Разработка стенда для динамической балансировки молотильных барабанов комбайнов фирмы «Сlaas» после ремонта

Разработка стенда для динамической балансировки молотильных барабанов комбайнов фирмы " Сlaas" после ремонта

комбайн барабан ремонт балансировка

В настоящее время в связи с трудными экономическими условиями, сложившимися в АПК, наблюдается значительное ослабление его материально-технической базы. Все это приводит к тому, что машинно-тракторный парк и СХМ постоянно сокращаются, тем самым увеличивается нагрузка на оставшуюся технику.

Это также относится к отечественному парку комбайнов средний срок службы, которых составляет 7−10 и более лет. Требуются значительные затраты на ремонт и техническое обслуживание парка комбайнов.

Такая же ситуация наблюдается с зарубежными комбайнами, в том числе, немецкой фирмы «Claas». Наименьшие затраты из всех зарубежных комбайнов получены по комбайну «Claas» Мега-208. Это вызвано как большей производительностью, так и более благоприятным курсом рубля к немецкой марке. По данным учёных Германии, фактические затраты на ремонт и обслуживание зерноуборочных комбайнов при их наработке 200 га составляют 16,25 марок на 1 га, 1000 га — больше в 2,3 раза, 2000 га — в 3,6 раза и 2500 га — в 4,3 раза. В наших условиях при отсутствии правильно налаженного технического сервиса импортных комбайнов затраты будут в 1,5−2 раза выше.

Положительными сторонами западной техники, как отмечает немецкий учёный Г. Расмахер, по данным опытной проверки в Саратовской области, являются комфорт, высокая производительность, техническое совершенство конструкций, её доработанность при производстве и незначительный износ при эксплуатации, что обуславливает ремонт. Основным недостатком является отсутствие пригодных конструкций и технического оснащения для работы в российских условиях.

Поэтому при ремонте зарубежных комбайнов в сельском хозяйстве нужно использовать различное оборудование и оснастку.

При вращении многих деталей и сборочных единиц (коленчатых валов, маховиков, шкивов, дисков, карданных валов, барабанов и т. д.) из-за наличия неуравновешенных масс возникают центробежные силы.

Неуравновешенность деталей и сборочных единиц возникает из-за неточности их изготовления (даже в пределах допуска), неточной сборки (несоосность и др.), неравномерного изнашивания поверхностей и т. д. Неуравновешенность очень вредна, так как возникает вибрация, резко возрастают нагрузки на детали и машину в целом — это приводит к ускоренному износу подшипниковых узлов, снижает срок службы изделий, оказывает неблагоприят ное физиологическое воздействие на организм человека. Для уменьшения неуравновешенности при изготовлении, ремонте, эксплуатации производят балансировку тел вращения путем изменения их массы или геометрии. Надлежащая балансировка деталей машины удлиняет срок службы на 25…100%, повышает полезную мощность дви гателя на 10%.

Одной из составляющих ремонта молотильных барабанов является балансировка. Так проводя капитальный ремонт комбайнов фирмы «Claas» Mega-204, Мega-208, принадлежащих «МТС-Оренбуржье», в РТП «Октябрьское» в результате исследований была выявлена неуравновешенность у ряда молотильных барабанов. Она вызвана изменением положением бичей, установкой балансировочных пластин не на свои места, наличием зазоров в подшипниках, увеличением прогиба вала. Надёжность и долговечность отремонтированных комбайнов зависит от динамической уравновешенности молотильных барабанов, масса которых достигает 150 кг и частота вращения 1500 об/мин.

Современные балансировочные станки могут быть классифицированы по ряду признаков: назначению, режиму работы, конструктивному выполнению опор, по виду опор, по виду привода вращения балансируемого изделия, по оснащённости средствами коррекции масс, по уровню автоматизации, по расположению оси вращения.

В нашей стране существует достаточно много балансировочных станков и стендов, но не все из них могут быть выгодны и целесообразны в условиях МТС «Оренбуржье», где за год ремонтируется небольшое количество бильных барабанов.

Мы провели следующий анализ станков и стендов для динамической балансировки молотильных барабанов комбайнов. Полуавтомат БМ-У4 является одним из основных балансировочных станков, применяемых в сельском хозяйстве, обеспечивает нужную точность балансировки, не требует высокой квалификации балансировщика, но дорог, чтобы его использовать в МТС «Оренбуржье». Современный станок СБД-20−3-К дает информацию на 15 дюймовый монитор с изображение барабана, мест расположения балансировочных грузиков, указанием их массы. Также компьютер станка содержит базу технических данных по балансировке конкретных роторов. Для работы на этом станке необходимо пройти обучение и он также экономически не выгоден.

Поэтому мы предлагаем конструкцию балансировочного станка для молотильных барабанов, которую можно изготовить в условиях районного РТП. Требования к станку: должен давать возможность производить балансировку с необходимой степенью точности, должен быть простым надёжным и компактным. Конструкция станка и метод балансировки не должны требовать высокой квалификации обслуживающего персонала.

На основе данных требований мы предлагаем следующую конструкцию станка. Она включает в себя маятниковую раму, механизм привода, платформу-основание и измеритель амплитуды колебаний. Маятниковая рама (рис.1) состоит из двух стальных труб 9 диаметром 75 мм и длиной около 3 м связанных между собой поперечными балками 3. Рама подвешена на стойках 4 станины при помощи специальных подвесов.

Маятниковая рама опирается на две пружины 8. Каждая такая пружина приварена верхним концом к подушке, связанной с маятниковой рамой, а нижним — к шайбе, соединенной с винтом, служащим для установки маятниковой рамы в горизонтальном положении. Конструкция станка позволяет устанавливать пружины на различных расстояниях от оси качения рамы и тем самым менять её период свободных колебаний.

Для измерения амплитуды колебаний служит откидной графитовый стержень, с миллиметровой бумагой, для малых амплитуд — станочный индикатор, закреплённый на специальной стойке, штифт которого упирается в маятниковую раму. Ротор приводится в движение специальным устройством, состоящим из электромотора и упругой муфты.

Во время разгона ротора маятниковая рама затормаживается при помощи специального тормозного устройства.

Балансировочный стенд устанавливают на твердом основании в помещении, удаленном от оборудования, работающего с сильной вибрацией, магнитными и электрическими полями. Проводят проверку устройств стенда.

Работу приводного устройства проверяют на стабильность поддержания частоты вращения в заданном диапазоне, пуско-тормозных и регулировочных характеристик. Оценивают работу устройства в течение длительного времени при многократных пусках и остановках.

При подготовке станка к настройке собирают тарировочный ротор, необходимые приспособления, проводят входной контроль деталей, инструмента, вспомогательных материалов согласно требованиям технической документации. Измеряют массу, положение центра масс, моменты инерции и геометрические размеры ротора, необходимые для настройки стенда. Проводят техническое обслуживание стенда.

Балансировочные приспособления и тарировочный ротор устанавливают на стенде в требуемом положении.

Частота вращения ротора при балансировке влияет на точность настройки стенда, устойчивость показаний индикаторов дисбалансов, мощность и время, затрачиваемое на раскрутку ротора.

Настройку балансировочного стенда проводят с помощью тарировочного ротора и с помощью контрольных грузов методом кругового об хода по шести точкам в двух плоскостях коррекции. Включают привод стенда и фиксируют амплитуду дисбаланса.

Определяем масштаб дисбаланса (коэффициент пропорциональности) по формуле где К — масштаб дисбаланса, г · см/мм

Q — масса контрольного груза, г, А — амплитуда дисбаланса, мм Допустим, что все операции по балансировке были выполнены весьма тщательно, но при окончательных пусках явление резонанса все же отмечалось, т. е. фиксировалась небольшая амплитуда А_ост, соответствующая остаточной неуравновешенности ротора. Эта неуравновешенность может быть оценена остаточным дисбалансом D_ост. Остаточный дисбаланс определяется по формуле

D_ост= А_ост /К После окончания балансировки остаточный дисбаланс должен быть не более допустимого, то есть должно выполняться условие.

D_ост? D_доп

Допустимый дисбаланс для бильного барабана комбайна Меga-204(208) составляет D_доп = 190 г · см на основании номограммы (1) (Колесник Н. В).

Сравнение показаний индикатора с учетом цены деления и внесенной массы с учетом оста точного дисбаланса в данной плоскости показывает качество настройки.

Существует несколько методов балансировки (метод профессора Шитикова Б. В., метод амплитуд и т. д.), но наиболее простым и доступным является метод кругового обхода груза. Он заключается в следующем порядке действий.

В плоскости противовеса, на окружности, намечаем шесть точек А, В, С, D, Е, F. Произвольный кусок мастики прикрепляют его поочерёдно в намеченных точках, измеряя каждый раз амплитуду колебания, которые записывают показания для каждой из соответствующей точки. Пусть после прикрепления груза в точке, А мы получили амплитуду 12,8 мм, в точке В 11,2 мм, в точке С 3,5 мм, в точке D 7,1 мм, в точке Е 8,3 и в точке F 8,7. Теперь нетрудно сообразить, что противовес должен находиться в точке С. И теперь прикрепляя поочерёдно в точку С груз, найдём соответствующие амплитуды колебания: 2,2, 1,8 и 1,9 мм. Теперь, несколько изменяя величину груза, нетрудно определить вес противовеса.

Опыт профессора Шитикова Б. В показывает, что такой приём требует для роторов весом в 80—120 кг около 10 мин., для небольших роторов около 5 мин. времени для определения противовеса в одной плоскости.

Порядок балансировки следующий. Устанавливаем барабан на станке так, чтобы плоскость в проходила через ось, относительно которой колеблется маятниковая рама. Освободив тормоз, устанавливаем маятниковую раму так, чтобы её геометрическая ось была в горизонтальном положении, после чего снова затормаживаем раму и разгоняем ротор до заданной частоты вращения n=200…250 об/мин.

Плавно освобождаем маятниковую раму, вращая ручку тормозного вала против часовой стрелки, приводим откидной карандаш в соприкосновение с миллиметровой бумагой и наблюдаем выбег. Как только пройдёт явления резонанса, затормаживаем раму, вынимаем миллиметровую бумагу и измеряем амплитуду колебания.

В настоящее время проводятся работы по применению высокочувствительных пьезоэлектрических и индукционных датчиков, с выводом и обработкой информации в виде графиков на компьютере.