Geum.ru

Контроль нагруженности деталей сельхозмашин металлическими покрытиями тютрин С. Г. Курганская государственная сельскохозяйственная академия

Вид материалаДокументы
Подобный материал:
КОНТРОЛЬ НАГРУЖЕННОСТИ ДЕТАЛЕЙ СЕЛЬХОЗМАШИН

МЕТАЛЛИЧЕСКИМИ ПОКРЫТИЯМИ


Тютрин С. Г.

Курганская государственная сельскохозяйственная академия

имени Т. С. Мальцева, Курган, Россия


The fundamentals for use of metal coats as the technical diagnostics tool of agricultural machinery elements are presented. The methods destine to increase the efficiency of service and maintenance of machine–and–tractor park.


В ряду наиболее актуальных задач развития АПК страны особое место занимает повышение эффективности использования техники в сельском хозяйстве. Получение и реализация оптимальных решений таких задач возможно лишь на основе достоверной и полной информации. Необходимость обеспечения совершенными и недорогими средствами диагностирования, технического обслуживания и ремонта особенно высока для фермерских хозяйств [1].

Это в равной степени относится как к новой и дорогой технике, так и к технике с большими сроками эксплуатации, требующей высоких затрат на поддержание ее в рабочем состоянии. Кроме того, сведения о фактической нагруженности деталей и механизмов сельхозмашин в разных условиях эксплуатации являются основой для их совершенствования и создания техники новых поколений.

В настоящее время в сельском хозяйстве отдельных регионов РФ доля ремонта машин силами специализированных ремонтных предприятий составляет по тракторам всего 3%, зерноуборочным комбайнам – 1,2%, грузовым автомобилям – 2,3%. Основной объем работ (95%) по поддержанию работоспособности машин сосредоточен на ремонтных мастерских сельхозтоваропроизводителей [2].

Установлено [3], что за счет организации обслуживания тракторов специализированным звеном мастеров-наладчиков годовые загрузка и выработка машин с большими сроками эксплуатации возрастают до 2 раз (по сравнению с обслуживанием их силами трактористов-машинистов).

Значительно повысить возможности ремонтно-обслуживающей службы хозяйств можно путем оснащения их средствами технической диагностики и мониторинга, среди которых своей эффективностью, простотой и доступностью выделяются металлические покрытия [4]. В отличие от методов хрупких лаковых покрытий или оптически чувствительных покрытий, где на поверхность контролируемой детали наносится слой лака или оптически чувствительного материала, при применении металлопокрытий на поверхность детали наносится слой металла, выносливость которого в данных условиях меньше выносливости материала детали. Это осуществляется, например: электролитическим осаждением меди, никеля или других металлов и сплавов; пайкой легкоплавких припоев; наклейкой медной, алюминиевой или другой фольги.

Существенной особенностью применения металлопокрытий является то, что контролируемая деталь должна испытывать переменные (циклические) деформации. Это несколько сужает область применения металлопокрытий при технической диагностике машинно-тракторного парка, тем не менее, она остается большой, поскольку в условиях переменных нагрузок и деформаций работает подавляющее большинство деталей сельхозмашин.

Работы данного направления в нашей стране начались после выхода в свет книги [5]. Их проводили Керимов З.Г., Мамед-заде О.А.-А., Троценко Д.А., Сызранцев В.Н., Иванов Е.И., Розенберг А.Ю., Удовикин А.Ю., Маленков А.И., Голофаст С.Л. и др. Анализ и обобщение имеющихся результатов, дальнейшее развитие метода на основе анализа системы деталь–металлопокрытие и достижений теории усталости металлов, разработка метода синтеза новых металлопокрытий и способов их контроля выполнено в работах [4, 6]. В частности показано, что чувствительность металлопокрытия определяется тем, насколько велики возникающие на поверхности детали деформации по отношению к деформациям, соответствующим пределу выносливости металла покрытия. При этом вид кристаллической решетки металлопокрытия может быть любым.

Следуя классификации В. В. Болотина, мы рассматриваем металлопокрытия как счетчики ресурса аналогового типа. Металлические покрытия являются чувствительными элементами, которые устанавливаются на объекте и подвергаются тем же воздействиям, что и исследуемый объект. Из-за возникающих в металлопокрытии необратимых повреждений, его параметры изменяются. Измерив эти параметры, можно сделать некоторые выводы об истории нагружения, а на их основе (с учетом калибровочных зависимостей) – оценить степень повреждения соответствующего узла, агрегата или детали.

Контролировать состояние металлопокрытия можно по появлению скоплений дислокаций на его поверхности (для этого поверхность предварительно полируется, а осмотр производится с помощью микроскопа при увеличении около 100х), путем наблюдения за процессом образования макротрещин в зоне искусственно созданных концентраторов в металлопокрытии, токовихревым методом и др.

В частности, удобным для практики является применение перфорированной алюминиевой фольги, контроль за которой состоит в определении числа (доли) отверстий датчика с усталостными макротрещинами, что нетрудно выполнить с помощью оптического микроскопа или увеличительного стекла [7].

Для расшифровки показаний металлопокрытий необходимо выполнить калибровочные испытания [5], в ходе которых устанавливается зависимость числа циклов нагружения до появления контролируемой реакции от амплитуды действующих напряжений. При проведении сравнительных испытаний можно использовать результаты контроля металлопокрытий, полученные на машинах, выбранных в качестве эталонных.

Перспективным является использование металлопокрытий при разработке новой техники на стадии доводочных испытаний для контроля возникающих в деталях напряжений.

Применение металлопокрытий при эксплуатации, техническом обслуживании и ремонте машинно-тракторного парка в сельском хозяйстве может идти по следующим направлениям.

1. Учет фактической продолжительности и интенсивности эксплуатации. Это позволит более рационально, более эффективно использовать средства, выделяемые на техническое обслуживание и ремонт, корректировать межремонтные сроки не только с учетом зональности, но и с учетом индивидуальной загруженности машин.

2. Проведение контроля качества ремонта и восстановления деталей и узлов по результатам их непродолжительной обкатки. Особенно это полезно на стадии отработки технологического процесса ремонта.

3. Объективное сопоставление качества запасных частей, поставляемых разными производителями.

4. Текущее совершенствование конструкций на этапе эксплуатации и ремонта на основе информации о реальном уровне возникающих эксплуатационных напряжений.

5. Предремонтное диагностирование конструкций с целью выявления зарождающихся трещин, оценки остаточного ресурса и целесообразности восстановления деталей.

Ввиду малозатратности данного метода контроля (годится даже алюминиевая фольга для домашней выпечки и хранения продуктов), он пригоден для применения на предприятиях малых форм хозяйствования, которые обычно не располагают достаточными средствами на приобретение диагностических и контрольно-измерительных приборов.

В результате достигается значительная экономия материальных, энергетических, трудовых, временных и финансовых ресурсов.


Литература


1. Ресурсосбережение при технической эксплуатации сельскохозяйственной техники/ В.И. Черноиванов, А.Э. Северный, М.А. Халфин и др. В 2 ч. Ч. 2. – М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2001. – 420 с.

2. Зорин И.И. Утилизация сельскохозяйственной техники // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2009. №3. С. 2 – 4.

3. ru/img/konferenc/43.doc = Зацаринный В.А., Зацаринный А.В. Повышение производственной эффективности энергетических средств на основе управления их техническим состоянием// Проблемы современной аграрной науки: Материалы международной заочной научной конференции (15 октября 2008 г.). – Красноярск: Красноярский гос. аграрный ун-т.

4. Тютрин С.Г. Техническая диагностика металлическими покрытиями: Монография. – Курган: Изд-во Курганского гос. ун-та, 2007. – 143 с.

5. Окубо Хадзимэ. Определение напряжений гальваническим меднением/ Пер. с японск. – М.: Машиностроение, 1968. – 152 с.

6. Тютрин С.Г. О напряженном состоянии тонких покрытий и датчиков усталости // Известия вузов. Машиностроение. 2001. №5. С. 15–17.

7. Тютрин С.Г. Контроль работы МТА с помощью перфорированной фольги// Тракторы и сельскохозяйственные машины. 2009. №3. С. 23–26.