Аналіз та дослідження працездатності та надійності ґрунтообробних агрегатів із коливальними елементами

Abstract

В магістерській роботі проведені дослідження показали, що більшість робіт з удосконалення ґрунтообробних агрегатів зосереджені на покращенні агротехнічних операцій та зменшенні енерговитрат, але недостатньо досліджень щодо поєднання інтенсифікації обробки з методами забезпечення надійності. Розроблено математичну модель вібраційного процесу розпушування ґрунту робочим органом із пружною підвіскою, яка враховує двостадійні зміни опору переміщенню. Виявлено значний вплив швидкості руху агрегату на динамічні деформації його робочого органу. Встановлено залежності між переміщенням пружної стійки та максимальним згинальним моментом. Створено 3D модель S-подібної стійки культиватора, що дозволило точно оцінити її деформованість. Аналіз показав залежність між напруженням і переміщенням, а також визначив граничні рівні навантажень і деформацій, за яких стійка залишається у пружному стані. Коливальні рухи робочих органів призводять до втрати зусиль затягування вузлів кріплення стійок, що може обмежувати довговічність агрегату та викликати відмову під час обробки ґрунту. Досліджено, що зниження зусиль затягування збільшує напруження в болтах, навіть при регулярному підтягуванні, що може призвести до руйнування з'єднання. Запропоновано встановлення конічних шайб під головкою болтів, що дозволяє підтримувати зусилля затягування на належному рівні, збільшуючи втомну довговічність агрегатів і знижуючи ризик відмов.

In the master's thesis, the studies conducted showed that most of the work on improving tillage units is focused on improving agrotechnical operations and reducing energy consumption, but there is not enough research on combining the intensification of processing with methods of ensuring reliability. A mathematical model of the vibration process of loosening the soil by a working body with an elastic suspension was developed, which takes into account two-stage changes in resistance to movement. A significant influence of the movement speed of the unit on the dynamic deformations of its working body was revealed. The dependences between the movement of the elastic strut and the maximum bending moment were established. A 3D model of the S-shaped rack of the cultivator was created, which made it possible to accurately assess its deformability. The analysis showed the relationship between stress and displacement, and also determined the limit levels of loads and deformations at which the rack remains in an elastic state. The oscillating movements of the working bodies lead to the loss of tightening forces of the rack fastening nodes, which can limit the durability of the unit and cause failure during soil processing. It has been found that reducing the tightening forces increases the stress in the bolts, even with regular tightening, which can lead to joint failure. It is proposed to install conical washers under the head of the bolts, which allows you to maintain the tightening force at the appropriate level, increasing the fatigue life of the units and reducing the risk of failures.