счет регулировок соосности звена его вибронагруженность уменьшается на 7 и 27 %.

Совершенствование качества сборки системы «двигатель – карданная передача» наиболее четко отражается на вибронагруженности кронштейна крепления воздухоочистителя (кривая 8а на графике рис. 3), где она после регулировки уменьшается на 27 %. Поэтому эту точку наиболее целесообразно принять в качестве контрольной при  виброакустической диагностике, учитывая не только ее высокую чувствительность, но и доступность для установки датчика.

Вибронагруженность задней опоры двигателя в этих условиях уменьшалась на 20 % , а корпус подшипника муфты сцепления оказался наименее чувствительным к регулировкам (вибронагруженность уменьшалась всего на 7 %).

Учитывая, что во всех случаях генератором вибронагруженности трактора является, в основном, подвешенный на трех резиновых амортизаторах двигатель и карданная передача. Назрела настоятельная необходимость изменения конструкции этой системы (звена). При раздельной компоновке двигателя и ГМП эти агрегаты должны быть соосными с возможностью установки на их реактивных потоках упруго-демпфирующих устройств.

Библиографический список

1. ГОСТ 24601-81. [Текст] Тракторы сельскохозяйственные. Трансмиссия. Методы испытаний. – М.: Издательство стандартов, 1981 г.

2. Жутов, А.Г. Уровень надежности гусеничного трактора класса 3 [Текст] / А.Г. Жутов, Г.И. Жидков, С.П. Коблов// Тракторы и сельскохозяйственные машины. –  2010 г. – № 1. – С. 48-50.

3. Коблов, С.П. Определение параметров вибрации колебательной системы тракторного дизеля [Текст] /С.П. Коблов, Г.И. Жидков//Основы достижения развития сельского хозяйства: материалы научно-практической конференции ВГСХА. – Волгоград: Волгоградская ГСХА, 2004 г. – С. 20-21.

Категория: Техника. Технические науки | Добавил: x5443 (27.02.2016)
Просмотров: 280 | Теги: трактор | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
...




Copyright MyCorp © 2017 Обратная связь