Мигаль Василь Дмитрович. Вібраційні методи оцінки якості тракторів на стадіях проектування, виготовлення та експлуатації

brief description

Мигаль Василь Дмитрович. Вібраційні методи оцінки якості тракторів на стадіях проектування, виготовлення та експлуатації: дисертація д-ра техн. наук: 05.22.02 / Харківський національний автомобільно-дорожній ун-т. - Х., 2003.

Мигаль В.Д. Вібраційні методи оцінки якості тракторів на стадіях проектування, виготовлення та експлуатації Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.22.02 Автомобілі та трактори. Харківський національний автомобільно-дорожній університет Міністерства освіти і науки України. Харків, 2002.
У дисертації подано теоретичне узагальнення і нові розв'язання наукової проблеми, що виявляється в здійсненні нових науково обґрунтованих розробок у тракторобудуванні, які забезпечують розв'язання значної прикладної проблеми підвищення якості створюваних тракторів та ефективності їх експлуатації.
Запропоновано системний підхід до оцінки якості тракторів на базі нового показника параметра вібрації, який є узагальнюючим критерієм оцінки технічного стану при проектуванні, доводці конструкції, виготовленні й експлуатації тракторів. Розроблено моделі нормування класів вібрації тракторів, розрахунку рівнів вібрації, конструктивні й технологічні засоби зниження вібрації для проектування тракторів заданого класу вібрації, які відповідають заданим ресурсам. Для збереження проектної якості тракторів при їх виготовленні запропоновано методи нормування вібрації і її контролю на відповідність нормі. Розроблено статистичні методи нормування вихідних і граничних вібраційних параметрів, класів технічного стану і моделі прогнозування залишкового ресурсу за лінійним трендом вібраційного параметра. Здійснено впровадження розроблених методів у проектуванні, виготовленні та ремонті агрегатів тракторів в електромашинобудуванні, кораблебудуванні та експлуатації газотранспортного обладнання.

1. У дисертації наведено теоретичне узагальнення і нове розв'язання наукової проблеми, що виявляється у підвищенні якості тракторів на основі створення ефективних методів оцінки технічного стану тракторів за їх вібродіагностичними характеристиками при проектуванні, виготовленні й експлуатації, які забезпечують вирішення комплексу важливих народногосподарських завдань проектування тракторів заданого ресурсу й збереження їх проектної якості на стадіях виробництва й експлуатації.
2. Уперше запропоновано системний підхід до оцінки якості тракторів на базі використання їх вібродіагностичних характеристик, що дозволило створити узагальнюючі критерії визначення технічного стану тракторів з урахуванням структурних, функціональних і динамічних характеристик механізмів на стадіях проектування, виготовлення й експлуатації.
3. Уперше експериментально установлені оптимальні значення вібраційних характеристик механізмів тракторів за критерієм забезпечення їх рівноресурсності. Така вібраційна характеристика за максимальними значеннями рівнів усіх джерел вібрації механізмів трактора апроксимується прямою лінією із різницею 40 дБ між значеннями рівнів вібрації на частоті 5 Гц і 10000 Гц.
4. Уперше експериментально обґрунтовано, що основною причиною прискореного розвитку несправностей і зниження ресурсу більшості механізмів тракторів є вібраційні процеси. Доказами є: установлені високі вихідні рівні (90 112 дБ) віброприскорень тракторів у режимі холостого ходу, які перевищують на 10 30 дБ допустимі вібрації; отримана лінійна залежність зниження ресурсу зубчатих передач і підшипникових вузлів від величини перевищень допустимої вібрації; велике збільшення вібрації на 12 20 дБ у максимальних швидкісних і навантажувальних номінальних режимах роботи агрегатів, що у порівнянні з режимом холостого ходу підвищує вібронавантаженість деталей у 6 10 разів; наявність резонансної вібрації в силовому агрегаті коробки передач і головної передачі моста.
5. Уперше розроблено методи оцінки за вібродіагностичними характеристиками якості проектування тракторів, в основу яких покладені:
отримані допустимі рівні вібрації й розроблені норми трьох класів вібрації (Д, Г, В) тракторів із ресурсом 5 10, 10 15, 15 20 тис. мотогодин, що є якісною оцінкою технічного рівня проектування тракторів, досягнення рівноресурсності деталей механізмів тракторів і запасу працездатності за класами: В > 2,5; Г = 2,5 1,5; Д = 1,5 0,2;
розроблені методи оцінки рівнів вібрації, збуджуваних кінематичними процесами в підшипникових вузлах, зубчатих передачах, валами передач агрегатів, що дозволяють на стадії проектування оцінити закладені геометричні й кінематичні параметри деталей і режими роботи, обсяг і види доводочних робіт конкретних механізмів для одержання необхідного спектра вібрації трактора заданого класу вібрації;
розроблені конструкційні й технологічні способи прогнозування кількісного зниження вібрації валів на 7 30 дБ, підшипникових вузлів на 6 35 дБ і зубчатих передач на 3 17 дБ, що дозволяє проектувати трактори з ресурсом 15 20 тис. мотогодин.
Отримані допустимі вібрації обґрунтовані розрахунковими, статистичними й експериментальними методами. Існуючі рівні вібрації й ресурс тракторів типу Т-150К узгоджуються з класом підвищеної вібрації Д верхнього діапазону і вище. Розрахунки рівнів вібрації, збуджуваних підшипниками і зубчатими передачами за запропонованими формулами збігаються або близькі до експериментальних середніх значень віброприскорень.
6. Уперше для трактора розроблено методи оцінки за вібродіагностичними параметрами якості виготовлення, складання й монтажу окремих агрегатів і комплектного трактора, в основу яких покладено: статистичні моделі нормування вібрації у третинооктавних смугах частот, послідовність обкатки й контролю вібрації, діагностичні ознаки дефектів агрегатів трактора та методи їх усунення, які дозволяють обґрунтовано здійснювати індивідуальну доводку вібрації на відповідність вимогам норм і цим забезпечувати збереження проектної надійності трактора на стадії виробництва. Розроблені норми вібрації, діагностичні ознаки дефектів і методи їх усунення є діагностичною базою програмного забезпечення створеного мікропроцесорного апаратного засобу ВДТ, що витримав виробничу перевірку під час приймально-здавального контролю якості виготовлення коробок передач, головних передач мостів і редукторів ВВП тракторів типу Т-150К.
7. Розширено методи оцінки за вібродіагностичними характеристиками якості тракторів в експлуатації, в основу яких покладено вперше розроблені для тракторів:
статистичні моделі розрахунку нормованих вихідних і граничних вібраційних діагностичних параметрів функціональних і ресурсних елементів (20 дБ), які узгоджуються з експериментальними даними граничних вібраційних параметрів зубчатих передач і підшипникових вузлів головної передачі моста;
шкала нормування класів якісної оцінки технічного стану, проведення регулювальних і ремонтних робіт за рівнем підвищення або зниження вихідного вібраційного параметра, що реалізована в технологіях і апаратних засобах ВДТ і ВДП-1 і пройшла виробничу перевірку при діагностуванні агрегатів трансмісії трактора й турбокомпресорів тракторних і комбайнових двигунів;
графоаналітичні моделі вібраційного діагностування механізмів трактора за лінійним трендом вібраційного параметра, які обґрунтовані порівняннями з експериментальними дослідженнями головних передач мостів класів нормальної вібрації (Г) і допустимої вібрації (В);
періодичність контролю технічного стану трактора, яка, у залежності від технічного рівня проектування, обумовленого класом вібрації трактора, якості виготовлення й рівня індивідуальної доводки, якості введення в експлуатацію і її тривалості, знаходиться в максимальних границях 0,5 0,85 середнього ресурсу.
8. Розроблені методи, апаратні засоби, технології та стенд вібраційного діагностування агрегатів тракторів витримали виробничу й відомчу перевірку, затверджені й рекомендовані для впровадження в Україні Міністерством аграрної політики; упроваджені у виробництво Шевченківським СРТП Харківської області, ДСП Богодухівська агротехніка” і ВАТ Васильківський агротехсервіс” Запорізької області, а ряд методів і рекомендацій прийнято до впровадження на ВАТ ХТЗ. Результати дисертаційного дослідження упроваджені: у проектування і серійне виробництво машин і механізмів заданого рівня вібрації в електромашинобудуванні НВО ХЕМЗ”, СКТБЗЕ Потенціал”; у кораблебудуванні НДІ НВО ХЕМЗ”, ЦКБ Ленінська кузня”); в експлуатації газоперекачувального устаткування Харківтрансгаз”, компресорної станції Долгоє” Орловської області РФ. Розроблені методи й засоби оцінки за вібродіагностичними характеристиками якості проектування, виготовлення й експлуатації придатні для використання в інших галузях машинобудування та в експлуатації машин.
9. Опублікований цикл монографій дисертанта не має аналогів за ступенем узагальнення теоретичних, статистичних і експериментальних особистих досліджень автора та відомих літературних даних із використання вібраційних методів оцінки якості тракторів і машин при проектуванні, виготовленні, експлуатації. Цикл використовується як навчальний посібник і методичні рекомендації в інженерній практиці.