Показатели надежности клиновых ремней и шкивов в эксплуатации
Для получения достоверной информации о численных значениях показателей надежности клиноременных передач проведены широкие эксплуатационные испытания клиновых вентиляторных ремней автомобильных и тракторных двигателей, приводных ремней сельскохозяйственных машин, приводных ремней промышленного оборудования. Испытано свыше 30 тысяч клиновых вентиляторных ремней автомобилей, эксплуатируемых в основных дорожных и климатических условиях ( включая Крайний Север), более двух тысяч ремней промышленного оборудования.
В ходе испытаний фиксировались моменты установки и снятия каждого ремня, производилась классификация характера отказа каждого ремня с предполагаемой причиной отказа. При испытаниях вентиляторных ремней использовалась факториальная схема планирования испытаний с варьированием основных факторов: конструкции передачи (марка машины), конструкции и материала ремня, климатических зон эксплуатации машины и т. д. с дисперсионным анализом полученных данных. Планирование и математическая обработка результатов испытаний проведены стандартными методами (см. гл. I п. 2, 3).
Клиновые вентиляторные ремни на передачах основных отечественных автомобилей имеют средний ресурс, превышающий величину, указанную в ГОСТ 5813—64 (табл. 13). Ресурс вентиляторных ремней тракторных двигателей составляет от 1200 до 2000 ч в зависимости от марки трактора и условий эксплуатации.
При этом заметно, что ресурс ремней узких сечений, как правило, выше, чем ремней нормальных сечений. Различен также и характер их отказа.
На ресурсе вентиляторных ремней существенно сказываются условия эксплуатации автомобилей. При эксплуатации автомобилей в экспериментально-производственных автохозяйствах (ЭПАХ) средний ресурс ремней грузовых автомобилей на 20— 30%, а легковых на 30—70% выше, чем в рядовых хозяйствах. Сравнительные испытания вентиляторных ремней, изготовленных в СССР и за рубежом, на автомобилях и тракторах показывают, что ресурс отечественных ремней, как правило, выше, чем зарубежных (табл. 14). На вентиляторных ремнях зарубежного производства значительно раньше, чем на отечественных появляются трещины резины слоя сжатия, приводящие к обрыву ремня.
Таблица 13
Показатели надежности автомобильных вентиляторных ремней
| Марка автомобиля (двигателя) | Размер ремня (ГОСТ 5813—64) | Место установки на машине | Средний ресурс, тыс. км | Коэффициент вариации | Характер отказа, % | |||||
| расчетный | фактический | обрыв | трещины слоя сжатия | невозможность компенсации удлинения | расслоение | прочие | ||||
| 21x14—1650 | Генератор | 75 | 0,44 | 0,47 | 25 | 65 | 10 | _ | _ | |
| ЗИЛ-130 | 21x14—1650 | Гидроусилитель руля | 89 | 0,44 | 0,46 | 10 | 80 | 10 | — | — |
| 16x11—1103 | Компрессор | 90 | 0,45 | 0,48 | 20 | 40 | 30 | — | 10 | |
| 21x14—1650 | Генератор | 70 | 0,48 | 0,59 | 25 | 48 | 10 | 17 | ||
| ЗИЛ-ММЗ-555 | 21x14—1650 | Гидроусилитель руля | 80 | 0,45 | 0,49 | 10 | 45 | 30 | — | 15 |
| 16x11—1103 | Компрессор | 87 | 0,45 | 0,45 | 10 | 45 | 30 | — | 15 | |
| ГАЗ-53 | 8,5x8—833 | Генератор | 90 | 0,47 | 0,45 | 11 | 18 | 18 | 18 | 35 |
| 11х10—1045 | Вентилятор | 88 | 0,47 | 0,56 | 28 | 11 | 11 | 17 | 33 | |
| МАЗ-503 | 14x10—937 | Компрессор | 62 | 0,43 | 0,48 | 50 | 50 | |||
| 14x10—887 | Г енератор | 70 | 0,43 | 0,42 | 70 | 30 | — | — | — | |
| 14x10—887 | Водяной насос | 66 | 0,43 | 0,40 | 65 | 25 | 10 | — | — | |
| 21x14—1650 | Гидроусилитель руля | 77 | 0,44 | 0,49 | 75 | 25 | — | — | —* | |
| ГАЗ-21 | 8,5x8—1018 | Вентилятор | 145 | 0,39 | 0.34 | 20 | 20 | — | 60 | — |
| Москвич-412 | 8,5x8—833 | Вентилятор | 80 | 0,36 | 0,38 | 25 | — | 15 | 60 | — |
Таблица 14
Показатели надежности вентиляторных ремней отечественного и зарубежного производства
| Размер ремня (ГОСТ 5813-64) | Марка автомобиля, трактора, комбайна | Страна- изготовитель | Средний ресурс, моточасы |
| 19x12,5—1450 | ДТ-75, Т-74 | СССР, Япония, ФРГ | 1700 700 400 |
| 16x11—1220 | МТЗ-50 | СССР, Япония | 1500 600 |
| 19x12,5—1507 | СК-4, СКПР-4 | СССР, | 1000 |
| Япония | 300 | ||
| 8,5—8x101 | ГАЗ-21 | СССР, | 85,7* |
| Япония | 57,0* | ||
| * Средний ресурс указан в тысячах километров. | |||
На долговечность клиновых ремней существенно влияют конструкции привода и ремня, материал несущего слоя ремня. В передачах автомобилей с заниженными (примерно на 40%) против- норм по ГОСТ 5813—64 диаметрами шкивов ресурс ремня в 1,5— 2,5 раза меньше в сравнении с работой на той же передаче, но со шкивами стандартных диаметров.
Ресурс ремней с нарезным зубом в среднем на 20—30% выше, чем гладких. Существенного влияния климатических условий (кроме условий Крайнего Севера) на долговечность ремней не обнаружено. Ресурс автомобильных вентиляторных ремней (как и других резиновых деталей автомобиля) при эксплуатации в условиях Крайнего Севера на 20— 50% ниже, чем в средней полосе СССР. Это вызвано отчасти перегрузкой ремней, в особенности при пуске двигателя на морозе, отчасти несовершенством учета работы ремня (и других деталей и узлов двигателя) в километрах пробега. При стоянках машин (особенно непродолжительных) в зимнее время двигатель машины не останавливается, но спидометр эту работу не отмечает.
Клиновые ремни основных сельскохозяйственных машин обеспечивают надежную работу машины в уборочный сезон с вероятностью свыше 90% и их ресурс, как правило, не менее 500 ч. Клиновые ремни отечественных зерноуборочных комбайнов СК-4, СК-5, СК-6 и их модификаций имеют ресурс 750—1000 ч работы комбайна, т. е. несколько лет эксплуатации. На общий ресурс ремней существенно влияют условия их хранения в период между уборочными сезонами. Недостаточно надежны клиновые ремни вариатора ходовой части зернового комбайна, что вызвано в основном недостатками конструкции вариатора.
Около половины ремней комбайнов СК-4 отказывают из-за повреждений в результате проваливания ремня между дисками вариатора или буксования передачи при перегрузках.
Сравнительные испытания клиновых ремней отечественного и зарубежного производства не показали существенного различия результатов (табл. 15).
Таблица 15
Показатели надежности клиновых ремней зернового комбайна СК-4 (СКПР-4)
Размер ремня | Страна- изготовитель | Число сезонов уборки | Эмпирическая вероятность безотказной работы |
| В-4350 | СССР Япония | 4 | 1,0 0,81 |
| Г-5300 | СССР ЧССС | 5 | 0,79 0,97 |
| В-3585 | СССР Япония ЧССР | 3 | 0,77 0,95 0,8 |
| 25x14- | СССР Япония | 6 | 0,83 0,8 |
| 50x22—3570 | СССР Япония | 3 | 0,12 0,13 |
Средний ресурс клиновых приводных ремней станочного оборудования металлообрабатывающей и текстильной промышленности составляет 3—10 тыс. ч работы оборудования в зависимости от технических параметров передачи. Долговечность ремней существенно зависит от передаваемой мощности, скорости и длины ремней, режима работы передачи. Долговечность ремней резко снижается при попадании в передачу абразивной пыли, литейного песка, окалины, металлической стружки.
Приводные ремни станочного оборудования работают, как правило, комплектами от 2 до 10 ремней в каждом. При обнаружении отказа хотя бы одного ремня ГОСТ 1284—68 предписывает снимать весь комплект и собирать его заново из ремней, бывших в эксплуатации. Проверка эффективности переукомплектации ремней после отказа одного ремня из комплекта показала, что это дает увеличение общего ресурса ремней примерно на 20%.
С учетом технических и организационных трудностей выполнения работ по переукомплектации она эффективна лишь при большом парке машин с ремнями одного типоразмера.
Надежность шкивов клиноременных передач значительно выше, чем ремней.
Эмпирическая вероятность безотказной работы до капитального ремонта двигателя составляет для шкивов:
автомобиля ЗИЛ-130:
- коленчатый вал 0,75
- вентилятор 0,90
- компрессор 0,85
- насос гидроусилителя руля 0,98
- генератор 0,90
автомобиля МАЗ-500:
- водяной насос 0,73
- компрессор 0,88
- генератор 0,90
- насос гидроусилителя руля 0,67
Объективная оценка надежности шкивов в рядовых условиях эксплуатации автомобиля затрудняется тем, что правилами технического обслуживания автомобиля не предусмотрен регулярный замер износа шкивов, и значительная часть шкивов с износом свыше допустимого продолжает эксплуатироваться.
По данными НИКТИД предельный износ шкивов, определяемый по указанному выше уравнению (см. стр. 28), достигается примерно через 5—10 тыс. моточасов работы двигателя, т. е. ко времени его капитального ремонта или списания.
Для обеспечения нормальной работы передач при капитальном ремонте автомобильных и тракторных двигателей следует производить полную замену шкивов. Если это не выполняется, надежность передач, в частности ремней, после капитального ремонта двигателя существенно снижается.