Удосконалення експлуатаційних показників різьбових з’єднань двигунів зернозбиральних комбайнів в умовах ТОВ «Titan Machinery»

Abstract

Розвиток агропромислового комплексу країни неможливий без надійної техніки. Недостатня надійність сільськогосподарської техніки призводить до зниження її продуктивності і збільшення засобів на забезпечення її працездатності. Одним із факторів, що визначають надійність відремонтованих машин в сільському господарство, є точність затягування різьбових з'єднань. У роботі розглянута проблема низькою точності затягування групових різьбових з'єднань (ГРЗ) вузлів машин, що ремонтуються. Проблема є актуальною, так як неточна і, як наслідок, нерівномірне затягування ГРЗ призводить до зниження надійності вузлів і машин в цілому. Існують різні методи контролю осьової сили затягування (далі сили затягування) різьбових з'єднань, але в більшості випадків, контроль здійснюють методом прикладення крутного моменту з допомогою динамометричних (моментних) ключів. При складанні вузла, який ремонтується рекомендований технічними умовами на складання момент затягування не гарантує забезпечення необхідної (розрахункової) величини сили затягування з достатньою точністю. Причиною цього є невідповідність фактичних коефіцієнтів тертя в різьбовому з'єднанні розрахунковим, що пояснюється зміною (нестабільністю) стану різьбових з'єднань в процесі експлуатації. Відхилення створеної величини сили затягування від необхідною по різним оцінок може досягати + 25 ... 38%. Така низька точність контролю неприпустима при складанні відповідальних та особливо відповідальних ГРЗ. Максимально допустиме відхилення від необхідної величини сили затягування при складанні особливо відповідальних ГРЗ (болти шатунів, кришок корінних підшипників і т.п.) складає +5%, відповідальних різьбових ГРЗ (болти головок циліндрів, піддонів картерів і т.п.) +5….-15%. Розроблено безліч методів, способів і засобів складання різьбових з'єднань, однак, проблема низької точності (нерівномірності) затягування ГРЗ вузлів у процесі ремонту сільськогосподарської техніки залишається не вирішеною. Загальновідомим є те, що нерівномірне затягування ГРЗ викликає залишкову деформацію спряжених деталей і спотворення макрогеометрії їх спряжених поверхонь при експлуатації вузлів, а відповідальні деталі мають жорсткі допуски на відхилення. Наприклад, гранично допустимі відхилення від площинності спряжених поверхонь головок циліндрів (ГБЦ) і блоків двигунів зазвичай не більше 0.02…0.05 мм на 100 мм довжини. За офіційним даними досліджень на деформацію спряженої поверхні доводиться 28% від всіх дефектів ГБЦ при середньорегіональній кількості дефектних головок 900 од. в рік. За даними робіт Вагабова Н.М. нерівномірна затяжка болтів ГБЦ, спричинена низькою точністю контролю сили затягування по моменту, що спотворює геометричну точність робочих поверхонь циліндрів, овальність яких може збільшуватися на 25-75%, конусність на 35-40%, що виходить за межі допуску. У свою черга це дуже негативно дається взнаки на ресурс циліндропоршневої групи та двигуна загалом. При затягуванні ГРЗ вузлів, що ремонтуються, з рекомендованим технічними умовами моментом нерідко бувають випадки зриву різьби та руйнування шпильок, болтів. Наприклад, по даними ТОВ «Titan Machinery» за 2021 рік зафіксовано 117 випадків зриву різьби (руйнування) силових шпильок (болтів) в процесі монтажу ГБЦ двигунів, що ремонтуються (сімейства CASE, CASE 155, ЗІЛ-130, Д-240, CASE 110, Д-442 і ін) при дотриманні рекомендованих моментів затягування. Таким чином, численні несправності сільськогосподарської техніки, пов'язані з різьбовими з'єднаннями, а також систематичні ушкодження (Руйнування) різьбових з'єднань при їх затягування є передумовами для пошуку нових шляхів удосконалення технології збирання ГРЗ вузлів машин, які ремонтуються. Підвищити точність і рівномірність затягування ГРЗ пропонується застосуванням на практиці контролю сили затягування через відношення моментів відгвинчування і загвинчування, який дозволяє експериментально скоригувати значення рекомендованого моменту затягування шляхом непрямого обліку реальних коефіцієнтів тертя (без встановлення їх числових значень) в конкретному різьбовому з'єднанні і обчислення для нього необхідного моменту затягування. Об'єктом досліджень є технологічний процес збирання групових різьбових з'єднань вузлів машин, що ремонтуються Предметом досліджень є закономірності взаємозв'язку моменту та сили затягування. Метою роботи є підвищення точності і рівномірності затягування ГРЗ вузлів машин, що ремонтуються. Завдання досліджень: 1. Здійснити аналіз проблеми неточності (нерівномірності) затягування ГРЗ вузлів машин, які ремонтуються, виявити причини виникнення нерівномірності затягування. 2. Теоретично обґрунтувати контроль сили затягування через відношення моментів відгвинчування та загвинчування, на основі чого розробити методику складання ГРЗ вузлів машин, які ремонтуються. 3. Експериментально дослідити вплив стану різьбового з'єднання на точність контролю сили затягування та момент.