1. Станпитання. Мета і задачі досліджень
1.1 Стан питання
Усучасних тракторах і інших сільськогосподарських машинах багато гидрофіцированнихвузлів, агрегатів і систем. Від їх технічного стану багато в чомузалежать надійність і експлуатаційні показники техніки, а отже, велика увага повиннаприділятися своєчасному і правильному проведенню ремонту гідравлічних систем. Високоякіснийремонт дозволяє підвищити надійність гідроагрегатів. Якість ремонту гідравлічнихсистем визначає надійність трактора в цілому.
У той же час на долюгідросистеми рульового управління падає до16% відмов від загальної їх кількості по тракторув цілому. Середнє напрацювання на відмову є низьким і складає 260…463 мотогодин[2]. Спостереження за роботою тракторів Т-150К в умовах експлуатації і аналіз отриманихданих показує, що найбільша кількість відмов має клапан витрати, шланги і трубопроводи,розподільник. Детальніша інформація про відмови гідросистеми рульового керуваннятрактора Т-150К надана у таблиці 1.1 додаток А[15].
Метоюроботи є дослідження зносів корпуса (втулки) гідророзподільника, отже треба розглянутиконструктивні варіації цього вузла. Головними робочими одиницями гідророзподільникає прецизійна пара втулка — золотник.
Почислу управляючих вікон і схемі управління навантаженням золотникові пари ділятьсяна одне, — двух- і чотирьохщілинні.
Однощілиннізолотникові пари є гідравлічним опором тільки в одному ланцюзі управління навантаженням,за допомогою їх можна змінювати потужність (від нуля до максимуму), що підводитьсявід джерела тиску до споживача, але не можна змінювати напрям потоку. Однощілиннізолотникові пари знаходять широке застосування в пристроях, регулюючих зміну перепадутиску або витрати (запобіжні, редукційні і інші клапани).
Двощілиннізолотникові пари застосовуються для регулювання потужності і управління потокомрідини в одному ланцюзі навантаження наприклад, в одній порожнині управління диференціальнимциліндром для забезпечення зворотно-поступального руху такого циліндра потрібноприкласти протидіючі сили (сили ваги, стиснення пружини від тиску рідини).
Чотирьохщілиннізолотникові пари дозволяють регулювати потужність і змінювати потік рідини в двохланцюгах управління навантаженням, наприклад, в двох порожнинах циліндра двосторонньоїдії. Вони можуть виконуватися з трьома і чотирма поясочками.
Повеличині перекриття золотникові пари діляться на ідеальні, золотникові пари з позитивнимі негативним перекриттям.
Ідеальназолотникова пара (рис. 1.1 а) має нульове перекриття робочого вікна (Δх=0).Залежність витрати рідини Q через робоче вікно від ходу такої пари лінійна, беззони нечутливості. Забезпечити нульове перекриття в золотникових парах важко.
Золотниковіпари з позитивним перекриттям (рис. 1.1 б) мають витратну характеристику із зоноюнечутливості, рівній величині перекриття Δхробочого вікна. Такі пари забезпечують мінімальні витоки в нейтральному положенніі технологічніші, ніж ідеальні.
Витратнахарактеристика золотникової пари з негативним перекриттям (рис. 1.1 в) має злампри ході, рівному величині перекриття без зони нечутливості.
Золотниковіпари виконуються циліндровими або плоскими. Золотники в них здійснюють поступальніабо обертальні переміщення що до корпусу.
Найбільшшироке застосування знаходять циліндрові золотникові пари. Вони прості по конструкції,технологічні, мають малу вагу і габарити.
/>
Рисунок1.1 – Схеми золотникових пар і їх витратні характеристики залежно від величини перекриттяробочого вікна [2].
Основниминедоліками їх є значні витоки рідини по зазорах золотникової пари, збільшення зусиллястрагивання (можливо навіть заклинювання) після витримки пари під тиском або роботина забрудненій рідині. Золотник можна встановлювати в корпус що дозволяє виконатийого з мінімальними габаритами і вагою, або в запресовану гільзу, для підвищеннятехнологічності і ремонтнопридатності, застосовуються золотникові вузли зі вставнимиущільненими гільзами, а також гільзи з круглими і профільованими отворами замістьвнутрішніх кільцевих канавок [2].
1.2 Характеристика об'єкту дослідження
1.2.1 Будова рульового механізму з розподільником
Рульовиймеханізм, зібраний спільно з розподільником і запірним клапаном, служить для управлінняповоротом трактора. Він прикріплений трьома болтами до кронштейна, встановленогона правому лонжероні передньої напіврами трактора.
/>
Рисунок1.2 — Схема рульового управління
1- вертикальний шарнір рами; 2 — поворотні важелі силових циліндрів; 3,5 — силовіповоротні циліндри; 4,6 — кронштейни кріплення силових циліндрів; 7 — тяга зворотногозв'язку; 8 — сошки; 9 — трубопроводи; 10 — чавунний картер; 11 — сектор; 12 — черв’як;13 — вал; 14,22 — упорні шайби; 15 — втулка золотника; 16 — золотник; 17,20 — грибковіклапани запірного клапана; 18-плунжер запірного клапана; 19 — корпус запірного клапана;21 — корпус розподільника (ГПК); 23 — верхня кришка; 24 — роликовий підшипник; 25-рульоваколонка; 26-клапан витрати; 27-шестерінчастий насос; 28 – бак.
Учавунному картері 10 на двох циліндрових роликових підшипниках встановлений вал13 рульового механізму. Циліндрові роликові підшипники дозволяє валу 13 спільноз внутрішніми обоймами і роликами підшипників здійснювати обертальний рух і осьовепереміщення щодо зовнішніх обойм підшипників, зафіксованих в картері стопорнимикільцями.
Нашліцах нижньої частини валу встановлений двозахідний черв'як 12, який знаходитьсяв постійному зачепленні з сектором 11, зуби якого нарізані на площині частини вінця.
Сошка8 закріплена на шліцах валу сектора гайкою. Між верхньою площиною картера 10 і верхньоюкришкою 23 чотирма шпильками з гайками розподільник рульового управління. Розподільникскладається з корпусу 21, втулки 15, золотника 16 і восьми плунжерів з пружинамирозпорів (на схемі не показані). Плунжери упираються в шайби 14 і 22.
Втулка15 золотника запресована в корпус 21 і зафіксована стопорним кільцем (на схемі стопорнекільце не показане). У втулці 15 переміщається двухпоясковийзолотник 16. Для проходу робочої рідини до золотника 16 у втулці 15передбачено три ряди отворі великого діаметру (ø10мм) і чотири ряди малого діаметру (ø4 мм). Центральна проточка корпусу (канал «в»)сполучається з нагнітальною порожниною насоса 28, а дві крайні проточки (канали«а»)через запірні клапани 17 і 20 сполучаються з порожнинами гідравлічних силових циліндрів3 і 4.
Принейтральному положенні золотника його шийки перекривають великі отвори у втулці,залишаючи відкритими невеликі сегментні площі в них для проходу робочої рідини.
Призсуві золотника в осьовому напрямі відбувається плавна зміна прохідних площ, щосприяє плавній зміні витрати тиску робочої рідини, що поступала до гідравлічнихсилових циліндрів [2,13]
1.2.2 Робота рульового механізму
Узібраному рульовому механізмі чотири верхні плунжери упираються своїми торцями уверхню шайбу 22 і нижню площину верхньої кришки 23, а чотири нижні плунжери упираютьсяв нижню опорну шайбу 14 і верхню площину картера 10. Оскільки лінійні розміри корпусу22 розподільники і золотники 16 однакові, плунжери, розтискав пружинами, встановлюютьзолотник в нейтральному положення.
Принейтральному положенні золотника між опорними шайбами і корпусом розподільника встановлюєтьсязазор 2,5 мм.
Узв'язку з наявністю зазору між опорними шайбами 14, 22 (рис. 1.2) і корпусом розподільника21 вал 13 рульового механізму трактора може переміщатися в осьовому напрямі і черв'ячнапара починає працювати як гвинт і гайка. Черв'як 12 нагвинчується і згвинчуєтьсяпо черв'ячному сектору 11.
Приповороті рульового колеса управо черв'як нагвинчується по черв'ячному сектору івал рульового механізму із золотником зміщуються вниз (рис 1.2).
Прицьому опорна шайба 22 (рис. 1.2), впливаючи на плунжери, стискаючи пружини, зусилляяких сприймається як зусилля на рульовому колесі (на мал. 1.2 плунжерів і пружинине показані). «золотник 16, зміщуючись вниз (вліво), перекриває нижніми кромкамиверхнього і нижнього поясочків сегментні щілини верхнього і нижнього рядів отворіву втулці і від'єднує нагнітаючу порожнину насоса від зливної магістралі. Верхнякромка нижнього поясочка золотника збільшує величину відкриття сегментних щілинв нижньому ряду отворів у втулці, сполучаючи напірну магістраль насоса з порожниноюгрибкового клапана 17 замкового клапана. Верхня кромка верхнього поясочка збільшуєвеличину відкриття сегментних щілин у верхньому ряду отворів у втулці, сполучаючипорожнину протилежного клапана 20 із зливною магістраллю.
Робочарідина, що нагнітається насосом, своїм тиском відкриває грибковий клапан 17 і поступаєу відповідні порожнини зливних циліндрів.
Одночасноробоча рідина зрушує плунжер 18 замкового клапана, який своїм хвостовиком відкриваєгрибковий клапан 20, сполучаючи відповідні порожнини циліндрів із зливною магістраллю.Поршні силових циліндрів здійснюють робочий хід, повертаючи напіврами трактора управо.Трактор повертається управо. При повороті напіврам поворотний важіль 2 переміщаєстежачу тягу 7 вперед. При цьому повертається сошка 8, а разом з нею і сектор 11.Впливаючи на черв'як 12 як важіль, сектор 11 переміщає черв'як вгору, прагнучи встановитизолотник в нейтральне положення, щоб припинити подачу робочої рідини від насосадо силових циліндрів і поворот напіврам трактора. Поки швидкість обертання рульовогоколеса більше швидкості дії зворотного зв'язку на золотник, напіврами трактора повертаються.
Яктільки припиняється обертання рульового колеса, зворотний зв'язок встановлює золотникв нейтральне положення і поворот напіврам трактора припиняється.
Грибковіклапани замкового клапана під впливом пружин сідають на сідла, замикаючи силовіциліндри і напрям руху трактора стабілізується.
Приповороті рульового колеса вліво черв'як згвинчується по черв'ячному сектору. Прицьому нижня упорна шайба 14 через плунжери стискає пружини.
Золотник16 розподільника зміщується вгору і перекриває верхніми кромками верхнього і нижньогопоясочків сегментні щілини верхнього і нижнього ряду отворі у втулці, а нижні кромкипоясочків золотника збільшують величину відкриття сегментних отворів. Робоча рідина,що нагнітається насосом, відкриває грибковий клапан 20 і поступає у відповідні порожнинисилових циліндрів. Плунжер 18 відкриває грибкові клапана 27, з'єднавши відповідніпорожнини циліндрів із зливною магістраллю. Трактор повертається вліво. Далі процесвідбувається також, як і при правому повороті.
Звищесказаного можна зробити наступний виснавок: від роботи ГПР залежить плавністьповороту трактора Т-150К, і перш за все від зміни прохідних площ при зсуві золотникащодо втулки золотника.
1.3 Існуючи способи відновлення деталі
Технологіявідновлення втулок мало досліджена.
Увтулки відновлюється тільки внутрішня поверхня під золотник. Існуючи дефекти, розміриза кресленням, способи та засоби контролю наведені у таблиці 1.2.
Таблиця1.2 – Дефекти втулки [13]Найменування та позначення контролюємої деталі Контрольований дефект Розміри, мм Способи та засоби контролю Висновок За кресленням Допустимі
Наймену
вання Позначення
/>
Втулка золотника
125.40.113 1- знос внутрішньої поверхні 46+0,027 46+0,027 Нутромір
18-50
ГОСТ 9244-75 Віднов-лювати
Найбільш- прийнятним способом відновлення отворів корпусів під золотники є алмазне хонінгування.Попереднє (чорнове) і остаточне (чистове). Обробка ведеться на вертикально — хонінговальномнапівавтоматі 3921 при наступних режимах: попереднє хонінгування — швидкість обертання хонінговальнойголовки 11,6 рад/с і зворотно – поступального руху 0,2 м/с, радіальнаподача брусків 0,85 мкм наподвійний хід (хонінгування ведеться до остаточного усунення слідів зносу і до виправленнягеометричної форми).
Остаточнехонінгування — швидкість обертання хонінговальнойголовки 11,6 рад/с і зворотно-поступального руху 0,19 м/с, радіальнаподача брусків 0,3 мкм наподвійний хід (припуск наостаточне хонінгування 0,005...0,008 мм). Після хонінгування проводиться контрольрозмірів і якості отворів корпусів [1,7,8,16].
1.4Мета та задачі дослідження
Метаполягає у дослідження причин та величини зносу і розробка оптимальної технологіївідновлення зношених корпусів (втулок) розподільника гідропідсилювача рульовогокерування (ГПК) трактора Т-150К.
Длядосягнення заданої мети у роботі повинні бути вирішені наступні задачі:
1. Розглянуті теоретичні предпосилки до виконаннядослідження і обґрунтування технології відновлення корпуса (втулки);
2. Провести ремонтно-технологічний аналіз об’єктудослідження;
3. Дослідити величину та характер зносу корпуса(втулки);
4. Розробити технологію відновлення корпуса(втулки);
5. Зробити висновки.