Повышение долговечности узлов трения мобильной сельскохозяйственной техники применением триботехнических методов - Автореферат

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Повышение долговечности узлов трения мобильной сельскохозяйственной техники применением триботехнических методов Специальность 05.20.03 - Технологии и средства технического обслуживания в сельском хозяйстве Работа выполнена в Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Саратовский государственный аграрный университет им.В работе теоретически обоснована и решена задача повышения эффективности использования мобильной сельскохозяйственной техники путем применения финишной антифрикционной безабразивной обработки (ФАБО) в сочетании с добавлением в смазочный материал металлоплакирующих нанодисперсных присадок, обеспечивающих работоспособность и долговечность трущихся деталей в эксплуатации. Методика исследований включала в себя анализ ресурса и работоспособности мобильной сельскохозяйственной техники; теоретическое обоснование повышения надежности и эффективности машин за счет применения в узлах трения скольжения финишной антифрикционной безабразивной обработки и металлоплакирующих нанодисперсных присадок к смазочному материалу; лабораторные и эксплуатационные испытания исследуемых антифрикционных покрытий и смазочных материалов в узлах трения зерноуборочных комбайнов. · Математическая модель повышения долговечности трущихся деталей мобильной сельскохозяйственной техники за счет использования финишной антифрикционной безабразивной обработки и металлоплакирующих нанодисперсных присадок к смазочному материалу, содержащих медь и олово. Научная новизна диссертации заключается в комплексном подходе к решению задачи повышения долговечности мобильной сельскохозяйственной техники и обеспечения работоспособности трущихся сопряжений за счет финишной антифрикционной безабразивной обработки в сочетании с добавлением в смазочный материал металлоплакирующих нанодисперсных присадок, к анализу и обобщению теоретических положений и закономерностей, в результате которых: · предложена структурная схема ДВС, позволяющая выделить параметры и факторы, влияющие на ресурс подсистем и двигателя в целом; · разработана математическая модель повышения долговечности трущихся деталей мобильной сельскохозяйственной техники путем использования финишной антифрикционной безабразивной обработки и металлоплакирующих нанодисперсных присадок к смазочному материалу, содержащих медь и олово;Анализ литературных источников показал, что ресурс и работоспособность агрегатов мобильной сельскохозяйственной техники зависят от качества ее конструирования, изготовления, ремонта и эксплуатации. Известно, что 35-45 % отказов мобильной сельскохозяйственной техники приходятся на двигатель, а большее число отказов зерноуборочных комбайнов - на сборочные единицы: жатку (48,5 %) и механические передачи (13,4 %). Установлено, что триботехническими методами, в частности применением ФАБО-покрытий, можно увеличить ресурс трибосопряжений мобильной сельскохозяйственной техники на 50-70 %. На ее основе разработана математическая модель повышения долговечности трущихся деталей мобильной сельскохозяйственной техники за счет применения финишной антифрикционной безабразивной обработки и металлоплакирующих нанодисперсных присадок к смазочному материалу, содержащих медь и олово. Эксплуатационные испытания показали, что ФАБО обеспечивает снижение износа деталей жатвенной части, молотилок, а также ходовой части зерноуборочных комбайнов в 1,3-1,5 раза, а поверхностей трения гильз цилиндров и шеек коленчатых валов ДВС - в 1,4-1,6 раза, что позволяет повысить прогнозируемый ресурс трибосопряжений мобильной сельскохозяйственной техники (зерноуборочных комбайнов СК-5 «Нива», «Дон-1200», «Дон-1500Б», «Енисей-1200») в 1,3-1,5 раза.

1. Анализ литературных источников показал, что ресурс и работоспособность агрегатов мобильной сельскохозяйственной техники зависят от качества ее конструирования, изготовления, ремонта и эксплуатации. Известно, что 35-45 % отказов мобильной сельскохозяйственной техники приходятся на двигатель, а большее число отказов зерноуборочных комбайнов - на сборочные единицы: жатку (48,5 %) и механические передачи (13,4 %). Установлено, что триботехническими методами, в частности применением ФАБО-покрытий, можно увеличить ресурс трибосопряжений мобильной сельскохозяйственной техники на 50-70 %.

2. Предложена структурная схема ДВС, позволяющая выделить параметры и факторы, влияющие на ресурс подсистем и двигателя в целом. На ее основе разработана математическая модель повышения долговечности трущихся деталей мобильной сельскохозяйственной техники за счет применения финишной антифрикционной безабразивной обработки и металлоплакирующих нанодисперсных присадок к смазочному материалу, содержащих медь и олово. Разработана компьютерная программа прогнозирования долговечности узлов трения мобильной сельскохозяйственной техники за счет улучшения и совершенствования процесса приработки.

3. Сравнительный анализ опытных пар образцов с антифрикционными покрытиями и смазочных сред, испытанных на машине трения ИИ 5018, показал, что наиболее высокими противоизносными и противозадирными свойствами обладают ФАБО-покрытия с наноприсадкой ПМО-2 к смазочному материалу. Установлено, что время приработки сократилось в 1,5-2,0 раза, износ опытных образцов снизился в 1,5-1,8 раза, а нагрузка схватывания увеличилась в 1,9 раза. Методом рентгенофазового анализа установлено образование дискретной пленки меди на поверхностях трения. Глубина диффузии атомов меди и олова составила 1,4 мкм.

4. Эксплуатационные испытания показали, что ФАБО обеспечивает снижение износа деталей жатвенной части, молотилок, а также ходовой части зерноуборочных комбайнов в 1,3-1,5 раза, а поверхностей трения гильз цилиндров и шеек коленчатых валов ДВС - в 1,4-1,6 раза, что позволяет повысить прогнозируемый ресурс трибосопряжений мобильной сельскохозяйственной техники (зерноуборочных комбайнов СК-5 «Нива», «Дон-1200», «Дон-1500Б», «Енисей-1200») в 1,3-1,5 раза.

5. Годовой экономический эффект от внедрения разработанных триботехнических методов и рекомендаций при восстановлении деталей ДВС на ОАО «Ремонтный завод «Хоперский» составил 165392 руб. (в ценах 2008 г.) в результате повышения ресурса и обеспечения работоспособности мобильной сельскохозяйственной техники.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ

1. Катков, Д. С. Финишная антифрикционная безабразивная обработка / Д. С. Катков // Вавиловские чтения - 2004 : материалы Всерос. науч.-практ. конф. Секция механизации и электрификации сельского хозяйства / ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ». - Саратов, 2004 - С. 53-55 (0,13 печ. л.).

2. Катков, Д. С. Восстановление поверхностей методом финишной антифрикционной безабразивной обработки / Д. С. Катков, В. И. Цыпцын // Современные технологии в машиностроении : сб. ст. / под ред. Е. А.Чуфистова, В. Д. Дорофеева / Приволжский дом знаний. - Пенза, 2004 - С. 34-36 (0,19/0,09 печ. л.).

3. Катков, Д. С. Метод ФАБО при восстановлении гильз цилиндров двигателей ЗМЗ-53 / Д. С. Катков // Материалы конф. по итогам науч.-исслед. и производственной работы студентов за 2004 год / ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ». - Саратов, 2005 - С. 245-248 (0,19 печ. л.).

4. Катков, Д. С. Применение ФАБО при восстановлении деталей двигателей внутреннего сгорания / Д. С. Катков // Вавиловские чтения - 2006 : материалы Всерос. науч.-практ. конф. Секция механизации и электрификации сельского хозяйства / ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ». - Саратов, 2006 - С. 96-99 (0,19 печ. л.).

5. Катков, Д. С. Теоретические предпосылки повышения долговечности трибосопряжений мобильной сельскохозяйственной техники применением финишной антифрикционной безабразивной обработки / Д. С. Катков, В. И. Цыпцын, М. В. Цыпцын // Логистика и экономика ресурсо- и энергосбережения в промышленности (МНПК «ЛЭРЭП-2 - 2007») : сб. науч. тр. по материалам Междунар. науч.-практ. конф. / ФГОУ ВПО «Сарат. гос. техн. ун-т». - Саратов, 2007. - С. 131-135 (0,45/0,2 печ. л.).

6. Катков, Д. С. Рекомендации по повышению ресурса и эффективности использования автотракторных дизелей и поршневых пневмокомпрессоров / Д. С. Катков, В. И. Цыпцын, С. В. Истомин, М. В. Цыпцын, Н. А. Родин, А. А. Ерышев ; ФГОУ ВПО «Сарат. ГАУ» / ПМФ ФГУ «ВНИИ охраны и экономики труда» Росздрава. - Саратов, 2008 - 35 с. (2,1/0,9 печ. л.).

7. Катков, Д. С. Износостойкость трибосопряжений пневмокомпрессора автомобиля КАМАЗ и обоснование метода повышения их долговечности / Д. С. Катков, Н. А. Родин, В. И. Цыпцын, М. В. Цыпцын // Известия ФГОУ ВПО «Самар. гос. с.-х. акад.». - Самара, 2008. - Вып. 3. - С. 120-123 (0,45/0,2 печ. л.).

8. Катков, Д. С. Выбор и обоснование упрочняющего антифрикционного покрытия ресурсоопределяющих соединений тягово-сцепных устройств в тракторно-транспортных агрегатах / Д. С Катков, Н. А. Родин, В. И. Цыпцын, М. В. Цыпцын // Известия ФГОУ ВПО «Самар. гос. с.-х. акад.». - Самара, 2008. - Вып. 3. - С. 123-127 (0,45/0,2 печ. л.).

9. Катков, Д. С. Повышение долговечности ДВС мобильной техники на основе системного анализа пар трения / Д. С. Катков, В. И. Цыпцын // Вестник Саратовского госагроуниверситета им. Н.И. Вавилова. - 2008. - Вып. 7. - С. 69-73 (0,45/0,2 печ. л.).

10. Пат. 75689 Российская Федерация, МПК С 23 С 24/02. Устройство для финишной антифрикционной безабразивной обработки шеек коленчатых валов / Цыпцын В. И., Катков Д. С., Родин Н. А., Цыпцын М. В. - № 2008107450/22 ; заявл. 26.02.2008 ; опубл. 20.08.2008, Бюл. № 23. - 4 с. : ил.

Размещено на .ru