автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.03, диссертация на тему:Технология восстановления прецизионных деталей топливной аппаратуры дизельных двигателей сельскохозяйственной техники с использованием метода сульфохромирования

ООЗДЕЗЫ^0

ДУМНОВ Сергей Николаевич

ТЕХНОЛОГИЯ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ПРЕЦИЗИОННЫХ ДЕТАЛЕЙ

ТОПЛИВНОЙ АППАРАТУРЫ ДИЗЕЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ ТЕХНИКИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МЕТОДА СУЛЬФОХРОМИРОВАНИЯ

05.20.03 - «Технологии и средства технического обслуживания в сельском хозяйстве»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 0 ЛЕН 2009

Улан-Удэ 2009

003488236

Работа выполнена в ФГОУ ВПО Бурятская государственная сельскохозяйственная академия им. В.Р. Филиппова на кафедре: «Технический сервис в АПК».

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Лабаров Дамдип Булатович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Мошкин Николай Ильич кандидат технических наук, доцент Хороших Ольга Николаевна

Ведущая организация: Читинский государственный университет (ЧитГУ).

Защита состоится « 24 » декабря 2009 г. в 10 ч. 00 мин, на заседании диссертационного совета ДМ 212.039.06 при Восточно-Сибирском государственном технологическом университете (ВСГТУ) по адресу: 670013, г. Улан-Удэ, ул. Ключевская, 40 в.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВСГТУ.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные гербовой печатью просим направлять в адрес диссертационного совета.

Автореферат разослан « 23 » ноября 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат технических наук, доцент

Б. Д. Цыдендоржиев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Одним из приоритетных условий, обеспечивающих высокий уровень организации ремонта сельскохозяйственной техники, является правильное и своевременное обеспечение ремонтных предприятий запасными частями. Расходы на запасные части в значительной степени влияют на себестоимость ремонта техники. Однако они могут быть сокращены путем расширения объемов восстановления изношенных деталей с применением прогрессивных технологий.

Подавляющая часть сельскохозяйственной техники оснащена дизельными двигателями, надежность и экономичность которых в значительной мере предопределяется техническим состоянием деталей топливной аппаратуры.

По данным Госстата Иркутской области и Республики Бурятия, при проведении исследовательских работ до 50% тракторного парка, находящегося в ремонте, приходится из-за неисправностей топливной аппаратуры.

На практике из-за низкого уровня технического обслуживания и несоблюдения эксплутационных требований, условий эксплуатации, в частности, плунжерные пары подвергаются преждевременным износам. Высокая стоимость материала, высокие требования их изготовления и характер износа обуславливают необходимость восстановления плунжерных пар, что, несомненно, обеспечит значительную экономию средств и сырья.

Применяемые на ремонтных предприятиях методы восстановления изношенных плунжерных пар не получили широкого распространения из-за целого ряда недостатков, прежде всего, из-за высокой себестоимости и технологических трудностей.

В работе эта актуальная задача решена путем разработки технологического процесса восстановления и упрочнения деталей плунжерных пар с использованием метода низкотемпературного сульфохромирования.

Цель работы - повышение прочностных характеристик и увеличение ресурса деталей плунжерных пар топливных насосов дизельных двигателей в условиях АПК путем разработки технологического процесса восстановления и упрочнения данных деталей с использованием метода низкотемпературного сульфохромирования.

Объект исследования - технологический процесс восстановления плунжерных пар топливных насосов высокого давления дизельных двигателей с использованием метода низкотемпературного сульфохромирования.

Предмет исследования - плунжерные пары топливного насоса дизельного двигателя ЯМЗ, изготовленные из стали 25Х5МА.

Методы исследований. Теоретическое исследование включало обоснования возможности восстановления и упрочнения плунжерных пар топливных насосов низкотемпературным сульфохромированием, выбор необходимого оборудования для нанесения покрытий. Разработка стационарно-нелинейной математической модели для определения оптимальных параметров ведения процесса. Экспериментальные исследования заключались в выборе различных технологических режимов сульфохромирования и исследования их механических, химических и эксплуатационных свойств. На основании проведенных исследований разработан технологический процесс восстановления деталей с расчетами его технико-экономической оценки при использовании на ремонтных предприятиях АПК.

Достоверность и обоснованность результатов исследований подтверждается общепринятыми методами исследований с помощью современных контрольно-измерительных приборов и оборудования, а также математическими методами с использованием ЭВМ, результатами лабораторно - стендовых и эксплуатационных испытаний.

Научная новизна работы:

новые режимы обработки метода низкотемпературного сульфохромирования для восстановления и упрочнения прецизионных деталей топливной аппаратуры дизельных двигателей;

- регрессионо-тензорная математическая модель многофакторного технологического процесса восстановления прецизионных деталей топливной аппаратуры низкотемпературным сульфохромированием.

Практическая ценность работы. На основании проведенных исследований:

- разработан технологический процесс восстановления плунжерных пар топливных насосов дизельных двигателей с использованием метода низкотемпературного сульфохромирования;

- разработан программный комплекс «РЕТАН» для осуществления имитационного моделирования режима восстановления прецизионных деталей.

Результаты исследований показывают, что ресурс восстановленных плунжерных пар топливных насосов дизельных двигателей выше на 30...50 % серийных.

Реализация результатов работы. Результаты исследований внедрены:

- в ОАО РЗ «Иркутский» и ФГУ ДЭП № 155;

- используются в учебном процессе ФГОУ ВПО «Бурятская государственная сельскохозяйственная академия им. В. Р. Филиппова» и ФГОУ ВПО «Иркутская государственная сельскохозяйственная академия».

На защиту выносятся:

теоретические положения выбора композиционного покрытия для трущихся поверхностей деталей плунжерных пар;

технологический процесс восстановления плунжерных пар с использованием метода низкотемпературного сульфохромирования;

результаты экспериментальных исследований работоспособности восстановленных деталей;

рекомендации к использованию в ремонтном производстве технологий восстановления плунжерных пар топливных насосов дизельных двигателей;

экономическая эффективность восстановления плунжерных пар с использованием метода низкотемпературного сульфохромирования.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на научно-практических конференциях Бурятской государственной сельскохозяйственной академии им. В. Р. Филиппова (2008-2009), Восточно-Сибирского технологического университета (Улан-Удэ, 2008-2009), Якутской государственной сельскохозяйственной академии (Якутск, 2009), на международной научно-практической конференции Санкт-Петербургского государственного аграрного университета (2009) и на расширенном заседании кафедры «Технический сервис в АПК» БГСХА им. В. Р. Филиппова (2009).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 печатных работ, в том числе 1 - в издании, рекомендованном ВАК РФ и получено свидетельство регистрации программы для ЭВМ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных выводов, списка литературы и приложения. Работа изложена на 141 странице машинописного текста и содержит 46 рисунков, 7 таблиц. Список литературы включает 146 наименований, в том числе 5 на иностранном языке.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении показана актуальность и практическая значимость проводимых в настоящей работе исследований, обозначен объект исследования и дано краткое изложение основных разделов диссертации, представлена информация о внедрении и апробации работы.

В первой главе «Состояние вопроса и задачи исследования» рассмотрены конструктивные особенности и наиболее часто встречающиеся неисправности систем топливной аппаратуры. До 50 % сельскохозяйственной техники, находящейся в ремонте, приходится по причине неисправностей топливной аппаратуры дизельных двигателей.

Проведенный анализ условий работы и опыт эксплуатации топливных насосов показал, что основная причина выхода из строя узлов и деталей техники - не механическая поломка, а износ подвижных сопряжений и рабочих органов под влиянием сил трения.

Исследованиями установлено, что доминирующей причиной изнашивания плунжерных пар является абразивный износ, что

свидетельствует о необходимости не только наращивания изношенных поверхностей до номинальных размеров, но и повышения их прочностных характеристик.

Известные методы восстановления изношенных плунжерных пар -гальваническое хромирование, химическое никелирование, диффузионное легирование и другие - имеют такие недостатки, как сложность режимов обработки, низкие технические показатели и протекают при высоких температурах, в связи с чем нарушается термическая обработка деталей.

В связи с этим в диссертации предлагается технология восстановления и упрочнения плунжерных пар топливных насосов дизельных двигателей с использованием метода низкотемпературного сульфохромирования. Данный способ заключается в нанесении на подготовленную поверхность деталей хромосодержащего раствора, что в результате химического взаимодействия основного металла и активных элементов обеспечивает образование в поверхностном слое деталей интерметаллидных соединений типа РеСг, способствующих появлению качества приработки и износостойкости плунжерных пар.

Большой вклад в исследования и разработку технологии и оборудования восстановления поверхностей изношенных деталей внесли: Ф.Н. Авдонькин, К.А. Ачкасов, Б.П. Загородских, И.В. Крагельский, Д.Б. Лабаров, Н.И. Мошкин, И.П. Терских, В.И. Цыпцын, Г.П. Шаронов и другие отечественные и зарубежные ученые.

Задачи совершенствования технологического процесса восстановления, структурного обоснования математической модели процесса низкотемпературного сульфохромирования и прогноза свойств сульфохромированного покрытия необходимо рассматривать единым комплексом. Поэтому предложена современная теория регрессионно-тензорного моделирования для описания сложных многофакторных физико-химических процессов.

Исходя из анализа литературных источников, была поставлена цель работы - разработка и внедрение в производство технологического процесса восстановления и упрочнения плунжерных пар топливных насосов с использованием метода низкотемпературного сульфохромирования. Для достижения указанной цели были определены следующие задачи исследования:

- обосновать выбор способа восстановления и упрочнения изношенных плунжерных пар;

теоретическими исследованиями определить возможность восстановления и упрочнения прецизионных деталей топливных насосов низкотемпературным сульфохромированием;

- разработать программный комплекс математического моделирования для определения оптимального режима низкотемпературного сульфохромирования прецизионных деталей;

- разработать технологический процесс восстановления и упрочнения плунжерных пар с использованием метода низкотемпературного сульфохромирования;

- провести лабораторно-стендовые и эксплуатационные испытания плунжерных пар и дать технико-экономическую оценку эффективности разработанного технологического процесса восстановления.

Во второй главе «Теоретические исследования рационального способа восстановления деталей» рассмотрены механизмы взаимосвязи между характером структурных превращений и износостойкостью стали. Дается обоснование восстановления и упрочнения плунжерных пар с учетом влияния состава трущихся поверхностей слоев на их работу.

Исследованиями ученых доказано, что снижение износа металлических поверхностей связано с присутствием на них окисных пленок, предотвращающих непосредственное взаимодействие металлов или же образование интерметаллидных соединений (металлидов) в наносимом покрытии. В качестве критерия износа принято значение интенсивности изнашивания.

Интенсивность изнашивания (•//,, характеризуется как объем

материала, удаляемого с единицы номинальной поверхности на единичном пути трения:

о)

Ь 1-Аа

(2) (3)

где Ь - путь трения; к - глубина изношенного материала, м; V - объем изношенного материала, м3; Аа - номинальная площадь касания, м2 ; g - вес изношенного вещества, кг; ^ - сила трения, Н.

Из формул (1) - (3), характеризующих изнашивание, видно, что с увеличением Ь и Аа уменьшается значение интенсивности износа.

Исследования фрикционных характеристик различных конструкционных материалов в широком диапазоне изменений внешних параметров показывают, что износостойкость не является постоянной величиной для данного материала, а определяется, в основном, наличием вторичных структур, образующихся на рабочих поверхностях в процессе трения, а также в'результате нанесения химических покрытий.

Согласно теории Боудена и Тейбора, сила трения в условиях наличия мягкой композиции определяется по формуле:

= К у

энергетическая - -

Р=А(Ь8т+(1-Ь)81),

(4)

где Б„, - сопротивление срезу металлических соединений в местах контакта, Па/м; 57 - сопротивление сдвигу сульфидного слоя сульфохромированного покрытия, Па/м.

Из формулы (4) видно, что для уменьшения силы трения надо, чтобы Ь—>0, а Б,,, имело бы минимальное значение, т.е. выполнялось условие реализации эффекта П.А. Ребиндера.

Металлы с малыми обладают такими качествами, как уменьшение заедания, схватывания задиров, но имеют очень существенный недостаток -низкую твердость, что увеличивает износ.

Следовательно, для снижения износа важно, чтобы одновременно с увеличением площади поверхности контакта металлов при сохранении высокой твердости основного металла на поверхности трения образовывалась пленка с малым сопротивлением сдвигу. Этого можно достичь за счет нанесения на трущиеся поверхности химических покрытий, содержащих в своей основе сульфиды, фосфиды и другие химические производные металлов. Кроме того, при способе упрочнения и восстановления не должна нарушаться термическая обработка деталей плунжерных пар.

Гипотезой явилось предположение о том, что качественное восстановление плунжерных пар возможно на основе технологии с использованием метода низкотемпературного сульфохромирования.

В третьей главе «Регрессионо-тензорное моделирование многофакторной оптимизации процесса низкотемпературного сульфохромирования» предложен универсальный способ регрессионно-тензорного моделирования оптимальных параметров многофакгорного химико-технологического процесса (ХТП). Способ основан на представлении многомерной регрессионной математической модели исследуемого ХТП в виде заданной суммы ковариантных тензоров фиксированной валентности и предъявляет минимальные требования как к «объему» экспериментальных данных, необходимых для параметрической идентификации тензорной модели, так и количеству вычислений для определения (согласно этой модели) оптимальных функциональных характеристик ХТП. Прикладной стороной в использовании аппарата нелинейной векторной регрессии в главе выступает задача аналитического решения линейно-квадратичной оптимизации как способа обеспечения удовлетворительных характеристик многофакторного процесса сульфохромирования при условиях достаточно ограничительных объемов потребных вычислений на базе программы ЭВМ.

Пусть сое/?"' - некоторый «опорный режим» заданного ХТП. Далее выделим к рассмотрению класс многомерных статических стационарных нелинейных систем «вход-выход», описываемых векторно-тензорным уравнением регрессии вида:

w(co+v)=c+/ív+col(£ //■>,.//>,..,v))+s(0),v): (5)

j=2 j=2

w(¿ü+v)eR", ve/Г, ceR", AeMnJn(R), ffmeTmJ, вектор-функция e(co,-): Rm-^R" класса ||e(o,v)¡|/?«=o((vi2+...+vm2)t/2)> v=col(vb...,vm); здесь col означает вектор-столбец.

Постановка задачи: а) для заданного значения со eRm аргумента исследуемой вектор-функции ХТП vt'(-): Q~>R", где Q - открытая область в Л™, и фиксированного индекса к определить аналитические условия, при которых отображение и(-) удовлетворяет системе (5) с некоторыми с, /4, f/m, 1 <iün, \<j<k;

б) построить векгорно-матрично-тензорные апостериорные оценки для с, A,fj'm, 1 </<и, lS/<¿ из решения двухкритериальной задачи параметрической оптимизации (параметрическая идентификация нелинейной регрессионной модели ХТП):

|min(E,^(||vv(0-c^v(0.col(Z^2.....t//'m(v(0,...,г{!))£г2,...,к/ГЫ■ ■ -По» М2)"2

lmin(||c|U»2+p||/+Sí=1,...,^,2t...,4 ||/?,т||г2)1/2; (б)

здесь w^eR", v^eR™, \<l<q - суть векторы экспериментальных данных - «реакция» на «вариацию» у(;> относительно «опорного режима ХТП» а еTí"'); q - общее число проведенных экспериментов, при этом ограничений на величину q не накладываем;

в) для е(ю, )=0 и фиксированных со&К", к определить вектор «входных» переменных ХТП v*eRm из решения задачи «v-оптимизации» (построение взвешенно-осредненных оптимальных характеристик «выходных» переменных ХТП):

ша x{F(v):ve#"}, (7)

F(v)= w,{co+v),

Без нарушения общности в качестве опорного режима процесса низкотемпературного сульфохромирования можно принять некоторую эмпирически выделенную из общего состава экспериментальных данных точку со пространства ясно, что в этом случае координаты vb...,vra вектора v следует рассматривать как отклонения относительно рассмотренного выше режима сое К".

Многофакторный химический низкотемпературный процесс синтеза сульфохромированного слоя в серии из q натурных экспериментов (в силу

т=1 и п. б), следствия (5) «рекомендация» числа экспериментов, суть ¿/<35) опишем следующими химико-технологическими переменными:

VI - вариация (относительно со0 температуры процесса 10"2 [°С]; у2 - вариация (относительно ю2) длительности процесса [час]; у3 - вариация (относительно ю3) концентрации гидроксид натрия Ю 2 тон [%];

у4 - вариация (относительно 0)4) концентрации серы Б [%]; у5 - вариация (относительно а>5) концентрации сульфида натрия [%]; у6 - вариация (относительно со6) концентрации гипосульфита натрия 10"' Ка^Оз [%];

v^ - вариация (относительно со7) концентрации трех окись хрома 10"' СЮ3 [%];

- толщина сульфохромированного слоя [мкм].

На методологической базе выше перечисленных задач (а-в) и экспериментальной основе стендовых испытаний проведено численное моделирование расчета оптимального режима ХТП, описывающего многофакторный процесс восстановления плунжерных пар посредством нанесения сульфохромированного слоя, обладающего оптимальными физико-механическими свойствами.

Принимая во внимание решение задачи параметрической идентификации (6), уравнения нелинейной модели билинейно-тензорной регрессии (описывающей в терминах многомерной полиномиальной аппроксимации многосвязный процесс сульфохромирования в низкотемпературной среде многокомпонентного химического раствора) примут следующий аналитический вид:

^|(Ю+у)=9-82,2838У1-40,3136У2+2,4814УЗ+24,8137У4+24,8137У5+12,4069У6+ +24,8137у7-186,0956у1М80,2625у,уг12,3797у1уз-123,7968у|у4-123,7968у1у5-

- 61 ,8984У!У6 - 123,7968У,у7 - 62,71 54У22 + 15,1415У2У3 + 151,41 46У2У4+ +151,4146у2У5+75,7073у2у6+151,4146У2У7-0,0867Уз2-0,8668УзУ4-0,8668УзУ5-

- 0,4334у3у6- 0,8668у3у7 - 8,6681у42 - 8,6681у4у5 - 4,334у4у6 - 8,6681у4у7-

- 8,668 1У52-4,334У5У6 - 8,6681у5У7 - 2,167У62 - 4,334У6У7 -8,6681У72. (8)

Критический анализ «прогнозной эффективности» предложенной выше модели математического описания физико-химических свойств процесса сульфохромирования, выраженный уравнениями нелинейной регрессии (8) приведен в таблице I, где м>! - эксперимент, а н», - прогноз согласно уравнению (8).

Таблица 1. - Экспериментальные данные задачи идентификации билинейно-

тензорной модели процесса получения сульфохромированного слоя

Номер экспер. Параметры режима нанесения сульфохромированного слоя Тол шина слоя, мкм

№ 0)+У| Ш+У2 Ш+У3 й>+у4 С0+У5 С0+у6 Ю+У7 (<й+у) (Ш+у)

1 1 0,5 0,4 0,2 0.7 0,05 0,7 7 7,2

2 1,1 0,7 0,41 0,3 0,8 0,1 0,8 8 8,1

3 1,2 0,83 0,42 0,4 0,9 0,15 0.9 8 8,7

4-со 1,25 0,92 0,43 0,5 1 0,2 1 9 9

5 1,3 1 0.44 0,6 1,1 0,25 1,1 9 9,5

6 1,35 1,08 0,45 0,7 1,2 0,3 1,2 9 9,5

7 1.4 1,17 0,46 0,8 1,3 0,35 1,3 9 9,5

Комбинируя предыдущие результаты, штатный режим сульфохромирования, обеспечивающий максимальную толщину физической структуры сульфохромированного слоя обрабатываемой поверхности плунжерной пары, найдем стационарную точку в координатном представлении (вектор-строки), имеющую (т - операция транспонирования) вид (расчет проводился в программном комплексе «РЕТАН»):

шт+у*т=[со1=115,93 °С; со2=0,6791 час; со3=34,75 % ИаОН; ©4=0,4917 % Б; ©5=0,9917 % Ыа282; ©б=1,835 % №28203; ©7=9,917 % СгО]. (9)

Полученный выше математический результат (координаты стационарной точки режима сульфохромирования) находится в соответствии с логикой физических рассуждений; часть иллюстраций /Г1(у)=и,1(©+у*+у)-и/,(©+у*) см. на рис. 1, 2.

VI

Рис. 1. Фрагмент целевого функционала Рис. 2. Фрагмент целевого функционала

Ду^уг) в окрестности стационарной точки (9) Дуз,у») в окрестности стационарной точки (9)

В полученной стационарной точке v* функционал F(v) достигает своего «шах» по переменным vb...,v6 и, соответственно, «min» по v7. Физико-химический смысл этого математического положения в силу соотношений (9) означает, что для структуры функционала F(v) должно выполняться технологическое правило: если имеет место <о7=9,917 % Сг03, то необходимо в процессе сульфохромирования плунжерной пары выполнить условия (9). В противном случае нарушение этих химико-технологических правил неминуемо будет снижать эффективность процесса сульфохромирования в смысле достижения физико-механического показателя F(v), обеспечивающего максимальную толщину сульфохромированного слоя поверхности плунжерной пары.

В четвертой главе «Программа и общая методика исследований» в соответствии с поставленными задачами и для достижения цели работы разработан алгоритм исследований, выбор способа восстановления и упрочнения деталей, изучены механические свойства рабочих поверхностей и определено оборудование для контроля этих свойств.

Критериями для сравнительной оценки образцов деталей плунжерных пар после испытания служили: износ и шероховатость, площадь фактического контакта трущихся поверхностей, а также микротвердость.

Износостойкость и схватывание стальных образцов определяли на машине трения СМЦ-2 rio схеме «ролик-колодка». Колодки изготовляли из кольца наружным диаметром 68,0 мм, внутренний диаметр которого шлифовали под размер роликов. Длина колодки по окружности равнялась 19,5 мм. Шероховатость рабочей поверхности стальных образцов определяли до и после испытания с помощью профилографа-профилометра модели ВЭИ-201 завода «Калибр». Износ массы образцов определяли взвешиванием их до и после испытаний на аналитических весах типа ВЛА-200г-М с точностью до 0,1 мг.

Испытывали образцы с сульфохромированным покрытием, серийные (без покрытия), и для сравнения использовали экспериментальные данные образцов с никелированным покрытием, которые были получены в результате научных работ, проведенных ранее.

Микротвердость поверхностных слоев замеряли на приборе ПТМ-ЗМ вдавливанием алмазной пирамиды при нагрузке 200 г согласно ГОСТ 945076.

Для достоверности и подтверждения целесообразности предлагаемого способа восстановления были проведены ускоренные стендовые испытания согласно ГОСТ 10578-95. При испытании к стенду КИ-22205 дополнительно был смонтирован бачок с непрерывным помешиванием топлива, чтобы частицы специально добавленного абразива находились во взвешенном состоянии, а не оседали на дно, и лабораторная плита с термометром, предназначенная для соблюдения определенной вязкости топлива путем регулирования температуры, общий вид которого изображен на рисунке 3.

Рис. 3. Общий вид стенда КИ-22205

Экспериментальный насос комплектовался восстановленными и серийными плунжерными парами. Обкатку на стенде проводили с чистым дизельным топливом в течении 10 ч. Режим работы соответствовал условиям работы тракторного дизеля ЯМЗ-238НБ, у которого давление впрыска форсунок составляет 17 МПа, частота вращения кулачкового вала насоса -850 мин"1, подача топлива - 22...24 см3, концентрация абразива в топливе -50 г на 1 т, температура топлива - 40...60 °С.

Во время стендовых испытаний через определенное количество часов проверяли производительность плунжерных пар, снимали профилограммы и круглограммы на участках износа плунжера и втулки, а также осуществляли контроль гидроплотности. Обработку экспериментальных данных и построение графиков производили по средним величинам замерных параметров.

В главе также разработан технологический процесс восстановления плунжерных пар активным низкотемпературным сульфохромированием по маршрутной схеме (рис. 4).

Для химического сульфохромирования была изготовлена ванна, которая представляет собой емкость, сваренную из листовой нержавеющей стали и снабженную тепло-электронагревательными элементами для подогрева раствора и поддержания заданной температуры в процессе работы. Сульфохромирование осуществляется при температуре 120...130 °С в течение 50...60 мин с содержанием ингредиентов, % к массе: ЫаОН - 43.0...45.0; Б -0.4...0.5; ИагБ - 0.9... 1.1; Ма28203~ 1.0...2.0; СгОз - 9.0...П.0; Н20 - остальное.

Задача нахождения зависимости толщины покрытия от времени при фиксированном процентном содержании химически активных компонентов и постоянной температуре была решена численными методами.

Рис. 4. Маршрутная схема технологического процесса низкотемпературного сульфохромированния

В пятой главе «Результаты исследований и их анализ» рентгеноструктурными исследованиями установлено, что слой нанесенного покрытия состоит из оксидов и сульфидов железа, имеет в составе интерметаллидные соединения типа РеСг и располагается по глубине 9 - 9,5

мкм, который повышает износостойкость и препятствует явлениям схватывания и заклинивания деталей (рис. 5).

Рис. 5. Микроструктура сульфохромированного слоя, полученного по предлагаемой технологии

Показаны результаты экспериментальных исследований образцов с покрытиями и без покрытия. Изменение некоторых параметров поверхностей трения стальных образцов после испытаний на машине трения с различными покрытиями приведены в таблице 2.

Таблица 2

Без Никелиро- Сульфрохро-

Наименование покрытия ванные мированные

Время испытания, мин 240 240 240

Износ

весовой, мг 9,1 6,2 4,3

линейный, мкм 2,2 1,7 1,07

Шероховатость, мкм

исходная 2,12 2,12 2,12

после испытания 1,6 0,53 0,48

Микротвердость, МПа

исходная 7000 7500 3000

после испытания 7000 7500 8000

Площадь факт.

контакта, % 85...90 95 95... 100

1200 1000 800 600 «о 200

i

1

V

- А ч i

D 1 ¡LL. Й i,: III II! 3 а ни

шяшштштш

—♦— Без покрытия

—В— Сульфохром

ированные —Д- Никелирован ные

100 150 200

Время, мин

Рис. 6. Изменение момента трения и износа сопряжения «ролик-колодка» в процессе испытания стальных образцов на дизельном топливе

160 140 120 100 80 60

Г % ч

/ \ 1 i k-

1 1

\ i 1 V L Р

1

1 i 1 %

Т 1 * 1 1

—Без покрытия

—в— Сульфохром ированные

Никелирован ные

0 50 100 150 200 250 300

Время, мин

Рис. 7. Изменение температуры поверхностных слоев сопряжения «ролик-колодка» в процессе испытания стальных образцов на дизельном топливе

Как видно из рисунков 6, 7, наиболее эффективным оказалось сульфохромированное покрытие. Стабилизация момента трения и температуры поверхностных слоев в зоне трения устанавливалась уже через 60...70 мин при минимальных значениях Мтр = 0,08 кНсм и г = 40 °С, которые оставались постоянными до конца опыта.

Площадь прилегания рабочих поверхностей образцов без покрытия при испытании достигала - 90...95%, сульфохромированных - 95...100% с минимальным начальным износом. Видно преимущество шероховатости и площади фактического контакта рабочих поверхностей сульфохромированных образцов. Уменьшение микротвердости поверхности наносимого слоя объясняется тем, что в поверхностном слое образуются сульфиды, имеющие пониженную твердость, которые обладают значительной пластичностью и небольшим коэффициентом трения.'Увеличение микротвердости испытания

объясняется наличием в покрытии интерметаллидных соединений высокой твердости (см. рис. 8).

На основании проведенных замеров было установлено, что микротвердость сульфохромированного слоя увеличивается в глубину и в среднем составляет 8000 МПа.

Рис. 8. Результаты замеров микротвердости наносимого покрытия

Дальнейшие испытания были направлены на определения гидроплотности, цикловой подачи и развиваемого давления (см. рис. 9 - 11).

15 30 45 60 75 90 105 120 135 150

Время, ч.

Рис. 9. Результаты испытаний плунжерных пар на гидравлическую плотность

0 Серийные

ШСульфохроми рованные

Из рисунка 9 видно, что гидравлическая плотность в начальный период возрастает и стабилизируется у экспериментальных плунжерных пар в 1,3... 1,5 раза быстрее, чем у серийных, и составляет в среднем 28 секунд.

В процессе испытаний регулярно замеряли производительность насосных элементов (цикловую подачу). Полученные результаты производительности насосных элементов представлены на рисунке 10, из которого видно, что показатели экспериментальных плунжерных пар выше серийных.

i 11 i 111 i

15 30 45 60 75 90 105 120 135 150

Время, ч.

Рис. 10. Результаты испытаний плунжерных пар на изменение цикловой подачи

ИСерийные

НСульфохроми рованные

75 90 105 120 135 150

Время, ч.

Рис. 11. Результаты испытаний плунжерных пар на развиваемое давление

Результаты испытаний на развиваемое давление показали (рис. 11), что показатели экспериментальных и серийных плунжерных пар не имеют больших отклонений.

В итоге испытаний установлено, что сульфохромированные плунжерные пары имели более высокие показатели по сравнению с серийными. Это объясняется тем, что наличие сульфидов в поверхностном слое обеспечивает улучшение прирабатываемости трущихся сопряжений и исключает такие нежелательные явления, как схватывание и задир.

Результаты эксплуатационных испытаний (замер износа деталей) показали, что все плунжерные пары находились в рабочем состоянии. При этом установлено, что износ у сульфохромированных деталей плунжерных пар оказался в 1,3...1,5 раза меньше, чем у серийных (рис. 12).

10 т

0 300 600 750 900 960 1200

Наработка, мото-час.

Рис. 12. Результаты сравнительных испытаний плунжерных пар в эксплуатации

В главе также приведены расчеты экономической эффективности от внедрения предлагаемого технологического процесса восстановления плунжерных пар топливных насосов дизельных двигателей на ОАО РЗ «Иркутский». Экономический эффект при производственной программе восстановления 1000 плунжерных пар в год составил 247750 руб./год.

' ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Анализ ремонтного фонда по Иркутской области и Республики Бурятия показал, что до 50 % простоя сельскохозяйственной техники происходит из-за неисправности топливной аппаратуры, в частности плунжерных пар. Высокая стоимость материала, высокие требования изготовления и характер износа плунжерных пар обуславливают необходимость их восстановления, что, несомненно, обеспечит значительную экономию средств и сырья. Существующие методы восстановления изношенных плунжерных пар не получили широкого применения на ремонтных предприятиях системы АПК из-за целого ряда недостатков.

2 В соответствии с теорией выбора рационального способа восстановления обосновано использование метода низкотемпературного сульфохромирования, при котором на поверхности в наносимом покрытии образуются оксидные соединения.

При восстановлении данным способом не нарушается термическая обработка деталей плунжерных пар.

3. Разработанный программный комплекс «PETАН» для ЭВМ позволяет производить расчет оптимального режима низкотемпературного сульфохромирования на основе серии предварительных экспериментов.

Оптимальный состав ванны: NaOH - 43,0...45,0 %, S - 0,4...0,6 %, Na2S 2 - 0.4... 1,1 %, Na2S203 - 1,0...2,0 %, СгОз - 9,0...11,0 %, Н20 - 42,0....44,0%;

I режим работы: температура - 120... 130 °С, время - 50...60 мин.

4. Разработан технологический процесс восстановления плунжерных пар рядных топливных насосов дизельных двигателей ЯМЗ с использованием метода низкотемпературного сульфохромирования, позволяющий осуществлять восстановление до 70 % плунжерных пар с износом до 9 мкм.

5. Лабораторно-стендовые и эксплутационные испытания подтвердили увеличение износостойкости восстановленных плунжерных пар топливных насосов в 1,3...1,5 раза, по сравнению с серийными, и показали высокую микротвердость наносимого покрытия — 8000 МПа.

6. Экономический эффект от внедрения технологического процесса на ОАО РЗ «Иркутский» при восстановлении 1000 плунжерных пар в год составил 247750 рублей.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах

Статьи в изданиях, рекомендованных ВАК РФ:

1. Думнов С.Н. Компьютерное моделирование оптимального режима сульфохромирования / С.Н. Думнов, В.А. Русанов, Д.Б. Лабаров, Д.Ю. Шарпинский // Тракторы и сельскохозяйственные машины. - М, 2009. -№ П.-С. 33-39.

Другие публикации:

2. Думнов С.Н. Регрессионо-тензорный анализ задачи оптимизации параметров физико-технического процесса / С.Н. Думнов, А.Е. Куменко, А.Г. Рудых, В.А. Русанов // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. - Иркутск: ИрГУПС, 2009. - №1. - С. 102-108.

3. Думнов С.Н. К исследованию смазочного материала для автотракторных двигателей / Д.Б. Лабаров, С.Н. Думнов / Технология, средства механизации и технического сервиса в АПК: сб. науч. тр. - Улан-Удэ: ГОУ ВПО «ВСГТУ», 2008. - Выпуск 5. - С.104-108.

4. Думнов С.Н. Оптимизация параметров векторной регрессии многофакторного физико-технического процесса / С.Н. Думнов, А.Е. Куменко, Д.Б. Лабаров, А.Г. Рудых, В.А. Русанов / Энергетика предприятий АПК и сельских территорий: состояние, проблемы и пути решения: материалы международной научно-практической конференции. - Санкт-Петербург-Пушкин: СПбГАУ, 2009. - С. 351-361.

5. Думнов С.Н. Анализ методов восстановления плунжерных пар специальной техники, эксплуатируемой в регионах Сибири и Дальнего Востока / С.Н. Думнов / Актуальные вопросы права и безопасности на современном этапе: материалы научно-практической конференции молодых ученых. - Иркутск: ФГОУ ВПО ВСИ МВД РФ. - 2009 - Выпуск 11. - С. 79-83.

6. Думнов С.Н. Регрессионно-тензорный анализ «РЕТАН» / С.Н. Думнов, Д.Б. Лабаров, В.А. Козырев, А.Е. Куменко, А.Г. Рудых / Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2009612490. Дата регистрации 19.05.2009. (Федеральная служба по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам). - 2009.

Подписано в печать 12.11.09. Бум. тип. №1. Формат 60x84 1/16. Усл. печ. л.1,2. Тираж 100. Заказ № 630. Цена договорная.

Издательство ФГОУ ВПО «Бурятская государственная сельскохозяйственная академия им. В. Р.Филиппова». 670034, Улан-Удэ, ул. Пушкина, 8. e-mail: rio bgsha@mail.ru

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Топливная аппаратура, условия работы и технические требования, предъявляемые к прецизионным парам.

1.2. Основные дефекты прецизионных деталей, причины их возникновения.

1.2.1. Анализ технического состояния плунжерных пар, поступивших в ремонт.

1.2.2. Влияние износа прецизионных пар на характеристики дизельных двигателей.

1.3. Способы восстановления плунжерных пар рядных топливных насосов.

1.4. Математические предпосылки элементов геометрического языка матричного и тензорного моделирования для описания сложных многофакторных физико-химических процессов.

1.5. Выводы и концептуальная схема целей и задач многофакторной оптимизации параметров сложного химико-технологического процесса.

ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

РАЦИОННАЛЬНОГО СПОСОБА ВОССТАНОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ

2.1. Теоретическое обоснование требований к поверхностным слоям пар трения.

2.2. Теоретическое обоснование влияния состава и режима работы ванны сульфохромирования на механические свойства поверхностных слоев.

2.2.1. Структура и свойства сульфохромированного слоя на деталях плунжерной пары.

2.2.2. Смачиваемость сульфохромированного слоя на деталях плунжерной пары.

ГЛАВА 3. РЕГРЕССИОННО-ТЕНЗОРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ МНОГОФАКТОРНОЙ ОПТИМИЗАЦИИ ПРОЦЕССА НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОГО СУЛЬФОХРОМИРОВАНИЯ

3.1. Постановка задачи моделирования оптимального ХТП.

3.2. Существование нелинейной векторной модели ХТП с стационарными переменными в тензорных классах Tj,j<k.

3.3. Параметрическая индентификация билинейно-тензорной структуры нелинейной векторной регрессии модели ХТП.

3.4. Оптимизация режима ХТП на базе билинейно-тензорной интерполяции его функциональной модели.

3.5. Численное моделирование оптимального режима ХТП для восстановления плунжерных пар низкотемпературным химическим сульфохромированием.

ГЛАВА 4. ПРОГРАММА И ОБЩАЯ МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

4.1. Программа исследований.

4.2. Методика лабораторных исследований.

4.3. Методика стендовых испытаний плунжерных пар рядных топливных насосов.

4.4. Методика эксплуатационных испытаний.

4.4.1. Обоснование качества объекта наблюдения и оценка точности измерений.

4.5. Требования к технологии восстановления.

4.6. Технологический процесс восстановления плунжерных пар.

4.6.1. Определение возможного количества деталей с некачественным покрытием при сульфохромировании с применением математического планирования.

ГЛАВА 5. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ АНАЛИЗ

5.1. Результаты лабораторных испытаний.

5.2. Результаты ускоренных стендовых испытаний.

5.2.1. Прогнозирование работоспособности восстановленных плунжерных пар по результатам стендовых испытаний.

5.3. Результаты эксплуатационных испытаний.

5.4. Экономическая эффективность от применения технологического процесса восстановления плунжерных пар.

Актуальность темы. Ремонт сельскохозяйственной техники является одним из важнейших вопросов, связанных с поддержанием работоспособности тракторного парка, используемого в народном хозяйстве страны. Высокое оснащение агропромышленного комплекса (АПК) высокопроизводительной техникой и механизмами обязывает современное ремонтное производство повышать свой технический уровень технологии ремонта, всемерно совершенствовать организацию производства, расширять технические возможности производства. Повышению срока службы деталей и техники, в целом, наукой и практикой придается огромное значение. Поэтому ремонт является объективной необходимостью поддержания в работоспособном состоянии автотракторный парк.

Одним из главных условий, обеспечивающих высокий уровень организации ремонта сельскохозяйственной техники, является правильное и своевременное обеспечение ремонтных предприятий запасными частями. Расходы на запасные части имеют большой вес в общей стоимости ремонта техники. Однако они могут быть значительно сокращены путем расширения объемов восстановления изношенных деталей с применением прогрессивных технологий.

Подавляющая часть сельскохозяйственной техники оснащена дизельными двигателями, надежность и экономичность которых в значительной мере предопределяется техническим состоянием деталей топливной аппаратуры и прежде всего ее плунжерных пар.

По данным Госстата Иркутской области и Республики Бурятия, в период проведения исследовательских работ до 50% тракторного парка находилось в ремонте по причине неисправностей топливной аппаратуры.

На практике из-за крайне низкого уровня технического обслуживания и несоблюдения эксплутационных требований к топливной аппаратуре, плунжерные пары часто подвергаются преждевременным износам. Высокая стоимость материала, высокие требования их изготовления и характер износа, обуславливают необходимость восстановления плунжерных пар, что несомненно обеспечит значительную экономию средств и сырья.

Применяемые на ремонтных предприятиях методы восстановления изношенных плунжерных пар не получили широкого распространения из-за целого ряда недостатков и, прежде всего, из-за высокой себестоимости и технологических трудностей.

В работе эта актуальная задача решена путем разработки нового технологического процесса восстановления и упрочнения деталей с использованием метода низкотемпературного сульфохромирования.

Цель работы - повышение прочностных характеристик и увеличение ресурса деталей плунжерных пар топливных насосов дизельных двигателей в условиях АПК путем разработки технологического процесса восстановления и упрочнения данных деталей с использованием метода низкотемпературного сульфохромирования.

В соответствии с целью работы и состоянием вопроса поставлены следующие основные задачи исследования:

1). Обосновать выбор способа восстановления и упрочнения изношенных плунжерных пар;

2). Теоретическими исследованиями определить возможность восстановления и упрочнения прецизионных деталей топливных насосов низкотемпературным сульфохромированием;

3). Разработать программный комплекс математического моделирования для определения оптимального режима низкотемпературного сульфохромирования прецизионных деталей;

4). Разработать технологический процесс восстановления и упрочнения плунжерных пар с использованием метода низкотемпературного сульфохромирования;

5). Провести лабораторно-стендовые и эксплуатационные испытания плунжерных пар и дать технико-экономическую оценку эффективности разработанного технологического процесса восстановления.

Объект исследования — технологический процесс восстановления плунжерных пар топливных насосов высокого давления дизельных двигателей с использованием метода низкотемпературного сульфохромирования.

Предмет исследования — плунжерные пары топливного насоса дизельного двигателя ЯМЗ, изготовленные из стали 25Х5МА.

Методы исследований. Теоретическое исследование включало обоснования возможности восстановления и упрочнения плунжерных пар топливных насосов низкотемпературным сульфохромированием, выбор необходимого оборудования и материалов для нанесения покрытий, выбор свойств покрытий подлежащих контролю и оборудования для контроля этих свойств, а также разработка стационарно-нелинейной математической модели для определения оптимальных параметров ведения процесса. Экспериментальные исследования заключались в нанесении при различных технологических режимах сульфохромирования на детали, исследование их физико-механических, химических и эксплуатационных свойств. На основании проведенных исследований разработан технологический процесс восстановления деталей и произведена его технико-экономическая оценка.

Достоверность и обоснованность результатов исследований подтверждается общепринятыми методами исследований при помощи современных контрольно-измерительных приборов и оборудования, математических методов с использованием ЭВМ, результатами лабораторно-стендовых и эксплуатационных испытаний.

Научная новизна работы: новые режимы обработки метода низкотемпературного сульфохромирования для восстановления и упрочнения прецизионных деталей топливной аппаратуры дизельных двигателей;

- регрессионно-тензорная математическая модель многофакторного технологического процесса восстановления прецизионных деталей топливной аппаратуры низкотемпературным сульфохромированием.

Практическая ценность работы. На основании проведенных исследований:

- разработан технологический процесс восстановления плунжерных пар топливных насосов дизельных двигателей с использованием метода низкотемпературного сульфохромирования в химически активной ванне;

- разработан программный комплекс «РЕТАН» для осуществления имитационного моделирования прецизионных деталей.

Результаты исследований показывают, что ресурс восстановленных плунжерных пар топливных насосов дизельных двигателей выше на 30.50 % серийных.

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных выводов, списка литературы и приложения.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Анализ ремонтного фонда по Иркутской области и Республики Бурятия показал, что до 50 % простоя сельскохозяйственной техники происходит из-за неисправности топливной аппаратуры, в частности плунжерных пар. Высокая стоимость материала, высокие требования изготовления и характер износа плунжерных пар, обуславливают необходимость их восстановления, что несомненно обеспечит значительную экономию средств и сырья. Существующие методы восстановления изношенных плунжерных пар не получили широкого применения, на ремонтных предприятиях системы АПК, из-за целого ряда недостатков.

2. В соответствии с теорией выбора рационального способа восстановления обосновано использованием метода низкотемпературного сульфохромирования при котором на поверхности в наносимом покрытии образуются оксидные соединения.

При восстановлении данным способом не нарушается термическая обработка деталей плунжерных пар.

3. Разработанный программный комплекс «РЕТАН» для ЭВМ, позволяет производить расчет оптимального режима низкотемпературного сульфохромирования на основе серии предварительных экспериментов. Оптимальный состав ванны: NaOH - 43,0.45,0 %, S - 0,4.0,6 %, Na2S 2 -0,9. 1,1 %, Na2S203 - 1,0.2,0 %, СгОз - 9,0.11,0 %, Н20 - 42,0.44,0%; режим работы: температура - 120.130 °С, время - 50.60 мин.

4. Разработан технологический процесс восстановления плунжерных пар рядных топливных насосов дизельных двигателей ЯМЗ с использованием метода низкотемпературного сульфохромирования, позволяющий осуществлять восстановление до 70% плунжерных пар с износом до 9 мкм.

5. Лабораторно-стендовые и эксплутационные испытания подтвердили увеличение износостойкости восстановленных плунжерных пар топливных насосов в 1,3.1,5 раза по сравнению с серийными и показали высокую микротвердость наносимого покрытия - 8000 МПа.

6. Экономический эффект от внедрения технологического процесса на ОАО РЗ «Иркутский» при восстановлении 1000 плунжерных пар в год, составил 247750 рублей.

1. Андрусенко А.И., Антонюк С.Д., Мержиевский В.В. Об оптимальных фазах топливоподачи транспортного дизеля автотракторного типа и путях реализации // Конструирование и эксплуатация топливоподающих изделий. — Ульяновск, 1976. - С. 16.22.

2. Андриевский Б.Р., Фрадков A.JI. Элементы математического моделирования в программных средах MATLAB и SCILAB. СПб: Наука, 2001.-С. 288.

3. Антипов В.В., Гоголев Б.А., Загородских Б.П. Ремонт и регулирование топливной аппаратуры двигателей тракторов и комбайнов. -М.: Россельхозиздат, 1978.-С. 126.

4. Аршинов И.Д., Зорин В.К., Созинов Г.И. Ремонт двигателей ЯМЗ-240, ШЗ-240К, ЯМЗ-240Б. М.: Транспорт, 1978. - С. 310.

5. Авдонъкин Ф.Н. Теоретические основы технической эксплуатации автомобилей. Саратов: Изд-во гос. ун-та, 1981. - С. 281.

6. Альбом технологических карт на разборку, сборку, обкатку, испытания и регулировку топливной аппаратуры двигателей ЯМЗ-238НБ трактора К-700. М.: ГОСНИТИ, 1966. - С. 192.

7. Алдохин П.А. Методы восстановления плунжерных пар топливных насосов дизельных двигателей: Записки ЛСХИ. Л., 1966. - Т. 109.-С. 238.243.

8. Афанасов И.М. Восстановление посадки в сопряжении плунжер-гильза топливных насосов двигателей с воспламенением от сжатия применением нагрева токами высокой частоты: Записки ЛСЖ.-Л., 1967. Т. 109. - С. 130.136.

9. Ачкасов К. А., Бугаев В.П., Богачев Б. А., Гусейнов А.Г. Парофазное вакуумное хромирование прецизионных деталей (при восстановлении топливной аппаратуры) // Техника в сельском хозяйстве. — 1985.-№ 12.-С. 49.

10. Ачкасов К.А., Банищев A.M., Павлов JI.B. Износостойкость плунжерных пар, восстановленных электролитическим хромированием периодическим током с обратным импульсом: Сб. науч. тр. / МИИСП. М., 1976 (1977). - Т. 13; Вып. 7. - С. 23.24.

11. Аксенов А. Ф. Трение и изнашивание металлов в углеводородных жидкостях. -М.: Машиностроение, 1977. С. 151.

12. Авдонъкин Ф.Н. Изменение технического состояния автомобиля в процессе эксплуатации. Саратов: Изд-во гос. ун-та, 1973. — С. 191.

13. А.с. 1044678, МКИ С 23 7/24. Водный раствор для получения сульфидных покрытий на поверхности стальных изделий // Г.П. Шаронов, В.И. и др. Заявлено 08.06.82; Опубликовано 30.09.83, Бюл. №36.

14. Адлер Ю.П., Маркова Е.В., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. М.: Наука, 1976. — С. 255.

15. Ачкасов К.А., Вегера В.П. Справочник начинающего слесаря. -М., 1987. 350 с.

16. А.с. 1310438 СССР, М. Кл. С 21 Д 1/78. Способ упрочнения плунжерных пар топливных насосов дизельных двигателей // Д.Б. Лабаров и др. Заявлено 12.08.85; Опубликовано 15.05.87, Бюл. № 18.

17. Батищев А.Н. К методике обоснования рационального способа восстановления изношенных деталей // Эксплуатация и ремонт сельскохозяйственной техники. Межвуз. Сб. М., 1990. - С. 124-128.

18. Бугаев В.Н. Восстановление деталей и повышение ресурса топливной аппаратуры тракторных и комбайновых дизелей диффузионной металлизацией: Автореф. дис. д-ра техн. наук. М., 1987.С — 32.

19. Бесчастнов В.А., Смирнов Э.Л., Малышев JI.M. Новые топливные насосы высокого давления для перспективных автомобильных дизелей //

20. Двигателестроение. — 1987. — № 1. — С. 3.5.

21. Болоев П. А. Регулирование рабочих процессов дизеля машино-тракторного агрегата. Изд-во БГУ. Улан-Удэ, 1996. - С. 40.

22. Бахтиарое Н.И., Логинов В.Е. Производство и эксплуатация прецизионных пар. М.: Машиностроение, 1979. - С. 204.

23. Бородин КН. Упрочнение деталей композиционными покрытиями. М: Машиностроение, 1982. - С. 140.

24. Бахтиарое Н.И. Восстановление прецизионных поверхностей и деталей топливной аппаратуры (хромирование изношенных деталей дизеля) // Техника в сельском хозяйстве. 1980. - №. 8. - С. 45.47.

25. Bouden F.P., JabozD. Friction and Cubrication of Solids Oxford 1950, p 33.57, c. 200.227.

26. Башнин Ю.А., Ушаков Б.К., Секей А.Г. Технология термической обработки. М.: Металлургия, 1986. - С. 421.

27. Бугаев В.Н. Ремонт форсированных тракторных двигателей. М.: Колос, 1978.-С. 126.

28. Валетов В.А. Исследование процесса размерного хромирования втулок при восстановлении плунжерных пар: дис. . канд. техн. наук. Л. Пушкин, 1971.-С. 166.

29. Веденяпин Г.В. Общая методика экспериментального исследования и обработки опытных данных. М.: Колос, 1973. - С. 199.

30. Ван дер Варден Б.Л. Алгебра. М.: Наука, 1979. - С. 624.

31. Владимиров B.C. Уравнения математической физики. М.: Наука, 1981.-С. 512.

32. ГОСТ 8670-82. Насосы топливные высокого давления автотракторных дизелей. Правила приемки и методы испытаний. М.:

33. Госкомиздат СССР по стандартам. — С. 6.

34. Голубев И.Г. Новые технологические процессы восстановления деталей гальваническими покрытиями. — М.: Росинформагротех, 2001. 48 с.

35. Гуляев А.П. Металловедение. М.: Металлургия, 1986. - С. 541.

36. Гуляев А.П. Металловедение. М.: Гос. изд-во оборонной промышленности, 1951. - С. 475.

37. Головин Г.Ф., Зимин Н.В. Технология термической обработки металлов с применением индукционного нагрева. JL, 1979. — С. 250.

38. Гантмахер Ф.Р. Теория матриц. -М.: Наука, 1988. С. 552.

39. Глазман И.М., Любич Ю.И. Конечномерный линейный анализ. -М.: Наука, 1969.-С. 476.

40. Демкин Н.Б. Контактирование шероховатых поверхностей. М.: Наука, 1970.-С. 213.

41. Дерягин Б.В., Чураев Н.В. Смачивающие пленки. — М.: Наука, 1984. -С. 159.

42. Домрачеев В.Г., Полещук О.М. О построении регрессионной модели при нечетких исходных данных // Автоматика и телемеханика. -2003. -№ 11.-С. 74-83.

43. Думное С.Н. К исследованию смазочного материала для автотракторных двигателей / Д.Б. Лабаров, С.Н. Думнов // Технология, средства механизации и технического сервиса в АПК: сб. науч. тр. Улан-Удэ: ГОУ ВПО ВСГТУ, 2008. - Выпуск 5. - С. 104-108.

44. Думнов С.Н. Компьютерное моделирование оптимального режима сульфохромирования / С.Н. Думнов, В.А. Русанов, Д.Б. Лабаров, Д.Ю. Шарпинский // Тракторы и сельскохозяйственные машины. М, 2009. — № 11.-С. 33-39.

45. Думнов С.Н. К исследованию смазочного материала для автотракторных двигателей / Д.Б. Лабаров, С.Н. Думнов // Материалы 4 Ларионовских чтений. Юбилейный сборник научных трудов. — Якутск: ЯГСХА, 2009. Выпуск № 3 - С. 33-37

46. Знмняков В.М., Власов И.А. К вопросу влияния температурных условий эксплуатации на регулировочные показатели топливоподающей аппаратуры энергонасыщенных тракторов. Куйбышев, 1983. - С. 60.62.

47. Загородских Б.П., Хатъко В.В. Ремонт и регулирование топливной аппаратуры автотракторных и комбайновых двигателей. — М.: Россельхозиздат, 1986.— С. 128.

48. Зейделъ А.Н. Ошибки измерений физических величин. — Л.: Наука, 1974.-С. 108.

49. Зайцев А.К. Основы учения о трении, износе и смазке машин. М. -Л., 1948.-С. 271.

50. Зуев В.М. Термическая обработка металлов. М.: Высшая школа, 1986.-С. 284.

51. Иванов В.Н., Устинов Н.Д., Ильин А.И Исследование изнашивания деталей топливного насоса дизеля Д-50 и износные мероприятия по повышению работоспособности плунжерных пар. Трение и износ в машинах //Машиностроение. 1962. — № 16. - С. 17.21.

52. Иванова Г.М., Кузнецов Н.Д., Чистякова B.C. Теплотехнические измерения и приборы. М.: Энергоатомиздат, 1984. - С. 225.

53. Иванов В.В. Методы вычислений на ЭВМ: Справочное пособие. -Киев: Наукова думка, 1986. С. 584.

54. Киреев ИМ., Токмачев М.А. Влияние износа плунжерных пар на процесс впрыска топлива двигателя Д-108: Тр. / ЦНИТА. Л., 1969. -Вып. 42.-С 54.57.

55. Кривенко П.М., Федосов И.М. Ремонт и техническое обслуживание системы питания автотракторных двигателей. — М.: Колос, 1980. — С. 287.

56. Курчатпкин В.В. Надежность и ремонт машин: учебник для вузов; под ред. В.В. Курчаткина. М.: Колос, 2000 - 776 с.

57. Крутое В.И., Горбаневский В.Е., Кислое В.Г. Топливная аппаратура автотракторных двигателей. М.: Машиностроение, 1985. - С. 207.

58. Кислое В.Г., Павлов В.А., Трусов А.П. и др. Топливная аппаратура тракторных и комбайновых дизелей. М.: Машиностроение, 1981 — С. 208.

59. Кривенко ИМ., Федосов И.М. Техническое обслуживание дизельной топливной аппаратуры. М.: Колос, 1973. - С. 344.

60. Казарцев В.И Ремонт машин. М.: Сельхозиздат, 1961. - С. 572.

61. Криулин А.В. Сульфоцианирование стали и чугуна. М. -Л.: Машиностроение, 1965. С. 224.

62. Крагелъский И.В., Михин И.М. Узлы трения машин. М.: Машиностроение, 1984.-С. 280.

63. Крамов У.И., Левитин М.А. Основы трибоники. Ташкент:1. Укитувчи, 1984.-С. 182.

64. Крагелъский И.В., Непомнящий Е.Ф., Харач Г.М. Основные положения и краткая методика приближенного расчета поверхностей трения на износ при скольжении. М.: Ин-т машиноведения, 1965. — С. 19.

65. Комбалов B.C. Влияние шероховатости твердых тел на трение и износ. М: Наука, 1974. - С. 120.

66. Комбалов B.C. Оценка триботехнических свойств контактирующих поверхностей. М.: Наука, 1983. - С. 125.

67. Кащеев В.Н. Процессы в зоне фрикционного контакта металлов. -М. Машиностроение, 1978. С. 208.

68. Карпенко Г.В. Влияние среды на усталостную прочность сталей: автореф. дис. д-ра техн. наук. — Киев, 1952. — С. 16.

69. Крагелъский И.В. Трение и износ. М.: Машиностроение, 1968.1. С. 480.

70. Колмогоров А.Н., Фомин С.В. Элементы теории функций и функционального анализа. М.: Наука, 1988. - С. 544.

71. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике. М.: Наука, 1974.1. С. 832.

72. Кирилов А.А. Элементы теории представлений. М.: Наука, 1978. -С. 344.

73. Кострикин А.И., Манин Ю.И. Линейная алгебра и геометрия. М.: Наука, 1986.-С. 304.

74. Ломаков В.И., Сушкевич М.А. Химическое никелирование плунжерных пар // Техника в сельском хозяйстве. 1969. - №10. - С.38.

75. Лахтин Ю.М. Металловедение и термическая обработка металлов.-М.: Металлургия, 1984. С. 359.

76. Ланкастер 77. Теория матриц. М.: Наука, 1982.-С.328.

77. Льюнг Л. Идентификация систем. Теория для пользователя. М.: Наука, 1991.-С. 432.

78. Лабаров Д.Б. Повышение качества восстановления деталей путем применения сульфохромирования / Д.Б, Лабаров // Монография. — Улан-Удэ, 1999.-81 с.

79. Лабаров Д.Б. Технологический процесс восстановления деталей композиционными покрытиями / Д.Б. Лабаров // Монография. — Улан-Удэ, 1999.-79 с.

80. Лабаров Д.Б. Повышение качества восстановленных деталей путем применения сульфохромирования: автореф. дис. . .докт. техн. наук. -Санкт-Петербург, 2000 18 с.

81. Лабаров Д.Б. Организация технического обслуживания и ремонта автотранспорта / Д.Б. Лабаров, Г.А. Хагдыров, Е.А. Босхолов // Учебное пособие. Улан-Удэ, 2008. - 37 с.

82. Ljung L., Sdderstrom Т. Theory and Practice of Recursive Identification. MIT Press, Cambridge, Massachusetts, 1983.

83. Ljung L. A non-probabilistic framework for signal spectra. In: Proc. 24th Conf. Decis. Control, Ft Lauderdale, Florida, December, 1985, pp. 1056-1060.

84. Мелисаров B.M. Практикум по конструкции тракторов и автомобилей. 4.2. Учебное пособие. Тамбов: ТГТУ, 2003. - 128 с.

85. Масино М.А. Организация восстановления автомобильных деталей. -М.: Транспорт, 1981. С. 176.

86. Мудрое В.И., Кушко В.Л. Методы обработки измерений. Квазиправдоподобные оценки. М.: Радио и связь, 1983. - С. 300.

87. Мазаев Ю.В. Восстановление прецизионных деталей дизельной топливной аппаратуры термодиффузным титанированием // Прогресс и способы очистки и восстановления изношенных деталей тракторов, автомобилей к сельскохозяйственных машин. М., 1981. — С. 62.67.

88. Молчанов В.Ф. Восстановление и упрочнение деталей автомобилей хромированием. -М.: Транспорт, 1981. С. 169.

89. Мамаев А.Д. Исследование износостойкости восстановленных плунжерных пар топливных насосов дизелей: дис. . канд. техн. наук. Л. -Пушкин, 1970.-С. 138.

90. Мошкин Н.И. Математическое моделирование сложных автоматических систем автотранспортных средств, как основа разработки методов их технического диагностирования / Н.И. Мошкин // Монография. -Улан-Удэ, 2006 206 с.

91. Месарович М., Такахара Я. Общая теория систем: математические основы. -М.: Мир, 1988.-С. 312.

92. Макаров ИМ., Виноградская Т.М., Рубчинский А.А., Соколов В.Б. Теория выбора и принятия решений. М.: Наука, 1982. - С. 328.

93. Некрасов Б.В. Основы общей химии: В 2 т. М.: Химия, , — Т. 2.1. С. 488.

94. Новиков М.А. Термическая обработка металлов. М., 1983. - С.242.

95. Николаев Е.Н., Коротин ИМ. Термическая обработка металлов токами высокой частоты. М.: Высшая школа, 1984. - С. 204.

96. ОСТ 24.161.02-82. Плунжерные пары ТН. Технические требования. Правила приемки и методы контроля. М., 1982.

97. ОСТ 23.1.364-81. Насосы топливные высокого давления тракторных и комбайновых дизелей. Метод ускоренных испытаний на надежность. М., 1981.

98. ОСТ 23.1.145-86. Тракторы сельскохозяйственные. Методы ускоренных полигонных испытаний на надежность. М., 1986.

99. Полищук В.И., Боголепова И.Г. Обоснование метода восстановления плунжерных пар рядных топливных насосов: Тр./ ЦНИТА. Л., 1983. - Вып. 82. - С. 10.14.

100. Пустылъник Е.И. Статистические методы анализа и обработкинаблюдений. М.: Наука, 1968. - С. 288.

101. Полисский А.Я. Исследование динамики изнашивания деталей дизельных топливных насосов и повышения их долговечности: дис. .канд. техн., наук. — Харьков, 1971. — С. 156.

102. Пособие для определения числа объектов наблюдений (испытаний) М.: ГОСНИТИ, 1966. - С. 20.

103. Романов С.А., Демочка О.И., Ложкин В.Н., Коллеров Е.Н. Форсирование впрыскивания топлива эффективный путь улучшения показателей экономичности и токсичности дизелей: Тр. / ЩИТА. - Л., 1985. - Вып.85. -С. 143.

104. Рожков ДМ. Разработка управляемого технологического процесса восстановления посадочных мест корпусных деталей машин в сельском хозяйстве гальваническими покрытиями: автореф. .канд. тен. наук. Улан-Удэ, 2006 - 19 с.

105. Ротов В.Е., Стоиценков А.А., Конопля А.В. Восстановление плунжерных пар // Техника в сельском хозяйстве. 1986. - №11. — С. 54.55.

106. РТМ 44-62. Методика статистической обработки эмпирических данных. М.: Стандартгиз, 1968. - С. 15.

107. Ребиндер П.Я. Поверхностные явления в дисперсных системах Физико-техническая механика: Изб. тр. М.: Наука, 1979. - С.381.

108. Рещиков В.Ф. Трение и износ тяжелонагруженных передач. — М.: Машиностроение, 1975. С. 226.

109. Розенберг Ю.А. Влияние смазочных масел на надежность и долговечность машин. -М.: Машиностроение, 1970. С. 304.

110. Рыбакова Л.М., Куксенова Л.Л. Структура и износостойкость металла. М.: Машиностроение, 1972. - С. 204.

111. Решетов Д.Н. Работоспособность и надежность деталей машин. М.: Высшая школа, 1974. - С. 202.

112. Роговцев B.JI. и др. Устройство и эксплуатация автотранспортных средств. Учебник водителя. М.: Транспорт, 1990 -432 с.

113. Rissanne J. Stochastic complexity and statistical inference. -Unpublished manuscript, I.B.M. Research K54/282, San Jose, California, 1985.

114. Сахаров А.Г. Дизельная топливная аппаратура современных тракторов. М.: Колос, 1977. - С. 112.

115. Статистические методы обработки эмпирических данных. М.: Изд-во стандартов, 1978. — С. 239.

116. Сергеев В.З. Восстановление деталей плунжерных пар методом термодиффузной металлизации // Ремонт машин и эксплуатационная надежность с.-х. техники. М., 1984. - С. 59.63.

117. Сидоренко В.М., Грушко И.М. Основы научных исследований. -Харьков: Высшая школа, 1977. — С. 198.

118. Справочник по тракторам «Кировец». М.: Колос, 1982. - С. 266.

119. Сумм Б.Д. Физико-химические основы смачивания и растекания. -М.: Химия, 1976.-С. 231.

120. Самоцкии А.И., Парфеновская Н.Г. Технология термической обработки металлов. -М., 1976. — С. 215.

121. Caines Р.Е. On the scientific method and the foundation of system identification. In: Modelling, Identification and Robust Control (Byrnes C.I., Lindquist A., eds.). - North Holland, Amsterdam, 1986, pp. 563-580.

122. Титков В.К. Исследование возможности применения никель-фосфорных покрытий для восстановления плунжерных пар топливных насосов ЖЗ: автореф. дис. канд. техн. наук Минск, 1972. — 24 с.

123. Тур Е.Я. УстройстЕ-о автомобиля. М.: Машиностроение, 1990-352 с.

124. Упрочнение деталей топливной аппаратуры методом вакуумно-плазменной технологии: Тр. / ЦНИТА. Л., 1985. - Вып. 85, 86. - С. 249, 252.

125. Ульман И.Е. Ремонт машин. М.: Колос, 1982. - С. 445.

126. Уское В.П. Справочник по ремонту базовых деталей двигателей. -Брянск, 1998.-589 с.

127. Фашшейб Б.П. Пути совершенствования топливной аппаратуры, обеспечивающей повышение моторесурса дизеля: Тр. / ЦНИТА. Л., 1965. -Вып. 27.-С . 112.114.

128. Фетисов М.Н. Исследования износа плунжерных пар насоса ЯМЗ 238НБ и повышение их долговечности: дис. .канд. техн. наук. — Саратов. 1980.-С. 137.

129. Хватов В.Н. Разработка и исследование методов прогнозирования надежности топливной аппаратуры тракторных дизелей: канд. техн. наук. Л.-Пушкин, 1977. - С. 182.

130. Холомонов И.А. Исследование и подбор эффективных обкаточных присадок для ускорения приработки тракторных двигателей: дис. .канд. техн. наук. М.: НАТИ, 1973. - С. 194.

131. Хорн Р., Джонсон Ч. Матричный анализ. М.: Мир, 1989. - С.655.

132. Цыпцын В.И. Исследование влияния присадок к маслу и топливу на ускорение приработки и повышение износостойкости деталей тракторного дизельного двигателя: Автореф. дис. . канд.техн . наук. — Саратов, 1976. — С.23.

133. Черноиванов В.К, Андреев В.П. Новые технологическиепроцессы и оборудования для восстановления деталей сельскохозяйственной техники. М.: Высшая школа, 1983. — С. 90.

134. Чадеев В.М. Цифровая идентификация нелинейных динамических объектов // Автоматика и телемеханика. 2004. - № 12. - С. 85-93.

135. Шаронов Т.П., Цыпцын В.И., Лабаров Д.Б. Восстановление плунжерных пар топливных насосов // Техника в сельском хозяйстве. 1987. - № 7. - С. 44.

136. Щербаков Ю.В. Современные способы восстановления деталей машин. Пермь, 1991. - 78 с.

137. Ящерицын П.И., Скорынин Ю.В. Работоспособность узлов трения машин. — Минск: Наука и техника, 1984. — С. 270.1. Р©(0ШЙ(СЖА$1 ФДДНРМЦШШж ж ж ж ж1. ЖЖЖЖЖЖ1. СВИДЕТЕЛЬСТВОо государственной регистрации программы для ЭВМ2009612490

138. Регрессионно-тензорный анализ «РЕТАН»

139. Правообладатель(ли): Думнов Сергей Николаевич (RU), Лабаров Дамдин Булатович (RU), Козырев Владимир Александрович (RU), Куменко Антон Евгеньевич (RU), Рудых Алексей Геннадьевич (RU)

140. Автор(ы): Думнов Сергей Николаевич, Лабаров Дамдин Булатович, Козырев Владимир Александрович, Куменко Антон Евгеньевич, Рудых Алексей Геннадьевич (RU)1. Заявка № 2009611199

141. Дата поступления 24 марта 2009 г. Зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ19 мая 2009 г.

142. Руководитель Федеральной службы по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам1. Б.П. СимоновЖж ж ж ж ж ж ж ж ж жж ж ж ж ж ж ж

143. ЖЖЖЖЖЖЖЖЖЖЖЖЖЖЖЖЖЖЖЖЖЖЖЖЖЖЖЖЖЖЖЖж ж ж ж ж ж ж ж ж ж ж ж ж жж ж ж1. Gits1. Иркутский» M.K. Клюев1. Акт внедрениянаучно-исследовательской работы

144. В процессе внедрения выполнены следующие работы:

145. Разработана ванна для восстановления плунжерных пар топливных насосов методом низкотемпературного сульфохромирования;

146. Разработан контейнеры для осуществления процесса восстановления плунжерных пар топливных насосов дизельных двигателей;

147. Разработан оптимальный физико-химический состав и температурный режим ванны для сульфохромирования;

148. Разработана оптимальная технология восстановления плунжерных пар топливных насосов дизельных двигателей.

149. Годовая экономическая эффективность от внедрения технологии восстановления плунжерных пар топливных насосов дизельных двигателей составила 247750 рублей.

150. Предложения о дальнейшем внедрении работы и другие замечания

151. Режимная ванна для низкотемпературного сульфохромирования пригодна для восстановления других наименований деталей сельскохозяйственной техники.

152. В настоящее время в хозяйстве ФГУ ДЭП №155 эксплуатируются автомобили «КАМАЗ 55111» гос. №В546АМ и гос. №У659МХ с экспериментальными топливными насосами, установленные на дизельные двигателя ЯМЗ-238 №440022 и ЯМЗ-238 №453481.

153. На момент составления настоящего акта пробег автомобилей «КАМАЗ 55111» с экспериментальными топливными насосами составил соответственно 26454 км. ,29136 км.

154. Восстановление плунжерных пар топливных насосов для эксплуатационных испытаний, проводилось по разработанной автором технологии.

155. Надежность топливной аппаратуры тракторных и комбайновых дизелей закладывается на стадиях ее проектирования и изготовления.

156. Отремонтированная аппаратура по моторесурсу не должна уступать новой, а ежегодные расходы запасных частей на ее ремонт не должны превышать 3.8 % стоимости новой топливной аппаратуры.

157. Ориентировочные сведения о надежности могут быть получены по результатам стендовых безмоторных и моторных испытаний.

158. Ускоренные износные испытания позволяют при резком сокращении их продолжительности получить достоверные данные.

159. Все восстановленные детали, подвергались эксплуатационным испытаниям на экспериментальных топливных насосах дизельных двигателей ЯМЗ в ОАО РЗ «Иркутский».

160. На основании проведенных экспериментов можно сделать следующие выводы:

161. Гидравлическая плотность в начальный период возрастает и стабилизируется у экспериментальных плунжерных пар в 1,3. 1,5 раза быстрее, чем у серийных.

162. В процессе испытаний регулярно замеряли производительностьt>A£насосных элементов (цикловую подачу). Сбор топлива осуществляли в мензурки за 1000 ходов плунжера, затем топливо взвешивали с точностью до

163. Полученные результаты показали, что показатели при испытании экспериментальных плунжерных пар идентичны серийным.

164. Результаты испытаний на развиваемое давление показали, что экспериментальные и серийные плунжерные пары не имеют больших отклонений.

165. Предусматривалось определение износа деталей сопряжения плунжер-втулка после 150-часовых испытаний топливных насосов. Для этого после испытаний втулки и плунжеры замеряли в тех же поясах, что и до испытаний.

166. Износ сульфохромированных плунжерных пар в 1,4. 1,5 раза меньше износа серийных.

167. Результаты эксплуатационных испытаний подтвердили высокую долговечность восстановленных деталей.т л Представители ОАО РЗ «Иркутский»:0,2 г.1. Г.С. Кубасов

168. Иркутский» M.K. Клюев 8 г.1. РАСЧЕТэкономического эффекта от применения технологического процесса восстановления плунжерных пар низкотемпературным сульфохромированием на ОАО РЗ «Иркутский»

169. Расчет себестоимости технологии восстановления деталей плунжерной пары производился по следующим формулам:

170. Основная заработная плата производственным рабочимш

171. Зо = (Зет + 3de(/))lfiv = ^ gi Xfiv,Iгде gi сдельная расценка по операциям, руб.;

172. X коэффициент, учитывающий премии и другие доплаты, увеличивающий фактический часовой заработок по сравнению с тарифной ставкой, X = 1,2;

173. Р коэффициент дополнительной заработной платы, /?= 1,07;v коэффициент соц. страхования, v = 1,04.

174. Сдельная расценка по операциямgi = 1\ /шт К/60,мгде /i часовая тарифная ставка рабочего данного разряда, руб.;шт норма штучно-калькуляционного времени на операцию, мин (табл. 1).

175. Заработная плата производственным рабочим