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:   || 2 | 3 |

ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ РЕМОНТНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫХ СОСТАВОВ НА ПОВЕРХНОСТИ ТРЕНИЯ НА ПРИМЕРЕ КУЛАЧКОВЫХ МЕХАНИЗМОВ АВТОТРАКТОРНЫХ

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

Перепелицын максим георгиевич

ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ РЕМОНТНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫХ СОСТАВОВ НА ПОВЕРХНОСТИ ТРЕНИЯ НА ПРИМЕРЕ КУЛАЧКОВЫХ МЕХАНИЗМОВ АВТОТРАКТОРНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ.

Специальность 05.20.03 – Технологии и средства

технического обслуживания в сельском хозяйстве

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Новосибирск 2009

Работа выполнена в ФГОУ ВПО «Омский государственный аграрный университет».

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Корнилович Станислав Антонович

Официальные оппоненты: доктор технических наук

Немцев Анатолий Егорович

кандидат технических наук, профессор

Коноводов Виталий Васильевич

Ведущая организация: ФГОУ ВПО «Алтайский государственный аграрный университет»

Защита состоится 23 апреля 2009 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета ДМ 006.059.01 при ГНУ «Сибирский научно-исследовательский институт механизации и электрификации сельского хозяйства «Сибирского отделения Российской академии наук» в ФГОУ ВПО «Новосибирский государственный аграрный университет» по адресу: 630039, г. Новосибирск, ул. Добролюбова, 160.

Отзывы на автореферат просим направлять в адрес диссертационного совета: 630501, Новосибирская область, Новосибирский район, пгт. Краснообск, а/я 460.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГНУ СибИМЭ СО Россельхозакадемии.

Автореферат разослан 20 марта 2009 г. и размещён на официальном сайте ГНУ СибИМЭ СО Россельхозакадемии http://www.sibime.sorashn.ru/.

Ученый секретарь

диссертационного совета В.С. Нестяк

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Поршневые двигатели внутреннего сгорания широко применяются в сельском хозяйстве. По данным ЦМИС двигатели сельскохозяйственных и транспортных машин наиболее уязвимы к износу. За наработку 3 тыс. моточасов предельное состояние наступает у 34,4% двигателей, это наибольший процент среди других агрегатов.

Существующие в ремонтной практике традиционные технологии восстановления деталей машин на основе наращивания поверхностей трения с нагревом, вызывающим нежелательные структурные и геометрические изменения металла, остаточные напряжения и деформации, требующие дополнительных технологических операций, связанных с их устранением, нельзя отнести к эффективным, они энергоёмкие и трудоёмкие. На этих операциях используется дорогое металлорежущее оборудование и занято много станочников. Около 45% наращенного металла во время обработки превращается в стружку. Применение таких технологий, как правило, возможно, только при централизованном восстановлении. Также эти методы ремонта связаны с разборкой, мойкой, дефектовкой, сборкой и обкаткой, что образует значительные затраты труда и средств в доле себестоимости восстановления деталей. В настоящее время в большинстве ремонтных мастерских сельскохозяйственных предприятий отсутствует необходимое оборудование, и ремонт проводится заменой изношенных деталей на запасные части, которые имеют чрезвычайно высокую цену и, как правило, низкое качество.



Сокращение затрат труда и средств на современном этапе науки было бы возможно применением безразборной технологии восстановления подвижных соединений на основе триботехнологии ремонтно-восстановительных составов (РВС), но их использование не получило широкого распространения из-за недостаточной изученности закономерностей воздействия на поверхности трения. В связи с этим исследование и апробация новых энерго- ресурсосберегающих технологий безразборного восстановления поверхностей трения является актуальным и имеет большое научно-практическое значение.

Работа выполнена в соответствии с планом НИР кафедры «Технологии машиностроения и технического сервиса» ФГОУ ВПО «Омский государственный аграрный университет» в рамках государственной темы № 01.0.40002128 «Методология обеспечения надёжности с.-х. техники в период её эксплуатации путём управления качеством технологического процесса восстановления деталей и соединений» и договором №27 от 17.03.2005г. на выполнение научно-исследовательской работы с Министерством сельского хозяйства и продовольствия Омской области по теме: «Исследовать и разработать технологию безразборного восстановления трущихся поверхностей деталей сельскохозяйственных машин в процессе их работы путем применения ремонтно-восстановительных составов».

Цель исследования. Повышение ресурса профильных поверхностей кулачкового вала без разборки механизма в процессе штатной эксплуатации путём применения ремонтно-восстановительных составов.

Объект исследования. Процесс снижения интенсивности изнашивания профильных поверхностей кулачкового вала при использовании РВС.

Предмет исследования. Закономерности образования и изнашивания металлокерамического покрытия на профильных поверхностях кулачкового вала от применения РВС в зависимости от действия различных факторов, интенсифицирующих процесс.

Научная новизна:

- разработана методика определения фактического воздействия ремонтно-восстановительного состава на поверхности трения, по которой выявлено образующееся на них покрытие;

- разработана методика определения площади и толщины образующегося металлокерамического покрытия на поверхностях трения;

- разработана методика и приспособление к МИМ-7 для микроскопического исследования профильных поверхностей кулачковых валов ТНВД марок 4ТН9х10 и УТН-5 с сохранением значений координат исследуемых точек при демонтаже;

- выявлены закономерности образования защитного металлокерамического покрытия в зависимости от скорости скольжения и величины нагрузки, действующей на сопряжение кулачок – ролик толкателя;

- установлена цикличность образования и изнашивания МКП, приводящая к снижению интенсивности изнашивания

На защиту выносятся:

- методика определения воздействия ремонтно-восстановительных составов на поверхности трения;

- зависимости площади и толщины образующегося металлокерамического покрытия на профильных поверхностях кулачкового вала от скорости скольжения и величины нагрузки действующей на сопряжение кулачок – ролик толкателя.

Практическая значимость. Применение ремонтно-восстановительного состава в различных кулачковых механизмах ДВС позволяет увеличить их ресурс путём снижения интенсивности изнашивания за счет циклического модифицирования поверхностей трения в локальных взаимодействующих зонах и улучшить технико-экономические показатели автотракторных двигателей.

Реализация работы.

Результаты проведенных исследований и разработанный технологический процесс обработки кулачковых механизмов автотракторных двигателей РВС внедрены на предприятиях Омской области: ЗАО «Дружба»; СПК «Пушкинское»; ООО «ЛиваАгроИнвест»; Учхоз ФГОУ ВПО «ОмГАУ». Изучение РВС технологии, а так же механизм образования и изнашивания металлокерамического покрытия внедрены в учебный процесс института технического сервиса в АПК ФГОУ ВПО ОмГАУ. Разработаны и утверждены рекомендации по применению РВС для Министерства сельского хозяйства и продовольствия Омской области.

Апробация работы. Основные положения отдельных вопросов и результаты работы докладывались на: научных конференциях профессорско-препо­давательского состава и аспирантов ФГОУ ВПО ОмГАУ (г.

Омск, 2004–2009 гг.); международной научно-практической конференции «Прогрессивная технология восстановления изношенных деталей машин гальваническими сплавами и перспективные технологии, и средства технического обслуживания машин в сельском хозяйстве» (г.Иркутск, 2005 г.); III международном технологическом конгрессе «Военная техника, вооружение и технологии двойного применения» (г.Омск, 2005 г.); научно-технической конференции «Совершенствование технологий, машин и оборудования в АПК» (г.Омск, 2005 г.); международной научно-технической конференции «Перспективные технологии и техническое обеспечение АПК» (г.Новосибирск, 2006 г.); научно-техническом совете Министерства сельского хозяйства и продовольствия Омской области (г.Омск, 2006г.); научно-техническом совете ФГОУ ВПО ОмГАУ (г.Омск, 2008г.); международной научно-практической конференции «Машинно-технологическое, энергетическое и сервисное обеспечение сельхозтоваропроизводителей Сибири» (г.Новосибирск, 2008г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 печатных работ, в том числе 3 в изданиях рецензируемых ВАК, свидетельство о регистрации интеллектуального продукта.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти разделов, заключения, библиографического списка и приложений. Общий объем составляют 177 страниц основного текста, 61 рисунок, 3 таблицы, 22 приложения. Библиографический список включает 182 источника, в том числе 2 на иностранном языке, 15 интернет ссылок, 5 отчётов НИР.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность выполненной работы, дана ее краткая характеристика, сформулирована цель исследования, научная новизна, практическая ценность и основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе приведён анализ работ по изучению процесса взаимодействия контактирующих поверхностей и их изнашивания применительно к кулачковым механизмам двигателей внутреннего сгорания. Охарактеризованы основные виды изнашивания профиля кулачка, а также их влияние на технико-экономические показатели двигателя в целом. Дан анализ существующих традиционных способов восстановления, анализ безразборных методов восстановления в процессе эксплуатации механизма, и проблемы их применения.

Взаимодействие поверхностей представляет собой сложный недостаточно изученный процесс. Основные теории и классификации взаимодействия и изнашивания представлены в работах Ф.П. Боудена, Д.Н. Гаркунова, А.Д. Дубинина, Б.И. Костецкого, И.В. Крагельского, Ю.К. Машкова, Д. Тейбора, М.М. Хрущова, Е.М. Швецовой, А.В. Чичинадзе. Исследованием изнашивания сопряжения кулачок-толкатель занимались Е.И. Воробьёв, Ю.В. Воробьёв, Ю.Н. Дроздов.

Восстановлению поверхностей трения деталей машин традиционными методами посвящены работы С.А. Корниловича, Н.Н. Литовченко, В.П. Лялякина, А.И. Селиванова, И.Е. Ульмана, В.И. Черноиванова, исследованиям в области безразборного восстановления посвящены работы В.И. Балабанова, Д.Н. Гаркунова, А.В. Дунаева, В.Н. Дураджи, А.К. Ольховацкого, С.П. Хазова, А.Ю. Шабанова и других авторов.

Проблемой ремонтного производства в сельском хозяйстве в современных условиях является повышение качества и эффективности технологического процесса восстановления при снижении себестоимости восстановленной детали. Как показал проведённый анализ литературных источников восстановление пар трения традиционными методами энерго- и ресурсозатратно. По сравнению с ними использование РВС имеет ряд весьма существенных преимуществ, но их применение не получило широкого распространения, т. к. вызывает настороженность у большинства потребителей. Это связано с малым количеством экспериментальных исследований воздействия РВС на трибосопряжения и механизмы в целом, а существующая в печати информация о РВС весьма скудна и, в основном, носит рекламный характер. Механизм образования металлокерамического покрытия (МКП) на поверхности трения, предоставляемый производителями РВС, при глубоком анализе зачастую вступает в противоречия между собой. Практически во всех исследовательских работах оценить воздействие РВС на поверхности трения ДВС пытаются косвенными методами: измерением компрессии, давления масла, расхода топлива и т.д., но фактически образующееся МКП нигде не измерено.

На основе проведенного анализа исследуемого вопроса выдвинута рабочая гипотеза: применение ремонтно-восстановительных составов в процессе эксплуатации механизмов автотракторных двигателей позволит увеличить их ресурс и повысить технико-экономические характеристики двигателя.





Для реализации цели исследования необходимо решить следующие задачи:

- изучить закономерности взаимодействия трущихся поверхностей в присутствии РВС и выявить основные факторы, влияющие на геометрические характеристики образующегося металлокерамического покрытия;

- разработать и апробировать методику, позволяющую непосредственно контролировать образованное металлокерамическое покрытие на поверхностях трения;

- выявить закономерности образования и изнашивания металлокерамического покрытия на поверхности трения;

- определить экономическую эффективность от применения ремонтно-восстановительных составов.

Во второй главе изложены результаты теоретического анализа процессов, происходящих в зонах фактического контакта (взаимодействия) пар трения в присутствии частиц ремонтно-восстановительного состава. На основе проведённого анализа смоделирован механизм протекания процесса образования и изнашивания металлокерамического покрытия (МКП), выявлены основные факторы, влияющие на его геометрические характеристики.

В локальных зонах контактирования при достаточном сближении поверхностей (рис. 1, а) выделяется энергия от трения, сопровождаемая повышением температуры до больших значений в короткий промежуток времени, часть этой энергии, при определённых условиях, может быть затрачено на подстройку атомов кристаллической решетки. Тепловая энергия оказывает большое каталитическое воздействие на частицы РВС, приводящее к их активации. Температура – важнейший параметр адгезионных процессов и их интенсивности.

При введении РВС в зону фрикционного контакта за счет взаимодействия поверхностей трения происходит его дальнейшее измельчение. Первоначально составы имеют дисперсию 1…50 мкм.

Если в зоне контакта выделяемую энергию обозначить W, а размер частицы, находящейся в этой зоне d, то при соотношении W d реакция замещения пройдет, а при W < d реакции не будет, т. е. существует зависимость между количеством энергии и размером частицы РВС, необходимая для протекания реакции.

В процессе измельчения частиц РВС, когда количество выделяемой энергии в локальной зоне фактического контакта будет соизмеримо с размером измельченных частиц РВС, также находящихся в этой зоне, произойдёт реакция замещения, в результате которой в этой же локальной зоне сформируется МКП. Т. к. в процессе взаимодействия участвуют две поверхности, то и МКП образуется на обеих поверхностях (рис. 1, б).

а б в
Рис. 1. Стадии формирования МКП на единичных выступах двух взаимодействующих поверхностей: а – начало взаимодействия; б – формирование МКП; в – сформированное МКП; N – нагрузка; R – реакция; Ar – зона фактического контакта; Aмк – площадь образованного МКП; кул и рол – соответственно угловые скорости кулачка и ролика толкателя


Pages:   || 2 | 3 |
 

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.