Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по техническим специальностям
На правах рукописи
Кононенко Александр Сергеевич
Повышение надежности неподвижных фланцевых соединений сельскохозяйственной техники использованием наноструктурированных герметиков
Специальность 05.20.03 - Технологии и средства технического обслуживания в сельском хозяйстве
Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук
Москва 2012
Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования Московский государственный агроинженерный университет имени В.П. Горячкина (ФГБОУ ВПО МГАУ).
Научный консультант: доктор технических наук, профессор Пучин Евгений Александрович
Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Казанцев Сергей Павлович доктор технических наук, профессор Юдин Владимир Михайлович доктор технических наук, профессор Ли Роман Иннакентьевич
Ведущая организация: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Ивановская государственная сельскохозяйственная академия имени академика Д.К. Беляева
Защита состоится 23 апреля 2012 года в 13 часов на заседании диссертационного совета Д 220.044.01 при ФГБОУ ВПО Московский государственный агроинженерный университет имени В.П. Горячкина по адресу: 127550, Москва, ул. Лиственничная аллея, д. 16-а, корпус 3, конференц-зал.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО Московский государственный агроинженерный университет имени В.П. Горячкина.
Автореферат разослан л____ ____________ 2012 г. и размещен на сайте Высшей аттестационной комиссии vak.ed.gov.ru л____ ____________ 2012 г.
Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук, профессор А.Г. Левшин
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность проблемы. В рамках реализации Государственной программы развития сельского хозяйства и регулирования рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия на 2008Ц2012 гг. сельхозпредприятиями России в период с января 2008 г. по июнь 2011 г. было приобретено 69,9 тыс. тракторов, 24,5 тыс. зерноуборочных и 7,7 тыс. кормоуборочных комбайнов. Тем не менее, их обеспеченность тракторами и уборочными машинами составляет всего 45...58 % от технологической потребности, а сроки фактической эксплуатации техники более чем в 2 раза превышают нормативные. Так, по состоянию на 1 июля 2011 г. 72 % тракторов и около 43 % уборочных комбайнов имеют срок эксплуатации более 10 лет, а затраты на их ремонт, по данным ГНУ ГОСНИТИ, составляют более 50 млрд р., или около 10 % от всей выручки за произведенную с.-х. продукцию. В создавшихся условиях основными путями сохранения парка машин является увеличение объемов и повышение качества их ремонта.
На долговечность и эффективность использования с.-х. техники значительное влияние оказывает герметичность неподвижных фланцевых соединений.
Проблема герметизации и в настоящее время остается нерешенной, так как в результате аварийных разливов и утечек при эксплуатации с.-х. техники ежегодно выводится из пользования до 2 тыс. га плодородных земель, теряется до 220 тыс. т топливосмазочных материалов и свыше 5 тыс. т с.-х. продукции. Потери рабочих жидкостей из-за несовершенства уплотнений в соединениях автомобилей достигают 30 %. Наблюдения показывают, что у тракторов различных марок более 50 % неисправностей связаны с разгерметизацией узлов и агрегатов.
Повышение герметичности уплотнений способствует снижению расхода топливосмазочных материалов, увеличению ресурса деталей и уменьшению отрицательного влияния машин на экологическую обстановку. Поэтому проблема повышения надежности неподвижных фланцевых соединений является актуальной.
Цель работы. Повышение надежности неподвижных фланцевых соединений с.-х. техники использованием нанокомпозиций на основе силиконовых и анаэробных герметиков, разработка технологии герметизации фланцевых соединений и рекомендаций по применению наноструктурированных составов.
Задачи исследований:
теоретически обосновать влияние конструкционных, технологических и эксплуатационных параметров на надежность фланцевых соединений с прокладками из герметиков и нанокомпозиций;
разработать нанокомпозиции на основе анаэробных и силиконовых герметиков, обладающие максимальной герметизирующей способностью;
исследовать влияние технологических факторов на герметичность фланцевых соединений с герметиками и разработанными нанокомпозициями;
изучить деформационные свойства, термомеханические характеристики, теплостойкость, коэффициенты теплопроводности и теплового расширения, а также адгезионную прочность исследуемых составов;
исследовать фреттинг-стойкость фланцевых соединений, а также стойкость герметиков и нанокомпозиций к рабочим жидкостям, вибрации и старению;
проанализировать наноструктуры полимерных составов;
разработать технологический процесс герметизации неподвижных фланцевых соединений нанокомпозициями;
определить экономический эффект от внедрения предложенной технологии в производство.
Объект исследования. Неподвижные фланцевые соединения с.-х. техники, прокладки, пленки и покрытия из герметиков и нанокомпозиций на их основе.
Предмет исследования. Установление зависимостей между механическими свойствами нанокомпозиций, конструкционными особенностями фланцев, технологическими и эксплуатационными параметрами фланцевых соединений и их надежностью.
Научная новизна:
получены теоретические зависимости влияния конструкционных, технологических и эксплуатационных факторов на герметичность и долговечность неподвижных фланцевых соединений с различными уплотнителями;
впервые созданы математические модели для определения минимальной толщины слоя герметика и величины взаимного перемещения фланцев, при которых гарантированно сохраняются прочностные свойства уплотнителя;
разработаны новые нанокомпозиционные материалы на основе анаэробных и силиконовых составов для герметизации неподвижных фланцевых соединений;
обосновано влияние нанонаполнителей на физико-механические свойства герметиков и подтверждено наноструктурным анализом.
Практическая значимость. Разработаны технологический процесс герметизации неподвижных фланцевых соединений нанокомпозициями на основе герметиков и рекомендации по их применению.
Реализация результатов исследования. Полученные результаты рекомендованы Комитетом по сельскому хозяйству и продовольствию Брянской области к внедрению на предприятиях АПК региона, внедрены в ГУП Мосавтохолод города Москвы, локомотивном депо Москва-Пассажирская-Курская дирекции тяги Московской железной дороги филиала ОАО РЖД и СПК Карабановский Владимирской области. Основные положения, изложенные в диссертации, используются в учебном процессе ФГБОУ ВПО МГАУ для подготовки студентов по специальности Технология обслуживания и ремонта машин в АПК.
Они отражены в монографии, учебном пособии, рекомендованном Учебнометодическим объединением вузов РФ по агроинженерному образованию, и двух учебниках, допущенных Министерством сельского хозяйства РФ. Результаты исследований могут быть использованы на предприятиях технического сервиса автотранспортных средств.
Апробация работы. Основные положения диссертации доложены и обсуждены на:
Международных научно-практических конференциях: Современные проблемы технического сервиса в агропромышленном комплексе (Москва, ФГОУ ВПО МГАУ, 16Ц18 декабря 2002 г.); В.Н. Болтинский и развитие автотракторной науки, посвященной 100-летию со дня рождения академика ВАСХНИЛ В.Н. Болтинского (Москва, ФГОУ ВПО МГАУ, 26Ц30 января 2004 г.);
Конструирование, использование и надежность машин сельскохозяйственного назначения (г. Брянск, Брянская ГСХА, 19Ц20 апреля 2004 г.); Актуальные проблемы вузовской агроинженерной науки (Москва, ФГОУ ВПО МГАУ, 24Ц28 января 2005 г.); Молодые ученые - сельскому хозяйству (Москва, ФГОУ ВПО МГАУ, 9 марта - 6 апреля 2006 г.); Научно-технические проблемы и перспективы развития технического сервиса в АПК (Москва, ФГОУ ВПО МГАУ, 24Ц26 октября 2006 г.); Научные проблемы и перспективы развития восстановления и упрочнения деталей, ремонта, обслуживания машин, работающих в сельском хозяйстве (Москва, ФГОУ ВПО МГАУ, 24Ц26 октября 2006 г.); Роль молодых ученых в реализации национального проекта Развитие АПК (Москва, ФГОУ ВПО МГАУ, 29Ц30 мая 2007 г.);
Современные проблемы технического сервиса в АПК, посвященной 140-летию В.П. Горячкина и 75-летию кафедры ремонта и надежности машин (Москва, ФГОУ ВПО МГАУ, 18Ц20 декабря 2007 г.); Научные проблемы развития автомобильного транспорта, посвященной 30-летию кафедры Автомобильный транспорт МГАУ имени В.П. Горячкина (Москва, ФГОУ ВПО МГАУ, 3Ц4 апреля 2008 г.); Инновации в области земледельческой механики, посвященной 140-летию со дня рождения В.П. Горячкина (Москва, ФГОУ ВПО МГАУ, 12Ц13 декабря 2008 г.); Инновации в образовании и науке (Москва, ФГОУ ВПО МГАУ, 29Ц30 января 2009 г); Научно-педагогические проблемы транспортных учебных заведений, посвященной 50-летию Брянского филиала МИИТ (г. Брянск, Брянский филиал МИИТ, 1Ц2 апреля 2010 г.); Трибология и экология (наука, образование, практика) (Москва, ФГОУ ВПО МГАУ, 22Ц23 апреля 2010 г.); Инженерное обеспечение инновационных технологий в АПК (г. Мичуринск, ФГОУ ВПО МичГАУ, 13Ц14 мая 2010 г.); Научные проблемы автомобильного транспорта, посвященной 80-летию МГАУ имени В.П. Горячкина (Москва, ФГОУ ВПО МГАУ, 20Ц21 мая 2010 г.); Интеграция науки, образования и производства в области агроинженерии, посвященной 80-летию ФГОУ ВПО МГАУ (Москва, ФГОУ ВПО МГАУ, 7Ц8 октября 2010 г.);
Научно-информационное обеспечение инновационного развития АПК ИнформАгроЦ2010 (Москва, ФГНУ Росинформагротех, 2010 г.);
Международных научно-технических конференциях: Научные проблемы развития ремонта, технического обслуживания машин, восстановления и упрочнения деталей, посвященной 100-летию со дня рождения академика ВАСХНИЛ А.И. Селиванова (Москва, ГНУ ГОСНИТИ, ФГОУ ВПО МГАУ, 7Ц8 октября 2008 г.);
Научные проблемы развития ремонта, технического обслуживания машин, восстановления и упрочнения деталей (Москва, ГНУ ГОСНИТИ, 14Ц16 декабря 2010 г.);
Научные проблемы технического сервиса сельскохозяйственных машин (Москва, ГНУ ГОСНИТИ, 13Ц15 декабря 2011 г.);
семинаре заведующих кафедрами ремонта и надежности машин на тему:
Инновационные технологии в подготовке высококвалифицированных кадров для технического сервиса в АПК (Москва, ФГОУ ВПО МГАУ, 5Ц11 октября 2009 г.);
XIV Международной научно-производственной конференции Проблемы сельскохозяйственного производства на современном этапе и пути их решения (г. Белгород, ФГОУ ВПО БеГСХА, 17Ц20 мая 2010 г.);
Международном семинаре по обмену опытом профессорскопреподавательского состава ФГОУ ВПО МГАУ (Россия) и Universiti Guelph (Канада) (Москва, ФГОУ ВПО МГАУ, 18 апреля 2011 г.);
Международной научной сессии Инновационные проекты в области агроинженерии (Москва, ФГБОУ ВПО МГАУ, 6Ц7 октября 2011 г.);
заседании Бюро Отделения механизации, электрификации и автоматизации Россельхозакадемии (Москва, ГНУ ГОСНИТИ, 27 октября 2011 г.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 52 работы, в том числе монография, учебное пособие, два учебника, 20 статей в изданиях, рекомендованных ВАК, по результатам научных исследований получено три патента РФ на полезную модель и один патент РФ на изобретение. Общий объем публикаций составляет 105,96 п.л., из них личный вклад автора - 27,09 п.л.
Основные положения диссертации, выносимые на защиту:
аналитические выражения для определения технологических параметров при герметизации неподвижных фланцевых соединений (НФС) нанокомпозициями на основе анаэробных и силиконовых составов, диффузионной проницаемости рабочих жидкостей через материал уплотнителя и долговечности НФС;
теоретическое обоснование минимальной толщины слоя герметика и максимальной величины взаимного перемещения фланцев;
методика определения адгезионной прочности герметиков;
результаты исследований деформационных свойств, термомеханических характеристик, теплостойкости, герметизирующей способности, теплопроводности, теплового расширения, адгезионной прочности, стойкости к рабочим жидкостям, старению и вибрационным нагрузкам, а также наноструктуры герметиков и нанокомпозиций на их основе;
рекомендации по применению и результаты расчета экономического эффекта от внедрения в производство разработанного технологического процесса герметизации НФС с.-х. техники.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка использованной литературы и приложений. Общий объем диссертации составляет 405 страниц машинописного текста, в том числе 342 страницы основного текста, 152 рисунка и 22 таблицы. Диссертация содержит библиографию из 360 наименований, из них 27 зарубежных источников.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении обоснована актуальность, дана общая характеристика проблемы. Показаны научная новизна, практическая значимость результатов исследований и сформулированы основные положения диссертации, выносимые на защиту.
В первой главе проведен анализ видов уплотнительных соединений, конструкций фланцев и причин снижения их герметичности. Показано разнообразие уплотнителей и контактирующих с ними рабочих жидкостей (РЖ). Дана оценка факторов, влияющих на надежность НФС. Обосновано использование нанокомпозиций в качестве уплотнителей.
Вопросами повышения надежности и совершенствования технологии ремонта с.-х. техники занимались академики М.Н. Ерохин, А.И. Селиванов, В.И. Черноиванов, а также профессора А.Н. Батищев, В.И. Балабанов, И.Г. Голубев, О.Н. Дидманидзе, С.П. Казанцев, В.В. Курчаткин, И.С. Левитский, Р.И. Ли, А.М. Михальченков, Е.А. Пучин, А.Н. Скороходов, В.В. Стрельцов, В.М. Юдин и многие другие. Обеспечению герметичности уплотнений посвящены труды А.М. Баусова, В.В. Березникова, В.В. Буренина, В.Н. Водякова, Г.В. Голубева, Л.А. Кондакова, М.Е. Кричевского и других ученых.
Уплотнительные соединения применяются практически во всех отраслях промышленности для разделения сред с различными физическими параметрами. Номенклатура уплотнений весьма широка, а условия эксплуатации и технические требования достаточно разнообразны. Для повышения надежности часто создают комбинированные уплотнения, включающие уплотнители нескольких видов, а также сложные уплотнительные комплексы.
В автотракторной технике для герметизации рабочих сред в основном используются НФС. Выбор материала для изготовления фланцев осуществляется в зависимости от давления, агрессивности, температуры и вида рабочей и окружающей сред. В основном фланцы изготавливают из углеродистых, легированных и нержавеющих сталей, чугуна, алюминия и титановых сплавов. Размеры и форма фланцев определяются видом и назначением герметизируемых систем.
Большинство уплотнений эксплуатируются в среде нефтяных и синтетических РЖ, при воздействии которых происходит набухание или растворение уплотнителя. В процессе эксплуатации свойства РЖ изменяются, что приводит к образованию в них воды, смол, кислот, сложных эфиров и других продуктов, усиливающих процессы коррозии фланцев и вымывание компонентов уплотнителей.
Тепловое, радиационное, электрическое и механическое воздействия также приводят к ускорению процессов старения материалов уплотнителей и фреттингкоррозии рабочих поверхностей фланцев, а, следовательно, к снижению их надежности и срока службы. Поэтому при конструировании, изготовлении и ремонте уплотнительных узлов необходимо учитывать влияние этих факторов.
До недавнего времени для герметизации НФС, как правило, использовали прокладки из листовых и формованных материалов (резины, картона, фторопласта и т.д.), которые не всегда обеспечивают требуемую герметичность по причине недостаточного качества соединяемых поверхностей, нарушения макрогеометрии деталей в процессе их эксплуатации, а также невозможности создания необходимого контактного давления (рисунок 1а). Герметики лишены этих недостатков (рисунок 1б), так как полностью заполняют макро- и микронеровности герметизируемых поверхностей фланцев, не требуют высоких контактных давлений, обладают высокой механической прочностью и эластичностью.
В машиностроении наибольшее распространение получили силиконовые и анаэробные герметики, имеющие высокую герметизирующую способность в широком диапазоне давлений и температур. Силиконовые герметики стойки к воде, пару, антифризу, тосолу и минеральным маслам, анаэробные - к бензину и дизельному топливу. Отечественные производители для герметизации НФС тракторов и автомобилей широко используют силиконовые герметики Автогерметик-прокладку (Автогерметик), Автогермесил и анаэробные - Анатерм-501, Анатерм-505 и др. Автопроизводители технически развитых стран мира наиболее часто используют герметики фирмы Loctite.
1 3 4 а б Рисунок 1 - Уплотнители НФС:
а - прокладки из листовых и формованных материалов; б - герметики;
1 - фланец крышки; 2 - прокладка; 3 - фланец корпуса;
4 - болтовое соединение; 5 - слой герметика Слабой стороной герметиков является их недостаточная долговечность по сравнению с нормативным сроком службы автотракторной техники. Для улучшения свойств в полимерные составы вводят наполнители, существенным недостатком которых является тот факт, что нельзя одновременно достичь нескольких свойств в одной композиции. Более того, улучшая одни свойства композиции, они часто ухудшают другие. Введение в полимерную матрицу наночастиц, благодаря малым размерам и высокой поверхностной энергии последних, позволит получить совершенно новые нанокомпозиционные материалы со свойствами, значительно отличающимися от исходных полимеров.
Поэтому были исследованы НФС с анаэробными уплотнителями Анатерм-5и Loctite-518, силиконовыми герметиками Автогерметик, Автогермесил, Loctite-5и Loctite-5920, а также нанокомпозициями на их основе с наиболее распространенными и доступными нанонаполнителями - наноструктурным гидроксидом алюминия AlOOH (бемит), коллоидным раствором наночастиц серебра (НС) и углеродными нанотрубками (УН).
Достоверные сведения о преимуществах и недостатках силиконовых и анаэробных составов, рекомендации по их использованию для герметизации НФС в литературных источниках отсутствуют. Актуальной является проблема по вышения надежности НФС с уплотнителями из герметиков путем получения на их основе нанокомпозиционных материалов с улучшенными свойствами.
В данной главе также поставлена цель и сформулированы задачи исследований.
Во второй главе изложены теоретические основы герметичности и долговечности НФС.
При отсутствии уплотнителя герметичность НФС обеспечивается за счет сближения фланцев и зависит от контактного давления и состояния рабочих поверхностей.
Утечка рабочей жидкости Qi, м3/с, через микроканал во фланцевом соединении за счет перепада давлений герметизируемой и внешних сред:
Bi p Qi 3, (1) i 12li где Вi, li и i - ширина, длина и высота i-го микроканала, м; р - перепад давлений, Па; - вязкость, Пас.
В реальных условиях работы НФС подвергаются вибрационным и динамическим нагрузкам, под влиянием давления и температуры происходит их деформация и изменение вязкости РЖ, что значительно усложняет и делает громоздкими математические вычисления. Поэтому для практических расчетов целесообразно использовать уравнения, полученные путем введения в выражение (1) безразмерного коэффициента формы , учитывающего наличие регулярных и случайных дефектов:
3 рк В Д Д kE , 0e 12 В RZ (2) где 0 и k - коэффициенты, характеризующие качество обработанной поверхности; рк - контактное давление на поверхности фланцев, Па; Е - модуль упругости контактирующих поверхностей фланцевого соединения, Па; ВД и Д - соответственно ширина и высота дефекта, м; В - средний шаг неровностей профиля по вершинам, м; RZ - шероховатость поверхности, м.
Общая утечка РЖ через НФС с учетом вышеописанных выражений и зависимости размеров микроканалов от контактного давления составит 3 рк Bp kE Q 0 RZe, (3) l где l - суммарная длина микроканалов, м.
Из уравнения (3) видно, что при повышении контактного давления рк до величины kE утечки уменьшаются приблизительно на два порядка. Поэтому для полного предотвращения утечек РЖ следует использовать промежуточные уплотнительные элементы с небольшим модулем упругости.
При этом критическое давление рабочей среды, приводящее к разгерметизации НФС, составит Е Sуп 0 уп кр , Р (4) кр Sбок 1 0 1 кр где Sуп - площадь уплотнителя, м2; Sбок - площадь боковой поверхности, на которую действует давление рабочей среды, м2; 0 = 0,25Е0,35 - деформация сжатия уплотнителя; кр= 0,02Е0,03 - критическая деформация сжатия уплотнителя при отсутствии его адгезии к фланцу.
Выдавливанию прокладки давлением рабочей среды из зазора между фланцами препятствует сила трения Рf = 2fPА. Давление среды в начале выдавливания уплотнителя будет рассчитываться по уравнению 2 fР А р , (5) выд Dвн (1 )h кр где PA - сила сжатия прокладки, H; f - коэффициент трения; Dвн - внутренний диаметр прокладки, м; h - толщина прокладки, м.
Коэффициент трения полимерных материалов включает адгезионную и гистерезисную составляющие:
n q Е f kГ kТР tg E qr , (6) где kГ - константа, зависящая от вида уплотнителя; q - контактное давление, МПа;
Е - динамический модуль упругости; n и r - показатели степени; kТР - константа, зависящая от условий трения; tg - тангенс угла механических потерь.
Согласно выражениям (5) и (6), герметизирующая способность НФС с уплотнителем возрастает при увеличении силы сжатия прокладки, ее упругих свойств, коэффициента трения и адгезии к поверхности фланца.
Потери РЖ во фланцевых соединениях возможны из-за их диффузионного проникновения через материал уплотнителя. Массовое QmS, г, и объемное QS, г, их количество составит qPS dC S QS S, QmS S S S S, (7) dx l l где S - функция проницаемости, м/с; S - площадь соприкосновения уплотнителя с рабочей жидкостью, м2; l - длина уплотнителя, м; S/l dC/dx - градиент концентраций;qP - степень набухания (относительное содержание РЖ в материале уплотнителя).
Следует обратить внимание на диффузионное проникновение РЖ сквозь область контакта уплотнителя и поверхностей фланцев, отличающуюся гораздо большей неоднородностью структуры, чем материалы уплотнителя и фланцев.
Если в уравнении (7) принять площадь зоны контакта S = BRZ, толщину области контакта равной k1l (при наличии пустот в области контакта k1<1) и коэффициент Sk = kS (вследствие более рыхлой структуры), то массовый расход Qsk Qmsk, г, и удельная объемная проницаемость, м3, РЖ через зону контакта будут определены по уравнениям:
qp Qsk CBRZ Qsk kS, Qmsk kS ;
(8) k1l k1l где k - коэффициент, учитывающий рыхлость структуры герметика; - плотность герметика, г/м3.
Qs При этом удельная объемная проницаемость, м3, РЖ составит / UT l0 / S RT T0/ QS QS e, (9) S0 l QS где - удельная объемная проницаемость при базовой температуре Т0/ = 333 К, площади соприкосновения с рабочей жидкостью S0 и длине уплотнителя l0, м3/с;
U - энергия активации, Дж/моль; Т / - разность рабочей и базовой температуры среды, К; Т / - рабочая температура среды, К; R - универсальная газовая постоянная, Дж/(моль К).
Из уравнения (9) видно, что для уменьшения диффузионной проницаемости следует использовать прокладки из материалов с меньшими степенью набухания и энергией активации.
Использование герметиков в качестве уплотнителей НФС вместо прокладок из традиционных материалов подразумевает минимизацию зазоров между рабочими поверхностями фланцев. Эксплуатация техники в условиях вибрационных воздействий может привести к взаимному перемещению фланцев, разрушению слоя герметика, абразивному износу, фреттинг-коррозии поверхностей и в конечном итоге - к потере герметичности соединения. Поэтому была определена минимальная толщина герметика, при которой он гарантированно будет сохранять свои прочностные свойства. Задача решалась в рамках теории упругости. В качестве расчетной модели было принято внедрение под действием вертикальной силы Р абсолютно твердого шара радиуса R (рисунок 2) в плоскую недеформируемую поверхность, покрытую тонким слоем материала уплотнителя толщиной h с упругими постоянными Е и , где Е - модуль упругости (модуль Юнга), а - коэффициент Пуассона. Этот слой рассматривался жестко связанным с плоским основанием, на котором он расположен. Пусть а - радиус площадки контакта S шара со слоем, р(r) (0 r а) - распределение контактного давления шара на эту площадку, - величина поступательного перемещения (внедрения) шара в материал тонкого слоя.
В связи с тем, что задача осесимметрична, будем рассматривать ее в полярных координатах, где полярная ось Оr совпадает с осью Ох (рисунок 3).
Рисунок 2 - Внедрение твердого шара Рисунок 3 - Площадка контакта в упругий тонкий слой в полярных координатах Ввиду того, что упругий слой тонкий, его можно моделировать слоем вертикальных пружинок, не связанных между собой, сжатие которых пропорционально величине сжимающей их силы. Если предположить, что р(r) - давление на пружину, а (r) - вертикальное перемещение вниз ее верхнего края при условии, что нижний край неподвижен, то (r) = kр(r) (0 r a). (10) При этом h 1 21 , k ; (11) E 1 где h - толщина слоя (длина пружинок).
С другой стороны, величину (r) можно найти из геометрического рассмотрения (рисунок 4):
rr gr (12) (0 r a), 2R где g(r) - величина просвета между шаром и тонким слоем.
При получении величины просвета между шаром и тонким слоем поверхность шара в окрестности точки касания O заменена параболоидом вращения той же кривизны, что и у шара.
Сравнив выражения (10) и (12), получим следующее уравнение для контактного давления p(r):
1 r2 pr (0 r a). (13) k 2R Для определения величин а и , входящих в формулу (13), используем условие равновесия шара:
рrds P.
(14) D После математических преобразований оно примет вид:
a P prrdr . (15) 2 Естественное условие обращения в нуль контактного давлеРисунок 4 - Геометрическое ния р(r) на краю площадки конопределение 0(r) такта дает 1 а2 r2 a2 ra pr ;
(0 r a). (16) k 2R 2R 2kR 2R Реализация равенства (15) приводит к следующему результату:
aP .
(17) 4kR Для приведения полученных формул к безразмерному виду, удобному для практических вычислений, введем следующие величины:
a h r ; ; x (0 х 1);
R a a pr pax 0; P p0x (0 х 1); h PE E ER2. (18) Тогда формулы (16) и (17) примут вид:
0 p0x 1 x2 (0 х 1). (19) P0 ;
;
2 4 2 Из формулы (19) можем определить значение (p0)max = p0(0), связанное с контактным давлением p(0) (в центре площадки контакта):
p0 p00 .
(20) E 2 Чтобы задача оставалась корректной по напряжениям (контактные давления находились в пределах упругости материала слоя), необходимо, чтобы значение р(0) давления шара на слой в центре площадки контакта было не больше - предела текучести материала слоя на сжатие:
тс p00 0 / E.
(21) тс 2 p0 При максимально возможных контактных давлениях, когда, тс выражение (21) преобразуется в равенство 0 20.
= (22) 2 Подставляя это значение в формулы (19), получим P 0 0 ; P0 2223. (23) h ERЧтобы исследуемый слой можно было считать тонким, нужно, чтобы диаметр 2а площадки контакта был не меньше, чем его толщина h:
h 2.
(24) a Приняв = 0,49, тс = 30 МПа, Е = 300 МПа (средние значения характеристик для резиноподобных полимерных материалов), получим h R 0,046 0,05 Rmin 20h.
; (25) Полученное решение задачи будет корректным, если размеры шара как минимум в двадцать раз будут превосходить толщину слоя уплотнителя. Очевидно, что наиболее лопасными для слоя герметика являются самые крупные фреттингчастицы и микровыступы фланцевых поверхностей. Поэтому для расчета толщины слоя будем использовать наибольшее значение радиуса фреттинг-частиц, равное 80 мкм, подставив которое в выражение (25), получим, что минимальная тол.
щина слоя составит hmin = 0,05 80 = 4 мкм. Естественно, с увеличением толщины герметика его прочностные свойства будут возрастать.
Важно также определить максимальную величину перемещения поверхностей фланцев, при котором находящийся между ними уплотнитель сохранит свои характеристики. В рассмотренной выше задаче предположим, что на тонкий слой герметика толщиной h и площадью S действует горизонтальная сила F, отклоняющая верхний его край при условии, что нижний край остается неподвижным.
Тогда максимальное смещение Х верхнего края слоя относительно нижнего, при котором он сохранит свои прочностные свойства, рассчитывается из классического определения модуля сдвига, представляющего собой отношение касательного напряжения СДВ к сдвиговой деформации СДВ:
F Fh СДВ S G .
(26) СДВ X SX h Выразив из этого выражения Х и приняв СДВ = 15 МПа и G = 150 МПа (средние значения принятых показателей для герметиков), получим Х = 0,4 мкм - максимальное смещение, при котором уплотнитель сохранит свои прочностные свойства в условиях минимальной толщины слоя.
С увеличением модуля упругости и толщины слоя герметика возрастает величина взаимного смещения фланцев, что в значительной мере повышает его сопротивляемость разрушению и способствует увеличению долговечности фланцевого соединения.
В процессе эксплуатации в материале уплотнителя происходят релаксаци/ pK онные процессы, в результате которых контактное давление изменяется в соответствии с выражением t / pK pK pK e pK, (27) 0 0 где pK - контактное давление при равновесном состоянии, Па.
Контактное давление в результате физического процесса релаксации на/ пряжений уплотнителя сначала быстро уменьшается до pK, затем происходит медленное его снижение вследствие старения материала, продолжающееся несколько лет согласно уравнению:
/ рК pK еК (28), где К - константа скорости старения, зависящая от энергии активации, природы и температуры эксплуатации материала; - время старения, ч.
При снижении контактного давления до величины меньшей чем рKmin происходит разгерметизация фланцевого соединения. По величине рKmin можно судить о сроке его эксплуатации:
pKMKS pKmin , KBK (29) где КМ 0,1 МПа - контактное давление на поверхности фланцев при низких температурах; KS = 1,5 - коэффициент запаса, учитывающий разброс параметров уплотнений; КВ = 0,2Е0,3 - коэффициент восстановления полимера; К = 1,0...0,6 - коэффициент учета характера нагрузок.
При этом расчетное значение относительной накопленной остаточной деформации к концу эксплуатации будет составлять pKmin 1.
(30) / ОСТ pK Предельное значение, при котором прекращается эксплуатация уплотнений, составляет ОСТ = 80 %.
В третьей главе изложена общая программа, предусматривающая исследования герметичности, фреттингстойкости и рабочих температур НФС с прокладками из герметиков и нанокомпозиций, деформационных свойств, термомеханических характеристик, теплостойкости, адгезионной прочности, коэффициентов теплопроводности и теплового расширения, стойкости герметиков и нанокомпозиций к РЖ, вибрации и старению, анализ их наноструктуры, а также разработку технологиче ского процесса и определение режимов герметизации НФС, проведение эксплуатационных испытаний НФС и расчет экономического эффекта от внедрения разработанной технологии в производство.
Герметичность НФС исследовали на установке, включающей манометр грузопоршневого типа МП-600, гидропресс и измерительную колонку. В качестве образцов использовали НФС с шириной фланцев 8 и 10 мм и крышку клапанов двигателя ВТЗ. Давление моторного масла на фланцевые соединения создавали гидропрессом. На поверхность нижнего или одновременно нижнего и верхнего фланцев наносили анаэробные уплотнители Анатерм-501 и Loctite-518, силиконовые герметики Автогерметик, Автогермесил, Loctite-598, Loctite-5920 и композиции из вышеназванных герметиков с бемитом, НС и УН. В результате изменения момента затяжки болтов и использования НФС с различной шириной фланцев контактное давление на уплотнитель изменяли от 10 до 90 МПа. Толщину прокладок регулировали с помощью стальных щупов при постоянном моменте затяжки болтов 50 Нм. Для определения влияния подготовки поверхности на исследуемый показатель поверхности фланцев перед нанесением состава механически очищали, промывали раствором моющего средства МС-37, обезжиривали ацетоном или оставляли замасленными.
Для оценки влияния температуры на герметичность НФС их заполняли моторным маслом и в течение 1 ч термостатировали при температурах +40...+300 С в сушильно-стерилизационном шкафу ШСС-80п.
Деформационные свойства, термомеханические характеристики и теплостойкость анаэробных и силиконовых герметиков, а также нанокомпозиций на их основе исследовали на модернизированном твердомере типа ТП, состоящем из устройства для измерения деформационных свойств полимерных материалов и снабженным системой нагрева и регулирования температуры исследуемых образцов. Покрытия из силиконовых герметиков и композиций получали путем нанесения на стальные диски диаметром 30 мм и выдержки на воздухе, а из анаэробных составов - полимеризацией между двумя стальными дисками, на поверхность одного из которых наносили моторное масло. Время выдержки покрытий при температуре +20 С изменялось от 0,5 до 36 ч. Исследуемые составы деформировали цилиндрическим или шариковым индентором диаметром 10 мм. Толщину прокладки до нагружения h0, после выдержки под давлением индентора 10 МПа в течение 60 с h1 и после снятия нагрузки h2 измеряли индикаторной головкой МИГ-1М. Общую 0, остаточную 1 и высокоэластическую деформации исследуемых составов определяли по уравнениям:
0 = h0 - h1, 1 = h0 - h2, 2 = h2 - h1. (31) Ползучесть полимерных составов исследовали после нагружения образцов с покрытиями толщиной 200 мкм в течение 120 ч.
Способность составов восстанавливать исходные размеры после снятия нагрузки оценивали коэффициентом восстанавливаемости. Образцы термостатировали в течение 15 мин при температурах +20...+350 С, после чего выдерживали под нагрузкой и испытывали.
Теплостойкость герметиков и нанокомпозиций оценивали по изменению модуля упругости. Его расчет проводили по формуле Герца, исходя из глубины погружения шарика индентора.
Исследования рабочих температур НФС автомобилей ГАЗ-3110, КамАЗ-53215, тракторов ВТЗ-2032, МТЗ-82.1 и John Deere-6920, а также двигателя BRIGGS & STRATTON-DM950DT проводили с помощью инфракрасного термометра Optris MS (MiniSight) и тепловизора Fluke Ti32. Исследуемый показатель определяли на установившихся режимах работы техники.
Теплопроводность герметиков и нанокомпозиций определяли методом температурного градиента, сущность которого заключается в создании постоянного теплового потока от обогревателя к холодильнику через эталонный образец с известной теплопроводностью и испытуемый полимерный слой. Зная количество теплоты, проходящей через эти образцы с одинаковой площадью поперечного сечения, определяли коэффициент теплопроводности полимерного образца.
Коэффициент теплового расширения (КТР) определяли по методике, разработанной на основании ГОСТ 15173Ц70 (СТ СЭВ 2899Ц81). Приспособление для проведения испытаний было сконструировано таким образом, чтобы исключить изгиб образцов, в качестве которых использовали пленки длиной 100 мм, шириной 10 мм и толщиной 0,5 мм. Приспособление с образцами помещали в сушильностерилизационный шкаф ШСС-80п, в котором их нагревали от +23 до +150 С и термостатировали в течение 30 мин. При повышении температуры регистрировали изменение длины образца, по величине которой рассчитывали КТР.
Адгезионную прочность герметиков и нанокомпозиций оценивали по величине нормальных и касательных разрушающих напряжений. После формирования слоя герметика образцы выдерживали в течение 24 ч при температуре +23 С и испытывали. Величину нормальных напряжений определяли на разрывной машине ИМ-4Р. С помощью специального приспособления обеспечивалось центрирование образца таким образом, чтобы линия действия усилия совпадала с его продольной осью. По величине наибольшей нагрузки, при которой происходило разрушение образца, определяли предел прочности при отрыве склеенного соединения. С целью усовершенствования методики был определен оптимальный диаметр образцов, обеспечивающий наибольшую точность эксперимента и минимальный расход исследуемых материалов. Для сравнения использовались образцы диаметром 5, 10, 15, 20, 25 и 30 мм. Минимальное значение разбросов для анаэробных герметиков достигалось при диаметрах 25 и 30 мм, для силиконовых - при 20 и 25 мм. Поэтому для определения величины нормальных разрушающих напряжений использовали образцы с диаметром рабочей поверхности равным 25 мм. В основу методики для определения касательных разрушающих напряжений герметиков был положен метод определения прочности клеевых соединений при сдвиге согласно ГОСТ 14759Ц69. Испытания проводили путем определения величины разрушающей силы на разрывной машине Р-5 при сжатии специально разработанного образца, состоящего из двух цилиндров, один из которых свободно перемещается внутри другого. Характер разрушения оценивали в процентах от номинальной площади герметизации.
Испытания на фреттинг-стойкость НФС проводили с помощью установки, созданной на базе стандартной машины трения 77МТ01, модернизированной эксцентриком, индикатором часового типа, счетчиком числа оборотов и системой нагружения. Амплитуда проскальзывания составляла 40 мкм при частоте 70 циклов в минуту. Образцами служили балочки диаметром 30 мм из серого чугуна СЧ 20, алюминия АЛ 10 и стали 45, нагрузка на которые передавалась через систему нагружения и индентор из стали ШХ15. Продукты износа и размеры поражения коррозией изучали на микротвердомере ПМТ-3. Интенсивность изнашивания оценивали визуально по соотношению корродированной и общей площадей образцов, а также по изменению их массы. Испытания проводили в две стадии. На первой стадии определяли размеры фреттинг-частиц на образцах без покрытий из уплотнителей, а также выбирали оптимальный способ оценки интенсивности изнашивания. На второй стадии проводили испытания образцов с покрытиями из герметиков и нанокомпозиций.
Стойкость герметиков к воздействию РЖ определяли по изменению массы при заданной температуре и продолжительности испытаний. В качестве образцов использовали пленки размером 50500,5 мм из герметиков и нанокомпозиций, изготовленные в соответствии с требованиями ГОСТ 269Ц66.
Их кондиционировали по ГОСТ 12423Ц66 и взвешивали на электронных весах Sartorius 1201mp2 с точностью 10Ц4 г. После выдержки в бензине, моторном масле, дизельном топливе, тормозной жидкости, тосоле и воде в течение 1...1344 ч пленки промывали в МС-37, просушивали на воздухе, кондиционировали и взвешивали. Результирующее относительное изменение массы образца, связанное с набуханием и растворением герметика, определяли исходя из соотношения масс образца до и после набухания или растворения.
Исследования стойкости НФС с герметиками и нанокомпозициями к вибрации проводились на установке, изготовленной на базе электромеханического вибратора ИВ-22, который крепили к металлической плите, установленной на 4-х цилиндрических винтовых пружинах. Частота собственных колебаний плиты составляла 20 % от частоты вынужденных колебаний, а амплитуда достигала 0,3Е0,5 мм. Фланцевые соединения с прокладками из герметиков и нанокомпозиций толщиной 0,2 мм жестко крепили на плите. После приложения вибрационных нагрузок в течение 5, 10, 15, 20, 25 и 30 ч определяли герметизирующую способность исследуемых составов.
Изменение герметичности НФС с прокладками из герметиков и нанокомпозиций в процессе старения оценивали по методике, составленной на основе ГОСТ 9.707Ц81, сущность которой заключается в проведении испытаний образцов циклами, каждый из которых включал последовательные операции: замораживание при температуре Ц20 С в течение 8 ч; оттаивание при температуре +20 С - 6 ч; нагрев до +120 С - 8 ч; охлаждение при температуре +20 С - 6 ч.
После 1, 5, 10, 15, 20, 30 и 40 циклов определяли их герметичность.
Для исследования наноструктуры образцов использовали сканирующий зондовый микроскоп Solver NEXT. Образцами служили прямоугольные пленки из герметиков и нанокомпозиций размером 5,05,0 мм и толщиной 0,2Е0,3 мм.
С помощью программного пакета STATGRAPHICS Plus 5.1 был проведен факторный анализ экспериментальных данных и получен оптимальный состав нанокомпозиций.
В четвертой главе описаны результаты исследований и проведен их анализ.
Основным фактором, определяющим работоспособность уплотнителей, является их герметизирующая способность. Исследования показали, что с увеличением времени выдержки нанесенных герметиков после сборки НФС давление разгерметизации возрастает в 1,5...2 раза и стабилизируется через 8...20 ч в зависимости от вида герметика. Герметизирующая способность составов повышается до полной их полимеризации. Отечественные герметики уступают импортным в герметичности, однако превосходят их во времени полимеризации.
Для герметизации НФС используются прокладки различной толщины, при увеличении которой давление пробоя всех испытываемых составов снижается (рисунок 5). Так, при увеличении толщины анаэробных уплотнителей с 0,до 0,50 мм давление разгерметизации снижается в 1,7...1,8 раза, а при толщине 0,6 мм составляет всего Р, МПа 11Е13 МПа по причине неполной их полимеризации. При дальнейшем увеличении этого показателя анаэробные герметики не полимеризуются. Снижение герметизирующей способности силиконовых составов происходит менее 1 2 3 4 5 интенсивно и при анало0 0,2 0,4 0,6 0,8 h, мм гичных условиях достигает всего 21Е27 %. Поэтому Рисунок 5 - Зависимости давления пробоя Р анаэробные герметики не НФС от толщины слоя герметика h:
рекомендуется использо1 - Анатерм-501; 2 - Loctite-518; 3 - Автогерметик;
вать для уплотнения зазо4 - Автогермесил; 5 - Loctite-598; 6 - Loctite-59ров более 0,5 мм, в то время как силиконовые составы можно применять для герметизации соединений с толщиной слоя более 1,0 мм.
С увеличением контактного давления на поверхности фланцев герметичность соединений существенно возрастает. Результаты исследований позволили установить, что при увеличении контактного давления в 5 раз, герметичность силиконовых составов возрастает в 2,1Е2,6 раз, а анаэробных - в 1,4Е1,7 раз. Это связано с меньшей адгезионной прочностью силиконовых герметиков и как следствие - большей их зависимостью от изменения кон тактного давления на поверхности фланцев. Следует отметить, что давление разгерметизации у НФС с шириной фланца 10 мм ниже, чем с шириной 8 мм при одинаковом контактном давлении. Это объясняется тем, что увеличение площади деформируемого тела приводит к уменьшению общей деформации, в результате чего формируется более толстая прокладка, обладающая меньшей герметизирующей способностью. Поэтому при герметизации НФС следует применять прокладки с наименьшей толщиной.
Подготовка поверхностей фланцев является неотъемлемой частью технологического процесса герметизации фланцевых соединений. Как показали опыты, герметичность соединений, рабочие поверхности которых обезжирены ацетоном, возрастает на 21...29 % по отношению к соединениям с замасленными поверхностями. При использовании силиконовых герметиков рекомендуется очистка фланцев раствором МС-37 или обезжиривание ацетоном. При герметизации НФС анаэробными составами рабочие поверхности рекомендуется обезжиривать ацетоном или специальными растворителями, так как после очистки раствором МС-37 на них остается тонкая пленка, препятствующая контакту герметика с металлом фланца, который является катализатором процесса полимеризации.
Определенный интерес представляло исследование влияния способа сборки на герметичность НФС. Опыты показали, что соединения следует собирать сразу после нанесения, так как их герметизирующие свойства выше, чем у соединений, собранных после полимеризации составов. Давление разгерметизации НФС, у которых полимер наносился на одну поверхность, практически не отличается от соединений, где он наносился на две поверхности. Поэтому при их герметизации нет необходимости наносить состав на обе поверхности фланцев.
При дополнительном поджатии фланцев после полимеризации герметиков наблюдается устойчивая тенденция повышения их герметичности на 2...7 %, что, скорее всего, связано с увеличением напряженного состояния в уплотнителе и повышением контактного давления. Ввиду того, что увеличение герметизирующей способности незначительное, НФС можно собирать без дополнительного поджатия.
Для оценки возможности повторного использования герметиков определяли их герметизирующую способность после каждой из пяти разборочносборочных операций. Уже после первой разборки герметичность НФС с анаэробными и силиконовыми составами уменьшилась приблизительно в 2 раза. Поэтому их следует использовать для герметизации соединений, которые в процессе эксплуатации не разбираются.
Фланцевые соединения с.-х. техники часто работают при повышенных температурах, которые могут вызвать изменение их герметизирующей способности. Согласно исследованиям, с повышением температуры до +100Е+140 С герметичность НФС возрастает. Дальнейшее увеличение температуры приводит к ее снижению. Такое изменение герметичности связано с одновременным влиянием изменения упругих свойств герметиков и различием их КТР с материалом фланца.
Модификация анаэробных и силиконовых составов наночастицами приводит к росту их герметизирующей способности на 13...33 % (рисунок 6). При этом оптимальная концентрация бемита составляет 10 %, НС - 2 % и УН - 1 %. Следует отметить, что максимальР, ное влияние на повышеМПа 3 ние герметичности ока50 2 3 3 4 1 зывают УН и НС, причем 2 3 4 1 2 3 2 3 4 1 в большей мере они влияют на силиконовые герметики, чем на анаэробные.
Одним из параметров технологического процесса герметизации Ан-501 Loc-518 А-тик А-сил Loc-598 Loc-5920 является время полимеризации, которое можно Рисунок 6 - Влияние наполнителей определить по изменена герметизирующую способность анаэробных нию деформационных и силиконовых составов при толщине слоя 0,01 мм:
1 - ненаполненный герметик; 2 - герметик + бемит; свойств. При его увели3 - герметик + НС; 4 - герметик + УН чении общая и остаточная деформации снижаются, а высокоэластическая - возрастает. Стабилизация деформационных свойств у исследуемых составов происходит через 8...20 ч. Время полимеризации у нанокомпозиций меньше до 25 %, чем у ненаполненных составов.
Для определения полноты полимеризации прокладок при температуре +20 С их термообрабатывали в течение 2 ч при температурах от +40 до +200 С. Эксперименты показали, что деформационные свойства исследуемых составов при этом практически не изменились. Следовательно, при температуре +20 С происходит достаточно полная полимеризация герметиков и нет необходимости проводить их дополнительную термическую обработку после нанесения на поверхности фланцев.
Основным параметром, определяющим срок эксплуатации уплотнений, является остаточная деформация, предельное значение которой составляет 80 %.
Исследования деформационных свойств позволили установить, что этот показатель у композиций, наполненных наночастицами на 8...33 % ниже, чем у герметиков, что способствует значительному увеличению их срока службы.
Ползучесть анаэробных герметиков при температуре +20 С составляет 47Е56 %, силиконовых - 62Е66 %. При повышении температуры до +80 С этот параметр у герметиков возрастает на 15Е21 %, а стойкость нанокомпозиций к его изменению увеличивается на 8...20 % по сравнению с ненаполненными составами.
Исследования показали, что наибольшую температуру имеет выпускной коллектор ДВС (рисунок 7), у всех остальных узлов она менее 100 С, поэтому определялись свойства герметиков при температурах, приближенных к реаль ным. С увеличением температуры с +20 до +100 С время их полимеризации сокращается почти в 2 раза, общая и остаточная деформации возрастают, а высокоэластическая - снижается. Температура, при достижении которой заканчивается интенсивное изменение деформационных свойств герметиков, определяет их теплостойкость.
Важным свойством, определяющим работоспособность герметиков, является их упругость, которую оценивают коэффициентом восстанавливаемости и модулем упругости. С увеличением температуры эти показатели у герметиков снижаются. Так, при по вышении температуры с +20 до +100 С коэффициРисунок 7 - Изображение с тепловизора ент восстанавливаемости впускного и выпускного коллекторов двигателя BRIGGS & STRATTON-DM950DT Анатерм-501 уменьшается с 73,0 до 48,7 %, Loctite-518 - с 76,2 до 56,6 %, Автогерметик - с 80,0 до 65,2 %, Автогермесил - с 81,5 до 70,7 %, Loctite-598 - с 89,0 до 76,7 % и Loctite-5920 - с 86,5 до 76,7 %. При температуре +20 С наибольший модуль упругости имеют анаэробные герметики, а при + 180 С - термостойкие силиконовые. Использование в качестве наполнителя бемита привело к его увеличению на 9Е19 %, НС - на 5Е16 % и УН - на 18Е35 % по сравнению с ненаполненными герметиками. По изменению модуля упругости установлено, что теплостойкость Анатерм-501 составляет 150 С, Loctite-518 - 160 С, Автогерметик - 200 С, Автогермесил - 240 С, Loctite-598 - 210 С и Loctite-5920 - 340 С. Наличие нанонаполнителей определенным образом влияет на их теплостойкость. Как следует из полученных данных, у составов, наполненных бемитом, она выше на 5Е19 %, НС - на 6Е17 % и УН - на 9Е25 %, чем у исходных герметиков.
Для обеспечения безотказной и долговечной работы машин и механизмов необходим отвод теплоты из рабочих зон, который затрудняется использованием материалов с различной теплопроводностью. Коэффициент теплопроводности нанокомпозиций, наполненных бемитом, возрастает на 38...68 %, НС - на 68Е120 % и УН - на 99...140 %. Менее всего подвержены влиянию нанонаполнителей композиции на основе термостойких силиконовых герметиков, так как они изначально имеют более высокую теплопроводность по сравнению с другими составами.
Большие различия в КТР герметика и элементов НФС являются одной из причин возникновения температурных напряжений. Эксперименты позволили заключить, что КТР композиций, наполненных бемитом, ниже на 2,6...7,6 %, НС - на 9,0...21,0 % и УН - на 11,0...26,0 %, чем у ненаполненных герметиков. Наи меньшее влияние нанонаполнители оказывают на изменение КТР термостойких силиконовых герметиков Автогермесил и Loctite-5920.
Значительное влияние на герметизирующую способность составов оказывает их адгезия к поверхности фланцев. Модификация герметиков бемитом и УН приводит к увеличению их нормальных и касательных разрушающих напряжений до 40 %, а НС - к их снижению до 7 %. У композиций с бемитом и УН повышение разрушающих напряжений происходит за счет роста адгезионной составляющей. При наполнении композиций НС они снижаются, что связано с наличием примесей в коллоидном растворе. Анализ образцов показал, что разрушающие напряжения композиций возрастают за счет увеличения как адгезионной, так и когезионной составляющих прочности (таблица 1).
Таблица 1 - Структура разрушения полимерного слоя, % Состав композиции Ненаполненный Герметик + Герметик + Герметик + герметик бемит НС УН Герметик Анатерм-501 60 40 30 70 90 10 0 1Loctite-518 20 80 10 90 100 0 5 Автогерметик 20 80 10 90 100 0 5 Автогермесил 15 85 10 90 100 0 5 Loctite-598 95 5 100 0 100 0 100 Loctite-5920 100 0 100 0 100 0 100 Необходимо отметить, что при модификации герметиков НС формируется равномерный прочный слой состава с низкой адгезионной прочностью, что является важным аспектом технологического процесса герметизации: чем меньше адгезия - тем проще удалить старый герметик с поверхности фланца.
Композиции с УН имеют самые высокие значения как нормальных, так и касательных разрушающих напряжений. Тем не менее, у силиконовых герметиков Loctite-598 и Loctite-5920 имеет место адгезионное разрушение, связанное со значительным увеличением когезионной составляющей прочности.
В процессе эксплуатации НФС подвергаются колебаниям, а их рабочие поверхности взаимным микроперемещениям друг относительно друга. При этом создаются благоприятные условия для их фреттинг-корродирования.
Процессы фреттинг-коррозии у алюминия, чугуна и стали протекают приблизительно одинаково. Средний размер частиц и дисперсия у образцов из серого х чугуна составили соответственно = 56,26 мкм и = 22,46 мкм, из стали - х х = 20,77 мкм и = 8 мкм, из алюминия - = 7,25 мкм и = 3,54 мкм. Наибольшие размер и дисперсия частиц у образцов из серого чугуна обусловлены большей гетерогенностью структуры этого материала. Максимальную интен онное онное онное онное онное онное онное онное адгези адгези адгези адгези когези когези когези когези сивность изнашивания по массе имеют образцы из алюминия, наименьшую - из серого чугуна. У образцов, покрытых герметиками этот показатель на 31...92 % ниже, чем у образцов без уплотнителей. Использование бемита и УН снижают ее по сравнению с ненаполненными герметиками на 8...21 %, а НС - на 30...47 %. Наибольшее снижение фреттинг-коррозии достигается у композиций, наполненных НС.
Исследование стойкости составов к воздействию РЖ подтвердили, что анаэробные герметики имеют высокую стойкость во всех РЖ, а силиконовые - удовлетворительную стойкость в маслах и низкую в бензине и дизельном топливе. Следует отметить, что Автогерметик растворился при контакте с бензином в течение всего 168 ч, хотя в инструкции по применению указано, что он является бензостойким материалом (рисунок 8). Наноструктурирование герметиков увеличивает их стойкость к РЖ до 39 % в зависимости от вида наполнителя.
У нанокомпозиций снижаqm, % ется влияние РЖ как на 0,2 процессы их набухания, так и растворения. Наибольший эффект достигается у составов, наполненных УН -0,и НС.
При вибрационных на-0,5 1 2 3 грузках происходит сниже-0,ние герметичности НФС.
Так, через 30 ч их воздейст-0,0 168 336 504 672 840 1008 1176 t, ч вия этот показатель у анаэробных герметиков сниРисунок 8 - Кинетические кривые набухания зился на 24Е33 %, а силии растворения Автогерметика в РЖ:
коновых - на 40Е52 %.
1 - бензин; 2 - дизельное топливо;
3 - моторное масло; 4 - трансмиссионное масло; Дальнейшее воздействие 5 - тормозная жидкость; 6 - антифриз вибрации приводит к уменьшению ее влияния.
Увеличение толщины силиконовых герметиков до 0,5 мм приводит к снижению степени влияния вибрации, а анаэробных до толщины 0,2 мм - к увеличению, и от 0,2 до 0,5 мм - к незначительному снижению (рисунок 9).
Модификация герметиков нанонаполнителями увеличивает их стойкость к вибрации до 18 %. Наночастицы оказывают большее влияние на отечественные составы, чем на зарубежные. Наибольший эффект достигается при использовании УН и НС.
При воздействии 5Е10 циклов старения происходит незначительное увеличение, затем стабилизация и снижение герметизирующей способности составов на 12...35 %. Их модификация бемитом не оказывает влияния на стойкость композиций к старению, а НС и УН - приводит к увеличению этого показателя до 15 %.
Анализ поверхно Р, стей герметиков и нано% композиций на их основе показал, что наночастицы 1 2 4 5 способствуют увеличению размеров волокон полимерной матрицы герметиков. Так, радиус полимерных волокон ненаполненного герметика Loctite-5составлял около 40 нм (рисунок 10а). После 0 0,1 0,2 0,3 0,4 h, мм смешивания состава с Рисунок 9 - Зависимости изменения герметичности P бемитом радиус волокон НФС от толщины h слоя герметика увеличился до 250 нм, при воздействии вибрационных нагрузок:
с НС - до 160 нм 1 - Анатерм-501; 2 - Loctite-518; 3 - Автогерметик;
(рисунок 10б) и с УН - 4 - Автогермесил; 5 - Loctite-598; 6 - Loctite-59до 140 нм. Расстояния между волокнами у всех исследуемых композиций также увеличились.
Анализ наноструктуры остальных исследуемых герметиков показал аналогичные результаты.
Полимерные Полимерные волокна, волокна структурированные НС h d h d а б Рисунок 10 - Сканы поверхностей:
а - Loctite-518; б - нанокомпозиция Loctite-518 с НС;
h - расстояние между соседними волокнами, нм;
d - диаметр полимерных волокон, нм Более наглядно распределение наночастиц в полимерной матрице представлено на рисунке 11. Частицы вступают в межмолекулярное взаимодействие с полимерными волокнами и равномерно распределяются вокруг них. У ненапол ненного силиконового состава Loctite-598 структура кремнийорганической матрицы представляет собой полимерные волокна толщиной от 30 до 70 нм (рисунок 11а). При структурировании состава наночастицами серебра, они равномерно распределяются в непосредственной близости от волокон, увеличивая их толщину (рисунок 11б). Аналогичная ситуация наблюдается при структурировании ненаполненного герметика бемитом и УН.
Полимерные Полимерные волокна, волокна структурированные НС а б Рисунок 11 - Сканы поверхностей:
а - силиконовый герметик Loctite-598; б - нанокомпозиция Loctite-598 с НС Распределение наночастиц вокруг полимерных волокон возможно связано с возникновением межмолекулярных связей. Так, отдельная молекула бемита представляет собой биполярную частицу, а ион серебра имеет положительный заряд. Обладая зарядом, эти частицы могут иметь ионные связи с полимерными молекулами. Также наночастицы обладают высокой поверхностной энергией, благодаря которой между ними и полимерной цепью возникают связи Ван-дер-Ваальса. Поэтому происходит увеличение толщины полимерных волокон, в результате чего повышается их высокоэластическая деформация за счет сохранения гибкости. Вследствие снижения подвижности полимерных цепей, а также уменьшения влияния на них внешних температур из-за защиты наночастицами увеличивается теплостойкость полученных составов. Благодаря тому, что наночастицы, вступая во взаимодействие с полимерными молекулами, образуют разветвленную структуру с большой поверхностной площадью, увеличивается адгезионная и когезионная прочность герметиков. По этой же причине увеличивается и герметизирующая способность нанокомпозиций.
Введение в полимерную матрицу составов, обладающих высоким коэффициентом теплопроводности и низким КТР способствует соответственно увеличению и снижению этих показателей у нанокомпозиций. Увеличение размеров и снижение подвижности полимерных волокон уменьшает возможность сорбционнодиффузионного взаимодействия их с внешними средами, что приводит к по вышению стойкости нанокомпозиций к воздействию РЖ и старению. Развитая поверхность наполнителя и упорядоченное расположение полимерных цепей способствует увеличению стойкости нанокомпозиций к вибрационным нагрузкам.
Анализируя изложенное, можно сделать однозначный вывод - использование нанонаполнителей способствует увеличению герметизирующей способности и долговечности герметиков.
В пятой главе даны практические рекомендации по применению разработанного технологического процесса герметизации НФС с.-х. техники и определен сравнительный экономический эффект от его внедрения в производство.
Показано, что при герметизации силиконовыми составами НФС, работающих в условиях высоких вибрационных нагрузок, на поверхности одного из фланцев рекомендуется выполнить компенсационную канавку прямоугольного сечения глубиной 0,5...1,0 мм и шириной 10...40 % от ширины фланца. Эта операция способствует увеличению стойкости НФС к вибрационным нагрузкам до 37 %.
Определено, что для улучшения герметизирующей способности и долговечности НФС при приготовлении нанокомпозиций на 100 частей по массе анаэробных и силиконовых герметиков требуется:
10 частей бемита для соединений, работающих в условиях старения при контакте с неагрессивными РЖ (вода, тосол, тормозная жидкость) и не подвергающихся воздействию вибрационных нагрузок;
2 части НС для соединений, работающих в условиях старения, высоких вибрационных нагрузок и фреттинг-износа при контакте с агрессивными РЖ (бензин, дизельное топливо, моторные и трансмиссионные масла);
1 часть УН для соединений, работающих в условиях старения при контакте с агрессивными РЖ (бензин, дизельное топливо, моторные и трансмиссионные масла).
Эксплуатационные испытания показали, что за период с 2007 года отказов техники по причине разгерметизации НФС не наблюдалось.
Сравнительный экономический эффект от внедрения предлагаемой технологии герметизации НФС с.-х. техники при использовании нанокомпозиций на основе отечественных герметиков составит свыше 120 000 р. и зарубежных - свыше 88 000 р.
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ 1. Анализ исследуемой проблемы показал, что одной из распространенных неисправностей сельскохозяйственной техники является нарушение герметичности фланцевых соединений в результате несовершенства их герметизации прокладками из листовых и формованных материалов. Основным направлением решения этой проблемы является использование в качестве уплотнителей нанокомпозиций на основе силиконовых и анаэробных герметиков.
2. Теоретически обосновано применение нанокомпозиций на основе герметиков, обладающих высокими физико-механическими свойствами, обеспечивающих повышенную стойкость к рабочим жидкостям, вибрационным нагрузкам, процессам старения и фреттинг-коррозии и имеющих повышенную долговечность.
3. Математически смоделированы процессы взаимодействия микровыступов поверхностей фланцев и фреттинг-частиц с материалом уплотнителя, позволяющие обосновать технологические режимы герметизации. Получены теоретические зависимости определения контактных давлений, глубины проникновения твердых частиц в поверхность от нагрузки на вдавливаемую частицу и модуля упругости уплотнителя. Установлено, что фреттинг-стойкость уплотнителя возрастает с увеличением его модуля упругости и толщины слоя, минимальная величина которой составляет 4 мкм.
4. Усовершенствована методика исследования адгезионной прочности герметиков, позволяющая уменьшить разбросы опытных данных до 48 % за счет выбора оптимального диаметра образцов, составляющего 25 мм.
5. Получены нанокомпозиции на основе анаэробных и силиконовых герметиков, оптимальные герметизирующие свойства которых достигаются при концентрации бемита 10 %, наночастиц серебра - 2 % и углеродных нанотрубок - 1 %.
Максимальное влияние на изменение герметизирующей способности оказывают угдеродные нанотрубки, минимальное - бемит. Установлено, что герметизирующая способность нанокомпозиций выше, чем у ненаполненных составов до 33 %.
6. Экспериментально определены технологические параметры герметизации фланцевых соединений. Доказано, что их герметичность зависит от толщины и температуры эксплуатации уплотнителя, контактного давления, непараллельности и состояния поверхностей фланцев. Установлено, что теплостойкость анаэробных герметиков составляет 150Е160 С и силиконовых - 180Е340 С.
7. Введение наночастиц в полимерную матрицу герметиков способствует снижению остаточной деформаций до 33 %, времени полимеризации составов до 25 %, ползучести до 20 %, увеличению их модуля упругости до 35 %, коэффициента восстанавливаемости до 26 % и теплостойкости до 25 %.
8. Наибольшую интенсивность изнашивания при фреттинг-коррозии имеют образцы из алюминия, наименьшую - из стали и серого чугуна. Лучшую защиту от фреттинг-коррозии обеспечивают анаэробные герметики. Нанонаполнители снижают интенсивность фреттинг-коррозии до 47 %, оптимальный эффект достигается у композиций, наполненных наночастицами серебра.
9. Для герметизации соединений, контактирующих с бензином и дизельным топливом, рекомендуется использовать анаэробные герметики, а с моторным маслом, тормозной жидкостью, тосолом и водой - силиконовые. Стойкость нанокомпозиций к процессам набухания и растворения выше стойкости исходных герметиков до 39 %. Наилучшие качества характерны для составов, наполненных углеродными нанотрубками и наночастицами серебра.
10. Анаэробные герметики при минимальной толщине зазора имеют большую стойкость к вибрационным нагрузкам, чем силиконовые. При увели чении толщины стойкость герметиков к вибрационным нагрузкам возрстает.
При толщине слоя 0,5 мм силиконовые герметики более стойки к вибрационным нагрузкам, чем анаэробные. Стойкость к таким нагрузкам у нанокомпозиций выше, чем у ненаполненных составов до 18 %.
11. В процессе старения герметизирующая способность анаэробных и силиконовых составов снижается на 12Е34 %. Стойкость к старению у нанокомпозиций с наночастицами серебра и углеродными нанотрубками выше, чем у ненаполненных составов до 15 %. Бемит не оказывает существенного влияния на стойкость герметиков к старению.
12. Смешивание анаэробных и силиконовых составов с наночастицами увеличивает размер полимерных волокон более чем на 50 %, что уменьшает их подвижность и тем самым улучшает деформационные, теплофизические, упругие и другие свойства, влияющие на эксплуатационные характеристики и долговечность полученных нанокомпозиций.
13. Технологический процесс герметизации НФС автотракторной техники герметиками и нанокомпозициями на их основе внедрен на трех предприятиях Москвы и Владимирской области, а также рекомендован Комитетом по сельскому хозяйству и продовольствию Брянской области к внедрению на предприятиях АПК региона. Сравнительный экономический эффект от внедрения результатов научных исследований в производство при использовании композиций на основе отечественных герметиков составит свыше 120 000 р. и зарубежных - свыше 88 000 р.
Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:
Монография 1. Кононенко, А.С. Теория и практика герметизации фланцевых соединений сельскохозяйственной техники полимерными нанокомпозициями: монография [Текст] / А.С. Кононенко. - М.: ФГБОУ ВПО МГАУ, 2011. - 180 с. - ISBN 978-5-86785-278-8.
Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК 2. Кононенко, А.С. Восстановление радиаторов [Текст] / А.С. Кононенко, Р.В. Киселев // Сельский механизатор. - ISSN 0131-7393. - 2004. - № 6. - С. 22Ц23.
3. Кононенко, А.С. Современные способы ремонта бамперов автомобилей, изготовленных из полимерных материалов [Текст] / А.С. Кононенко, В.М. Корнеев, Т.И. Чигиринова // Международный технико-экономический журнал. Технический сервис. - ISSN 1995Ц4638. - 2007. - № 4(4). - С. 37Ц40.
4. Кононенко, А.С. Влияние ультразвука на механические характеристики композиционных полимерных материалов [Текст] / А.А. Гаджиев, А.С. Кононенко, Б.М. Богданов // Ремонт. Восстановление. Модернизация. - ISSN 1684-2561. - 2004. - № 2. - С. 30Ц34.
5. Кононенко, А.С. Становление цивилизованного рынка автосервисных услуг в Москве [Текст] / Е.А. Пучин, А.С. Кононенко // Ремонт. Восстановление.
Модернизация. - ISSN 1684-2561. - 2004. - № 5. - С. 2Ц4.
6. Кононенко, А.С. Устранение течи сердцевин радиаторов охлаждения двигателей внутреннего сгорания [Текст] / А.С. Кононенко, Р.В. Киселев // Вестник ФГОУ ВПО МГАУ. Агроинженерия. - ISSN 1728-7936. - 2004. - № 1 (6). - С. 40Ц42.
7. Кононенко, А.С. Восстановление бамперов оперения автомобилей, изготовленных из термопластичных полимерных материалов [Текст] / А.С. Кононенко // Вестник ФГОУ ВПО МГАУ. Агроинженерия. - ISSN 1728-7936. - 2007. - № 2 (22). - С. 112Ц114.
8. Кононенко, А.С. Технологические способы повышения механических характеристик композиционных полимерных материалов [Текст] / А.А. Гаджиев, А.С. Кононенко, А.М. Орлов // Вестник ФГОУ ВПО МГАУ.
Агроинженерия. - ISSN 1728-7936. - 2009. - № 2 (33). - С. 70Ц73.
9. Кононенко, А.С. Терморадиационное упрочнение полимерных покрытий [Текст] / А.А. Гаджиев, А.С. Кононенко // Вестник ФГОУ ВПО МГАУ.
Агроинженерия. - ISSN 1728-7936. - 2009. - № 3 (34). - С. 59Ц62.
10. Кононенко, А.С. Сорбционно-диффузионное взаимодействие с рабочими жидкостями полимерных композиций и их наномодификаций [Текст] / А.С. Кононенко, С.П. Поздняков // Вестник ФГОУ ВПО МГАУ.
Агроинженерия. - ISSN 1728-7936. - 2010. - № 1 (40). - С. 84Ц86.
11. Кононенко, А.С. Использование нанонаполнителей для повышения герметизирующей способности составов холодного отверждения [Текст] / А.С. Кононенко, С.П. Поздняков // Международный технико-экономический журнал. - ISSN 1995-4646. - 2010. - № 2. - С. 70Ц75.
12. Кононенко, А.С. Оценка времени отверждения анаэробных и силиконовых герметиков по деформационным свойствам [Текст] / А.С. Кононенко // Вестник ФГОУ ВПО МГАУ. Агроинженерия. - ISSN 1728-7936. - 2010. - № 2 (41). - С. 112Ц114.
13. Кононенко, А.С. Результаты исследований воздействия вибрационных нагрузок и процессов старения на составы холодного отверждения [Текст] / Е.А. Пучин, А.С. Кононенко, С.М. Гайдар, С.П. Поздняков // Международный научный журнал. - ISSN 1995-4638. - 2011. - № 1. - С. 55Ц59.
14. Кононенко, А.С. Повышение стойкости уплотнителей из герметиков к воздействию рабочих жидкостей использованием наноматериалов [Текст] / А.С. Кононенко // Труды ГОСНИТИ. - 2011. - Т. 107. - Ч. 1. - С. 22Ц24.
15. Кононенко, А.С. Наноструктурированные герметики для уплотнений фланцевых соединений автотракторной техники [Текст] / А.С. Кононенко // Техника и оборудование для села. - ISSN 2072-9642. - 2011. - № 3 (165). - С. 24Ц25.
16. Кононенко, А.С. Повышение герметичности неподвижных фланцевых соединений наноструктурированными герметиками [Текст] / А.С. Кононенко // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - ISSN 0206-572Х. - 2011. - № 4. - С. 29Ц31.
17. Кононенко, А.С. Наногерметики для фланцевых соединений [Текст] / А.С. Кононенко // Сельский механизатор. - ISSN 0131-7393. - 2011. - № 4. - С. 36Ц37.
18. Кононенко, А.С. Адгезионная прочность герметиков и нанокомпозиций на их основе [Текст] / А.С. Кононенко, С.М. Гайдар // Ремонт. Восстановление.
Модернизация. - ISSN 1684-2561. - 2011. - № 6. - С. 38Ц42.
19. Кононенко, А.С. Ингибированные составы для хранения сельскохозяйственной техники [Текст] / С.М. Гайдар, А.С. Кононенко // Техника в сельском хозяйстве. - ISSN 0131-7105. - 2011. - № 3. - С. 21Ц22.
20. Кононенко, А.С. Влияние водорастворимых ингибиторов коррозии на сохраняемость сельскохозяйственных машин [Текст] / С.М. Гайдар, Е.А. Пучин, А.С. Кононенко // Вестник ФГОУ ВПО МГАУ. Агроинженерия. - ISSN 1728-7936. - 2011. - № 1 (46). - С. 57Ц58.
21. Кононенко, А.С. Стойкость герметиков и нанокомпозиций на их основе к воздействию высоких температур [Текст] / А.С. Кононенко, С.М. Гайдар // Вестник ФГОУ ВПО МГАУ. Агроинженерия. - ISSN 1728-7936. - 2011. - № 1 (46). - С. 64Ц67.
Патенты на изобретения и полезные модели 22. Пат. 93733 РФ, МПК В 29С 35/00. Установка для модифицирования композиционных эпоксидных покрытий [Текст] / А.А. Гаджиев, А.С. Кононенко, Д.И. Петровский, Е.А. Петровская, Т.И. Чигиринова, С.П. Поздняков; заявитель А.А. Гаджиев, патентообладатели А.А. Гаджиев и А.С. Кононенко - № 2009139947/22; заявл. 29.10.2009; опубл. 10.05.2010, Бюл. № 13. - 3 с.
23. Пат. 105368 РФ, МПК F02F 7/00. Корпус двигателя внутреннего сгорания [Текст] / А.С. Кононенко, В.Ф. Комогорцев, С.П. Поздняков, Д.И. Петровский, Е.А. Петровская, Т.И. Чигиринова; заявитель и патентообладатель А.С. Кононенко - № 2010151124/28; заявл. 14.12.2010; опубл. 10.06.2011, Бюл. № 16. - 3 с.
24. Пат. 105369 РФ, МПК F02F 11/00. Корпус двигателя внутреннего сгорания [Текст] / А.С. Кононенко, В.Ф. Комогорцев, С.П. Поздняков, Д.И. Петровский, Е.А. Петровская, Т.И. Чигиринова; заявитель и патентообладатель А.С. Кононенко - № 2010151123/28; заявл. 14.12.2010; опубл. 10.06.2011, Бюл. № 16. - 3 с.
25. Пат. 2410668 РФ, МПК G01N 3/56. Устройство для испытаний на абразивное изнашивание рабочих органов почвообрабатывающих, строительных и дорожных машин [Текст] / А.М. Михальченков, Н.Ю. Кожухова, А.С. Кононенко, П.Н. Гончаров; заявитель А.М. Михальченков, патентообладатели А.М. Михальченков, Н.Ю. Кожухова, А.С. Кононенко, П.Н. Гончаров - № 2009121256/28; заявл. 03.06.2009; опубл. 27.01.2011, Бюл. № 3. - 3 с.
Публикации в других изданиях 26. Кононенко, А.С. Использование анаэробных полимерных материалов при герметизации неподвижных фланцевых соединений [Текст] / В.В. Курчаткин, А.С. Кононенко // Конструирование, использование и надежность машин сельскохозяйственного назначения: сб. научн. работ. - Брянск: Изд-во Брянской ГСХА, 2002. - С. 139Ц146.
27. Кононенко, А.. Роль очистки в системе технического обслуживания и ремонта сельскохозяйственной техники [Текст] / А.С. Кононенко, А.А. Веденеев // Очистка в ремонтно-обслуживающем производстве агропромышленного комплекса: сб. научн. тр. - М.: Изд-во МГАУ, 2003. - С. 102Ц106.
28. Кононенко, А.С. Дисперсионно наполненные полимерные материалы при ремонте корпусных деталей сельскохозяйственной техники [Текст] / А.А. Гаджиев, А.С. Кононенко, А.А. Веденеев // Материалы научн.-практич.
конф., посвященной 50-летию ГОСНИТИ. - М.: ГОСНИТИ, 2003. - С. 58Ц62.
29. Кононенко, А.С. Современные способы ремонта радиаторов ДВС [Текст] / А.С. Кононенко, Р.В. Киселев, // Конструирование, использование и надежность машин сельскохозяйственного назначения: сб. научн. работ. - Брянск: Изд-во Брянской ГСХА, 2004. - С. 192Ц196.
30. Кононенко, А.С. Стойкость полимерных составов и нанокомпозиций на их основе к воздействию рабочих жидкостей [Текст] / А.С. Кононенко, С.П. Поздняков // Научно-педагогические проблемы транспортных учебных заведений: материалы Междунар. научн.-практич. конф. 1Ц2 апреля 2010 г., посвященной 50-летию Брянского филиала МИИТ. - М.: ООО РП - Офорт, 2010. - № 2. - С. 153Ц158.
31. Кононенко, А.С. Использование наноструктурированных полимерных материалов при ремонте корпусных деталей сельскохозяйственной техники [Текст] / А.С. Кононенко, С.П. Поздняков // Проблемы сельскохозяйственного производства на современном этапе и пути их решения: материалы XIV Междунар. научн.-производств. конф. 17Ц20 мая 2010 г. - Белгород:
Изд-во Белгородской ГСХА, 2010. - С. 172.
32. Кононенко, А.С. Результаты исследований герметизирующей способности полимерных составов [Текст] / А.С. Кононенко, С.П. Поздняков // Инженерное обеспечение инновационных технологий в АПК: материалы Междунар. научн.-практич. конф. 13Ц14 мая 2010 г. - Мичуринск:
Издат.-полиграф. центр Мичуринского ГАУ, 2010. - С. 122Ц126.
33. Кононенко, А.С. Герметизирующая способность составов холодного отверждения [Электронный ресурс] / А.С. Кононенко, С.П. Поздняков // Сет. научн.метод. электрон. Агрожурнал МГАУ. - 2010. - № 13. - Режим доступа:
- № гос. регистрации 04201000044/0015.
34. Кононенко, А.С. Стойкость полимерных составов холодного отверждения и наномодификаций на их основе к воздействию вибрационных нагрузок [Электронный ресурс] / А.С. Кононенко, С.П. Поздняков // Сет. научн.-метод.
электрон. Агрожурнал МГАУ. - 2010. - № 14. - Режим доступа:
- № гос. регистрации 04201000044/0020.
35. Кононенко, А.С. Герметизация неподвижных фланцевых соединений полимерными нанокомпозитами [Текст] / А.С. Кононенко, В.Ю. Бойков, С.П. Поздняков // Нанотехнологии. Экология. Производство. - 2010. - № 5(7). - С. 32Ц35.
36. Кононенко, А.С. Сравнительная оценка деформационных свойств полимерных составов холодного отверждения [Электронный ресурс] / А.С. Кононенко, А.Н. Шитов, С.П. Поздняков // Сет. научн.-метод. электрон.
Агрожурнал МГАУ. - 2010. - № 15. - Режим доступа:
- № гос. регистрации 04201100044/0010.
37. Кононенко, А.С. Наполнители для полимерных материалов [Электронный ресурс] / А.С. Кононенко // Сет. научн.-метод. электрон. Агрожурнал МГАУ. - 2010.
- № 16. - Режим доступа: - № гос. регистрации 04201000044/004042.
Учебники, учебные пособия и учебно-методические издания 38. Кононенко, А.С. Технология ремонта машин: учебник [Текст] / Е.А. Пучин, О.Н. Дидманидзе, В.С. Новиков, Н.А. Очковский, В.М. Корнеев, И.Н. Кравченко, А.С. Кононенко, А.А. Гаджиев. - М.: Изд-во УМ - Триада, 2006. - Ч. 1. - 348 с. - ISBN 5-9546-0029-5.
39. Кононенко, А.С. Технология ремонта машин: учебник [Текст] / Е.А. Пучин, В.С. Новиков, Н.А. Очковский, В.М. Корнеев, И.Н. Кравченко, А.С. Кононенко, А.А. Гаджиев, А.В. Чепурин - М.: КолосС, 2007. - 488 с. - ISBN 978-5-9532-0456-9.
40. Кононенко, А.С. Практикум по ремонту машин: учеб. пособие [Текст] / Е.А. Пучин, В.С. Новиков, Н.А. Очковский, Б.А. Богачев, А.А. Гаджиев, И.Н. Кравченко, Ю.В. Мазаев, К.Г. Чванов, А.Ф. Сливов, В.М. Корнеев, А.А. Михайлюк-Шугаев, А.С. Кононенко, А.В. Чепурин, С.В. Карцев, А.М. Орлов, П.И. Бурак, Д.И. Петровский, А.В. Бугаев, А.А. Гаврилов, Е.А. Петровская. - М.: КолосС, 2009. - 327 с. - ISBN 978-5-9532-0539-09.
41. Кононенко, А.С. Ремонт деталей сельскохозяйственной техники полимерными материалами: методические рекомендации [Текст] / В. В. Курчаткин, А.С. Кононенко. - М.: МГАУ, 2002. - 20 с.
42. Кононенко, А.С. Надежность технических систем. Расчетные уравнения и таблицы: методические рекомендации [Текст] / В.И. Савченко, А.М. Орлов, А.С. Кононенко, А.В. Чепурин. - М.: ФГОУ ВПО МГАУ, 2004. - 30 с.
43. Кононенко, А.С. Оценка качества восстановления деталей и ремонта машин с использованием персонального компьютера: методические рекомендации [Текст] / В.И. Савченко, А.М. Орлов, А.С. Кононенко, А.В. Чепурин. - М.: ФГОУ ВПО МГАУ, 2004. - 14 с.
44. Кононенко, А.С. Сварка пластмасс при ремонте машин: методические рекомендации [Текст] / А.А. Гаджиев, А.С. Кононенко, Е.А. Пучин. - М.: ФГОУ ВПО МГАУ, 2004. - 20 с.
45. Кононенко, А.С. Теория надежности и диагностики. Расчетные уравнения и таблицы: методические рекомендации [Текст] / А.С. Кононенко, А.В. Чепурин, А.М. Орлов. - М.: ФГОУ ВПО МГАУ, 2006. - 32 с.
46. Кононенко, А.С. Ремонт радиаторов системы охлаждения двигателей внутреннего сгорания: методические рекомендации [Текст] / Е.А. Пучин, А.А. Гаджиев, А.С. Кононенко. - М.: ФГОУ ВПО МГАУ, 2006. - 12 с.
47. Кононенко, А.С. Ремонт деталей сельскохозяйственной техники полимерными материалами: методические рекомендации [Текст] / А.А. Гаджиев, А.С. Кононенко. - М.: ФГОУ ВПО МГАУ, 2008. - 24 с.
48. Кононенко, А.С. Теория надежности и диагностики. Расчетные уравнения и таблицы: методические рекомендации [Текст] / А.С. Кононенко, А.В. Чепурин, М.Н. Ерофеев. - М.: ФГОУ ВПО МГАУ, 2008. - 32 с.
49. Кононенко, А.С. Надежность технических систем. Расчетные уравнения и таблицы: методические рекомендации [Текст] / А.С. Кононенко, А.В. Чепурин, А.М. Орлов, С.Л. Кушнарев. - М.: ФГОУ ВПО МГАУ, 2010. - 26 с.
50. Кононенко, А.С. Методика обработки отказов двигателей сельскохозяйственной техники: методические рекомендации [Текст] / А.В. Чепурин, А.С. Кононенко, А.М. Орлов, С.Л. Кушнарев. - М.: ФГОУ ВПО МГАУ, 2010. - 24 с.
51. Кононенко, А.С. Методика обработки отказов автотракторных двигателей: методические рекомендации [Текст] / А.В. Чепурин, А.С. Кононенко, А.М. Орлов, С.Л. Кушнарев. - М.: УМ - ТРИАДА, 2010. - 42 с.
52. Кононенко, А.С. Ремонт деталей сельскохозяйственной техники полимерными материалами: методические рекомендации [Текст] / А.С. Кононенко, В.М. Давыдкин. - М.: ФГОУ ВПО МГАУ, 2010. - 28 с.
Подписано в печать 20.01.2012. Формат 6084/16.
Печать трафаретная. Усл.-печ. л. 2,0. Тираж 100 экз. Заказ № 733.
Отпечатано в издательском центре ФГБОУ ВПО МГАУ.
Адрес: 127550, Москва, Тимирязевская, 58. Тел. (499) 976-02-64.
0,
Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по техническим специальностям