Научная статья на тему 'Моделирование процесса износа корпуса плуга'

Моделирование процесса износа корпуса плуга Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

CC BY
154
33
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Моделирование процесса износа корпуса плуга»

позволяют при второй дойке смешивать парное и уже охлажденное молоко от первой дойки. Это дает возможность заполнять молочную ванну до полной загрузки и соответственно снижать затраты на транспортировку продукции. Охладители комплектуются импортными мотор-редукторами червячного типа, которые отличаются от отечественных повышенным ресурсом, более низким потреблением энергии и не требуют обслуживания в течение всего срока эксплуатации.

Мешалка, снабженная большими лопастями, вращается медленно, что обеспечивает равномерное распределение жира по всему объему, без образования при этом пены и ухудшения качества молока. При отключении компрессора она работает циклически.

М олокоохладитель комплектуется спиральным компрессором фирмы Copeland (Германия). Он бсшее экономичен и надежен благодаря отсутствию трущийся пары.

В конструкцию холодильной установки заложено несколько степеней защиты по напряжению (перекос фаз, понижение, повышение, короткое замыкание) и давлению (повышение, понижение), а также тепловая защита электродвигателя.

Установки закрытого типа укомплектованы авто-

матитеческими С1Р-мойками, которые позволяют проводить ополаскивание холодной и теплой водой, мойку двумя моющими растворами с поддержанием температуры не более 40 °С.

Моющая машина включает 2 блока: стационарный, состоящий из баков д ля растворов, насосов-дозаторов, водонагревателей, электромагнитных вентилей, пульта управления и автоматики;

передвижной гидрант с насосом и шлангами, который подсоединяется к молочному баку через сливной кран, что дает возможность использовать один гидрант на несколько молокоохладителей и ведет к удешевлению оборудования при покупке двух и более установок.

На все установки дается гарантия, в течение срокадей-ствия которой осуществляется сервисное обслуживание.

Сегодня предприятие может выпускать 20 охладителей в месяц и поставляет их во все уголки страны. Имеется гибкая система оплаты, скидки, лизинг.

Оборудование производства ЗАО «Ярославское РТП» успешно работает в различных климатических зонах в 20 регионах России, начиная с Республики Коми (ОАО «Комиагропромтехника», СПК «Большой луг» и др.) и заканчивая Краснодарским краем (ЗАО «Кубань).

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ИЗНОСА КОРПУСА ПЛУГА

С. Г. МУДАРИСОВ, кандидат технических наук Башкирский ГАУ

И.Р. РАХИМОВ, старший преподаватель Челябинский ГАУ Н.И. РАЗБЕЖКИН, инженер Башкирский ГАУ

Большинство деталей рабочих органов почвообрабатывающих машин подвергается динамическим нагрузкам, абразивному износу и химическому воздействию внешней среды. Износ деталей вызывает ухудшение качества выполнения технологических операций и простои машин. Поэтому выявление зон, наиболее сильно подверженных износу, позволяет наметить пути увеличения времени службы рабочих органов.

В процессе эксплуатации отмечается неравномерный износ рабочих органов, обусловленный разным давлением почвы на их поверхность в различных точках и неодинаковой скоростью скольжения контактирующих частиц.

Численное решение предложенной нами системы уравнений динамики почвенной среды позволяет определить векторное поле скоростей, скалярное поле давлений дня каждого момента времени и траектории движения частиц [1].

Исходные данные разработанной модели — это первоначальная плотность, вязкость и скорость перемещения почвы. Геометрические характеристики рабочего органа определяются при отдельном построении в системе автоматизированного проектирования, поддерживающей систему твердотельного построения

(CAD/CAM—технологии). Технологические параметры (глубина обработки, углы постановки, и др.) задаются при импортировании рабочего органа в область расчета программного комплекса FlowVision. На основе созданной модели можно рассмотреть процесс взаимодействия рабочего органа с почвой и получить объемную картину ее деформирования. При расчете определяется траектория движения и скорость частиц почвы, распределение давления перед рабочим органом и др.

Согласно изолиниям давления в горизонтальной плоскости перед корпусом плуга культурного типа на глубине 15 см, наиболее нагруженный участок деформируемой зоны — область перед лемехом ближе к бороздному обрезу (рис. 1).

Рис. 1. Изолинии давления перед корпусом плуга в горизонтальной плоскости.

В вертикальной плоскости (рис. 2), напряжения (в принятом нами обозначении ст,) впереди корпуса плуга также распределяются неравномерно. Наиболее сильное давление воспринимает область пласта

Рис. 2. Изолинии давления перед рабочим органом в вертикальных плоскостях.

в нижней части перед лемехом и в верхней части отвала. Это характерно только в непосредственной близости к рабочему органу (рис. За, графики 1, 2,). По мере удаления от него давление плавно уменьшается, а в верхних горизонтах происходит резкое снижение его величины (см. рис. За, графики 4...7).

средней частью крыла отвала (рис. 4, зона С). В результате происходит его повышенный износ.

Процесс деформации, уплотнения, крошения почвенного пласта и его кинематика при воздействии плуга влияет также на распределение давлений на рабочую поверхность со стороны почвы. Наиболее сильное давление почвы испытывает (см. рис. 4) лемех (зона А), грудь (зона В) и средняя часть крыла отвала (зона С), которые подвержены интенсивному износу.

Полученные в процессе моделирования данные подтверждаются многочисленными экспериментами [2]. Авторы также утверждают, что износ во многом зависит от удельного давления почвы на рабочую поверхность и скорости скольжения абразивных частиц по поверхности. Причем с ростом значений этих показателей (вызванным увеличением глубины обработки, рабочей скорости, изменением физико-механи-ческих свойств почвы) он увеличивается в разы.

Рис. 3. Распределение напряжений а) в вертикальной плоскости перед корпусом плуга при удалении от рабочего органа 1 — непосредственно перед лемехом, 2 — на расстоянии 10 см от лемеха, 3 — 20 см, 4—30 см, 5—40 см, 6—50 см, 7—60 см; б) в вертикальной плоскости перед корпусом плуга по глубине 1 —25 см, 2—20 см, 3 — 15 см, 4 — 10 см, 5— 5см, 6— на поверхности; в) в горизонтальной

плоскости перед корпусом плуга по глубине 1 — 25 см, 2—15 см, 3 -

Также мы установили, что на больших глубинах линии изменения напряжений в горизонтальных и вертикальных плоскостях спадают круче, чем ближе к поверхности (см. рис. 3 б, в). Это объясняется неодинаковой деформацией почвы в зоне рыхления (верхние спои) и в зоне упругих и пластических деформаций (нижние горизонты).

Увеличение напряжений в нижней части пласта (см. рис. За) перед лемехом ведет к деформациям сжатия и, как следствие, к уплотнению почвы и образованию плотного ядра. Этот процесс кроме давления непосредственно связан кинематикой частиц почвы, вовлеченных в движение при деформации. В нижних горизонтах пласта оно сопровождается сжатием и впрессовыванием частиц в надлемешный слой пласта. Уплотнение почвы, как показывают изолинии распределения напряжений перед корпусом плуга (см. рис. 1, 2) и графики их распределения (см. рис. 3), в большей степени происходит в нижней части перед лемехом ближе к бороздному обрезу. Оно возрастает под воздействием рабочего органа, до тех пор, пока не произойдет сдвиг или разрыв почвы. Далее сколотый блок, имеющий повышенную плотность, перемещается по поверхности рабочего органа по определенным траекториям и контактирует со

10 см, 4—5 см.

Установленные закономерности перемещения почвенных частиц по рабочим органам почвообрабатывающих машин, характер и величина оказываемого при этом на поверхность давления почвы позволяет по-новому подойти к вопросам увеличения долговечности деталей путем изменения их конфигурации и технологических параметров.

Разработанная модель дает возможность еще на

Рис. 4. Распределение давлений на корпусе плуга, стадии проектирования выявлять зоны наибольшего износа для конструирования сменных (износостойких) деталей или получения таких параметров рабочих органов, при которых возможна минимизация негативного воздействия на них почвы.

Литература

1. Мударисов С. Г. Моделирование процесса взаимодействия рабочих органов с почвой.// Тракторы и сельскохозяйственные машины. — 2005, №7, с 27-30.

2. Севернее М.М., Каплун Т.П. и др. Износ деталей сельскохозяйственных машин. Л.: Колос, 1972, 288 с.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.