авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Pages:     | 1 ||

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ОБСЛУЖИВАНИЯ ВТУЛОЧНО-РОЛИКОВЫХ ЦЕПЕЙ ЗЕРНОУБОРОЧНЫХ

-- [ Страница 2 ] --

Стенд спроектирован на базе ГОСНИТИ (патент № 64370), функционирует следующим образом. При отключенном питании стенда открывают защитный экран 5, охватывающий механизм циклического растяжения, и закрепляют в нем изделия 6 в виде четырех отрезков из 5-7 звеньев приводных роликовых однорядных цепей типа ПР с номенклатурой шага 12,7-25,4 мм. Далее, включают компрессор 8 и в пневмацилиндр 18 подают воздух под первоначальным давлением 0,05 МПа, включают электродвигатель 2, частота вращения которого регулируется с пульта управления в диапазоне 1500…2500 мин-1, повышают давление воздуха в пневмацилиндре 18 до 0,19 - 0,4 МПа. Время проведения испытаний – 50…70 ч.

Методика исследования процесса изнашивания втулочно-роликовых цепей зерноуборочных комбайнов в условиях эксплуатации предусматривала исследование динамики процесса изнашивания приводных цепей в зависимости от способа обслуживания в период использования их по назначению и хранения без снятия с зерноуборочных комбайнов. Удобной для исследования в условиях эксплуатации являлась втулочно-роликовая цепь от приводного вала на нижний вал вариатора мотовила (81 зв.) комбайна «Дон-1500Б». Измерение износа цепей проводили по возможности чаще, при ежедневном обслуживании, во время вынужденных простоев комбайнов из-за поломки, влажной хлебной массы и др.

Третий раздел «Теоретические исследования» посвящен определению:

  • показателей динамики удлинения втулочно-роликовых цепей;
  • оптимального допускаемого удлинения втулочно-роликовых цепей;
  • критериев выбора рациональных способов обслуживания втулочно-роликовых цепей зерноуборочных комбайнов.

Анализ факторов, влияющих на процесс изнашивания втулочно-роликовых цепей, и требований, предъявляемых к математическому описанию этого процесса, показал, что отклонение параметра состояния в зависимости от наработки необходимо аппроксимировать случайной упорядоченной функцией с возрастающими реализациями и определением ее показателей:

, (1)

где b – показатель приработки цепи; v – показатель скорости изнашивания цепи; a – показатель степени функции; t – наработка.

В качестве критерия оптимизации показателей динамики удлинения цепей использован универсальный экономический критерий - минимальные удельные издержки на единицу наработки машины. В процессе его определения находили оптимальные значения допускаемых отклонений параметров состояния, используя программу TurboNec:

, (2)

где – вероятность отказа; – средний фактический используемый ресурс цепи; А – средние издержки на устранение последствий отказа; С – средняя стоимость индивидуального предупредительного диагностирования.

В работе определены критерии выбора рациональных способов обслуживания втулочно-роликовых цепей в период хранения и использования их по назначению. Учет издержек при обслуживании проводили по двум критериям:

    1. по минимальному значению суммы приведенных издержек при хранении, , руб;
    2. по минимальным издержкам при обслуживании цепей в период использования их по назначению, при , руб.

Таким образом, наиболее рациональным способом обслуживания цепи будет применение того консервационного материала и той технологии, при которых издержки будут минимальны при минимизации издержек в период хранения и в период использования цепей по назначению.

В четвертом разделе «Анализ и результаты экспериментальных исследований» рассмотрен анализ результатов экспериментов.

На рисунке 3 приведен график коррозионной стойкости образцов из стали марки Ст.3, покрытых консервационными материалами. Анализ результатов испытаний показывает, что наилучшую защиту образцов обеспечивает состав Маякор, т.к. величина коррозионных потерь составляет 6,8 г/м2, это на 10 % ниже, чем у составов Росойл-700 и НГ-222А, коррозионная стойкость которых в 22 раза выше по сравнению с контрольными образцами без защиты. Составы Росойл-710, АРВК+(И-20+АКОР-1(10%)), Росойл-710 + АРВК также обладают высокими защитными свойствами. В зависимости от состава коррозионная стойкость образцов увеличивается на 60…90 % по сравнению с контрольными образцами.

1 – Маякор; 2 – НГ-222А; 3 – Росойл-700; 4 – Росойл-700 + АРВК; 5 – Росойл-710;
6 – АРВК + (И-20 + АКОР-1); 7 – Контрольные образцы (без защиты)
Рисунок 3 Коррозионная стойкость образцов из стали Ст.3 в условиях открытой атмосферы


Особый интерес представляют исследования коррозионной стойкости консервационных составов с содержанием в них нанопорошка на основе гидроксида алюминия (AlOOH - бемит). Для этой цели отобраны, по результатам предыдущих испытаний, самые эффективные консервационные материалы: Маякор и Росойл-700. Результаты испытаний показывают (рис. 4), что бемит увеличивает коррозионную стойкость на 25…85 %.

Объяснение повышения антикоррозионных свойств консервационных материалов с добавлением в них бемита заключается в его сорбирующих свойствах. Содержание 1 % AlOOH в консервационном материале значительно повышает коррозионную стойкость, это говорит о том, что происходят процессы химической адсорбции. Поглощение бемитом воды из окружающей среды, сопровождается образованием химических соединений - гидрогель.

1 – Росойл-700; 2 – Маякор; 3 – Маякор + 1% AlOOH; 4 – Маякор + 3% AlOOH; 5 – Маякор + 5% AlOOH; 6 – Росойл-700 + 1% AlOOH; 7 – Росойл-700 + 3% AlOOH; 8 – Росойл-700 + 5% AlOOH.
Рисунок 4 Коррозионная стойкость образцов из стали Ст.3 в камере Г-4:

Процессы хемосорбции сопровождаются образованием связи между молекулами адсорбента и адсорбата. В данном случае имеет место хемосорбция с образованием Al(OH)3, это одно из его качеств, которое обеспечивает технологичность применения материалов этого типа. В более узком смысле, этот процесс можно рассматривать как химическое поглощение воды развитой поверхностью консервационного материала благодаря AlOOH, т. е. как химическую адсорбцию.

Экспериментальные кривые описаны степенной функцией u(t)=vt. Аппроксимация и сглаживание произведены средствами Excel способом наименьших квадратов, величина достоверности аппроксимации () изменяется в пределах 0,734…0,997, что говорит о высокой точности полученных результатов

Анализ результатов испытаний втулочно-роликовых цепей в лабораторных условиях (рис. 5) показывает, что консервационный материал ЗАО «Торговый дом «Тульский патронный завод» И-20 + АКОР-1(10 %) не обеспечивает смазку узлов терния, так как в первые минуты испытаний из-за недостаточной вязкости и под действием центробежных сил смазка не удерживается на поверхности цепи. Консервационные составы Росойл-710 и (И-20+АКОР-1)+АРВК показали одинаковые смазывающие способности, величина наработки до предельно допустимого удлинения образцов цепей составила 57 ч, это на 15 % меньше чем наработка контрольных образцов. Наилучшими смазывающими способностями обладают составы: Маякор, Росойл-700 + АРВК, НГ-222А и Росойл-700, величина наработки цепей составляет 60,2; 61,0; 62,4; 68,4 мм соответственно, это на 8…16 ч больше по сравнению с контрольными образцами. Следует отметить, что присадка АРВК увеличивает износостойкость состава И-20 + АКОР-1 на 10 %, и наработка увеличивается на 5-7 ч, по сравнению с тем же составом без присадки. Таким образом, чем больше вязкость консервационного материала, тем меньше изнашивание узла трения, так как смазка лучше удерживается в полости соединения.

1 – Маякор; 6 – Росойл-700 + АРВК; 11 – Маякор + 3 % AlOOH;
2 – НГ-222А; 7 – (И-20 + АКОР-1) + АРВК; 12 – Маякор + 5 % AlOOH;
3 – Росойл-700; 8 – Контрольные образцы; 13 – Росойл-700 + 1 % AlOOH;
4 – Росойл-710; 9 – И-20 + АКОР-1; 14 – Росойл-700 + 3 % AlOOH;
5 – консервация по ГОСТ 7751; 10 – Маякор + 1 % AlOOH; 15 – Росойл-700 + 5 % AlOOH
Рисунок 5 Влияния условий хранения и консервационных материалов на динамику изнашивания приводных цепей в лабораторных условиях

Добавление в консервационные материалы Маякор и Росойл-700 нанокристалического гидрооксида алюминия (AlOOH – бемит) повышает наработку цепей на 5-10 ч.

Это объясняется тем, что в начальный период работы цепи бемит проявляет пластичные свойства, подобные графиту, но с увеличением температуры в узле трения, происходит спекание бемита, который переходит в корунд, имеющий более устойчивую кристаллическую решетку. Корунд шлифует поверхность в момент нагружения и нагрева. Он является твердым пористым материалом, который способствует удержанию смазки, это объясняет увеличение износостойких свойств консервационных материалов.

Кривые построены в программной среде MathCad 13.0, описаны функцией , среднеквадратическое отклонение мм.

При испытании образцов втулочно-роликовых цепей на усталостную прочность (рис. 6) после периода межсезонного хранения в условиях открытой атмосферы и после проведения ресурсных испытаний на стенде получены прямые, которые наглядно демонстрируют снижение прочности цепи от числа циклов изменения нагрузки и от применяемого консервационного состава.

Наибольшей усталостной прочностью обладает новая цепь, для которой разрушающая нагрузка по пределу усталости соответствует 5,2 кН, что составляет 1/6 от статической разрушающей нагрузки. Кривая усталости контрольных образцов не достигает значения базового числа циклов нагрузки, это объясняется максимальным коррозионным и механическим износом по сравнению с другими образцами цепи при проведении предыдущих испытаний.

1 – Контрольные образцы; 2 – Маякор; 3 – Росойл-700; 4 – Маякор + 5% Бемит; 5 – Росойл-700 + 5% Бемит; 6 – Новая цепь; SПУН – предельная усталостная нагрузка
Рисунок 6 Усталостная диаграмма образцов втулочно-роликовых цепей после периода хранения в различных консервационных материалах и ресурсных испытаний

Важно заметить, что в процессе испытаний цепи разрушались как по проушинам и перемычкам, так и по валикам. Однако в большинстве случаев цепи разрушались по пластинам внутренних звеньев, что указывает на отсутствие равнопрочности элементов. Значения предельных усталостных нагрузок (SПУН) цепей, обработанных консервационными материалами: Маякор, Росойл-700, Маякор + 5 % AlOOH, Росойл-700 + 5% AlOOH составляют 3,5, 4,15, 4,4, 4,0 кН соответственно. Экспериментальные результаты описывает функция y=ax+b. Аппроксимация и сглаживание произведены средствами Excel, коэффициент множественной корреляции () изменяется в пределах 0,916…0,998.

Исследование закономерности процесса изнашивания втулочно-роликовых цепей зерноуборочных комбайнов в условиях эксплуатации показывает (рис. 7), что наработка цепей при достижении предельно допускаемого значения составляет 646… 1231 га. Анализ результатов показывает, что чем больше ресурс цепи, тем меньше скорость изнашивания и удельные издержки. Минимальные удельные издержки в период эксплуатации цепей выявлены при использовании консервационного состава Росойл-700, составили 2,28 руб/га (в ценах 2007 г), что на 20…30 % ниже по сравнению с обслуживанием цепей составами НГ-222А, Маякор и обслуживанием по принятой технологии соответственно.

Аппроксимация и сглаживание произведены в программной среде MathCad 13.0, описаны функцией , среднеквадратическое отклонение мм.

1 – Контрольные образцы; 2 – Маякор; 3 – НГ-222А; 4 – Росойл-700; 5 – Новые образцы цепей; 6 – Обслуживание по принятой технологии;
Рисунок 7 График зависимости удлинения цепей от наработки зерноуборочного комбайна при обслуживании цепей различными консервационными материалами




В пятом разделе «Реализация результатов исследования и их технико-экономическая оценка» по результатам выбора рациональных способов обслуживания разработан технологический процесс обслуживания втулочно-роликовых цепей зерноуборочных комбайнов, который предусматривает применение одного наименования консервационного материала при обслуживании в период использования по назначению и при хранении цепей непосредственно на зерноуборочном комбайне.

В соответствии с технологическим процессом при обслуживании цепей в период использования по назначению через каждые 60 ч наработки необходимо ослабить цепь с помощью натяжной звездочки, очистить от загрязнений с помощью щеточного приспособления с использованием моющей жидкости (бензин или дизельное топливо) и нанести консервационный состав Росойл-700 устройством для нагрева и нанесения консервационных композиций ПРК-5-28.

Технология обслуживания цепей при хранении предусматривает ослабление цепи с помощью натяжной звездочки, осмотр, очистку от загрязнений – щеточным приспособлением, нанесение консервационного состава Росойл-700 – устройством для нагрева и нанесения консервационных композиций ПРК-5-28.

При внедрении предлагаемой технологии обслуживания экономический эффект составит 4020,08 руб на комбайн (в ценах 2007 г), по сравнению с обслуживанием по принятой технологии. По укрупненным расчетам экономический эффект на весь парк (37000 шт) зерноуборочных комбайнов «Дон-1500» составит 148,7 млн руб.

Общие выводы

  1. По результатам испытаний в камере Г-4 и в условиях открытой атмосферы перспективных консервационных материалов выявлены наиболее эффективные из них: Маякор, НГ-222А, Росойл-700, Росойл-710. Установлено, что коррозионные потери уменьшаются на 97, 93, 95 и 82 % соответственно, по сравнению с коррозионными потерями контрольных образцов.
  2. Впервые получены результаты коррозионной стойкости образцов из стали марки Ст. 3, покрытые консервационными материалами с содержанием в них 1…5 % наноструктурного гидроксида алюминия (AlOOH – бемит). Установлено, что коррозионные потери образцов уменьшаются на 25…85 %.
  3. Сравнительные испытания цепей показали, что наилучшими смазывающими свойствами обладают консервационные материалы: НГ-222А, Росойл-700; оптимальное допускаемое значение удлинения образцов цепей составляет 6,044, 6,468 мм соответственно, что на 17…25 % выше по сравнению с оптимальным допускаемым значением удлинения цепи, обслуживаемой по принятой технологии.
  4. Установлено, что наличие в консервационных материалах Маякор и Росойл-700 нанокристалического гидрооксида алюминия (AlOOH - бемит) снижает износ образцов цепей в 1,8…2,2 раза. Особенность этого процесса объясняется тем, что в начальный период работы цепи бемит проявляет пластичные свойства, подобные графиту, но с увеличением температуры в узле трения, происходит спекание бемита, который переходит в корунд, имеющий более устойчивую кристаллическую решетку.

Корунд шлифует поверхность в момент нагружения и нагрева. Он является твердым пористым материалом, который способствует удержанию смазки, это объясняет увеличение износостойких свойств консервационных материалов.

  1. Установлены закономерности процесса изнашивания втулочно-роликовых цепей в условиях эксплуатации и доказано, что срок службы цепей с использованием консервационных материалов увеличился на 50…60 %. С помощью математического пакета программ MathCAD 13.0 определены функция процесса изнашивания u(t)=b+vtа и показатели приработки (b), скорости изнашивания (v) и степени функции (а).
  2. Определены оптимальные допускаемые значения удлинений образцов цепей в зависимости от консервационного материала с помощью прикладного пакета TurboNec 1.0. Результаты решения показывают, что при использовании консервационного материала Росойл-700 минимальные удельные издержки (G) будут наименьшими, составят 2,28 руб/га, при этом, оптимальное допускаемое значение удлинения 10 звеньев цепи составит 6,47 мм.
  3. Разработана технология обслуживания втулочно-роликовых цепей в период использования их по назначению и в период хранения, отличительной особенностью которой является применение одного наименования консервационного материала Росойл-700. Определены фактические затраты при эксплуатации цепей по принятой и предлагаемой технологиям обслуживания, они составляют 8390 и 4369,92 руб на один комбайн соответственно. Установлено, что обслуживание цепей по предлагаемой технологии снижает затраты на 4020,08 руб, в расчете на один комбайн, по сравнению с обслуживанием по принятой технологии.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

  1. Щеглов, Е. В. Изнашивание втулочно-роликовых цепных передач зернокомбайнов в условиях эксплуатации / Е. В. Щеглов // Механизация и электрификация сельского хозяйства. – 2006. – № 4. – С. 33-34.
  2. Щеглов, Е. В. Исследование защитных свойств консервационных составов / Е.В. Щеглов // Механизация и электрификация сельского хозяйства. – 2006. – № 7. – С. 34-35.
  3. Щеглов, Е. В. Стенд для динамических испытаний изделий на усталостную прочность при циклических нагрузках / Е. В. Щеглов, Р. Г. Мартынов // Труды ГОСНИТИ. Вып. 100. – М. : ГНУ ГОСНИТИ, 2007. – С. 198-200.
  4. Щеглов, Е. В. Хранение и консервация втулочно-роликовых цепей зерноуборочных комбайнов / Е. В. Щеглов, Р. Г. Мартынов // Вестник МГАУ. – Вып. 2 (22). – М. : ФГОУ ВПО МГАУ, 2007. – С. 110-112.
  5. Щеглов, Е. В. Исследование коррозионной стойкости консервантов с наноструктурным гидроксидом алюминия / Е. В. Щеглов // Труды ГОСНИТИ. Вып. 101. – М. : ГНУ ГОСНИТИ, 2008. – С. 167-168.
  6. Пат. 64370 Российская Федерация, МПК7 G 01 N 3/00, G 01 М 13/00 Стенд для динамических испытаний изделий на усталостную прочность при циклических нагрузках / Щеглов Е. В., Пучин Е. А., Мартынов Р. Г. ; заявитель Щеглов Е. В. – № 2007109564/22 ; заявл. 16.03.07 ; опубл. 27.06.07, Бюл. № 18 – 2 с. : ил.


Pages:     | 1 ||
 

Похожие работы:










 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.