Повышение долговечности тяговых цепей навозоуборочных транспортеров

Ежегодно на животноводческих фермах и комплексах страны скапливается громадное количество навоза (до 0,5 млрд т) [1]. Своевременное удаление и использование навозабольшая народнохозяйственная задача, значение которой еще больше возрастает с совершенствованием технической оснащенности животноводческих ферм, повышением требований к санитарно — гигиеническим условиям содержания животных и к качеству производимых продуктов.

Состояние экономики Российской Федерации в полной мере отражается и на развитии сельского хозяйства. Поэтому развитие производства систем навозоудаления зависит от финансового положения сельскохозяйственных предприятий, большинство которых находится сейчас в очень тяжелом положении. Потребность в навозоуборочном оборудовании у большинства хозяйств очень высока, но несмотря на это из-за финансового неблагополучия они вынуждены ремонтировать старое, в большинстве своем изношенное оборудование. По этой причине заводы по производству навозоуборочных транспортеров вынуждены выпускать их столько, сколько приобретается. В 1980 г. потребность в навозоуборочных транспортерах в СССР составляла 290 тыс. машин при объемах выпуска около 120 тыс. скребковых транспортеров ТСН-3,0Б и ТСН-2Б в год [2]. К 1990 г. потребность составляла около 350 тыс. при объемах выпуска около 200 тыс., причем прирост произошел в том числе и за счет освоения производства транспортера ТСН-160. В настоящее время потребность осталась на том же уровне, однако возможность приобретения этого важного оборудования у сельхозпредприятий существенно снизилась. Поэтому многие хозяйства стремятся к тому, чтобы максимально продлить срок службы используемой ныне системы навозоудаления. Насущным является вопрос об увеличении срока службы навозоуборочных транспортеров ТСН-160, ТСН-3,0Б и ТСН-2Б, которые используются в хозяйствах. Вопросу модернизации транспортеров ТСН-3,0Б и ТСН-160 с целью увеличения срока службы уделено много внимания, при этом транспортер ТСН-2Б остался в стороне, хотя срок его службы дольше, чем у более распространенного ТСН-3,0Б.

Близкие по конструкции тяговые органы выпускаются многими зарубежными фирмами до сих пор, что несомненно указывает на скрытый потенциал цепи.

Для того, чтобы обеспечить высококачественное и экономически выгодное функционирование навозоуборочного оборудования, возникла необходимость в совершенствовании навозоуборочных транспортеров. Исследования по теме выполняли в течении 1998. 2000 г., входили в план исследований Курской государственной сельскохозяйственной академии имени профессора И. И. Иванова (номер государственной регистрации 019.70 000 665) и соответствуют четвертой области исследований краткого паспорта специальности 05.20.03 — технологии и средства технического обслуживания в сельском хозяйстве.

Цель работы заключается в повышении долговечности тяговых цепей навозоуборочных транспортеров за счет применения резиновых уплотнений шарниров цепи.

Объект исследования: характер протекания изнашивания шарниров тяговой цепи навозоуборочного транспортера.

Предмет исследования: закономерности взаимодействия узлов и механизмов навозоуборочного транспортера при работе в агрессивной среде.

Методика исследований: аналитические методы, планирование регрессивного эксперимента с применением ЭВМ. Теоретические исследования параметров опытной тяговой цепи проверялись в производственных условиях.

На защиту выносятся теоретические разработки по оценке долговечности цепных тяговых органов навозоуборочных транспортеров, закономерности их изнашивания и предложения по совершенствованию устройств.

Научная новизна состоит в определении коррозионной активности сталей, установлении закономерностей изнашивания их в агрессивных средах и повышении долговечности навозоуборочных транспортеров.

Достоверность основных положений, выводов и рекомендаций подтверждена применением современных методов и средств исследований, сходимостью теоретических исследований с экспериментальными данными, полученными в результате сравнительных производственных испытаний, подтвержденных актом.

Практическая ценность. Результаты исследований являются основой для совершенствования тяговых органов навозоуборочных транспортеров и могут быть использованы в сельскохозяйственных предприятиях и конструкторских бюро.

Реализация результатов исследования: сравнительные испытания цепей проводились в сельскохозяйственном кооперативе «Нива» Медвенского района Курской области.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ.

На основании проведенных теоретических и экспериментальных исследований можно сделать следующие выводы и рекомендации производству.

1. Анализ научно-исследовательских работ по повышению долговечности цепных тяговых органов навозоуборочных транспортеров показывает, что поисковые работы ведутся по двум направлениям: во-первых, изыскиваются конструктивные пути и технологические приемы повышения износостойкостиво-вторых, разрабатываются новые тяговые органы, у которых в подвижных соединениях используются кинематические пары высшего класса, и которые допускают по своей конструкции высокие удельные нагрузки.

2. Наибольшую коррозионную активность и износ проявляют стали марок Ст 3 и Ст 4, наименьшую — сталь 45. Поэтому звенья тяговой цепи навозоуборочного транспортера рекомендуется изготавливать из стали 45.

3. Металлографический анализ состояния поверхностей трения показывает, что коррозионно-механическое изнашивание деталей тяговых органов усугубляется наличием абразива. Поэтому необходима защита узла трения от проникновения коррозионной среды и абразива с помощью защитных колец, а при сборке тяговой цепи для снижения механического изнашивания рекомендуется в шарниры закладывать консистентный смазочный материал.

4. Энергозатраты на ремонт и техническое обслуживание у опытной цепи по сравнению с серийными в среднем ниже чем у ТСН-3,0Б — в 4 разау ТСН-2Б — в 2 разау ТСН-160 — в 1,2 раза.

5. Коэффициент использования энергии у опытной цепи по сравнению с серийными в среднем выше: ТСН-3,0Б — на 20%- ТСН-2Б — на 10%- ТСН-160 — на 4%, коэффициент готовности составляет для опытной цепи — 0,92- ТСН-160 — 0,82- ТСН-2Б -0,36 и ТСН-3,0Б — 0,22, коэффициент использования времени работы составляет для ТСН-3,0Б — 0,69- ТСН-2Б — 0,78- ТСН-160.

— 0,91 и опытной цепи — 0,93. Благодаря этому, вероятность безотказной работы навозоуборочного транспортера, оснащенного опытной тяговой цепью, по сравнению с серийными в среднем выше: ТСН-3,0Б — на 40%- ТСН-2Б — на 30%- ТСН-160.

— на 5%.

6. Расчетная долговечность тяговых цепей составляет ТТСн-2б=3,34 года, ТТсн-з, об=2, 1 года, ТТСн-1бо=6,65 года, Т0п=9,37 года. Показатель увеличения долговечности опытной цепи по три тг ТРМ сравнению с серийными составляет Пу «=2,81- Пу 3'0Б=4,46- Путсн~160=1,41.

7. Внедрение опытной тяговой цепи позволит снизить прямые эксплуатационные затраты, по сравнению с серийными: ТСН-2Б — на 25%, ТСН-3,0Б — на 14%, ТСН-160 — на 21%.

8. Годовой экономический эффект от применения опытной тг тт лг тяговой цепи вместо серийных составит Эг «=5556 руб., эгтсн-з, об=7051 руб5 Эгтсн-160=1302 руб.

Тяговые органы навозоуборочных транспортеров.

Тип тяговой цепи, тип транспортера, странаизготовитель Масса, кг/м Разрывное усилие, кН Запас прочности Площадь опорной поверхности шарнира, мм2 Шаг цепи, мм Количество зубьев ведущей звездочки Ориентировочная долговечность, годы.

Пластинчатая простая шарнирная безвтулочная (ТСН-3,0Б) — РФ 5,86 1 17,2 2,3 180 125 13 1,5−3.

Комбинированная с пластинчатыми и коваными звеньями (ТСН-2Б) — СССР — ныне не выпускается. 8,09 147,8 2,9 483 115 4 3 — 5.

Открыто-шарнирная (опытная) — РФ 4,68 122,3 2,4 588 125 13.

Кру глозвенная (ТСН-160) — РФ, Украина 4,60 356,7 5,6 Точечный контакт 80 10 7,2.

Комбинированная с пластинчатыми и коваными звеньями (Badger) — США 7,58 183,5 3,6 466 115 о j 5.

Крючковая (Berg) -США 10,00 Точечный контакт 125 6 10.

Комбинированная с пластинчатыми и сварными полосовыми звеньями (SH-75) -Чехия 6,00 122,3 2,4 600 60 / 141 5 2 Я.

Г5 К Й о *.

CD к я а>

Отрезок тяговой цепи навозоуборочного транспортера ТСН-2Б.

Цепь X-Ring.