Диплом, курсовая, контрольная работа
Помощь в написании студенческих работ

Обоснование методов испытаний на усталость и повышения прочности пружин подвески на примере трелевочных тракторов

Диссертация: Обоснование методов испытаний на усталость и повышения прочности пружин подвески на примере трелевочных тракторов
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

На защиту выносятся следующие положения: опенка эксплуатационной нагруженности пружин подвески трелевочных тракторовприменимость метода расчетно-экспериментальной оценки долговечности пружин, базирующегося на гипотезе линейного суммирования поврежденийметоды и средства ускоренных стендовых испытаний пружин ходовых систем тракторовоценка расчетной долговечности конст-рукторско-технологических… Читать ещё >

Содержание

  • ВВЕДЕНИЕ.*
  • ГЛАВА. 'I. Обзор исследований сопротивления усталости пружин подвесок мобильных машин и задачи исследования,
    • 1. Д. Особенности работы пружин подвесок. б
    • 1. *2. Обзор исследований статической и усталостной прочности пружин
      • 1. 3. Выводы по обзору я задачи исследования
  • ГЛАВА 2. " Исследования эксплуатационной нагруженности вружин подвески трелевочного трактора
  • ТДТ-55А."
    • 2. Д. Условия эксплуатации трелевочных тракторов' и данные о разрушениях пружин
    • 2. *2″ Теязометрические исследования эксплуатационной нагруженности пружин
      • 2. 3. " Расчет эксплуатационной долговечности пружин.,
  • ГЛАВА 3. Стендовые испытания пружин на усталость
    • 3. *1″ Методика стендовых испытаний
      • 3. 2. Режим нагружения пружин при стендовых испытаниях
    • 3. *3″ Разработка стендового оборудования для испытания пружин*",
      • 3. 4. Объекты исследований
      • 3. 5. * Результаты стендовых испытаний
  • ГЛАВА 4. * Исследование напряжений в витках винтовых пружин. * -ПЗ
    • 4. *1. Исследование влияния формы сечения витка на напряжения
      • 4. 2. Способ исследования напряжений в витках винтовых пружин
    • 5. функционально-стоимостной анализ пружин подвески трактора ТД1−55А
    • 5. *1. Подготовительный этап. В
      • 5. 2. Информационный этап.13Г
      • 5. 3. Аналитический этап
      • 5. 4. Творческий этап
    • 5. *5. Исследовательский этап
      • 5. 6. Рекомендательный этап
      • 5. 7. Этап внедрения .*"
  • Выводы. .Мб

Обоснование методов испытаний на усталость и повышения прочности пружин подвески на примере трелевочных тракторов (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

• Решениями ХХУП съезда КПСС намечено резкое повышение качества продукции мапшностроения и обеспечение её высокой надежностью. Надежность тракторов в значительной мере определяется долговечностью элементов ходовых систем, в том числе пружин подвески. Например, затраты на текущие ремонты каждых 100 трелевочных тракторов ТДТ-55А достигают 110 тыс. руб.в год [3] ., стоимость пружин подвески, поставляемых в запасные части, равна 1215 руб. на 100 тракторов в год [62]. Повышение долговечности пружин подвески до требуемого уровня даст большой экономический эффект, учитывая, что в эксплуатации находится 54,6 тыс. трелевочных тракторов.

Металлографический анализ разрушенных в эксплуатации пружин, показал, что основным является усталостное разрушение. Поэтому л вопросы совершенствования конструкции пружин и технологии их изi*. готовлеяия с целью повышения сопротивления усталости актуальны.

Основная задача диссертации состоит в установлений закономерностей эксплуатационного нагружения пружин подвесок трелевочных тракторов и разработке на этой основе методов их ускоренных испытаний и увеличения долговечности. Методической основой решения такой задачи является комплексная расчетно-экспериментальная система оценки эксплуатационной нагруженности и усталостной долговечности пружин различных вариантов в статистическом аспекте.

Целью работы является обоснование методов испытаний на усталость и повышения прочности пружин подвески тракторов с учетом статистических закономерностей их эксплуатационного нагружения на примере трелевочных тракторов.

Научная новизна диссертации состоит в том, что установлены основные закономерности эксплуатационной нагруженности пружин подвесок трелевочных тракторов класса 3, определены статистические характеристики сопротивления усталости пружин" Установлена возможность применения расчетно-экспериментального метода оценки долговечности пружин, базирующегося да гипотезе линейного суммирования усталостных повреждений. Обоснована форма сечения витков винтовых пружин с более равномерным распределением напряжений, чем в применяемых в настоящее время круглых сечениях. Разработан способ изготовления образцов для исследования касательных напряжений в витках винтовых пружин некруглого сечения.

На защиту выносятся следующие положения: опенка эксплуатационной нагруженности пружин подвески трелевочных тракторовприменимость метода расчетно-экспериментальной оценки долговечности пружин, базирующегося на гипотезе линейного суммирования поврежденийметоды и средства ускоренных стендовых испытаний пружин ходовых систем тракторовоценка расчетной долговечности конст-рукторско-технологических вариантов пружинобоснование формы сечения витков винтовых пружин с более равномерным распределением напряженийспособ изготовления образцов для исследования напряжений в витках винтовых пружнн некруглого сечения.

Тема диссертационной работы выбрана в соответствии с заданиями ГКНТ и с отраслевым планом на 1976;86 гг.(темы 118/169−79, 2Й.60.81−12.0334, 62.20.13.86−50.9480) и приказом МТСЗМ # 36 от 30 января 1976 года.

146 -ВЫВОДЫ.

I. Многочисленные разрушения пружин подвески трелевочных тракторов ТД1−55А выпуска 1977 г. явились следствием их высокой яагруженности и недостаточного сопротивления усталости.80-процентный ресурс пружин составлял 1500 ч.

2. Случайные процессы нагружения пружин подвески трелевочных-^ тракторов являются широкополосными и относятся к классу стационарных эргодических процессов. Коэффициент нерегулярности процессов изменяется от 0,29 до 0,56. Распределения амплитуд касательных напряжений в пружинах. полученные методом полных циклов с учетом средних напряжений циклов, удовлетворительно описываются законом Вейбулла, их коэффициенты вариации находятся в пределах 0,25. 0,50.

3. В расчетах пружин подвесок тракторов на усталость целесообразно использовать метод полных циклов с учетом средних напряжений циклов и линейное суммирование повреждений. Расхождение расчетных величин средней долговечности двух вариантов серийных пружин подвески трактора ТДТ-55А с эксплуатационными величинами составило 7 и 35 $.

4. Показано повышение вреднего ресурса пружин 0 36 по отно-щ шению к эксплуатационному среднему ресурсу серийных (1500 ч) в.

1,9 раза, заневоленныхв 3,5 раза. В 1977 и 1985гг. в серийное производство внедрены эти пружины вместо пружин 0 34. Количество пружин для запчастей уменьшено со 150 до 90 шт. на 100 тракторов в год.

5. В Челябинском филиале НАТИ создан комплекс стендов для ускоренных ресурсных испытаний упругих элементов ходовых систем тракторов. При создании стендов получены восемь авторских свидетельств.

6. В результате стендовых испытаний большой выборки пружин -(90 образцов) получен коэффициент вариации пределов выносливости серийных пружин (0,21) «распределение пределов выносливости соответствует нормальному закону. Определены характеристики сопротивления усталости пружин подвески трактора ТДТ-55А с различными коя-структорско-технологическими мероприятиями» Установлено, что более с высокие пределы выносливости при базе испытаний 5*10° циклов имеют заневоленные пружины 0 36 .Их пределы выносливости выше предела выносливости серийных пружин на 17 $.

7. На основе опыта стендовых испытаний пружин подвесок тракторов Щ-55А, ДТ-75М, ДТ~75С, Т-150 и ТТ-4 разработана и внедрена отраслевая методика стендовых испытаний пружин на усталость при осевом сжатии. Методика широко используется в тракторостроении.

8* С учетом зависимостей Ровера-Вааля и С. Д. Пономарева выведены расчетные соотношения для выбора параметров нового сечения витковустановлено, что у пружин с витками нового сечения максимальные напряжения на внутренней поверхности на 24 $ меньше максимальных напряжений в пружинах с круглым сечением. У других исследованных форм сечений витков (круга с эллипсом, эллиптического и треугольного) яапряжеяия выше, чем в круглых. На пружину с новым сечением получено авторское свидетельство. Разработан лабораторный способ исследования напряжений в винтовых пружинах с помощью образцов, значительно сокращающий затраты и сроки исследований. На способ получено авторское свидетельство.

9. Суммарный экономический эффект в народном хозяйстве от внедрения в отрасли пружин, стендов «методов ускоренных испытаний и способа исследования напряжения составил 2,5 млн руб.

Показать весь текст

Список литературы

  1. Авраменко А.С." Ган Э. А., Демидов А. И. и др. Стенд дляиспытания торсионов. А.С. № 657 319 (СССР).
  2. А.С., Ган Э.А., Поликаренков Б. Г. Демидов А.И.и др. Устройство для измерения контактных напряжений. А, С. ЖЕ52 895 (СССР).
  3. Г. М., Кузьмин Ю. Н., Магироэский Н. П. и др"Исследование эксплуатационных режимов трелевочного трактора ТДТ-55. «Тракторы и сельхозмашины**, № II, 1965, с.1^.
  4. И.А., Шорр Б. Ф., Иосйлевич Г. Б. Расчет на прочность деталей машин. Машиностроение, М., 1979, с. 159.
  5. СИ., Малинин Н, Н., Пономарев Д. и др. Новыеметоды расчета пружин. М, 1946, с.10−17, 26−35.
  6. Блинник С И. Расчет и экспериментальное исследованиецилиндрических пружин прямоугольного сечения при отношении сторон -^ > 3 специального назначения. Дисс. на соиск.уч.степ» К.Т.Н., Ш Ш им. Баумана, 1939, с.51−54. 7. Борисов Ф. А. Исследование напряженности и оценка долговечности пружин кареток ходовой части гусеничных тракторов класса 3 тс. Автореферат дисс. на соиск.уч.степ.к, т"н., МАШ. Москва, 1973, C. I6-I9.
  7. Л.П. Исследование долговечности упругих элементов машин при переменных режимах нагружения.^ Автореферат дисс. на — 1 4 9 соиск.уч.степ.к.т.н., 111Ж, Пермь, 1970, с, 5−16.
  8. Л.П., Карпунин В. А. О накоплении усталостныхповреждений в условиях однократной смены напряжений. Прочность и долговечность деталей машин, вып. З, Удмуртия, 1969, с.114−119,
  9. Вассерман Н. Н, Эйнштейн М. Л. Оценка циклической прочности пружин топливного агрегата."Динамика и прочность механических систем"-^ 145, Пермь/с.175−181.
  10. ГОСТ 25.101−83. Расчеты и испытания на прочность. Методысхематизации случайных процессов нагружения элементов машин и конструкций и статиотичеокого представления результатов, с.6−18.
  11. ГОСТ 23 604–79. Надежность в технике. Статистическая оценка нагруженности машин и механизмов. Методы обработки данных о нагруженности, с.16−18,
  12. ГОСТ 23 605–79. Надежность в технике. Статистическая оценка на1? руженности машин и механизмов. Методы типизации режимов нагружения. C. IO-II,
  13. ГОСТ 17 510–79. Надежность в технике. Система сбора и обработки информации. Планирование наблюдение. о.20.
  14. ГОСТ 2860–65. Металлы. Методы испытаний на усталостЬ|G.I3-I4, 27−29.
  15. А.С., Светлицкий В.А, Расчет конструкций при случайных вовдейотвиях. Машиностроение^, 1984, с.12−13Д78−181,
  16. Демидов А. И, Ган Э. А. и др. Стенд для испытания пружин, Информационный лист ЩТИ, Je 555−76, Челябинск, 1976, о.1−3,
  17. Дмитрйченко С., Кугель Р, В, и др. Методика статистического анализа переменной нагруженности деталей. Труды НАТИ, вып195, ОНТИ, М, 1968, с.3−33. т -151
  18. С. Методы оценки и повышения долговечностинесущих систем тракторов и других машин. Автореферат дисс. на соиск. уч.степ. д.т.н., ШТУ, 1970, с.17−19,
  19. Дмитриченко С., Зешщнский Ю"М. Определение упругостиманжетного герметизатора шарнира гусеницы трактора. Тракторы и сельхозмашины. 1986, № 4, с.31−34.
  20. Дмитриченко С С, Никонов Б. Б, Седякщ М. Н, ДемидовА.И. и др. Анализ динамической системы для испытаний торсиоаов подвески трактора Т-330 на усталость. Труды НАТИ, вып.241., М, 1975, с.63−69,
  21. Дмитриченко С, Авршленко, А. С, Седякин М. Ы., ДемидовА. И, и .др. Торойон. А. С, В 545 797 (СССР).
  22. Дмитриченко С С, Седякин М. Н., Филатов Э. Я., АвраменкоА. С, Демидов А, И. и др. Подвеска транспортного средства. А.С. J^ 604 709 (СССР).
  23. Дмитриченко С, С, Седякин М. Н, Ру^лявцев А.А.ДемидовА.И, Система повышения долговечности пружин подвесок гусеничных тракторов и результаты испытаний. Тракторы и сельхозмашины,№ 10, 1978, C.9-II.
  24. Ю.А. Некоторые результаты статистического исследования микропрофйля трелевочных волоков."Машины и орудия для механиз<1ации лесозаготовок и лесного хозяйства',' Труды ЛТА № 147, Л., 1972, с.55−59.
  25. Ефимов В. П, Исследование эксплуатационной надежности иобоснование нормативов долговечности пружин подвесок гусеничных сельскохозяйственных тракторов класса 3. Автореферат дисс, на соиск.уч.степ. к, т.н. Челябинск, ЧЙМЭС1, 1980, с.6−21,
  26. Кобаяси С, Метод расчета пружин на прочность. Переводс японского, ж,"Кикай оэккэй", т.13, В 6, 1969,0.30−37.
  27. В.П. Методы статистической обработки результатовусталостных испытаний. Обзор."Заводская лаборатория" № 5,1957, C.3I-34.
  28. В.П. Расчеты на прочность при напряжениях, переменных во времени. Машиностроение, М., 1977, с.34−41,182−184.
  29. Коновалов А. А, Бармин Д. П, К расчету заневоленных пружин. «Прочность и долговечность деталей машин? Удмуртия, Ижевск, 1967, с.16−21.
  30. Левковский Е. Н, Исследование прочности и надежностинекоторых типов стальных винтовых пружин. Автореферат диссна соиск уч.степ.к.т.н., БПИ, Минск, 1970, с.4−17.
  31. Левковский Е. Н, О долговечности винтовых пружин."Вестник машиностроения,» № 3, 1966, с, 9−14,
  32. Е.Н. Некоторые вопросы расчета винтовых.^ цилиндрических пружин на долговечность и надежность при многократно повторной нагрузке. Автомобильная промышленность, № 6, 1965, с.23−25,
  33. Литвак В. И, Автоматизация усталостных испытаний натурных конструкций. Машиностроение, М., 1972, 382с,
  34. Н.Н. Расчет пружин с учетом пластических деформаций. Диссна соиск.уч.степ.к.т.н.,.'. МММИ им, Баумаяа, 1942, # 0.37−52,
  35. Номенклатура 1407 механических запасных частей к трелевочным тракторам ТДТ-40М и ТДТ-55, М., 1975, с14. — 1 5 4 63, Одияг И. А. Допускаемые напряжения в машиностроении и Ш циклическая прочность металлов. Машгиз, М, 1962, с.144−145,
  36. О комплексных испытаниях пружин ходовой системы трактораТДТ-55. Отчет. Арх.№ 537. OTS. Петрозаводск, 1973, с. 6,15. 65, Описание изобретения а.с. № 75 018, 1947, 66, Описание изобретения а. с, № 90 720, 1950,
  37. Описание изобретения а.с. № 457 002, I97I.
  38. Поликаренков Б, Г., Ган Э. А., Демидов А. И. Универсальныйстенд для испытаний торсионов и прузкин. Тезисы докл. Бсесоюзной ф науч.техн.конф."Методы и средства стендовых испытаний узлов и агрегатов тракторов", Челябинск, 1979, с.185−189,
  39. Д.Ф. Статика цилиндрических пружин. «Динамика, прочность и долговечность деталей машин», Ижевск, 1973, с.4−14,
  40. Д. Расчет и конструкция витых пружин. ОНТЙ, 1938, СД17−127, 135−137.
  41. Пономарев Д, Пружины, их расчет и конструирование, М.," 1954, с.50−54, 76, Прочность и долговечность автомобиля. Под ред, д.т.н. Гольда Б, В. Машиностроение, М*, 1974, с.29−32, # 1^" - 1 5 5
  42. Расчеты и испытания на прочность. Анализ эксплуатационнойнагруженности в связи с оценкой долговечности при случайном нагруженйи. Методические указания (1-я редакция). ГОНГИ БАТИ, М, 1984, C.42−5I.
  43. Рыскин Ю. Е, Особенности микропрофиля трелевс^ых волокови их статистические характеристики. Труды Ц Ш Ш Э, Б Ы П, 1 0 8, М, 1970, СД48−156.
  44. М.Н., Румянцев А.А, Дмитриченко С, С, ДемидовА.И. и др. Резонансная машина для испытания пружин на усталость. А.С.№ 641 299 (СССР).
  45. М.Н. Статистическая обработка результатов механических испытаний. «Машиностроение», М, 1972, с.159−160,169−189,
  46. Тимошенко С, 11* Теория упругости. Перевод о англД’оотехтеориздат, Л.-М, 1934, с. 390.
  47. Тимошенко П, Гудьер Дж. Теория упругости. Перевод оаягл. «Наука», М., 1975, с.304−306.
  48. Тимошенко Я, Сопротивление материалов, т. Х, изд. 2- .Перевод о англ. Гостехиздат, М,-Л, 1933, о.78.
  49. Уткив-^юбовцов 0. Л, Скуратовский М. П, Кутин Л. Н., Борисов Ф. А. Оценка напряженности пружинных рессор с учетом их изгиба в балансирных каретках, «Тракторы и сельхозмашины», ^ 3, 1975, C. I5-I7. — 1 5 7
  50. Черепанов А, М, Исследование повреждаемости, усталостнойпрочаости и надежности пружин рессорного подвешиваняя локомотивов. Автореферат диос. на соиск.уч.степ.к.т.н., Р1Ш,|, Ростов-на Дону, 1973, 0,5−19.
  51. A.M. Технологические способы повьшения усталостной прочности пружин. «Вопросы надежн. и прочн.ж.д.пути и подвижн. состава», Свердловск, 1973, с, 4−8.
  52. A.M. Влияние технологии изготовления на усталостную прочность и долговечность винтовых цилиндрических пружин. 'Материалы Л У научн.техн.нонф. Свердловск, 1970, с.71−72.
  53. Чернышев Н. А, Напряженное состояние и деформащш цилиндрических пружин, свитых из круглого витка. Динамика и прочность пружин, Изд. АН СССР, 1950, c, II7-II8.
  54. Шапиро Е. А, Исследование и расчет ограниченной уоталоот-.ной прочности винтовых пружин. Дисс. на соиск.уч.степ.к.т.н., У Ш, Свердловск, I96I, с.42−60.
  55. Шапиро Е. А, Исследование и расчет усталостной прочностивинтовых пружин. Циклическая прочность металлов." Изд. АН СССР, 1962,0.85−86.
  56. Шапиро Е. А, Напряжения и жесткость винтовых пружян приосевых и поперечных нагружениях. Прочность и долговечность деталей машин, вып. З, Ижевск, 1969, с.138−139,
  57. Е.И. Исследование ограниченной долговечности пружин растяжения из пронолоки марки 102Л8Н10Т."Динамика, прочность и долговечность деталей машин, Ижевск, 1975, с, 47−49.
  58. М.Я. Вопросы прочности наклепанных дробью деталейпри нестандартной напряженности. Автореферат дисс. на соиск.уч, степ, д.т.н, AH. CGCP, 1958, с.15−17.
  59. Эиайкин Д.М., РыскйН Ю. Е, Степанов Ю. Г. и Кузьмин Ю.И.О распространенном шаге неровностей легкодеформируемого лесосечного волока. Тракторы и сельхозмашины, № 3,1977, с.15−17. — I 5 S
  60. Kurdn A. Dynaimic stress fn helical springs.%:: «Mdchino design» 4^, j/"2?, 1972, р. ш-1зз.
  61. RovQT A. beanspruchung 2|iindriseherSdiTdiibenfedern mit Rreis (^uer"chnitt. «V. D.L.» 19li, p. 1906. A — ш т
Заполнить форму текущей работой

На отлично!