автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.03, диссертация на тему:Технология и устройство для очистки сельскохозяйственных машин с использованием абразивно-кавитационной струи

кандидата технических наук
Тараканова, Надежда Михайловна
город
Рязань
год
2011
специальность ВАК РФ
05.20.03
Диссертация по процессам и машинам агроинженерных систем на тему «Технология и устройство для очистки сельскохозяйственных машин с использованием абразивно-кавитационной струи»

Автореферат диссертации по теме "Технология и устройство для очистки сельскохозяйственных машин с использованием абразивно-кавитационной струи"

На правах рукописи

Тараканова Надежда Михайловна

ТЕХНОЛОГИЯ И УСТРОЙСТВО для очистки СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ МАШИН С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ АБРАЗИВНО-КАВИТАЦИОННОЙ СТРУИ

Специальность 05.20.03 -технологии и средства 4843962

технического обслуживания в сельском хозяйстве

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 4 ДПР 2011

Рязань-2011

4843962

Работа выполнена на кафедре «Электроснабжение, электрооборудование и автоматика» ФГОУ ВПО «Рязанский государственный агротехнологический университет» имени П.А. Костычева»

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор Гришин Иван Иванович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Кравченко Андрей Михайлович; кандидат технических наук, доцент Попов Андрей Сергеевич

Ведущее предприятие: Всероссийский научно-исследовательский институт механизации агрохимического и материально-технического обеспечения сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных паук.

Защита состоится «26» апреля 2011 года в 13 часов на заседании диссертационного совета Д 220.057.02 при ФГОУ ВПО «Рязанский государственный агротехнологический университет имени П.А. Костычева» по адресу: 390044, г. Рязань, ул. Костычева, д.1 в зале заседаний диссертационного совета.

Объявление о защите и автореферат размещены на сайте ФГОУ ВПО РГАТУ mvw.rgsha.iu 20ЦЕИг.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО РГАТУ.

Автореферат разослан _2011Гг.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук, доцент

А.В. Шемякин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Эксплуатация техники в сложных условиях сельскохозяйственного производства связана с попаданием и накоплением на ее поверхности пыли, дорожной грязи, остатков растительности, ядохимикатов, минеральных удобрений, топлива, масел и других видов загрязнений, которые под воздействием атмосферных факторов стимулируют интенсивное развитие процессов коррозионного разрушения деталей машин и старение полимерных материалов.

Поэтому очистка машин и их деталей - важнейший технологический процесс, оказывающий большое влияние на эксплуатационные показатели машин, культуру производства, качество ремонта и технического обслуживания.

Наиболее перспективными и распространенными из существующих на сегодняшний день технологий очистки и мойки сельскохозяйственной техники являются технологии с использованием водяных струй высокого давления. Последнее время рост эффективности очистки машин при использовании технологий струйной очистки достигается за счет увеличения кинетической энергии струи путем повышения давления подачи моющей жидкости или добавлением в нее абразивного материала, что требует дополнительных энергетических и материальных затрат, а также ухудшает условия труда оператора моечной установки из-за повышенной запыленности воздуха в его рабочей зоне.

Поэтому разработка технологии очистки сельскохозяйственной техники, обеспечивающая полное удаление загрязнения с поверхности деталей машин и улучшающая условия труда операторов моечных установок без увеличения энергетических и материальных затрат, является актуальной научной задачей.

Работа по разработке технологии и устройства для очистки машин с использованием абразивно-кавитационной струи велась в 2007-2010 г.г. в лабораториях Рязанском ГАТУ, на машинных дворах хозяйств Михайловского района Рязанской области в соответствии с планом НИР по теме № 14 «Ресурсосберегающие технологии и средства механизации для хранения сельскохозяйственной техники».

Цель исследования. Повышение эффективности процесса очистки наружных поверхностей сельскохозяйственных машин путем разработки технологии и универсальной моечной установки с использованием абразивно-кавитационной струи с обоснованием параметров и режимов ее работы.

Объект исследования. Процесс наружной очистки сельскохозяйственной техники от эксплуатационных и технологических загрязнении абразивно-кавитационной струей.

Предмет исследования. Воздействие параметров абразивно-кавитационной струи на загрязненную поверхность и их влияние на условия труда оператора.

Методика исследования. Достижение поставленной цели осуществлялось за счет проведения теоретических и экспериментальных исследований.

Теоретическое исследование состояло в получении зависимостей, позволяющих установить конструктивные и технологические параметры моечной установки с использованием абразивно-кавитационной струи, влияющие на режимы ее работы.

Экспериментальное исследование заключалось в определении оптимальных значений параметров и режимов работы установки, проведении сравнительных испытаний разработанной технологии очистки с существующими технологиями, определении экономической эффективности от применения предложенной технологии.

Исследования выполнены на специально изготовленных установках с использованием стандартных и частных методик с применением способов планирования эксперимента. Обработка результатов полученных экспериментальных данных осуществлялась методами математической статистики с использованием ЭВМ.

Научную новизну диссертации составляют теоретическое обоснование условий создания абразивно-кавитационной струи, аналитические зависимости качества очистки поверхностей сельскохозяйственных машин от параметров, режимов работы универсального моечного устройства и результаты исследований условий труда оператора моечной установки. Новизна технического решения подтверждена патентом Российской федерации на полезную модель № 79079.

Практическая ценность работы заключается в том, что разработана технология наружной очистки сельскохозяйственных машин (на примере зерноуборочного комбайна СК-5 «Нива»), которая позволяет снизить трудоемкость выполнения работы, энергетические и материальные затраты, повысить качество очистки.

Результаты исследований нашли практическое применение в модернизированных моечных машинах высокого давления.

Производственная проверка показала эффективность технологии и устройства для очистки сельскохозяйственных машин с использованием абразивно-кавитационной струи. Результаты производственных исследований внедрены в хозяйствах Михайловского района Рязанской области: ООО «Продрессурс», СХПК «Михайловские семена», КФХ «Урожайное».

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на научно-практических конференциях Рязанского государственного агротехнологического университета (2007...2010 г.г.), на 12-й международной научно-практической конференции «Ресурсосберегающие технологии ремонта, восстановления и упрочнения деталей машин, механизмов, оборудования, инструмента и технологической оснастки от нано- до макроуровня» Санкт-Петербургского государственного политехнического университета (2010 г.) и на международной научно-практической

конференции «Вавиловские чтения 2010» Саратовского государственного аграрного университета (2010 г.).

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 10 статьях, из которых 4 статьи опубликованы в изданиях, рекомендованных ВАК, имеются два свидетельства на полезную модель.

Защищаемые положения:

- конструктивно-технологическая схема устройства для очистки сельскохозяйственной техники, параметры и режимы ее работы (патент РФ № 79079);

- теоретическое обоснование и экспериментально установленные зависимости параметров и режимов универсального моечного устройства с использованием абразивно-кавитационной струи;

- технология наружной мойки сельскохозяйственных машин с использованием установки, оборудованной устройством для создания абразивно-кавитационной очистки.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из аннотации, введения, четырех глав, общих выводов и рекомендаций производству, списка использованной литературы и приложений. Работа изложена на 137 страницах машинописного текста, содержит 36 рисунков, 10 таблиц и 14 страниц приложений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, сформирована цель работы, представлены основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе «Общее состояние проблемы и задачи исследования» на основе анализа литературных источников и производственного опыта процесса очистки сельскохозяйственных машин были классифицированы основные виды загрязнений наружных поверхностей машин, проведен анализ условий труда операторов моечных установок, оценены технологии и средства механизации очистки техники.

Анализ научных работ JIM. Гуревича, С.П. Завьялова, Ю.С. Козлова, A.A. Куликова, М.Б. Латышенка, А.П. Садовского, Н.С. Смирнова, Н.Ф. Тельнова и других авторов, посвященных процессу очистки сельскохозяйственных машин, показал, что для улучшения качества ремонта и технического обслуживания сельскохозяйственных машин с их поверхности необходимо удалять не только слабо- и среднесвязанные загрязнения (дорожная грязь, масляно-грязевые отложения и т.д.), но и сильносвязанные (продукты коррозионного разрушения, старое лакокрасочное покрытие и т.д.), которые занимают около 10% общей площади поверхности машины, но имеют наибольшую трудоемкость удаления.

Наиболее эффективным способом удаления всех видов загрязнений является гидроабразивная очистка. Но при абразивной очистке запыленность воздуха рабочего места оператора моечной установки в десятки, сотни раз

превышает санитарные нормы. Результаты современных исследований показали, что снижение запыленности воздуха при гидроабразивной очистке возможно за счет снижения концентрации абразива в моечном растворе и увеличения скорости подачи моющей жидкости. Для получения этого эффекта необходимо использовать водяные насосы давлением более 35 МПа, что в свою очередь требует высоких энергетических и финансовых затрат.

Поэтому была выработана гипотеза, что скорость абразивного материала в струе моечной жидкости, возможно повысить за счет использования эффекта кавитационного взрыва, т.е. создать абразивно-кавитационную струю.

В связи с этим в задачи настоящего исследования были включены: 1. На основании известных технических решений и результатов исследований выявить перспективные направления в создании универсального моечного устройства для наружной очистки сельскохозяйственной техники.

2. Разработать конструкцию универсального моечного устройства,

позволяющего удалять с наружной поверхности сельскохозяйственных

машин все виды загрязнений.

3. Теоретически обосновать возможность создания абразивно-кавитационной струи и экспериментально установить оптимальные параметры работы устройства для её создания.

4. Исследовать условия труда оператора моечной установки оборудованной универсальным моечным устройством при выполнении работ по наружной очистке сельскохозяйственных машин.

5. Разработать технологию очистки сельскохозяйственных машин с использованием универсального моечного устройства и провести ее проверку в производственных условиях.

6. Определить экономический эффект от внедрения разработанной технологии наружной очистки сельскохозяйственных машин.

Во второй главе «Теоретические исследования воздействия абразивно-кавитационной струи на загрязненную поверхность» получены аналитические зависимости основных параметров конструкции и режимов работы разработанного универсального моечного устройства на образование абразивно-кавитационной струи и ее влияние на очищаемую поверхность.

Механизм абразивно-кавитационной очистки можно представить следующим образом. При снижении давления в потоке жидкости, за счет источника ультразвуковых колебаний она насыщается кавитационными пузырьками, после чего в этот поток подается абразивный материал. Через определенный промежуток времени происходит возмущение поверхности пузырьков из-за наличия градиента давления вблизи их стенок, при этом наблюдается образование микроструек жидкости, вызываемой деформацией пузырька. Образующиеся микроструйки прорывают газовый пузырек со скоростью, которая имеет значение, на порядок превышающее скорость движения жидкости. Микроструйка, встречая на своем пути частицу абразива, движущуюся в одном с ней направлении, дополнительно разгоняет ее.

При ударе частицы абразива о контактную поверхность возникает давление, величину которого можно установить из выражения

р = \рМ-У2), (1)

где Р - давление струи моющей жидкости на загрязненную поверхность, МПа;

ра - плотность абразивного материала, кг/м3;

К0 - суммарная скорость взаимодействия абразивной частицы с загрязнением, м/с;

V - скорость контактной поверхности, возникающая за счет разрушения и движения частицы загрязнения по объекту очистки, м/с.

Скорость абразивной частицы будет складываться из скорости потока жидкости и скорости кумулятивной струи.

= + (2) где Ук - скорость кумулятивной струйки, м/с; Уп - скорость потока моющей жидкости, м/с. В то же время, принимая, что частицы загрязнения при воздействии на них струи очищающей жидкости начинает течь, из уравнения Бернулли можно определить давление, необходимое для удаления с поверхности загрязнения

Р = \р?У2 + Рд , (3)

где рз - плотность частицы загрязнения, кг/м3; Рд - динамический предел текучести, МПа.

Проведя соответствующие преобразования, получаем суммарную скорость кумулятивной струйки, необходимую для разрушения адгезионных связей загрязнения с поверхностью машины.

= + (4)

где рз - плотность загрязнения, кг/м3;

Уп - скорость потока моющей жидкости, м/с.

При этом условие разрушения адгезионных связей частиц загрязнения с поверхностью машины также может быть определено выражением:

где а- предельное напряжение разрушения адгезионных связей загрязнения, МПа.

Математический анализ выражений (4) и (5) показал, что теоретически возможно создать конструкцию сопла моечной машины, позволяющего за счет эффекта кавитационного взрыва разогнать частицы абразива в водяном потоке до скорости, необходимой для разрушения самых плотных частиц загрязнения, при этом давление подачи моечной жидкости должно быть в пределах 5-7 МПа. Такое давление может быть получено при использовании водяных насосов высокого давления современных моечных машин.

Учитывая это условие, была разработана конструкция универсального моечного устройства, позволяющая удалять загрязнения с поверхностей машин четырьмя режимами струйной, навигационной, гидроабразивной и абразивно-кавитационной очистки (рисунок 1).

1 - корпус; 2 - золотник; 3 - ось; 4 - подводящий канал; 5 - рукоятка; 6 -штуцер;7 - рычаг нажимной; 8 - задняя полость; 9 - распределительные каналы; 10 - стержень конусной; 11 - конус полый; 12 - сопло конусной насадки; 13 - штуцер; 14 - гайка фиксирующая; 15 - кольцо; 16 - втулка-резонатор, 17 - полость конусной насадки; 18 - продольные каналы золотника.

Рисунок 1 - Универсальное моечное устройство для очистки сельскохозяйственных машин

Устройство состоит из корпуса со сквозным отверстием, конусной насадки и расположенного внутри них золотника с продольными каналами. Нажимной рычаг кинематически связан посредством шарнира со штоком золотника. На переднем торце золотника установлен полый конус и конусный стержень с втулкой-резонатором.

На устройство установлено кольцо с радиальным отверстием с возможностью поворота и фиксации кольца в различных положениях для подачи абразива.

Для получения режима абразивно-кавитационной очистки рычагом 7 золотник 2 перемещается вперед. Моечная жидкость, пройдя через режимный канал А и золотник, попадает на втулку-резонатор 16, лепестки которой становятся источником ультразвуковых колебаний, насыщая поток моечной жидкости кавитационными пузырьками. Абразивный материал подается в поток жидкости, насыщенной кавитационными пузырьками, через штуцер 13.

На разработанную конструкцию моечной установки получен патент на полезную модель № 79079.

Поскольку режимы струйной и кавитационной очистки достаточно изучены Тельновым Н.Ф., Латышенком М.Б., Поповым A.C., Паюровым P.A., в задачи настоящей работы входило только исследование режима абразивно-кавитационной очистки. Для этого сопло универсального моечного

----------------- моечная жидкость;

О—— - моечная жидкость с кавитационными пузырьками;

в — - абразив;

о о — - абразивно-кавитационная струя.

1 - корпус; 2 - золотник; 3 - конус полый; 4 - стержень конусной; 5 - втулка-резонатор; 6 - сопло конусной насадки; 7 - штуцер.

А, В, Г, Д- элементарные участки образования абразивно-кавитационной струи

Рисунок 2 - Элементарные участки образования абразивно-кавитационной струи

Участок А. На этом участке моечная жидкость под давлением Рн, пройдя через канал золотника, сформировавшись в виде кольца, подается на втулку-вибратор, в результате чего происходит колебательное возбуждение упругих элементов конструкции втулки. Втулка-вибратор становится источником ультразвуковых колебаний.

Общее давление в жидкости на выходе из участка А может быть определено по формуле (6).

Ро = Рн + РзвХ8гай>л*, (6)

где Ро - общее давление акустико-кавитационного потока, Па; Рн - давление подачи моечной жидкости, Па; Рзв - звуковое давление, создаваемое за счет упругих колебаний лепестков втулки-вибратора, Па.

В фазе уменьшения давления звуковой волны жидкости происходит нарушение сплошности потока и, как следствие этого, возникновение навигационных пузырьков, на развитие и динамику которых влияют частота

собственных колебаний лепестков втулки-вибратора (формула (7).

= (7)

к2 -у 7Грл

где со - частота собственных колебаний лепестков втулки-вибратора, Гц; Хд - коэффициент пропорциональности, зависит от формы колебаний

и условий закрепления колебательного элемента, Н/м2; И - высота лепестка (колебательного элемента) втулки-вибратора, м; Ел - модуль упругости материала втулки-вибратора, Н/м2; Л - радиус лепестка втулки-вибратора, м; § -толщина лепестка втулки-вибратора, м; Рл - плотность материала втулки-вибратора, кг/м3.

Из формулы (7) видно, что частоту колебаний лепестков втулки-вибратора можно изменить за счет изменения радиуса, толщины, длины лепестка, а также подбором материала втулки.

Максимальное значение силы Р, возмущающей лепесток втулки-вибратора, можно определить как сумму отклоняющих сил от напора моечной жидкости и звукового давления (рисунок 3). Для определения звукового давления было использовано уравнение Эйлера, позволяющее описать процесс образования звуковых колебаний в потоке жидкости.

Рисунок 3 - Схема действия сил на лепесток втулки-вибратора от напора моющей жидкости

В результате проведенных математических преобразований было установлено, что возмущающая лепесток втулки-вибратора сила может быть рассчитана по формуле (8).

F = fTrJWftKltfcose + ^ + 2PVп 1sin wt> ( 8)

где Vn - скорость потока моющей жидкости, м/с; Рж ~ плотность моющей жидкости, кг/м3; в - угол атаки лепестков втулки-вибратора, рад.

Из формулы (8) видно, что величина возмущающей силы в наибольшей степени зависит от скорости потока моечной жидкости, геометрических параметров и свойств материала втулки-вибратора.

Участок Б. На границах этого участка давление моечной жидкости остается постоянным, так как образовавшиеся на участке А кавитационные пузырьки в силу своей инертности начинают схлопываться за пределами этого участка. .

Участок В. На этом участке в поток моечной жидкости, насыщенной кавитационными пузырьками, в сопло конусной насадки из резервуара с абразивным материалом за счет разницы давлений через всасывающую трубку поступает абразивный материал (рисунок 4).

А - зона всасывания (Ра т м) ..« -«— - движение частиц абразивного материала

1 - универсальное моечное устройство; 2 -резервуар с абразивным материалом; 3 - высасывающая трубка; 4 - воздушная трубка.

Рисунок 4 - Схема забора абразивного материала

Сделав допущение, что частицы абразивного материала имеют форму, близкую к шару, и одинаковый размер с известной долей вероятности, можно утверждать, что движение моечной жидкости в конусной насадке проходит в ламинарном характере, т.е. у стенки конусной насадки разность между атмосферным давлением и давлением в сопле конусной насадки будет минимальной. Поэтому для улучшения условий подачи абразивного материала в конусной насадке конструкция универсального моечного устройства была изменена за счет расположения всасывающей абразивный материал трубки по оси конусной насадки.

Тогда процесс всасывания абразивного материала будет происходить при разности давлений АР, которая может быть определена из выражения

1 А

где Раб ~ плотность абразивного материала, кг/м3; ускорение свободного падения, м/с2; £>аб - внутренний диаметр всасывающей абразив трубки, м; />ж - внутренний диаметр сопла конусного насадка, м; к - коэффициент пропорциональности, м3/с4.

Участок Д. Характеризуется тем, что моечная жидкость, насыщенная кавитационными пузырьками и частицами абразива, выбрасывается из сопла универсального моечного устройства в направлении очищаемой поверхности. Через определенный промежуток времени происходит возмущение поверхности пузырька из-за наличия градиента давления, направленного в сторону движения. При этом происходит образование кумулятивной микроструйки жидкости, вызванное деформацией пузырька в процессе схлопывания. Образующиеся микроструйки прошивают пузырек со скоростью Кк, которая на несколько порядков превышает скорость движения потока моечной жидкости, дополнительно разгоняют частицу абразивного материала.

Согласно исследованиям, проведенным Ревелем, время схлопывания кавитациоиного пузырька может быть определено по формуле (10)

г = 0,915Дк(^)1/2, (10)

где 7?к _ радиус кавитационного пузырька, м;

Рак - плотность абразивно-кавитационной струи, кг/м3; Ро' - давление абразивно-кавитационной струи в процессе интенсивного схлопывания кавитационных пузырьков, па.

Из выражения (10) может быть установлено усилие, с которым будут разрушаться адгезионные связи частиц загрязнения с очищаемой поверхностью под действием абразивно-кавитационнной струи.

1ГрЛк(0.4575У„-ЯуР)2 .

гак --:-, (Н)

•)тт

где В - диаметр сопла конусной насадки, м;

$тт - минимальное расстояние от сопла до начала зоны интенсивного

схлопывания кавитационных пузырьков, м; ¥0- суммарная скорость абразивно-кавитационной струи, м/с.

Согласованный выбор давления подачи моечной жидкости, конструкционных параметров универсального моечного устройства, таких как величина зазора между конусным стержнем и полым конусом, радиус, толщина и длина лепестков втулки-вибратора, диаметров отверстий сопла конусного насадка и всасывающей трубки, а также свойств абразивного материала (плотности и размеров частиц) позволит добиться оптимальных режимов удаления с поверхности сельскохозяйственной машины любых возможных видов загрязнений.

С учетом того, что в результате ранее проведенных исследований были установлены необходимые для стабилизации кавитационных процессов с помощью ультразвука параметры втулки-вибратора и определен размер зазора, через который моечная жидкость подается на лепестки втулки. Поэтому в ходе экспериментов необходимо добиться оптимальной работы универсального моющего устройства за счет варьирования значений давления подачи моечной жидкости, диаметров выходного отверстия сопла и всасывающей трубки, а также свойств абразивного материала.

В третьей главе «Методика экспериментальных исследований» изложена программа и методика исследований, приведено описание

конструкции разработанной лабораторной установки, оборудования и приборов, применяемых для изучения свойств абразивно-кавитационной струи, определение параметров и режимов работы универсального моечного устройства. Статистическая обработка полученных экспериментальных данных проводилась с применением программ «Statistika 6.0» и «Math Works MathLab v.6.1.0.405. R. 12.1».

В четвертой главе «Результаты исследований процесса абразивно-кавитационной очистки» представлены результаты лабораторных исследований, которые были получены в ходе многофакторного эксперимента, проведенного по плану Бокса-Бенкина второго порядка. В ходе

эксперимента было установлено уравнение множественной регрессии, определяющее связь между качеством очистки поверхности и параметрами универсального моечного устройства: давление подачи моечной жидкости Хь диаметр выходного отверстия сопла Х2, диаметр всасывающей абразивный материал трубки Х3, размер частиц абразивного материала Х4.

Y = 62,86 + - 3,531Х2 + 2,054Х3 + 2,033Х4 + 0,257Х1Х4_

-1,07ХаХ3 + 1,562X^4 - 0,856Х2Х3 + 1,284Х2Х4 + 1Д77Х3Х4 + +19,47Xi - 9,865X1 + 9,737Х| - 10,49X1

Для нахождения оптимальных значений параметров оптимизации использовался метод двухмерных сечений и было установлено, что наилучшее качество очистки образца универсальным моечным устройством в режиме абразивно-кавитационной очистки достигалось, если давление подачи моечной жидкости было 5,75 МПа, в качестве абразивного материала использовался кварцевый песок размером 0,62 мм, который подавался через всасывающую трубку диаметром 5,2 мм, абразивно-кавитационная струя выходила из устройства через сопло диаметром 18,8 мм.

Для определения воздействия моющей струи на очищаемую поверхность на всех режимах работы универсального моечного устройства проводились замеры деформации образца под воздействием очищающих струй (рисунок 5).

Под действием абразивно-кавитационной струи, на расстоянии от 0 до 40 см расположения сопла от очищаемого образца наблюдался сначала постепенный, а затем и резкий рост деформации образца, максимальное значение которого составило 156-160 мкм. При увеличении расстояния наблюдалось постепенное снижение силового воздействия. При этом даже на расстоянии 90-105 см кинетической энергии струи хватало для удаления с поверхности образца всех видов загрязнений.

КО........

too || _ * ~ водяная струя, Р = 10 МПа;

2 - акустико-кавитационная струя, Р = 5,75 МПа; —--г--V---3 - во до-абразивная струя,

и . \Г---\______Р = 10 МПа;

,0____' 'У---,!^ \__4 - абразивно-кавитационная

струя, Р = 5,75 МПа

0,1 02 0.3 0.4 05 0.6 0 7 0.8 С 9 1 Рнсстияиие от спило Эв очитсемои пайеркности

Рисунок 5 - График зависимости деформации очищаемого образца под действием моющей струи от расстояния между соплом и очищаемым объектом

1 - моечная машина KARCHER HD 5/17 С PLUS; 2 - гидромонитор; 3 -универсально моечное устройство; 4 - манометр; 5 - регулятор давления, 6 -напорная магистраль, 7 - счетчик расхода воды,8 - фильтр водяной ; 9 -счетчик расхода электроэнергии; 10 - трубка для забора абразивного материала; 11 - емкость с абразивным материалом; 12 - весы электронные; 13 -трубопровод для подачи абразивного материала; 15 - кран запорный трубопровода абразивного материала. Рисунок 6 - Общий вид экспериментальной установки

Для проведения натурных испытаний была создана экспериментальная установка с использованием универсального моечного устройства на базе моечной машины К ARC HER HD 5/17С PLUS (рисунок 6).

Исследования запыленности воздуха в рабочей зоне оператора, границы которой были определены на расстоянии 0,9-3,5 метра от очищаемого объекта (рисунок 7), показали, что при работе моечного устройства в режиме гидропескоструйной очистки запыленность воздуха в рабочей зоне оператора превышала допустимый предел в 75-115 раз. Поэтому из дальнейших исследований режим гидроабразивной очистки был исключен.

Применение абразивно-кавитационной струи за счет использования меньшего количества кварцевого песка для очистки поверхности образца от загрязнений, позволило снизить уровень запыленности воздуха в рабочей зоне оператора до 7,8-19,2 мг/м3, что в 1,3-3,2 раза превысило санитарные нормы.

но 120 100

пдк

/ / / / / / / /

ч / . / / / / /■

/ ""•«С /

/ / / / >

— Г7! L / .

\ к / / ffl ОЛГВДР /

ч, / / /

\ X Ъь/ ) /

\ / \ / '"*ч1 /' , / ■ / /

■у. ■yll. / /

1 г з 1

Расстояние от униберсэчььсго мае икс усгтпсиотбо So объято о-истки »i

1 - гидропескоструйная очистка;

2 - абразивно-кавитационная очистка;

3 - абразивно-кавитационная очистка с использованием защитного водяного экрана

Рисунок 7 - График зависимости предельных норм запыленности воздуха от расстояния между соплом и объектом очистки

Для устранения этого недостатка конструкция универсального моечного устройства была модернизирована. В нее введено пылеподавляющее сопло и

изменен механизм переключения режимов (рисунок 8). Устройство монтировалось на удлиненный до 1,25 м гидромонитор.

Сопло пылеподавляющее создавало вокруг абразивно-кавитационной струи «водяную рубашку», попадая в которую, частицы абразивного материала, отраженные от очищаемой поверхности изменяли свою скорость и траекторию полета.

1 - корпус; 2 - конусное сопло; 3 - пылеподавляющее сопло; 4 - водяная трубка; 5 - пружина; 6 - стопор поворотный; 7 - упор.

Рисунок 8 - Общий вид модернизированного универсального моечного устройства без трубопровода для подачи абразива

Моечная жидкость в пылеподавляющее сопло поступала при включении режима абразивно-кавитационной очистки через водяную трубку 4.

На практике режим абразивно-кавитационной очистки может быть использован только для удаления старого лакокрасочного покрытия, продуктов коррозионного разрушения металлов и других сильносвязанных загрязнений. Такие работы обычно проводятся перед выполнением текущего или капитального ремонта сельскохозяйственной машины, а также при подготовке машины к длительному хранению.

С учетом этого была разработана технология наружной очистки зерноуборочного комбайна СК-5М «Нива» перед постановкой на ремонт или длительное хранение.

В ходе натурных испытаний на машинных дворах сельскохозяйственных предприятий были проведены сравнительные испытания разработанной и существующих технологий очистки зерноуборочных комбайнов (рисунок 9).

Рисунок 9 - Графические зависимости качества очистки узлов и деталей зерноуборочного комбайна от затрат труда на его мойку

Из анализа полученных результатов видно, что при очистке узлов и деталей зерноуборочного комбайна, с использованием экспериментальной моечной установки, укомплектованной универсальным моечным устройством по разработанной технологии очистки, сократилась трудоемкость работ по сравнению с существующими технологиями. Также уменьшились затраты на электроэнергию, воду и расходные материалы. При этом условия труда оператора были в пределах установленных санитарных норм. В среднем затраты на очистку одного квадратного метра поверхности машины составили 87 копеек, что в 3-5 раз меньше, чем при очистке другими технологиями.

Расчет экономического эффекта от внедрения разработанной технологии показал, что ее применение позволило снизить трудоемкость очистки на 36.. .54%, энергозатраты на 76.. .84%, расходы моющей жидкости в среднем на 61% и получить годовой экономический эффект при фонде рабочего времени 1764 часа в размере более 31,5 тысяч рублей.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНД АЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ

По результатам проведенных исследований можно сформулировать следующие выводы и рекомендации:

1. Современные технологии струйной очистки сельскохозяйственной техники не в состоянии обеспечить удаление с поверхности деталей машин всех видов сильносвязанных загрязнений. Поэтому в комплект моечных машин производители включают специальные насадки для проведения гидропескоструйной очистки, применение которых связано с созданием повышенной запыленности воздуха в рабочей зоне оператора моечной установки. Устранить этот недостаток возможно, снизив концентрацию абразивного материала в моечном растворе, а очищающую способность раствора сохранить за счет применения эффекта кавитационного взрыва.

2. Для создания абразивно-кавитационной струй создано универсальное моечное устройство, которое состоит из корпуса со сквозным отверстием, конусной насадки, расположенного внутри них золотника с продольными каналами и многолепестковой втулки-вибратора. Моечная жидкость, пройдя через продольные каналы золотника через кольцевой канал попадает на втулку-вибратор, приводя её лепестки в колебательное движение. Втулка-вибратор создает в моющей жидкости, за счет колебания лепестков, ультразвуковое поле, насыщая жидкость навигационными пузырькам. Абразивный материл, подается в моющий поток по центральной питающей трубке. Для снижения запыленности воздуха в рабочей зоне оператора универсальное моечное устройство оборудовано пылеподавляющим соплом.

Кроме режима «абразивно-кавитационной струя», который оказывает максимальное разрушающее воздействие на очищаемую поверхность, и удаляя до 89% всех видов загрязнений, устройство позволяет проводить очистку наружных поверхностей сельскохозяйственных машин в режимах «водяная струя» и «акустико-кавитационная струя» которые соответственно удаляют 95 и 100% слабосвязанных загрязнений, а также 23 и 87% среднесвязанных загрязнений.

3. Установлены аналитические зависимости влияния конструктивно-кинематических параметров универсального моечного устройства на процесс образования абразивно-кавитационной струи, из которых видно, что на этот процесс оказывают наибольшее влияние давление подачи моющей жидкости, диаметры отверстий сопла конусного насадка и всасывающий абразивный материал трубки, а также плотность и размер частиц абразивного материала.

При этом оптимальными параметрами работы универсального моечного устройства в режиме абразивно-кавитационной очистки является подача

моющей жидкости под давлением 5,75 МПа, при этом в качестве абразивного материала используется кварцевый песок с диаметром частиц 0,62 мм, который подается через всасывающую трубку диаметром 5,2 мм. Абразивно-кавитационная струя образуется в сопле конусного насадка диаметром 18,8 мм.

4. Применение универсальное моечное устройство, оборудованное пылеподавляющим соплом и удлиненной рукоятью (L = 1250 мм) для наружной очистки сельскохозяйственных машин позволяло работать оператору моечной установки при запыленности воздуха 0,05.. .0,14 мг/м3, что ниже предельно-допустимой нормы концентрации пыли.

5. Технология очистки машин с использованием универсального моечного устройства предусматривает использование режимов «водяная струя» и «акустико-кавитационная струя» удаления соответственно слабо- и среднесвязанных загрязнений, режим «абразивно-кавитационной очистки» использовать при необходимости очистить поверхность от старого лакокрасочного покрытия, продуктов коррозии и других сильносвязанных загрязнений. Испытания разработанной технологии очистки с применением моечной установки, укомплектованной универсальным моечным устройством, позволило снизить трудоемкость очистки на 36...54%, энергозатраты на 76...84% и расход моечной жидкости в среднем на 61% по сравнению с технологиями, предусматривающими применение установок «KARCHER 10/25-4SX PLUS» и «OERTZEN-200E».

6. Годовой экономический эффект от внедрения разработанной технологии очистки сельскохозяйственных машин с использованием моечной установки, укомплектованной универсальным моечным устройством, при годовом фонде рабочего времени 1760 часов и коэффициенте использования времени смены 0,76 составил 31572 рубля

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

- в списке изданий, рекомендованных ВАК для докторских и кандидатских диссертаций, 3 работы:

1. Тараканова Н.М., Латышенок М.Б., Астахова Е.М. Многорежимное устройство для очистки техники // Сельский механизатор. - 2010. № 1. С. 32-33.

2. Тараканова Н.М., Латышенок М.Б., Шемякин A.B. Теоретическое обоснование конструкции универсального моечного устройства абразивно-

навигационного действия И Научно-технические ведомости СПбГПУ - 2010. №3(106). С. 114-118.

3. Тараканова Н.М., Латышенок М.Б., Шемякин A.B., Шемякина Е.Ю. Устройство для безопасной очистки техники // Грузовик, строительно-дорожные машины, автобус, троллейбус, трамвай. - 2010. № 10. С. 16-18.

4. Тараканова Н.М., Латышенок М.Б., Шемякин A.B. Теоретические основы повышения эффективности струйной очистки сельскохозяйственной техники // Ремонт, восстановление, модернизация. - 2010. № 11. С. 45-46.

- патентов на полезную модель 2:

5. Патент на полезную модель РФ № 79079 МКП B60S 1/00. Устройство для очистки транспортных средств. Авторы Тараканова Н.М., Латышенок М.Б., Костенко М.Ю., Астахова Е.М. Опубл. 20.02.2008. Бюл. № 35.

6. Патент на полезную модель РФ № 86504 МКП В06В 3/00, B60S 3/04. Устройство для очистки и дезинфекции поверхностей. Авторы Тараканова Н.М., Латышенок М.Б., Ретюнских В.Н., Новичков A.A. Опубл. 10.09.2009. Бюл. №25.

- в других научных изданиях:

7. Тараканова Н.М., Латышенок М.Б. Устройство для безопасной очистки техники // Ресурсосберегающие технологии ремонта, восстановления и упрочнения деталей машин, механизмов, оборудования, инструмента и технологической оснастки от нано- до макроуровня: Материалы 12-ой международной научно-практической конференции в 2-х частях. - СПб: Изд-во Политехнического университета, 2010. С. 414-415.

8. Тараканова Н.М., Латышенок М.Б., Шемякин A.B., Воробьева И.В. Устройство для абразивно-кавитационной очистки техники // Ресурсосберегающие технологии ремонта, восстановления и упрочнения деталей машин, механизмов, оборудования, инструмента и технологической оснастки от нано- до макроуровня: Материалы 12-ой международной научно-практической конференции в 2-х частях. - СПб: Изд-во Политехнического университета, 2010. С. 418-419.

9. Тараканова Н.М., Латышенок М.Б., Астахова Е.М., Шемякина Е.Ю. Повышение безопасности работ при выполнении гидроабразивной очистки узлов и деталей сельскохозяйственных машин // Вестник Рязанского государственного агротехнологического университета имени П.А. Костычева. № 1,2010. - Рязань, РГАТУ. С. 43-45.

10. Тараканова Н.М., Шемякин A.B., Астахова Е.М., Шемякина Е.Ю. Улучшение условий труда операторов моечных установок // Вестник Рязанского государственного агротехнологического университета имени П.А. Костычева. № 1, 2010. - Рязань, РГАТУ. С. 46-47.

Бумага офсетная. Гарнитура Times. Печать лазерная Усл. печ. п.1,4 Тираж ЮОэкз. Заказ № 560 подписано в печать 05.03.2011 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Рязанский государственный агротехнологический университет имени П. А. Костычева» 390044 г. Рязань, ул. Костычева, 1 Отпечатано в издательстве учебной литературы и учебно-методических пособий ФГО У ВПО РГА ТУ 390044 г. Рязань, ул. Костычева, 1

Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Тараканова, Надежда Михайловна

Аннотация.

Введение.

Глава 1 Общее состояние вопроса и задачи исследования.

1.1 Характеристика загрязнений сельскохозяйственных машин в период их эксплуатации.

1.2 Анализ существующих технологий очистки и мойки машин, их узлов и деталей.

1.3 Анализ средств механизации, применяемых для очистки и мойки машин.

1.4 Анализ конструкций сопел (насадок) установок для очистки и мойки машин.

1.5 Постановка научной проблемы, цель и задачи исследований.

Глава 2 Теоретические исследования воздействия абразивно-кавитационной струи на загрязненную поверхность.

2.1 Общие положения теоретических исследований.

2.2 Конструкция универсального моечного устройства для создания абразивно-кавитационной струи.

2.3 Теоретическое обоснование параметров работы универсального моечного устройства в режиме абразивно-кавитационной очистки.

2.4 Выводы по главе 2.

Глава 3 Методики экспериментальных исследований.

3.1 Общие положения экспериментальных исследований.

3.2 Методика лабораторных исследований.

3.3 Методика натурных испытаний.

Глава 4 Результаты исследований процесса абразивно-кавитационной очистки.

4.1 Результаты лабораторных исследований.

4.2 Результаты натурных испытаний.

4.3 Внедрение результатов исследований и определение их экономической эффективности.

4.4 Выводы по главе 4.

Введение 2011 год, диссертация по процессам и машинам агроинженерных систем, Тараканова, Надежда Михайловна

Во введении обоснована актуальность проблемы и сформированы основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе проведен анализ состояния вопроса, сформирована научная гипотеза, определены цель и задачи исследования.

Во второй главе представлена принципиальная конструкция универсального моечного устройства и теоретически обоснованы его параметры, влияющие на эффективность очистки сельскохозяйственных машин.

В третьей главе изложена программа и методика лабораторных и натурных исследований эффективности функционирования разработанного устройства.

В четвертой главе представлены результаты лабораторных и натурных исследований, а также результаты определения технико-экономической эффективности предложенной технологии очистки сельскохозяйственных машин с использованием универсального моечного устройства с использованием абразивно-кавитационной струи.

Сделаны выводы и даны рекомендации производству по внедрению разработанной технологии. Приведен список литературы, на которую ссылается автор в тексте диссертации.

В приложении даны итоговые таблицы, копии патента РФ на полезную модель и акты проведения испытаний и внедрения разработанной технологии.

ВВЕДЕНИЕ

В процессе работы сельскохозяйственной техники на ее поверхности скапливаются дорожная грязь и пыль, остатки ядохимикатов, топлива, масел, растительности, продуктов коррозии и старения полимерных материалов. Эти виды отложений под действием климатических факторов образуют на поверхности машины различные по плотности и адгезионным свойствам множественные очаги загрязнения, оказывающие по мере их накопления негативное влияние на эксплуатационные показатели машин. Поэтому очистка техники от различных видов загрязнений — важный технологический процесс, оказывающий большое влияние на производительность машин, качество ремонта и техническое обслуживание, культуру производства.

Качественная очистка сельскохозяйственной техники достигается за счет комплексного воздействия термохимического и механического влияния струи моющего раствора на загрязненную поверхность машины. Термохимическое влияние обеспечивается за счет применения нагретых или холодных моющих растворов с применением поверхностно-активных веществ (ПАВ), что связано со значительными затратами на приобретение синтетических моющих средств и неблагоприятным их воздействием на окружающую среду.

Значительный вклад в решение проблемы повышения эффективности процесса очистки сельскохозяйственной техники, разработке средств механизации и технологий очистки, теоретических основ мойке машин внесли Гурвич JI.M., Завьялов С.П., Козлов Ю.С., Куликов A.A., Латышенок М.Б., Садовский А.П., Смирнов Н.С., Тельнов Н.Ф.

На основе выполненных исследований последнее время рост эффективности очистки машин достигается за счет повышения механического воздействия моющей струи на загрязненную поверхность, увеличения давления подачи моющей жидкости, использования кавитационных процессов, а для удаления высокопрочных загрязнений ржавчина;, старые лакокрасочные покрытиям и т.д.)' используется применение абразива совместно с моющим раствором.

Наиболее эффективным способом удаления загрязнений с поверхности машин является гидроабразивная очистка, при которой;в, моющую жидкость добавляется абразивный- материал. Но широкому внедрению этого способа очистки в производство мешают два его существенных недостатка.

Во-первых, при абразивной очистке запыленность рабочих мест превышает допустимые; пределы^- .определенные ГОСТом 12.1.005-76 «Система стандартов безопасности труда. Воздух рабочей зоны. Общие санитарно-гигиенические требования». Поэтому на промышленных предприятиях для снижения запыленности используются мощные пылеотсосы, герметичные камеры и другие устройства^ предотвращающие запыление! рабочей зоны. Разномарочность машинно-тракторного парка сельских товаропроизводителей, существенные различия? в габаритах машин^ создают объективные трудности в применении гидроабразивной очисткишри обслуживании сельскохозяйственных машин. В* настоящее время при существующих технологиях очистки машин, чтобы, не превысить допустимый предел запыленности воздуха;рабочей зоны, возможно, добавить в моющую жидкость незначительное количество абразивного, материала' что не позволяет достаточно увеличить кинетическую энергию гидроабразивной струи. Для получения, эффекта от абразивной очистки в моечных машинах повышают скорость струи за! счет применения водяных ' насосов высокого давления (свыше 20 МПа), что в свою очередь требует высоких энергетических и финансовых затрат.

Во-вторых, процесс очистки машин гидроабразивной струей? связан с частичным или полным разрушением*, защитного лакокрасочного покрытия, что во многих случаях обслуживания техники неприемлемо и поэтому для очистки машин дополнительно используются* моечные установки, обеспечивающие более щадящие режимы очистки.

Рациональная технология очистки сельскохозяйственных машин с использованием абразивного материала должна, при соблюдении санитарных норм, обеспечивать максимальное увеличение кинетической энергии струи очищающей смеси при снижении энергетических затрат, что возможно достичь за счет применения эффекта кавитации, а также позволять на одном оборудовании получать режимы очистки наружных поверхностей машин для удаления с их поверхности всех видов загрязнений.

Целью работы - повышение эффективности процесса очистки наружных поверхностей сельскохозяйственных машин путем разработки технологии и универсального моечного устройства с использованием абразивно-кавитационной струи и обоснование параметров и режимов его работы. ' "

Объектаисследования. Процесс наружной очистки сельскохозяйственной техники от эксплуатационных и технологических загрязнений абразивно-кавитационной струей.

Предмет исследования — воздействие параметров абразивно-кавитационной струи на загрязненную поверхность и их влияние на условия труда оператора.

Достижение поставленной цели осуществлялось путем теоретических и экспериментальных исследований.

Теоретическое исследование* состояло в получении зависимостей, позволяющих установить конструктивные и технологические параметры моечного устройства для создания абразивно-кавитационной струи.

Экспериментальное исследование заключалось в определении оптимальных значений параметров и режимов работы устройства, проведении сравнительных испытаний разработанной технологии очистки с существующими технологиями, определении экономической эффективности от применения предложенной технологии.

Исследования выполнены на специально изготовленных установках с использованием стандартных и частных методик с применением способов планирования1 эксперимента. Обработка результатов полученных экспериментальных данных осуществлялась методами математической статистики с использованием ЭВМ.

Научную новизну диссертации составляют теоретическое обоснование условий создания абразивно-кавитационной струи, аналитические зависимости качества очистки наружных поверхностей сельскохозяйственных машин, от параметров и режимов работы универсального моечного устройства, и результаты исследований условий работы оператора моечной установки. Новизна предложенных технических решений подтверждена патентами на полезную модель №79079.

Практическая ценность работы заключается в том, что разработана технология наружной очистки сельскохозяйственных машин, на примере зерноуборочного комбайна СК-5 «Нива», которая позволяет снизить трудоемкость выполнения работы, энергетические и материальные затраты, повысить качество очистки.

Производственная проверка в' хозяйствах Михайловского района Рязанской области (ООО «Продрессурс», СХПК «Михайловские семена», КФХ «Урожайное») показала эффективность применения разработанной технологии с использованием» универсального моечного- устройства для создания абразивноткавитационной струи.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на научно- практических конференциях Рязанского ГАТУ г.Рязань в 2007-20 Юг., на 12-й международной'научно практической конференции «Ресурсосберегающие технологии ремонта, восстановления и упрочнения деталей машин, механизмов, оборудования, инструмента и технологической оснастки от нано- до макроуровня» г. Санкт-Петербург 2010г. и на международной научно-практической конфиренции «Вавиловские чтения 2010» Саратовского государственного аграрного университета.

На защиту выносятся:

1. Конструктивно-технологическая схема устройства для очистки сельскохозяйственной техники, параметры и режимы ее работы (патент на полезную модель № 79079).

2. Теоретическое обоснование и экспериментально установленные зависимости параметров и режимов работы универсального моечного устройства с использованием акустико-кавитационной струи.

3. Технология наружной мойки сельскохозяйственных машин с использованием установки оборудованной универсальным устройством для создания режима абразивно-кавитационную очистки.

Заключение диссертация на тему "Технология и устройство для очистки сельскохозяйственных машин с использованием абразивно-кавитационной струи"

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ

По результатам проведенных исследований можно сформулировать следующие выводы и рекомендации:

1. Современные технологии струйной очистки сельскохозяйственной техники не в состоянии обеспечить удаление с поверхности деталей машин всех видов сильносвязанных загрязнений. Поэтому в комплект моечных машин производители включают специальные насадки для проведения гидропескоструйной очистки, применение которых связано с созданием повышенной запыленности воздуха в рабочей зоне оператора моечной установки. Устранить этот недостаток возможно, снизив концентрацию абразивного материала в моечном растворе, а очищающую способность раствора сохранить за счет применения эффекта кавитационного взрыва.

2. Для создания абразивно-кавитационной струй создано универсальное моечное устройство, которое состоит из корпуса со сквозным отверстием, конусной насадки,, расположенного внутри них золотника с продольными каналами и многолепестковой втулки-вибратора. Моечная жидкость, пройдя через продольные каналы золотника через кольцевой канал попадает на втулку-вибратор, приводя её лепестки в колебательное движение. Втулка-вибратор создает в моющей жидкости, за счет колебания лепестков, ультразвуковое поле, насыщая жидкость кавитационными пузырькам. Абразивный материл, подается в моющий поток по центральной питающей трубке. Для снижения запыленности воздуха в рабочей зоне оператора универсальное моечное устройство оборудовано пылеподавляющим соплом.

Кроме режима «абразивно-кавитационной струя», который оказывает максимальное разрушающее воздействие на очищаемую поверхность, и удаляя до 89% всех видов загрязнений, устройство позволяет проводить очистку наружных поверхностей сельскохозяйственных машин в режимах «водяная струя» и «акустико-кавитационная струя» которые соответственно удаляют 95 и 100% слабосвязанных загрязнений, а также 23 и 87% среднесвязанных загрязнений.

3. Установлены аналитические зависимости влияния конструктивно-кинематических параметров универсального моечного устройства на процесс образования абразивно-кавитационной струи, из которых видно, что на этот процесс оказывают наибольшее влияние давление подачи моющей жидкости, диаметры отверстий сопла конусного насадка и всасывающий абразивный материал трубки, а также плотность и размер частиц абразивного материала.

При этом оптимальными параметрами работы универсального моечного устройства в режиме абразивно-кавитационной очистки является подача моющей жидкости под давлением 5,75 МПа, при этом в качестве абразивного материала используется кварцевый песок с диаметром частиц 0,62 мм, который подается через всасывающую трубку диаметром 5,2 мм. Абразивно-кавитационная струя образуется в сопле конусного насадка диаметром 18,8 мм.

4. Применение универсальное моечное устройство, оборудованное пылеподавляющим соплом и удлиненной рукоятью (Ъ = 1250 мм) для наружной очистки сельскохозяйственных машин позволяло работать оператору моечной установки при запыленности воздуха 0,05.0,14 мг/м , что ниже предельно-допустимой нормы концентрации пыли.

5. Технология очистки машин с использованием универсального моечного устройства предусматривает использование режимов «водяная струя» и «акустико-кавитационная струя» удаления соответственно слабо- и среднесвязанных загрязнений, режим «абразивно-кавитационной очистки» использовать при необходимости очистить поверхность от старого лакокрасочного покрытия, продуктов коррозии и других сильносвязанных загрязнений. Испытания разработанной технологии очики с применением моечной установки, укомплектованной универсальным моечным устройством, позволило снизить трудоемкость очистки на 36.54%, энергозатраты на 76.84% и расход моечной жидкости в среднем на 61% по сравнению с технологиями, предусматривающими применение установок «KARCHER 10/25-4SX PLUS» и «OERTZEN-200E».

6. Годовой экономический эффект от внедрения разработанной технологии очистки сельскохозяйственных машин с использованием моечной установки, укомплектованной универсальным моечным устройством, при годовом фонде рабочего времени 1760 часов и коэффициенте использования времени смены 0,76 составил 31572 рубля.

Библиография Тараканова, Надежда Михайловна, диссертация по теме Технологии и средства технического обслуживания в сельском хозяйстве

1. Агранат Б.А. и др. Ультразвуковая технология. М.: Альфа-Пресс,2003.

2. Абрамович Т.Н. Прикладная газовая динамика. М.: Металлургия,1993.

3. Артемьев Ю.Н., Селиванов А.И. Теоретические основы ремонта, и надежности сельскохозяйственной техники. Харьков: Фолио, 2009.

4. Адлер Ю.П., Макарова Е.В., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. — М.: Наука, 1976.

5. Аравин В.И., Нумеров С.Н. Теория движения жидкостей и газов. — М.: Технолоджи-3000, 2004.

6. Афанасиков Ю.И., Маслов H.H. Синтетические моющие средства и оборудование для их использования // Механизация и электрификация сельского хозяйства, 1981, № 7.

7. Афанасиков Ю.И., Маслов H.H. Очистка моющих растворов // Автомобильный транспорт, 1979, № 4.

8. Ахумов A.B. Справочник нормировщика. Л.: Машиностроение,1986.

9. Бергман Л. Ультразвук и его применение в науке и технике. Ти энд Пи Букс Публишинг, 2008.

10. Барсуков А.Ф., Еленев A.B. Краткий справочник по сельскохозяйственной технике. — М.: Колос, 1973.

11. Биркгоф Г., Сарантонелло Э. Струи, следы и каверны. — М.: Информцентр 21 век, 2004.

12. Бэтчелор Дж. Введение в динамику жидкости. — Минск: Информ-Пресс, 2003.

13. Боббор Р. Дж. Гидроакустические измерения. -М.: Мир, 1994.

14. Бочаров В.П., Струтинский Б.Б. Расчет и проектирование устройств гидравлической струйной техники. Киев: Техника, 2007.130

15. Бубнов В.З. Определение: и анализ показателей надежности тракторов и- сельскохозяйственных машин по результатам их эксплуатационных испытаний. -М.:ВСХИЗО, 1983 .

16. Валейко A.A. Повышение качества подготовки и контроля хранения техники // Техника в сельском хозяйстве, 2000, № 8;

17. Вакина В.В., Денисенко И.Д., Столяров A.JI. Машиностроительная гидравлика. — Киев: Вища школа, 2007.

18. Веденяпин Г.В. Общая методика экспериментального исследования и обработка опытных данных. М.: Колос, 1973.

19. Власов Е.В., Мунин А.Г. Исследование акустических характеристик свободной турбулентной струи // Акустический,журнал, № 3, 1984:

20. Власов Н.С. и др. Методика экономической оценки сельскохозяйственной техники;-Mi: AHO «ИПЭВ», 2006.

21. Воротникова М;И., Солоухин Р.И. Динамика пузырьков в несжимаемой жидкости под действием периодически изменяющегося давления; Новосибирск: Институт гидродинамики, 1993.

22. Выгодский М.Я. Справочник по высшей математике. М.: Наука, 1977. .

23. ГОСТ 5282-82. Покрытия лакокрасочные! сельскохозяйственных машин. Общие требования.-М.: Изд-во стандартов, 1982.

24. ГОСТ 12.1.005-88. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны. М.: Изд-во стандартов, 1988;

25. ГОСТ 18206-78. Машины для очистки?тракторов, автомобилей и их составных частей. М.: Изд-во стандартов, 1978.

26. ГОСТ 18322-78. Система технического обслуживания и ремонта техники. Термины и определения. — М;: Изд-во стандартов, 1978.

27. ГОСТ 25866-83. Эксплуатация техники. Термины и определения. -М.: Изд-во стандартов, 1983.

28. ГОСТ Р 53056-2008. Техника сельскохозяйственная. Методы экономической оценки.— М;: Изд-во стандартов, 2008.

29. Гурвич Л.М. Очистка машин в сельском хозяйстве синтетическими моющими средствами. Канд. диссертация. -М., 1973.

30. Гурвич Л.М., Князев А.Ф., Козлов Ю.С. Применение моющих средств при очистке тракторов, автомобилей и сельскохозяйственной техники. Минск: Беларусь, 2006.

31. Дегтярев Г.Н. Применение моющих средств. — М.: Новая мысль,2001.

32. Добрынин В.А. и др. Экономика сельского хозяйства. — М.: Колос,1984.

33. Доспехов Б. А. Методика полевого опыта с основами статистической обработки результатов исследований. — М.: Агропромиздат,1985.

34. Енохович A.C. Справочник по физике техники. — М.: Просвещение, 1989.

35. Ефимов Ф.Т., Фролова Н.Г. Металлическая дробь и песок. — М.: Металлургия, 1986.

36. Завьялов С.Н. Организация механизированной мойки автомобилей и оборотного водоснабжения. — С.-Пб.: Перспектива,1 2008.

37. Завьялов С.Н. Мойка автомобилей. -М.: Транспорт, 2004.

38. Иванов Б.И. Очистка металлических поверхностей пожаробезопасными составами. М.: Машиностроение, 1999.

39. Ицкович Г.М. Сопротивление материалов. М.: Высшая школа,1970.

40. Каневский И.Н. Фокусирование ультразвуковых и звуковых волн. -М.: Наука, 1977.

41. Киббель Ф.А., Владимиров В.В. Механизированные мойки автомобилей // Автомобильный транспорт, 1978, № 12.

42. Кириллов Ю.И., Пименов В.П. Учебная книга мойщика сельскохозяйственных машин. М.: Высшая школа, 1980.

43. Клезкин М:И. и др. Справочник конструктора сельскохозяйственных машин. -М.: Машиностроение, 1985.

44. Кнэпп Р. Кавитация. -М.: Мир, 1974.

45. Козлов Ю.С. Очистка автомобилей струями высокого давления // Автомобильный транспорт, 2002, №11.

46. Козлов Ю.С. Очистка автомобилей при ремонте. М.: Транспорт,1995.

47. Козлов Ю.С., Садовский А.П. Методические рекомендации по очистке машин при ремонте и техническом обслуживании. — М.: Изд-во ГОСНИТИ, 1997.

48. Козлов Ю.С., Кузнецов O.K., Тельнов Н.Ф. Очистка изделий в машиностроении. -М.: Машиностроение, 1982.

49. Козлов Ю.С., Тельнов А.Ф., Савченко В.И. Новое в очистке тракторов, автомобилей и сельскохозяйственных машин при ремонте. — М.: Изд-во ЦНИИТЭИ, 2002.

50. Конкин Ю.А. Экономика ремонта сельскохозяйственной техники. -М.: AHO «ИПЭВ», 2008.

51. Константинов Б.И. Гидродинамическое звукообразование и распространение звука в органической среде. — М.: Омега JI, 2004.

52. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. — М.: Наука, 1978.

53. Котмерский Л.Б., Новицкий Б.Г., Фридман В.М. О кавитационных явлениях при работе гидродинамического излучателя // Акустический журнал, т. 9, вып. 4, 1963.

54. Крутоус Б.Б., Некрич М.И. техника мойки изделий в машиностроении. -М.: Металлургия, 2007.

55. Кувшинов Г.И. Акустическая кавитация у твердых поверхностей. — Минск, 1990.

56. Куликов A.A. Исследование процесса очистки деталей пульсирующими струями при ремонте сельскохозяйственной техники. Канд. диссертация М., 1973.

57. Куликов A.A. Удаление загрязнений с деталей машин. Харьков: Фолио, 2004.

58. Кулин H.A. и др.- Справочник по планированию и экономике сельскохозяйственного производства. М.: Россельхозиздат, 1983.

59. Каталог оборудования и моющих средств для технического обслуживания и ремонта машин. М.: Изд-воГОСНИТИ, 1980.

60. Латышенок М.Б. Обоснование ресурсосберегающих технологических приемов и разработка средств механизации для подготовки сельскохозяйственной техники к длительному хранению. Рязань, РГСХА, 1999.

61. Латышенок М.Б., Ретюнских В.Н. Устройство для очистки транспортных средств. Свидетельство на полезную модель № 8464, 1998.

62. Ляхов В.А. Качество машин и вопросы ремонта. — Харьков: Фолио,2007.

63. Луховицкий Ф.Н. Механизированные средства для технического обслуживания машинно-тракторного парка. — М.: Колос, 1978.

64. Минович И.Д., Перник А.Д., Претровский B.C. Гидродинамические источники звука. Л.: Судостроение, 1972.

65. Малец И.И. и др. Новая установка для мойки легковых автомобилей и микроавтобусов // Автомобильный транспорт, 2000, № 12.

66. Мельников C.B., Алешкин В.Р. Планирование эксперимента в исследованиях сельскохозяйственных процессов. — Л.: Колос, 1980.

67. Методические рекомендации по очистке машин при ремонте и техническом обслуживании. М.: Изд-во ГОСНИТИ, 1987.

68. Методическое пособие для расчета экономической эффективности от использования изобретений и рационализаторских предложений. — М.: Изд-во ВНИИ-ПИ, 1985.

69. Михайлов И.Г., Шутилов В.А. Об измерениях акустических полей в жидкостях при наличии и отсутствии кавитации. — JT.: ЛДНТП, 1963.

70. Морозов И.С., Северный А.Э. Справочник по ремонту, эксплуатации и хранению сельскохозяйственной техники. — М.: Россельхозиздат, 1982.

71. Ожерельев В.Н. Современные зерноуборочные комбайны. — М.: Колос, 2008.

72. Онищенко В.Ф. Установка- для мойки легковых автомобилей // Автомобильный транспорт, 2006, №11.

73. Паюров P.A., Латышенок М.Б., Малюгин С.Г., Шемякин A.B. Устройство для очистки транспортных средств. Патент на полезную модель № 26498, 2002.

74. Паюров P.A. Технология наружной очистки сельскохозяйственной техники с разработкой устройства акустико-кавитационного действия. Канд. диссертация. Рязань: РГСХА, 2004.

75. Перник А.Д. и др. Проблемы кавитации. С.-Пб.: Судостроение,2006.

76. Пилипенко В.В. и др. Способ удаления окалины с поверхности нагретого металла. Авт. свидетельство на изобретение № 621416, 1998.

77. Попов A.C. Технология наружной очистки сельскохозяйственной техники с обоснованием параметров и режимов работы установки кавитационного действия. Канд диссертация. Рязань: РГСХА, 2001.

78. Проволоцкий А.Е. Струйно-абразивная обработка деталей машин. — Киев: Техника, 1998.

79. Ретюнских В.Н. Способ и установка для беспылевого гидропескоструйного удаления загрязнений с наружной поверхности сельскохозяйственной техники. Канд диссертация. Рязань: РГСХА, 2001.

80. Розенберг Л.И. Режимы мойки автомобильных деталей. — М.: Автотрансиздат, 1991.

81. Руденко О.В., Солуян С.И. Теоретические основы нелинейной акустики. М.: Наука, 2005.

82. Румшинский Л.З. Математическая обработка результатов эксперимента. -М.: Наука, 1971.

83. Савченко В.И. Моющие средства типа МС для очистки изделий при изготовлении, техническом обслуживании и ремонте машин // Технологии и средства технического сервиса машин в агропромышленном комплексе. — М., 2000.

84. Садовский А.П. Очистка деталей гидравлическими струями при ремонте тракторов, автомобилей и сельскохозяйственных машин. Канд. диссертация. М., ГОСНИТИ, 1972.

85. Самойленко В.В. Исследование гидродинамических излучателей с кольцевым соплом и цилиндрическим резонатором. Канд. диссертация -Одесса, 1975.

86. Самойленко В.В., Кортнев А.В., Назаренко А.Ф. Гидродинамический излучатель. Авт. свидетельство на изобретение №391866, 1970.

87. Селиванов А.И. и др. Справочная книга по технологии ремонта машин в сельском хозяйстве. — М.: Колос, 1995.

88. Семенов В.И. Удаление прочносвязанных загрязнений с деталей машин при ремонте. Канд. диссертация — Новополоцк, 1995.

89. Сиов Б.Н. Истечение жидкости через насадки в среды с противодавлением. М.: Машиностроение, 1988.

90. Скороходов Е.А. Общетехнический справочник. — М.: Машиностроение, 1990.

91. Сливов А.Ф. Повышение эффективности очистки наружных поверхностей сельскохозяйственной техники // Технологии и средства технического сервиса машин в агропромышленном комплексе. М., 2000.

92. Спиридонов A.A., Васильев Т.Н. Планирование эксперимента при исследовании и оптимизации технологических процессов. Свердловск: Изд-во Статистика, 1975.

93. Спиринг С. Очистка поверхностей. М.: Ти энд Пи Букс Паблишин, 2006.

94. Стасенко А.И. Истечение капельной жидкости из насадка. — М.: Машиностроение, 1998.

95. Стурлис Ю.С. Механизация очистки автомобилей. — М.: Новая мысль, 2007.

96. Тельнов Н.Ф. Качественная очистка ремонтируемых объектов — важное условие повышения их надежности. Научные труды ВИММЭСС, Руссе (Болгария), т. XXI, серия 5, 1979.

97. Тельнов Н.Ф. Классификация способов очистки и мойки деталей машин. -М.: Научные труды «Доклады МИИСН», том 3, вып. 4, 1966.

98. Тельнов Н.Ф. Основные итоги и перспективы совершенствования очистки и мойки сельскохозяйственной техники. М.: Сб. науч. трудов МИИСП, т. XV, вып. 15, 1978.

99. Тельнов Н.Ф. Ремонт машин. Киев: Урожай, 1995.

100. Тельнов Н.Ф. Очистка качественного ремонта // Техника в сельском хозяйстве, 1980, № 6.

101. Тельнов Н.Ф., Ермак Ю.Г. Очистка поверхностей струей гранулированной кислоты // Механизация и электрификация сельского хозяйства, 1981, № 7.

102. Тельнов Н.Ф. Очистка — качество хранения сельскохозяйственной техники // Техника в сельском хозяйстве, 1981, № 9.

103. Тельнов Н.Ф. Технология очистки сельскохозяйственных машин. -М.: Колос, 1983.

104. Ульман Н.Е. и др. Техническое обслуживание и ремонт машин. — М.: Агропромиздат, 1990.

105. Ушмарин В.И. Очистка в среде моющей жидкости // Автомобильный транспорт, 1998, № 4.

106. Федоскин И.М. Использование кавитации в технологических процессах. Киев: Вища школа, 2004.

107. Флинн Г. Физика акустической кавитации в жидкостях // Прикладная физика, 2005, № 2.

108. Черепанов С.С. Техническое обслуживание и ремонт машин в сельском хозяйстве. М.: Колос, 1978.

109. Черепанов С.С. и др. Комплексная система технического обслуживания и ремонта машин в сельском хозяйстве. — М.: Изд-во ГОСНИТИ, 1985.

110. Шнайдер А. Установка для мойки автобусов // Автомобильный транспорт, 1981, № 7.

111. Штеренлихт В.Д. Гидравлика. -М.: Энергоатомиздат, 1984.

112. Шутилов В.А. Основы физики ультразвука. — Д.: Изд-во ЛГУ,1990.

113. Nolting В., Nthhiras Е. Cavitation produced dy ultrasonics. — Proc. phys. soc., 2006.

114. Musgrave M.I. Crystal acoustics. San Francisco, 2001.

115. Mason W.P. Physical acoustics and properties of solids. New Jersy,2005.