автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.03, диссертация на тему:Обоснование ресурсосберегающей технологии хранения составных частей зерноуборочных комбайнов

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ РЕМОНТА И ЭКСПЛУАТАЦИИ МАШИННО-ТРАКТОРНОГО ПАНСА (ГОСНИТИ)

На правах рукописи УДК 620.197.2:631.354.2.01

АНТОНОВ ИВАН ИЛЬИЧ

ОБОСНОВАНИЕ РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩЕЙ ТЕХНОЛОГИИ ХРАНЕНИЯ СОСТАВНЫХ ЧАСТЕЙ ЗЕРНОУБОРОЧНЫХ КОМБАЙНОВ

Специальность 05.20.03 - Эксплуатация, восстановление и ремонт сельскохозяйственной техники

Автореферат на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 1992

Работа выполнена в лаборатории ресурсосберегающих технологических процессов хранения сельскохозяйственной техники Государственного всесоюзного ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательского института ремонта и эксплуатации малмнно-трактор-ного парка (ГОСНИТИ).

Научный руководитель - доктор технических наук А.Э.Северный Научны? консультант - кандидат технических наук Е.А.Пучин Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Н.Н.Подлекарев кандидат технических наук В.В.Горло

Ведущее предприятие - Пензенское областное агропромышленное

адресу: 109428, Москва, 1-й Институтский проезд, дом I.

С диссерташей можно ознакомиться в библиотеке ГОСНИТИ.

Отзывы на автореферат, заверенные печатью, просим направлять по указанному адресу Ученоку секретарю специализированного Совета ГОСНИТИ.

Ученый секретарь специализированного Совета доктор технических неук М.А.Халфин

!■;■■ ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА. РАБСТЫ

н |

:!'." ' Актуальность. Процессы коррозии и старения уносят ежегодно около ^ДО^--имеющегося в нашей стране металлофонда и большой количество резинотехнических изделий. В .сельском хозяйстве страны ущерб от этого оценивается суммой около 890 млн. рублей ежегодно. Во многих областях и регионах страны из-за процессов коррозии и старения снижается сохраняемость машинно-тракторного парка, что значительно сказывается На его готовности. Все это приводит к необходимости проведения дополнительных мероприятий по обеспечению сохраняемости машин и их составных частрй." В настоящее время сохраняемость таких составных частей, как втулочно-роликовые цепи, клиновые ремни и ножи режущих аппаратов, может быть обеспечена соблюдением предусмотренных ГОСТ 7751-85 технологий их хранения, в соответствии с которыми они снимаются с машин и хранятся отдельно в складских помещениях. Технологии-хранения указанных составных частей требуют значительных материальных (до 25 руб. на комбайн) и трудовых (около 14% от общей трудоемкости хранения комбайна) затрат, создают неудобства при межсезонном ремонте и обслуживании техники (в результате чего трудоемкость их хранения возрастает до 20-25%), требуют наличия специальных помещений. В связи с этим разработка ресурсосберегающих способов хранения цепей, ремней и ножей режущих аппаратов сельскохозяйственных машин, предусматривающих их хранение в межсезонный период непосредственно на машинах и позволяющие значительно снизить материальные и трудовые затраты при хранении является актуальной задачей.

Цель работы: исследовать и оценить защитные свойства традиционных и перспективных консерзационных материалов при защите ими снимаемых в межсезонный период составных частей зерноуборочных комбайнов с разработкой и внедрением прогрессивной технологии рационального хранения составных частей непосредственно на машинах.В рамках данной работы выполнены госзаказы 01-178-09 и 01-466-09 согласно тематическому плану работ ГОСНИТИ на 1988-90 гг.

Объект исследования: консервационные составы "Кормин","Цермин", "Слакс","Ингибит-С", ЗВВС-1, ИВВС-706М, ЗИВС, ЗВВД-13, растворы битума в дизельном топливе и бензине; снимаемые составные части зерноуборочных комбайнов: втулочно-роликовые цепи, ножи режущих аппаратов, клиновые ремни.

Методика исследования. В соответствии с программой в работе проведены теоретические и экспериментальные исследования, включающие в себя лабораторные, натурные и эксплуатационные исследования. При проведении исследований использовались методы как регламентируемые соответствующими стандартами, так и специально разработанные для этих целей. Исследования проводились на современном научном оборудовании и приборах. Обра-бока экспериментальных данных проводилась методами математической статистики с применением ЭШ.

Научная новизна. Выдвинута и подтверждена гипотеза сохраняемости снимаемых ранее с сельскохозяйственных машин в межсезонный период составных частей при хранении их непосредственно на машинах без снятия с применением соответствующих защитных составов. Разработана методика оценки влияния условий хранения и защитного состава на сохраняемость составных частей сельскохозяйственных машин, установлены причины снижения ресурса клиновых ремней в период межсезонного хранения, выявлены закономерности, позволяющие проводить количественную оценку влияния условий хранения и защитного состава на величину снижения ресурса цепей^ ремней и ножей режущих аппаратов.

Практическая значимость. На основании проведенных исследований разработаны и внедрены в производство (в 5-ти хозяйствах) технологии хранения составных частей сельскохозяйственных машин, позволяющие их хранение в межсезонный период непосредственно на машинах без снятия с одновременным обеспечением высокой сохраняемости. Выявлены защитные составы, применение которых" при хранении составных частей зерноуборочных комбайнов является наиболее рациональным.

Пути реализации результатов исследования. Разработанные технологии

2

хранения втулочно-роликовых цепей, ножей режущих аппаратов и клиновых ремней могут быть использованы практически на любом сельскохозяйственном предприятии. Технологии хранения ремней и цепей в 1990 году экспонировались на ВДНХ СССР и отм?чены 2 серебряными медалями.

Апробация работа. Материалы диссертационной работы докладывались и обсуждались на всесоюзной научно-технической конференции (г.Тамбов, 1990 г.), на техническом совещании лаборатории ресурсосберегающих технологических процессов хранения сельскохозяйственной техники ГОСНИТИ (1991 г.), секции использования и технического обслуживания машин ученого Совета ГОСНИТИ (1991 г.).

Основное содержание работы отражено в II научных статьях, опубликованных в журнале "Механизация и электрификация сельского хозяйства", тезисах докладов научно-технических конференций, руководствах, рекомендациях и другой нормативно-технической документации по хранению техники.

Объем работы. Диссертация изложена на 196 страницах машинописного текста и состоит из введения, четырех глав, выводов, списка использованной литературы и приложений, содержит 25 рисунков, 25 таблиц и приложений на 46 страницах. Список использованной литературы включает 119 наименований, в том числе 2 на иностранных языках.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В введении обосновывается актуальность темы и приводится краткое изложения основного содержания работы.

В первой главе "Состояние вопроса и задачи исследования" на основе изучения литературных источников обосновывается необходимость повышения уровня сохраняемости сельскохозяйственной техники, который ео многом определяет техническое состояние машин и их составных частей, в значительной степени влияет на эффективность использования и срок службы техники. Уровень сохраняемости машин, в свою очередь, зависит от условий хранения в межсезонный период и защитных свойств используемых при этом консервационных материалов.

Изучению влияния коррозии, старения и различных условий хранения

3

на сохраняемость и долговечность сельскохозяйственных машин и их составных частей посвящены работы таких ученых и специалистов, как А.В.Мор-шин, М.Н.Меламед, М.М.Севернев, А.Ф.Пацкалев, А.Э.Северный, Б.П.Яковлев и др. В работах этих и других авторов показано, что обеспечение высокого уровня сохраняемости и защиты сельскохозяйственной техники от коррозии и старения в значительной степени снижает отрицательное влияние агрессивных компанентов внешней среды и повышает надежность и долговечность машин. Для многих составных частей высокая сохраняемость достигается посредством их снятия в межсезонный период с машин и хранением в специальных помещениях - складах...

Среди составных частей, снимаемых в межсезонный период в соответствии с ГОСТ 7751-85 на складское хранение, особенно важно обеспрчить сохраняемость втулочно-роликовых цепей, режущих аппаратов и клиновых ремней как встречающихся в конструкции сельскохозяйственных машин наиболее часто (например, в конструкции комбайнов Дон-1500 и СК-5 "Нива" - соответственно 35 и 30 единиц) и относящиеся к одним из наиболее уязвимых составных частей, для которых даже незначительные коррозионные поражения и старение приводят к значительному снижению их ресурса.

Потребность в складском хранении, высокая трудоемкость выполнения операций по хранению, создаваемые при этом большие неудобства из-за необходимости их установки и последующего снятия при межсезонном ремонте и обслуживании машин, высокие материальные затраты делают соблюдение всех положений и требований ГОСТ 7751-85 весьма затруднительными и не позволяют добиться ожидаемог9 эффекта от мероприятий по обеспечению их сохраняемости. Вместе с тем, разработанное в настоящее время новое поколение эффективных средств временной противокоррозионной защиты позволяет значительно снизить влияние неблагоприятных факторов окружающей ■среды на сохраняемость снимаемых составных частей и позволяет рассматривать вопрос о возможности замены традиционных технологических процессов новыми.

В связи с вышеизложенным в работе были поставлены и решались сле-

4

дующие задачи:

1. Выбрать и обосновать критерии выбора консервационного состава и способа хранения составных частей зерноуборочных комбайнов.

2. Разработать методику оценки влияния условий хранения и защитных составов на сохраняемость составных частей в межсезонный период.

3. Оценить влияний условий хранения и защитных составов на долговечность цепей, ремней и ножей режущих аппаратов зерноуборочных комбайнов .

4. Разработать и внедрить технологии рационального хранения составных частей зерноуборочных комбайнов с использованием- элективных защитных составов и технологического оборудования.

5. Провести экономическую оценку результатов исследования.

Во второй главе "Теоретические предпосылки исследования" предложены и обоснованы критерии выбора защитных составов и рациональных способов хранения для конкретных составных частей сельскохозяйственных машин, приводится методика количественной оценки влияния условий хранения и защитных составов на величину снижения ресурса составных частей, ра-. ботаюцих в условиях коррозионно-механического изнашивания (цепи, ножи), и резинотехнических изделий (ремней), подверженных атмосферному старению.

Критерии ¿ыбо£а_задатно£0_с£стма_и_спо£оба_х£анения. В соответствии с поставленной целью исследования выбор консервационных составов ' для защиты конкретных составных частей и' способов их хранения в межсезонный период предлагается проводить по следующим критериям:

I. По минимальной трудоемкости хранения:

где 1*1 - общая трудоемкость хранения составных частей при их защите данным консервационным материалом и хранении в межсезонный период по данной технологии, чел.ч. 2. По минимальному снижению ресурса:

( I )

где - величина снижения ресурса составных частей при их защите данным консервационныы материалом и хранении в межсезонный период по данной технологии, физ.га.

3. По минимальной суше приведенных затрат:

I Си-= От* Си г ÍU ♦ Сас — m ¿n, ( 3 5

где ¿ГОц- сумма приведенных затрат при защите составных частей данным консервационным материалом и хранении в межсезонный .период по данной технологии, руб;

Cuí- суммарная стоимость материалов, расходуемых при хранении составных частей в межсезонный период по данной технологии с использованием данного консервационного материала, руб;

СPi~ суммарная стоимость трудовых затрат при хранении составных частей в межсезонный период по данной технологии с использованием данного консервационного материала, руб; стоимость затрат, связанных со снижением ресурса составных частей за время их хранения в межсезонный период по данной технологии с использованием данного консервационного материала, руб;

Coi- стоимость затрат, связанных с амортизацией используемого при консервации и хранении технологического оборудования, и производственных помещений, руб.

Основным из предложенных критериев является критерий ( 3 ), так как он включает в себя и затраты от трудоемкости хранения, и затраты от снижения ресурса. Возможны случаи, когда в качестве основного критерия могут быть использованы критерии ( I ) или ( 2 ).

Определение велишны_снижения jsecygca составных ча_стей_за время

храд£шя_в_м£ж£емнный_перисщ.

а) составные части, работающие в условиях коррозионно-механического изнашивания (цепи, ножи)

Посколькс процессы коррозии и старения представляют собой естест-

6

венные законы природы (их можно ускорить или замедлить, но предотвратить полностью невозможно), то ресурс составных частей вследствие воздействия на них агрессивных компанентов внешней среды за время межсезонного хранения уменьшается на величину ДЙ . Применительно к составным частям, работающим в условиях коррозионно-механического изнашивания (например, цепям и ножам), величину можно определить с помощью метода сравнительных испытаний составных частей до хранения и после хранения в межсезонный период. Если износ составных частей при эксплуатации до периода хранения описывается зависимостью 1/=Гн(\Х^) (рис.1) и

за сезонную наработку будет равен 11с , то после периода межсезонного хранения по причикр протекания процессов коррозии износ в тех же условиях эксплуатации описывается уже .зависимостью Ц= = И/) и за сезонную наработку

№ будет равен 1/1 • Тогда величина снижения ресурса составных частей за период межсезонного хранения будет равна

и.^у/]

КДОЯопчЛХ'

Рис.1. Определение величины снижения ресурса составных частей после периода хранения

дВ^М-и/^дМ. (4)

Чем более неблагоприятными будут условия хранения, т<=м интенсивнее будут развиваться процессы коррозии и тем больше будет величина дР . Из рис.1 видно, что в случае, когда износ описывается зависимостью

, условия хранения будут менее благоприятными, чем в первом случае, и

а№>А№. (5)

Следовательно, для определения последствий воздействия отригатель-

7

ных факторов внешней среды на сохраняемость составных частей, работающих в условиях коррозионно-механического изнашивания, и правильного выбора защитных составов и вариантов их хранения в межсезонный период в прогессе экспериментальных исследований было необходимо:

установить зависимость их износа от наработки до хранения и после хранения по различным вариантам;

Определить величину снижения ресурса по формуле

(6)

где - величина снижения ресурса при хранении в межсезонный пе-

риод по данной технологии с использованием данного консер-в ал/ионного материала, физ.г-а; № - сезонная наработка контрольных составных частей, физ.га; - наработка составных частей после периода хранения в межсезонный период по данной технологии с использованием данного консервапионного материала по достижении ими износа, равного сезонному износу контрольных составных час-трЧ, физ.га.

Используя формулу ( 6 ) для определения величины снижения ресурса цепей и ножей, будрм иметь: для цепей

где дУЯц - снижение ресурса цепей за время хранрния по ¿-тому варианту, физ.га;

сезонная наработка контрольных цепей, физ.га; 1%£(д£н) - наработка цепей после периода хранения по -тому варианту, соответствующая их износу, равному сезонному износу контрольных цепей, физ.га; ¿¿И - сезонный износ контрольных цепей, мм; для сегментов режущрго аппарата

дРи = А^ = 1^н(дин)-1^£(дии), (8 )

А

где д\Мч - снижение ресурса сегментов за время хранения по (.-тому варианту, фиэ.га; Wch(aUh) - сезонная наработка контрольных сегментов, 'физ.га; \ïfci(6 Un) _ наработка сегментов после периода хранения по L-тому варианту, соответствующая износу, равному сезонному износу контрольных сегментов, физ.га; AUu - сезонный износ контрольных сегментов, мм.

б) резинотехнические изделия (клиновые ремни) Ресурс клиновых ремней клиноременных передач рассчитывается по формуле

U -ilsilùù1 ( \ , ( 9 )

По~ апнт \ (j-„aJ

где - базовое число циклов, зависит от сечения ремня;

¿,Z)i - соответственно длина ремня и диаметр меньшего шкива, м; Hi - частота вращения меньшего.шкива, мин-*; СГ-1 - предел выносливости ремня, МПа;

Gmex- максимальные напряжения, возникающие в сечении ремня при работе клиноременной передачи, ЫПа; Ci - коэффициент, учитывающий влияние передаточного отношения; Сн - коэффициент, учитывающий характер нагрузки. Теоретическое рассмотрение возможных причин снижения ресурса ремней в период межсезонного хранения показывает, что это снижение может происходить по причине снижения физико-механических показателей ремней (механической прочности, модуля упругости, относительного удлинения при растяжении и др.), и формула ( 9 ) с учетом этого после разложения (j~-i иСтах на составляющие элементы и соответствующих преобразований принимает вид: ^

где относительное удлинение ремня при работе клиноременной

передачи до и после периода хранения соответственно; 9

Рро> Рр^ - механическая прочность ремня до и после периода хранения соответственно, Н;

К - коэффициент запаса прочности ремня;

РА - сила натяжения ведущей ветви ремня, Н;

Кд - коэффициент, зависящий от конструкции, размеров сечения и материала несущего слоя ремня;

£0 - относительное удлинение волокон ремня при обегании им меньшего шкива;

Е£оо,Е£,£- модуль-упругости ремня при относительном удлинении £о до хранения и после периода хранения соответственно, МПа;

р - площадь сечения ремня,

После определения ресурса ремней до и после периода хранения по различным вариантам определяли величину снижения их ресурса по формуле

дНс =Но-Нс , . ( П )

где дНс - величина снижения ресурса ремней при их хранении по ¿-тому варианту, ч;

Но - ресурс ремней до периода хранения, ч;

Ш - ресурс ремней после периода хранения по ¿.-тому варианту, ч.

Для определения последствий воздействия неблагоприятных факторов внешней среды на сохраняемость клиновых ремней и правильного выбора защитных составов и вариантов их хранения в межсезонный период в процессе экспериментальных исследований было необходимо:

определить величину силы, при которой происходит разрыв клиновых ремней до и после хранения по различным вариантам;

установить зависимость величины модуля упругости и относительного удлинения ремня от величины растягивающей силы до хранения и после хранения по различным вариантам.

Третья глава посвящена разработке программы и методики исследований.

. Методш<а_исшиан^й_задитных свойств 1<онсервационных материалов. Ла-> 10

\

А

бораторныо испытания защитных свойств консервационных составов проводились по ГОСТ 9.042-75 в водном растворе электролита и в камере влажности Г-4 на образцах стали Ст.З. Состав электролита: МII.0 г/л, 1,2 г/л, И/а^О^ - 4,0 г/л, 1]а[[ - 25,0 г/л. Режим испытаний в камере влажности Г-4: относительная влажность - 95-100^, температура - 20-50°С, продолжительность - 6 месяцев. Стендовые испытания проводились на специальных испытательных стендах в условиях промасленной (на образцах из стали Ст.З) и сельской (сегменты ножей) атмосферы в соответствии с ГОСТ 9.909-86. Общая продолжительность испытаний 12 месяцев. Оценка защитной способности консервационных материалов проводилась по потере массы образцами и сегментами. Контрольные образцы (пластинки из стали Ст.З и сегменты, хранившиеся без защиты) испытывались в соответствии с ГОСТ 17332-71. Общая продолжительность испытаний 12 месяцев. Оценка их коррозионного поражения проводилась гравиметрическим методом.

Общее количество образцов Ст.З и сегментов при лабораторных и стендовых испытаниях защитных свойств консервационных материалов по каждому варианту составляло 36 шт.

Мет0£Ш(а_имле£0вайия влияния условий храл™ия_и_задитного_состава на_с0^аня£м0сть_цепей_и_н£ж^й_рв!1щ!отх_атааратов_1 Эксплуатационные испытания защитных свойств исследуемых консервационных материалов проводились в реальных условиях работы .зерноуборочных комбайнов в период уборки. Испытания проводились с целью сравнительной оценки влияния защитных свойств консервационных материалов и различных условий хранения на сохраняемость цепей и ножей.'

Для цепей оценка влияния условий хранения и защитного состава на их сохраняемость проводилась по величине относительного удлинения при эксплуатации комбайнов после периода межсезонного хранения цепей по различным вариантам путем замера среднего шага на участках образцов цепей, состоящих из 20-ти звеньев.

Для ножей режущих аппаратов оценка проводилась по износу рабочих кромок сегментов в процессе работы режущего аппарата при эксплуатации

II ,

комбайнов. Измерение износа рабочих кромок сегментов по всем вариантам хранения и консервации проводилось с помощью микрометра в восьми сечениях по длине рабочей кромки сегмента, что дает возможность определить износ рабочей кромки в зависимости не только от наработки, но и сечения.

Общее количество сегментов ножей и звеньев цепей по каждому варианту хранения равнялось соответственно 36 и 100 шт.

Методшса_исследования влиетия условий 2П?ан£Ния_и_зад2т)ого_с£с-тава_на сох]КШяемо£Т£ ]эе^то£еетических изделий сельскохозяйственных машци. Ускоренные испытания клиновых ремней, защищенных различными консервационными составами, проводились на влаготермическое старение в камере влажности Г-4 по ГОСТ 9.064-76 и на озонное старение по ГОСТ 9.026-74 в озонной камере Б0У-1П. Общая продолжительность испытаний на влаготермическое старение 30 суток, на озонное старение 48 часов при концентрациях озона соответственно 2'Ю-®, 2" 10"^ и 2" 10"%. Опенка защитной способности консервационных составов при испытаниях проводилась по изменению физико-механических показателей ремней определением коэффициента старения, показывающего величину изменения этих показателей после испытаний по сравнению с показателями до старения. Показатели старения определялись на испытательных машинах 2ДМ-2,5/91 и 2001Р-0,5 в соответствии с ГОСТ 270-75 и ГОСТ 6768-75.

Испытания клиновых ремней на естественное старение проводились по специально разработанной методике в соответствии с ГОСТ 9.066-76. Сущность метода заключается в том, что образцы, изготовленные из одной партии ремней, подвергались естественному старению в различных условиях хранения с применением и без применения защитных составов в течение 24 месяцев. Оценка защитной способности консервационных составов и влияния различных условий храления на сохраняемость клиновых ремней проводилась также по изменению физико-механических показателей ремней. Общее количество образцов по каждому варианту хранения составляло 70 шт. хКоэффициент старения по каждому варианту хранения при естественном старении определяли через 3, 6, 9, 12, 18 и 24 месяца хранения.

12

Эксплуатационные испытания клиновых реыкей проводились п р^алтгх условиях работы зерноуборочных комбайнов. Обще" количество решег по каждому варианту хранения - 24 шт. Ремни после периода межсезонного хранения по соответствующим вариантам d период уборочных работ внор? устонавливались на комбайны. После периода работы сни снимались с комбайнов и снова хранились по соответствующим вариантам. Период испытаний охватывал два цикла межсезонного хранения и три цикла уборочных работ. Оценка защитной способности консервационных материалов и наиболее благоприятных способов хранения проводилась по величине снижения ресурса ремне1, определяемой в часах работы на комб&Риох.

В четвертой главе "Результаты экспериментальных исследований" приводятся:

Ре^£ь^аты_и£!щтанкй_з^итных св£йств конеервд^ионных мате^иалог. Анализ результатов ускоренных испытаний показал высокие защитные свойства практически всех консервационных материалов. Величина коррозион-

о

ных потерь за 6 месяцев хранения в камере Г-4 не превышает 2,0 г/-.& (для образцов, хранившихся без защиты, эта величина составляет 140,С

о

г/м ). Однако ускоренные испытания проводятся только для пр°двар;1тель-ной оценки защитных свойств консервационных материалов, так как они не могут полностью моделировать реальные условия хранения на открытых площадках. Более реальными являются стендовые испытания, анализ которых показывает, что из все* гаммы исследуемых защитных составов наиболее эффективными при защите от атмосферной коррозии являются составы "Цер-мин", "Кормин", "Ингибит-С", ИБВС-70СМ. Величина коррозионных потерь для этизс составов после 12 месяцев хранения на открытой площадке н" превышает 10 г/м*". Еысокие защитные свойства показали также составы "Слакс", ЗВЦЦ-13, ЗИВС и раствор битума в диуельном топливе. Однако величина коррозионных потерь при этом оказалась несколько выше. Для контрольных образцов, хранившихся в тех же условиях без защиты, величина коррозионных потерь за 12 месяцев хранения составляет боле«- 150 г/м^.

Результаты испытаний защитных свойств консервационных материалов

у

на сегмснтах ножеП аналогичны тем, что получены на образцах стали Ст.З. Однако величина коррозионных потерь имеет меньшее значение. Это можно объяснить тем, что'испытания на сегментах проводились в условиях сельской атмосферы, и они изготовлены из сталей марок У9 или УП, которые являются более устойчивыми к атмосферной коррозии. Расчеты показали, что средняя относительная ошибка величины коррозионных потерь образцами и сегментами при испытаниях на атмосферную коррозию не превышает

Влияние_условий_х£гшения и защитного состава на_сох£аяяемость_вту-лочно-£оликовых ^епей _и_нокей_ре,п£тих_алпаратов. Результаты эксплуатационных исследований по определению влияния условий хранения и применяемого защитного состава на сохраняемость ножей режущих аппаратов представлены на рис.2. На рисунке показана интенсивность износа рабочих

Рис.2. Влияние условий хранения и защитного состава на интенсивность износа рабочих кромок сегментов _(по б-му сечению):

1-сегменты, хранившиеся 6рз зашиты;

2-сегменты, защищенные составами "Кормин", "Ингибит-С , ИВВС-70Ш,

3-сегменты, хранившиеся по ГОСТ 7751-85; новые сегменты; сегменты, защищенные составом "Цермин

кромок сегментов при различных вариантах хранения.'Обработка на ЭВМ статистических данных по износу рабочих кромок сегментов в зависимости от наработки показывает, что износ в зависимости от наработки описывается уравнением вида

где Це - износ рабочих кромок, мм; Щ - наработка, физ.га; й,Ь- постоянные коэффиЧиенты-

14

Используя уравнение ( 12 ), определяли величину снижения ресурса сегментов при их хранении по различным вариантам по сравнению с нсвили сегментами. Подставляя соответствующие значения этого уравнения для различных вариантов хранения сегментов в формулу ( С ), после преобразований получаем:

аРЙ=дШ=Мн-ЧУа= а исн)7- (&ис( 13.)

где - величина снижения ресурса сегментов в пвриод межсезон-

ного хранения по 1-то1у варианту, ^из.га; Цен - износ рабочих кромок контро;.П'И^ сегментов за один сезон эксплуатации, мм; й,Ь - постоянные коэффициенты для контрольнмх с°гмрнтое;

Ос}Ьи- постоянные кооффигиенты для сегментов, хранившиеся в межсезонный период по ¿.-тому варианту (табл. I).

Таблица Т

Снижение ресурса сегментов при различных гариантах хранения

V? 1 ' Вариант хранения,защитный состав т а 1 Ь 1 ! ! д\)6(? ,<тиз.г.а

I. Без защиты 0,390 0,326 65

2. Контрольные егменты (новые) 0,113 0,539 -

3. Открытая площадка, "Кормин" 0,136 0.51Т 10

4., По ГОСТ 7751-85 (масляная ванна) 0,119 0,530 0

5. Открытая площадка, "Слакс" 0,Т30 0,526 зс

б. Открытая площадка, "Цермин" 0,122 0,525 0

7. Открытая площадка, раствор битума в дизельном топливе 0,135 0,516 2В

8. Открытая площадка, "Ингибит-С" 0,131 0,516 10

9. Открытая площадка, ЗВВД-13 0,133 0,519 26

10. Открытая площадка, ИБВС-70Ш 0,130 0,516 6

II. Открытая площадка, 31ВС 0,134 0,513 ТО

Расчеты по формуле ( 13 ) показывают, что наилучшая сохраняемость

е^гм-пг-ов при хранении на открытой площадке обеспечивается консерваии-

составами "Кормин", "Ингибит-С", ИВЗС-706М, ЗИВС, "Цермин". При этом снижение ресурса сегментов по сравнению с контрольными сегментами составляет н° более 10 фас.га. Для сегментов, хранившихся без защиты, ото снижение достигает 70 ^из.га (15-18?, ресурса контрольных сегментов).

результаты эксплуатационных исследований влияния условий хранения и применяемого защитного состава на сохраняемость втулочно-роликовых гепей показаны на рис.3. Обработка на ЭШ статистических данных по

Рис.3. Влияние условий хранения и защитного состава на величину относительного удлинения 20-ти звеньев втулочно-роликовых цепей (шаг 19,05):

I - цепи, хранившиеся без защиты; 2 - цепи, обработанные составом ЗВВС-1; 3 - цепи, защищенные составами "Кормин". "Ингибит-С"; 4 - цепи, защищенные составами "Кормин", "Ингибит-С после обработки составом ЗВВС-1; 5 - новые цепи: хранившиеся' по ГОСТ 7751-85 (в масляной ванне); цепи, защищенные составом "Цермин"; .цепи, защищенные' составом "Цермин" после обработки составом ЗВВС-1

износу цепей в зависимости от наработки показала, что износ цепей в зависимости от наработки описывается уравнением вида

<14>

где Уц - износ цепей, мм;

% - наработка цепей, физ.га; Д,Ь- постоянные коэффициенты.

Снижение ресурса цепей при межсезонном хранении по различным вари-

16

антам по сравнению с ресурсом гонтрольных :;епе1 за се.™ сезон эксплуатации определялось с использованием формулы ( 7 ). При подставлении в эту формулу соответствующих значрний зфавнгния ( 14 ), она принимает

ЕИД: ( 15 )

где дйц£=д\|1/ц1- величина снижрния ресурса цепей в период межсезонного хранения по [.-тому варианту, йиэ.га; ^ЦН- износ контрольных цепей за один сезон эксплуатации, мм; А,В - постоянные коэффициента для контрольных цепей; Ас. — постоянные кооффи1ШРНты для '•рп»'', хранившихся Р межсезонный период по ¿-тому варианту (табл. 2).

Таблица 2

Снижение ресурса цепе?* _ при различкь'Г ьариантах гранения

№ ! Вариант хранения,защитный еостар' г А В Д1Уи, ,физ.га

I. Без защиты 0,199 0,540 203

2. Открытая площадка,. ЗВВС-1 0,530 0,525 146

3. Открытая площадка, "Кормин" С,С56 О.ССО 6?.

4. Открытая площадка, "Ингибит-С" 0,080 0,59С 67

5. Открытая площадка, "Кормин" после 0,053 0,640 О О

6. Открытая площадка, "Ингибит-С" после ЗВВС-Т 0,062 0,602 с

Г) / . Открытая площадка, "Цермин" 0,017 0,650 1С

8. Открытая площадка, "Ц°рмин" послр 0,019 0,830 3

9. По ГОСТ 7751-85 (масляная ванна) 0,015 '0,864 0

10. Контрольные (новые) !'рпи 0,014 0,8"? -

Расчеты по формуле ( 15 ) показали, что длг консервации втулочнс-роликопых цепей наиболее целесообразным явля°тс* применение составе? "Цррмин", "Кормин" и "Ингибит-С", наносимых на цепи после их сбработки водовытрснявщим составом ЗЗЕС-Т. При этом величина снижения ресурса

77

цепеГ; имеет минимальное значение, не превышающее 10 физ.га.

Результаты обработки статистических данных по втулочно-роликовым цепям и ножам режущих аппаратов показали, что средняя относительная ошибка между эмпирическими и теоретическими зависимостями не..превышает 10??.

Блигшие ¿сло^ий храдетия_и_за^итн0£0_с0става_на £0храняем0ст_ь кли-ношх_р£мней. Результаты ускоренных испытаний защитных свойств консер-вационных составов ИВВС-706М, ЗВДД-13 и ЗИВС при защите ими клиновых ремней показали, что наилучшими защитными свойствами при влаготермичес-ком и озонном старении обладает состав ИВВС-706М, для которого коэффициенты старения составляют: при озонном старении при концентрации озона

и продолжительности хранения в камере Б0У-1П в течение 48 часов - 0,958; при влаготермическом старении после 20 суток хранения - 0,885. Для составов ЗВЦЦ-13 и ЗИВС эти показатели составляют соответственно 0,960, 0,843 и 0,954, 0,818. При хранении ремней в этих же условиях без защиты коэффициенту старения равны 0,917 и 0,725 соответственно.

При естественном старении наилучшими защитными свойствами обладает также состав ИВВС-706М. Для него коэффициент естественного старения, например, по механической прочности равен 0,95, то есть за два года хранения на открытой площадке при защите составом ИЕВС-706М механическая прочность ремней снизилась на Составы ЗВДЦ-13 и ЗИВС имеют примерно, одинаковые защитные свойства, но по сравнению с ИВВС-706М они несколько ниже, (снижение механической прочности достигает 9%).

Самое большое снижение механической прочности, а следовательно, и самый низкий коэффициент естественного старения клиновых ремней, происходит при хранении в сырых неотапливаемых помещениях. Величина снижения механической прочности составляет 1780 H (коэффициент старения 0,85). Наилучшая сохраняемость ремней обеспечивается при хранении в сухом отаг ливаемом помещении (коэффициент старения - 0,972).

Аналогичные результаты получены и для других физико-механических показателей (модуля упругости, прочности связи на расслоение и относительного удлинения при различных натяжениях ремней).

После определения физико-механических показателей ремней при хране-

18

нии по различным вариантам в течение соответствующих промежутков времени по формуле ( 10 ) было проведено определение их расчетной долговечности.

Обработка статистических данных, полученных при исследованиях на естественное старение, показала, что зависимость расчетной долговечности от продолжительности хранения ремней носит линейный характер и описывается уравнением нЬНо-нЦЩ*, <16 > х

где Не - расчетная долговечность при соответствующих продолжительности и вариантах хранения, ч;

Но - начальная расчетная долговечность ремней, ч С Но = 1005 ч);

Не (£)- скорость снижения ресурса клиновых ремней за единицу времени хранения по ¿-том;' варианту, ч/мес;

Тх - продолжительное™, хранения, мес.

По формуле ( 16 ) определяется усталостная долговечность ремней, то есть долговечность до появления расслоения между элементами конструкции ремней. Однако исследования показали, что при хранении происходит и собственно снижение прочности связи между элементами конструкции ремней, которое описывается уравнением ^ - (7- '(¿)Т ( I7 )

где О! - прочность связи при хранении ремней по ¿-тему варианту, Н/см;

Со - прочность связи контрольных ремней, Н/см;

С" (£)- скорость снижения прочности связи при хранении по ¿-тому варианту, Н/см.мес;

Тх - продолжительность хранения, мес.

Тогда формула для определ°ния расчетной долговечности ремней с учетом снижения прочности связи между их элементами конструкции после преобразований принимает вид:

(в)

Результаты расчета долговечности ремней по формуле ( 18 ) и значения С(4) и И (-¿) для различных вариантов хранения приведены в табл. 3. Здесь же приведены результаты определения эксплуатационной долговечности ремней при их работе на зерноуборочных комбайнах.

Таблица 3

Долговечность ремней при хранении по различным вариантам

№№ Вариант хранения, защитный состав Долговечность, Ч | 1 " 1 1 1 1 расчетная;эксплуата-; ( ционная \ Со) | Н'Ф

I. Сухое отапливаемое помещение 893 823 0,215 1,875

2. Открытая площадка без защиты 721 673 0,392 6,750

3. Сь:ро?> неотапливаемое помещен!' е еь: 504 0,483 8,4иВ

4. Открытая площадка, ИВВС-706М 843 786 0,285 3,208

5. Открытая площадка, ЗЗЦЦ-13 786 742 0,365 4,375

е. Открытая площадка, 5ИВС 784 705 0,367 4,416

г; Под навесом без защиты 814 764 0,335 3,583

Выбо£ £пос£б£в_х_ранения и задитных_мставор ¿ля консервации £0С-т_а^ннх_ чаете £ _сел ь£к£х£зяй^менных_кашн_в_м£»£е_зонный_п£риод. Данные экспериментальных исследозгний позволили с помощью критериев ( I ), ( 2 ) и ( 3 ) провести правильный выбор защитных составов и рациональных способов хранения цепей, ножей и ремней (на примэре зерноуборочных комбаРнов ). Результаты оценки защитных свойств консервационных материалов и способов хранения по предложенным критериям показали, что для втулочно-роликовых цепей рациональным способом хранения является открытое хранение с применением защитных составов "Цермин", "Кормин" и "Ини бит-С" после обработки цепей составом ЗВВС-1; для ножей режущих аппаратов рациональным является открытое хранение с применением защитных составов "Цормин" "Ингибит-С" и ИВЗС-706М, а для ремней - открытое хранение с применением состава ИВЗС-706М (табл. 4).

Таблица 4

Значения критериев выбора способов хранения и защитных составов

№ 1 Вариант хранения, защитный состав ! ! Тх, АЙ, 1С,.

чел.ч физ.га руб.'

I 2 3 4 5

ножи режущих аппаратов

I. Открытая площадка без защиты - 65 1,30

2. Открытая площадка, "Цермин" 0,25 0 0,36

3. Открытая площадка, "Ингибит-С" 0,25 ю 0,49

4. Открытая площадка, ИВВС-706М 0,25 6 0,37

5. По-ГОСТ 7751-85 (масляная ванна) 2,10 - 1,50

Продолжение табл. Л

I ! 2 ! ! ! ° ! 4 \ 5

клиновые ремни

т, Открытая площадка б°з защиты С,8С 142 13,85

2. Открытая площадка, ИЗВС-706М 2,20 81 8,56

3. Под навесом без защиты т,зо 95 И, 44

4. По ГОСТ 7751-85 (сухо® отапливаемое

помещение) 4,90 Ь£ 19,90

Бтулочно-роллковые 1 :;епи

I. Открытая площадка без защита 0,70 203 3,05

2. Открытая п::ог.с,дн,а,"Кормин" после ЗВВС-Г 2,С5 3 1,88

3. Открытая площадка,мИнгибит-С" поел» ЗВ2С-1 1,90 6 Т ПГ? 1,1 /

4. Открытая площадка,"Цермин" после ЗВБС-1 1,90 3 1,77

5. По ГОСТ 7751-65 ( масляная ьанна ) 3,50 - 3,44

По результатам Выборг, рациональных способов хранения и защитных составов разработаны технологические процессы хранения цепе!*, ноже Г и ремней, предусматривающие их хранение и межсезонный период непосредственно на комбайнах без снятия (при этом ремни и'цепи --ранятся в ослабленном состоянии). В соответствии с этими териологическими процессами "ранения клиновые реши ослабляют, дефектуют, протирагт обтирочным материалом, смоченным в неэтилированном бензине, после чего на них кистью или щеточным приспособлением наносят защитный состав; нтулочно-роликовые цепи ослабляют, дефектуют, с помощью щеточного приспособления с использованием промывочной жидкости очищают от загрязнений и продуктов износа, обрабатывают водовытесняющим составом, после чего на них кистью или щеточным приспособлением наносят защитный состав; рей ••щи" аппарат после очистки консервируют защитным составом с помощью пневматического пистолета.

Результаты опытно-производственной проверки и внедрения, проведенные в хозяйствах Пензенской (2 хозяйства), Владимирской (2 хозяйства) и Целиноградской (I хозяйство) областей, показали, что хранение цепей, ремне"' и ножей по предлагаемым технологическим процессам позволяет улуч-дить организацию труда на машинных дворах, снизить потребность в складских помещениях, увеличить производительность труда в 1,4-2,0 раза, уменьшить расход запчастей по исследуемым элем°нтам на 25-35;?.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Стлкчит°льной особенностью открытого хранения машин в межсезонный период является снятие с них на складское хранение большого количества составных частей (с комбайнов Дон-Т50С и СК-5 "Нива" - соответственно 40 к 37 единиц). 2то значительно усложняет технологии хранения ма шин, создает неудобства при межсезонном ремонте и обслуживании, приводи к значительному повышению трудовых (на 14-25?) и материальных (до 25 руб. на комбайн) затрат, связанных с хранением.

2. Установлено,что не менее 25^ парка зерноуборочных комбайнов хранится с нарушениям ГОСТ 7751-85. Общий ущерб от нарушения правил хранение таких составных частей,как втулочно-роликовке цепи,клиновые ремни и ножи режущих аппаратов составляет в среднем 37 руб. на комбайн в год.

3. Снижение ресурса клиновых ремней в межсезонный период хранения обусловлено изменением их физико-механических показателей. Лучшими уело виями их хранения является хранение в сухих отапливаемых помещениях.При отом снижение физико-механических показателей и ресурса ремней имеет ми нимальное .значение и за 12 мсс.. хранения составляет: по механической прочности - 180 Н;по модулю упругости - 15,4 МПа;по прочности связи по слою сжатия - 2,8 Н/см;по ресурсу - 56 ч (5,6/0 .Хранение ремней в сырых неотапливаемых помещениях приводит к снижению физико-механических показателей и ресурса соответственно на 1020 Н,88 МПа, 5,8 Н/см, 180 ч (18?

4. При открытом хранении лучная сохраняемость клиновых ремней обеспечивается консервацией составом ИЗВС-706М. Снижение физико-механически

.^.показателей и ресурса составляет: по механической прочности - 320 Н; по модулю упуругости - 30 МПа;по прочности связи по слою сжатия - 3,3 Н/см по ресурсу -81ч (8%) .Хранение ремней на открытой площадке без защиты снижает эти показатели соответственно на 750 Н, 64,5 МПа, 5,1 Н/см и 142 ч (или на 14,5$).

5. Исследованиями установлено, что для втулочпо-роликовых цепей наибольший эффект достигается при двухстадийной консервации, когда нанесе ние защитного материала на цепи осуществляется после их обработки водо-

вытесняицим составом ЗВВС-1, что снижает износ цепей по сравнению с кон

22

:ервацией без применения водовытесняющего состава в среднем на 15/-. При эткрытом хранении лучшая сохраняемость uenQfi обеспечивается двухстадий-■юй консервацией с применением составов "Цермин","Кормин","Ингибит-С". 3 этом случае снижение ресурса в межсезонный период хранения не пр^пь'-пает 10 физ.га. При открытом хранении без защите износ цепе» в 1,5-2,0 рази виео новых цепей, а снижение ракурса по сравнении, г ксвкми г-ешли достигает 200 физ.га.

С. Наилута. сохраняемость ноге-" режущих аппаратов при открытом хра-1ении достигается консервацией составами "Дермин","Кормин","Ингибит-С", 1ВВС-706М. При этом износ рабочих кромок сегментов ноже}» соизмерим с из-

-ч

юсом сегментов новых ножей. Снижение ресурса в среднем составляет 8-12 {из.га (не более 2f). При открытом хранении без защиты снижение ресурса тожей составляет 65-70 физ.га (15-18? ресурса новых ножей).

7. Наиболее рациональными способами хранения исследуемых элементов зерноуборочных комбайнов является их хранение в межсезонный период по тредлагаемым технологиям непосредственно на комбайнах без снятия с применением соответст^т'цих консервационнкх материалов. Это позволяет по ¡равнению с пуществующими способами при одновременном обеспечении высокой сохраняемости значительно снизить материальное и труг.свые затраты, •отоpre в расчете на один комбайн в год составляют:

по цепям вместо 3,44 руб. и 3,5 чел.ч - 1,28 руб. и 1,2 чел.ч;

по ремням вместо 19,90 руб. и 4,9 чел.ч - 8,56 руб. и 2,2 чел.ч;

по ножам вместо 1,50 руб. и 2,1 чел.ч - 0,36 руб. и 0,25 чел.ч.

8. Годовой экономический эффект от внедрения предлагаемых споссбог гранения составляет 19,60 руб. на комбайн, что в расчете на весь парк гомбайнов (без учета комбайнов семейства "Дон") только по Пензенской еб-1асти составляет 235,0 тыс. рублей (в ценах на CI.CI.IS00 г.).

Подтвержденный экономический эффект от внедрения предлагаемых тех-юлогических процессов хранения элементов машин составляет hp менер 1,8 'ыс. рублей на хозяйство в год.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

I. Хранение узлов и деталей зерноуборочных комбайнов/Лйеханизаиия и

>лектрификация сельского хозяйства.-1989.-МО.-С.51-52 (в соапторстве с

23

Пучиным Е.А.).

2. Нормативы потребности в технологическом оборудовании и оснастке для хранения техник::.-К. :Г0СНИТИ, 1989.-14с. (в соавторстве с Северным А.Э., Пучиным Е.А., Мельниковым A.A. и др.).

3. Трактор ДТ-Г75С: Руководство по хранению.4!.:Г0СНИТИ,1989.-16с. (в соавторстве с Северилм А.Э., Путиным Е.А., Мельниковым A.A. и др.).

4. Рекомендации по организации и технологии_хранения маиин на ре-монтно-технических предприятиях.-М.:ГОСНИТИ,1989.-28с. (в соавторстве с Северным А.Э., Пучиьым ¡i.A., Щукиным А.Р. и др.).

5., Хранение клиновых ремней зерноуборочных комбайнов/ Энергосберегающие технологии в сельскохозяйственном производстве. Те.з. докл. Всесоюзной научно-техн. конференции (1990г., г.Тамбов) .4L :ВШ, 1990.-С.79-80.

G. Технологии консервации деталей открытых передач//Механизация и электрификации сельского хозяйства.-1990.-№10.-С.43-44 (в соавторстве с ' Енисейским Н.Л., Пучиным Е.А.).

7. Хранение клиновых ремней/Д'.^ханкзация и электрификация сельского хозяйства.-1990.-F°I0.-С.44-45 (в соавторстве с Северным А.3,Пучиным Е.А.

8. Влияние условий хранения на сохранность режущих аппаратов жаток// Механизация и электрификация сельского хозяйства.-1990.-№10.-С.45-46 (в соавторстве с Пучиным Е.А.).

9. Руководство по применению составов на основе переработки продуктов сланцевой смолы для противокоррозионной зэдиты сельскохозяйственной техники.-М.:Г0СВДТИ,1991.-14с. (в соавторстве с Северным А.Э., Пучиным Е.А., Ефимовым И.А. и-др.).

10. Рекомендации по очистке и противокоррозионной защите деталей открытых сопряжений сельскохозяйственной техники.-М.:Г0СНИТИ,1991.-16с.

(в соавторстве с Северным А.Э., Енисейским Н.Л., Пучиным Е.А. и др.).

11. Новые средства консервации втулочно-роликовых цепей сельскохоз.-* -ственных машин//Научно-технический информационный сборник.-М.:Информаг-ротех.-1991.-Вьп.4:Техническое обслуживание, ремонт машинно-тракторного парка и оборудования.-С.10-12 (в соавторстве с Пучиным Е.А., Бакалейни-ковым З.М., Енисейским Н.Л.). 24