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 | 4 | 5 |

Разработка комбинированных методов восстановления и упрочнения изношенных деталей сельскохозяйственной техники на основе

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

Серебровский Вадим Владимирович

Разработка комбинированных методов

восстановления и упрочнения изношенных деталей сельскохозяйственной техники на основе железнения

05.20.03 Технологии и средства технического

обслуживания в сельском хозяйстве

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

доктора технических наук

Москва – 2008

Работа выполнена в ФГОУ ВПО «Курская государственная сельскохозяйственная академия имени профессора И.И. Иванова» и в ФГОУ ВПО «Российский государственный аграрный заочный университет»

Научный консультант: заслуженный деятель науки РФ,

доктор технических наук, профессор

Батищев Алексей Никифорович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Мороз Владимир Петрович

доктор технических наук, профессор

Борисов Геннадий Александрович

доктор технических наук, профессор

Евграфов Владимир Алексеевич

Ведущая организация: ФГОУ ВПО Московский государственный

агроинженерный университет

им. В.П. Горячкина

Защита состоится «21» января 2009 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 220.056.03 при ФГОУ ВПО «Российском государственном аграрном заочном университете» по адресу: 143900, Московская обл., г. Балашиха.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО Российского государственного аграрного заочного университета.

Автореферат разослан « » 2008 года.

Ученый секретарь

диссертационного совета

кандидат технических наук,

профессор Мохова О.П.

Общая характеристика работы

Актуальность темы. Государственная программа развития сельского хозяйства и регулирования рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия на 2008…2012 годы (утверждена постановлением Правительства Российской Федерации от 14 июля 2007 г. № 446) предусматривает инновационное развитие отрасли, ускоренный переход к использованию новых высокопроизводительных и ресурсосберегающих технологий. Однако анализ технической оснащенности сельского хозяйства показывает, что остается низкой обеспеченность сельскохозяйственных товаропроизводителей машинами и оборудованием. Так, например, в 2001 году на 1000га пашни приходилось 7,1 трактор, в 2004 году этот показатель составлял 5,9, а в 2005- 5,5. В настоящее время свой срок службы выработали 71% тракторов, 64% зерноуборочных комбайнов, 68% кормоуборочной, а также 58% почвообрабатывающей техники. Поэтому в материалах и рекомендациях Министерства сельского хозяйства Российской Федерации и Россельхозакадемии большое внимание было уделено направлению повышения технического уровня сельскохозяйственной техники путем ее модернизации при техническом сервисе. Из представленных ГОСНИТИ данных следует, что модернизируемая техника имеет перед новой преимущества по цене (30…50 %), а в ряде случаев и по надежности. Проведение модернизации машин позволит получить экономический эффект в сотни миллионов рублей. Анализ информационных материалов показывает, что за рубежом прослеживается тенденция модернизации техники, бывшей в эксплуатации. Полная модернизация устаревшей техники широко практикуется на ряде ремонтных предприятий Америки. Зарубежные эксперты считают, что быстрый рост цен на природные ресурсы и их истощение, а также принятие законов по охране окружающей среды будут способствовать дальнейшему росту числа компаний, которые будут заниматься модернизацией изношенной техники.



Анализ направлений модернизации техники в России и за рубежом, опрос экспертов и мнений ученых и специалистов показывают, что наиболее перспективными из них являются повышение производительности машин, их надежности, экономичности и комфортности обслуживания. Считаем, что повышение надежности модернизированных машин должно произойти за счет использования более совершенных конструкций агрегатов и новых материалов, в том числе при восстановлении деталей. Большие возможности повышения ресурса восстановленных деталей при модернизации сельскохозяйственной техники открывают технологии нанесения упрочняющих покрытий, в том числе композиционных, которые вошли в перечень критических технологий, который утвердил в мае 2006 года Президент Российской Федерации. Значительный интерес для этих целей представляют процессы нанесения покрытий с применением нанотехнологий. Перспективным направлением повышения износостойкости восстановленных деталей является легирование покрытий, полученных железнением, и применение комбинированных технологий с последующим упрочнением. Одними из наиболее эффективных легирующих элементов являются молибден, вольфрам, титан, кобальт и другие. Однако для использования таких технологий на сервисных предприятиях необходимы рекомендации, как по составу электролитов, так и по режимам нанесения и упрочнения покрытий.

Цель работы. Разработка научно-обоснованных методов повышения технического уровня восстановления и упрочнения изношенных деталей сельскохозяйственной техники на основе железнения

Задачи исследования.

- Проанализировать проблемы управления техническим уровнем технологии восстановления деталей электролитическими покрытиями.

- Теоретически обосновать повышение качества железнения деталей путем их легирования добавками и химико-термической обработкой.

- Разработать программу и методику экспериментальных исследований качества железных покрытий.

- Проанализировать состояние технологии железнения деталей, используемых на сервисных предприятиях.

- Исследовать влияние легирующих добавок на физико-механические свойства железных покрытий.

- Исследовать влияние термообработки покрытий на их физико-механические свойства.

- Оптимизировать режимы нанесения и упрочнения (цианирования) легированных железных покрытий.

- Провести эксплуатационные испытания деталей с легированными железными покрытиями.

- Разработать технологические рекомендации по составу электролитов и по режимам нанесения и упрочнения легированных железных покрытий.

- Определить экономический эффект от использования упрочняющих железных покрытий при ресурсной модернизации сельскохозяйственной техники на сервисных предприятиях.

Объект исследования представляют технологии восстановления и упрочнения деталей сельскохозяйственной техники железнением.

Предметом исследования являются закономерности изменения механических и эксплуатационных свойств железных покрытий от состава и концентрации легирующих добавок в электролит и режимов нанесения.

Научная новизна исследований:

  • разработаны показатели оценки технического уровня технологий восстановления деталей и теоретически обосновано использование легирующих добавок в технологиях железнения;
  • установлены закономерности влияния состава электролитов и режимов электролиза на скорость осаждения и физико-механические свойства легированных железных покрытий.
  • разработаны новые составы электролитов с легирующими добавками и режимы нанесения покрытий (12 патентов);
  • установлены закономерности влияния режимов цианирования на физико-механические и эксплуатационные свойства легированных покрытий.
  • разработан рациональный состав азото-науглероживающей среды и режимы упрочнения железо-молибденовых покрытий (1 патент).

Практическая значимость исследований состоит в разработке:

- методики мониторинга технологий восстановления деталей железнением на сервисных предприятиях;

- технологических рекомендаций по применению легирующих добавок в технологиях железнения деталей при ресурсной модернизации сельскохозяйственной техники;

- комбинированной технологии восстановления и упрочнения деталей железо-молибденовыми покрытиями с последующим цианированием.

На защиту выносятся:

- методика и результаты мониторинга технологий восстановления деталей железнением на сервисных предприятиях

- теоретическое обоснование повышения технического уровня технологий восстановления деталей железнением путем использования легирующих добавок;

- методики оценки технического уровня технологий железнения, в том числе по единичным показателям: износостойкость, ударная вязкость;

- закономерности влияния концентрации легирующих добавок в электролит и режимов нанесения на физико-механические свойства железных покрытий;

- закономерности влияния режимов цианирования на физико-механические свойства легированных железных покрытий;

- рациональные составы электролитов с легирующими добавками и режимы нанесения покрытий их них;

- результаты ударных, стендовых и эксплуатационных испытаний легированных железных покрытий;

- рациональные составы среды и режимы цианирования железо-молибденовых покрытий;

- технологии восстановления деталей сельскохозяйственной техники легированными железными покрытиями;

- комбинированная технология восстановления деталей железо-молибденовыми покрытиями с последующим цианированием.

Апробация работы. Основные положения и результаты исследований докладывались, обсуждены и одобрены на научно-технических конференциях, семинарах:

  • международной научно-технической конференции Института геотехнической механики (г. Днепропетровск, 1999 г.);
  • международной технической конференции «Медико-экологические информационные технологии - 2002» (Курск, 2002 г.);
  • Российских научно-технических конференциях «Материалы и упрочняющие технологии» (Курск, 2001-2003 гг.);
  • международных научно-технических конференциях «Распознавание-2001» и «Вибрации-2001» в Курском ГТУ,
  • Всероссийской научно-технической конференции «Сварка и контроль» в Воронежском государственном архитектурно-строительном университете;
  • научно-технической конференции «Организация и развитие информационного обеспечения органов управления научных и образовательных учреждений АПК «Информ-Агро-2006» (Москва, ФГНУ «Росинформагротех», 2006 г.);
  • научно-технической конференции Московского государственного университета леса (г. Мытищи, 2007-2008 г.);
  • научно-технической конференции «Организация и развитие информационного обеспечения органов управления научных и образовательных учреждений АПК «Информ-Агро-2007» (Москва, ФГНУ «Росинформагротех» 6-8 июня - 2007 г.);
  • международной научно-технической конференции, посвященной 100-летию профессора И.С.Левитского, РГАЗУ, г. Балашиха,2007.
  • международной научно-практической конференции «Роль молодых ученых в реализации национального проекта « Развитие АПК», МГАУ, г. Москва,2007.
  • международном научно-практическом семинаре «Надежность и качество», г.Пенза,2007.
  • международной научно-практической конференции «Повышение эффективности использования ресурсов при производстве сельскохозяйственной продукции», ВИИТиН, г. Тамбов,2007.
  • Всероссийской научно-практической конференции «Стратегия машинно-технологического обеспечения производства сельскохозяйственной продукции России на период 2008-2012 гг», Москва, ГАО ВВЦ, ВИМ,,2007.
  • международной научно-технической конференции: «Актуальные проблемы развития лесного комплекса» (г. Вологда, 2007 гг.);

- научной конференции профессорско-преподавательского состава РГАЗУ, г. Балашиха,2007.

  • международной научно-технической конференции: «Современные проблемы развития технического сервиса в АПК» (г. Москва, МГАУ, 2007 г);
  • международной научно-технической конференции: «Научные проблемы развития ремонта, технического обслуживания машин, восстановления и упрочнения деталей» (г. Москва, ГОСНИТИ, 2007 г);
  • международных и Всероссийских научно-практических конференциях, проводимых в ФГОУ ВПО «Курская КГСХА» в 2001-2008 гг;
  • Российских конференциях, проводимых в Курском государственном техническом университете 2001-2008 гг.

Реализация результатов исследований проводилась:

  1. Разработана методика мониторинга технологических процессов восстановления деталей на сервисных предприятиях АПК.
  2. Разработаны технологические рекомендации восстановления и упрочнения деталей железными легированными покрытиями.
  3. Технология восстановления и упрочнения деталей железными легированными покрытиями внедрена на предприятиях Курской области: Рыльском авторемонтном заводе, Обоянском авторемонтном заводе,Краснополянской сельхозтехники; предприятии Белгородской области: Томаровском авторемонтном заводе; предприятии Брянской области Унечское РТП.

Публикации. Основные положения диссертационной работы опубликованы в 70 научных работах, в том числе 10 в журналах «Механизация и электрификация сельского хозяйства», «Технология металлов», «Упрочняющие технологии», «Аграрная наука», «Международный сельскохозяйственный журнал», рекомендованных ВАК, в 2 монографиях и 13 патентах на изобретения.





Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных выводов, списка литературы из 308 наименований и содержит 256 страниц основного текста, 73 рисунка и 29 таблиц.

Основное содержание работы

Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цели и задачи исследования.

В первой главе «Состояние проблемы, цели и задачи исследований» отражено состояние проблемы и обосновано направление работ. Одним из вариантов повышения надежности и коэффициента готовности техники является модернизация машин, находящихся в эксплуатации. Учеными и специалистами ГОСНИТИ совместно с заводами-изготовителями и сервисными предприятиями разработаны основы научного обеспечения проблемы модернизации машин, в том числе концепция и практические рекомендации. Это нашло отражение в работах Хисметова Н.З., Халфина М.А., Черноиванова В.И., Северного А.Э. и других ученых. Следует отметить, что модернизация машин на сервисных предприятиях определена Россельхозакадемией как приоритетное направление технического сервиса в АПК. Повышение надежности модернизированных машин должно произойти за счет использования более совершенных конструкций агрегатов и новых материалов, в том числе при восстановлении деталей. Так как большинство деталей, поступающих на участки восстановления, имеют износ менее 0,3 мм, то эффективным способом их восстановления является нанесение гальванопокрытий. Для восстановления деталей можно применять железнение, хромирование, цинкование, меднение, а также наносить электролитические сплавы металлов (железоникелирование и др.). Однако на ремонтных предприятиях самое большое распространение нашло железнение и хромирование. Большой вклад в развитие технологий восстановления деталей гальванопокрытиями внесли Ачкасов К.А., Батищев А.Н., Косов В.П., Мелков М.П., Митряков А.В., Мороз В.П., Петров Ю.Н., Евграфов В.А, Борисов Г.А. и другие ученые. Работы по совершенствованию процессов нанесения гальванопокрытий в Российской Федерации проводились в ГОСНИТИ, РГАЗУ, Пензенской, Курской и Орловской ГСХА, МГАУ имени В.П. Горячкина, Саратовском техническом университете и др. Анализу технологических процессов восстановления деталей гальваническими покрытиями посвящены многочисленные работы Батищева А.Н., Голубева И.Г., Новикова А.Н., Митрякова А.В., Спицина И.А., Юдина В.М. и др. Для реализации разработанных процессов издана нормативно-техническая документация, а технологические процессы были внедрены на различных ремонтных предприятиях для восстановления большой номенклатуры деталей сельскохозяйственной техники. Однако в последнее десятилетие объемы восстановления деталей гальванопокрытиями в общем объеме резко снизились. Одной из причин является недостаточный технический уровень технологических процессов нанесения гальванопокрытий. Большие возможности повышения ресурса восстановленных деталей при модернизации сельскохозяйственной техники открывают технологии нанесения упрочняющих покрытий. Перспективным направлением повышения износостойкости восстановленных деталей является легирование покрытий, полученных железнением. Одними из наиболее эффективных легирующих элементов являются молибден и вольфрам. Однако такие технологии практически не используются для восстановления и упрочнения деталей на сервисных предприятиях в ввиду малоизученности закономерностей влияния легирующих добавок в электролит на физико-механические свойства покрытий. В литературе практически отсутствуют рекомендации по последующей термической и термо-химической обработке таких покрытий с целью повышения ресурса восстановленных деталей. В изучение этих вопросов большой вклад внесли Гадалов В.Н., Казанцев С.П. и другие учёные. На основе изучения состояния проблем сформулирована цель и определены задачи исследований, которые изложены в общей характеристике работы.

Во второй главе «Теоретические основы повышения технического уровня технологии железнения деталей при модернизации сельскохозяйственной техники на сервисных предприятиях» разработаны научно-методологические основы оценки технического уровня технологических процессов восстановления деталей и теоретически обосновано применение легирующих добавок при восстановлении деталей железнением.

Для оценки технического уровня новых машин, оборудования и технологий разработано множество различных подходов и методов. Большинство моделей, позволяющих оценить технический уровень оборудования или технологического процесса, основаны на сопоставлении единичных показателей образца (новой технологии) и аналога:

(1)

где КТУ – коэффициент технического уровня;

gi – относительный показатель образца и аналога;

n – количество оценочных показателей.

Для оценки технологических процессов восстановления деталей используются и другие критерии, в частности энергетический, предложенный профессором Батищевым А.Н.

(2)

где К1i, Кri – коэффициенты энергоемкости и трудоемкости

восстановления деталей i-тым способом;

Kgi – коэффициент долговечности детали, восстановленной

i - тым способом.

Для оценки эффективности различных вариантов восстановления деталей за счет нанесения покрытий с учетом затрат, связанных с обезвреживанием вредных выбросов в окружающую среду, нами предлагается использовать приведенные затраты. При этом наиболее целесообразен вариант с наименьшими приведенными затратами, которые включают в себя практически все значимые затраты на выполнение технологических операций и обеспечение производственного процесса с учетом защиты окружающей среды.

(3)

где ПРВ – приведенные затраты на восстановление деталей,

руб/шт (руб/дм2),

СЗП – зарплата рабочих, выполняющих технологические

операции по нанесению покрытий, руб/шт (руб/дм2);

ЭУД.В. – удельные затраты энергии на нанесение покрытий,

кВт·ч/шт (кВт·ч/дм2);

ЦЭ – цена 1 кВт·ч энергии, руб/кВт·ч;

РiВ – авансовая стоимость i-го оборудования и оснастки



Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |
 

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.