автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.03, диссертация на тему:Восстановление деталей сельскохозяйственной техники высокоскоростной аргоно-дуговой наплавкой

На правах рукописи

Машрабов Нематулла

о/Ыаф

ВОССТАНОВЛЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ ТЕХНИКИ ВЫСОКОСКОРОСТНОЙ АРГОНО-ДУГОВОЙ НАПЛАВКОЙ

Специальность 05.20.03 - Технологии и средства технического

обслуживания в сельском хозяйстве

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

I з май та

Челябинск-2012

005018902

Работа выполнена на кафедре «Технология и организация технического сервиса» ФГБОУ ВПО «Челябинская государственная агроинженерная академия».

Научный консультант: доктор технических наук, профессор

Игнатьев Геннадий Степанович

Официальные Короткое Владимир Александрович,

оппоненты: доктор технических наук, профессор, про-

фессор кафедры «Сварочное производство и упрочняющие технологии» Нижнетагильского технологического института (филиала) ФГАОУ ВПО «Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина»

Пучин Евгений Александрович,

доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой «Ремонт и надежность машин» ФГБОУ ВПО «Московский государственный агроинженерный университет им. В.П. Горячкина»

Фархшатов Марс Нуруллович,

доктор технических наук, профессор, профессор кафедры «Технология металлов и ремонт машин» ФГБОУ ВПО «Башкирский государственный аграрный университет»

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО «Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева»

Защита состоится 24 мая 2012 г., в Ю00 часов на заседании диссертационного совета Д 220.069.01 на базе ФГБОУ ВПО «Челябинская государственная агроинженерная академия» по адресу: 454080, г. Челябинск, пр. Ленина, 75.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Челябинская государственная агроинженерная академия».

Автореферат разослан 12 апреля 2012 г. и размещен на официальном сайте ВАК при Министерстве образования и науки России http://vak.ed.gov.ru.

Ученый секретарь Возмилов Александр

диссертационного совета .^ES^*^ Григорьевич

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Восстановление деталей является технически обоснованным и экономически оправданным процессом прежде всего в связи с возможностью повторного и неоднократного использования 60...75 % изношенных деталей. Себестоимость восстановления изношенных ремонтопригодных деталей не превышает 30...50% цены новых, а расход материалов в 25...45 раз ниже, чем на их изготовление.

Большинство разработанных к настоящему времени элекгроду-говых способов восстановления деталей малопроизводительны из-за невысокой скорости процесса; неоправданно велики удельные тепло-вложения, достигающие 1100-105 Дж/м2, вследствие чего происходит значительное термическое влияние на деталь. В связи с этим требуется совершенствование методов расчета температурных полей на этапе прогнозирования технологических режимов, так как используемые аналитические методы не учитывают нелинейный характер теплоотдачи в окружающую среду, которая в промежутке температур 50...1500°С возрастает в 30...50 раз.

Повышение точности тепловых расчетов процесса наплавки и закалки, разработка принципиально новых и совершенствование ресурсосберегающих технологических способов нанесения покрытий, поверхностной закалки электрической дугой и контроля повреждений, направленные на комплексное обеспечение требуемого качества, в совокупности составляют научную проблему.

Решению этой проблемы посвящена настоящая диссертационная работа, в которой предложены термодинамическая модель расчета температурного поля в детали, учитывающая нелинейный характер теплоотдачи в окружающую среду в процессе восстановления, разработаны способы и средства для высокоскоростной аргоно-дуговой наплавки (ВАН), поверхностной электродуговой закалки (ЭДЗ), контроля усталостных повреждений в деталях машин сельскохозяйственной техники и определены рациональные режимы процессов.

Диссертационная работа выполнена в соответствии с Программой фундаментальных и приоритетных прикладных исследований по научному обеспечению развития агропромышленного комплекса Российской Федерации на 2006-2010 гг. по проблеме 09 РАСХН раздела 03 «Разработать типовые проекты оптимального построения и функционирования предприятий инженерно-технической инфраструктуры сельского хозяйства, технологии эффективного использо-

вания, повышения надежности и работоспособности машин и оборудования в отрасли», а также согласно концепции развития аграрной науки и научного обеспечения АПК РФ на период до 2025 г.

Целью работы являются научное обоснование и экспериментальная разработка технологий и технических средств, комплексно обеспечивающих требуемое качество восстановления деталей с малыми износами на основе применения высокопроизводительных ар-гоно-дуговых способов нанесения покрытий, ЭДЗ и последующего контроля состояния.

Объект исследования — технологические процессы восстановления изношенных деталей, их термической обработки и контроля накопленных в деталях сельскохозяйственной техники повреждений.

Предмет исследования - взаимосвязи и закономерности между технологическими параметрами процессов ВАН, ЭДЗ и основными количественными показателями качества нанесенного и закаленного слоя, а также между повреждениями и параметрами свободных крутильных колебаний.

Методы исследования — при проведении исследований использовались методы математического моделирования, распознавания, статистики, функционального анализа, теории вероятностей, лабораторные, экспериментальные, а также патентные исследования.

В основу работы принята следующая концепция — разработка ресурсосберегающих технологий и технических средств восстановления изношенных деталей с.-х. техники на основе нового подхода к формированию металлических покрытий электродуговым способом без образования сварочной ванны в классическом виде.

Это позволит минимизировать термического влияния на деталь.

Основная научная гипотеза — нанесение металлических покрытий на изношенные до 0,1...0,3 мм поверхности деталей возможно при создании необходимых тепловых условий и соответствующем механизме взаимодействия присадочной проволоки с поверхностью детали.

Накопление усталостных повреждений возможно контролировать на основе измерения параметров свободных крутильных колебаний.

Содержание научной проблемы и выдвинутой гипотезы предопределили необходимость решения следующих задач исследования:

1. Разработать термодинамическую модель расчета температурного поля для деталей типа тел вращения в процессе наплавки, ЭДЗ и

механической обработки при действии поверхностных тепловых источников с учетом нелинейного характера тепловых потерь во внешнюю среду, что позволит прогнозировать технологические режимы и конструктивные параметры технических средств.

2. Разработать новый способ и технические средства высокоскоростной аргоно-дуговой наплавки и экспериментально доказать возможность получения тонких качественных слоев, установить зависимости между основными технологическими параметрами процесса наплавки и основными показателями нанесенного покрытия.

3. Совершенствовать технические средства электродуговой закалки без принудительного охлаждения с учетом требований ремонтного производства.

4. Установить зависимости влияния основных конструктивно-технологических факторов и усталостных повреждений валов на структурно-чувствительные физико-механические свойства материала деталей, какими являются параметры свободно затухающих крутильных колебаний; разработать способ, технические средства и обосновать нормативные значения диагностического параметра при контроле уровня накопленных повреждений проверяемых валов.

5. Разработать технологический процесс нанесения покрытий, поверхностной закалки электрической дугой и контроля и дать экономическую и энергетическую оценку полученных результатов.

Научная новизна основных положений, выносимых на защиту

Разработана термодинамическая модель, описывающая распространение тепла при наплавке и поверхностной закалке деталей типа тел вращения от действия внешних тепловых источников, оценивающая температурное поле во времени в детали, характеризующаяся тем, что в отличие от известных методов учитывает нелинейный характер теплоотдачи в окружающую среду, которая в промежутке температур 50...1500°С возрастает в 30...50 раз.

Впервые предложена для тепловых расчетов процесса наплавки и закалки абсолютно устойчивая явная дифференциально-разностная схема для численного метода расчета, обеспечивающая хорошую сходимость с аналитическими решениями с погрешностью не более 3%.

Обоснованы условия формирования качественного тонкого нанесенного слоя до 0,3 мм обеспечивающего ресурсосбережение при увеличении линейных скоростей процесса в 10 раз и более, доказана

возможность поверхностной закалки детали электрической дугой при скорости 500...5500 мм/с.

Обоснован наиболее чувствительный параметр, характеризующий накопленные усталостные повреждения в деталях машин — скорость затухания свободных крутильных колебаний, который принят в качестве диагностического параметра. Установлена тесная корреляционная зависимость между пределом выносливости и временем затухания свободных крутильных колебаний. На основе использования теории ошибок первого и второго рода определено нормативное значение диагностического параметра, при котором обеспечивается требуемый уровень надежности контролируемых и восстановленных деталей по характеристикам усталостной прочности. Разработаны способ и средства контроля повреждений (а.с. 1810789, патенты: 2337348,78572, 80012).

Термодинамическая модель позволяет на стадии проектирования и отладки технологического процесса рассчитывать изменение температуры нагрева и охлаждения в зависимости от времени, технических, теплофизических свойств материала, источника тепла, а также от технологических параметров процесса и определять конструктивные параметры технических средств с использованием разработанных пакетов программ «Тепло 4.0» (№ 9776, ФГНУ ГКЦИ) и «Тепло 5.0» (№ 2008612210, РОСПАТЕНТ).

Обоснованы технологические параметры нового способа арго-но-дуговой наплавки. Разработаны требования на технические средства его осуществления, обеспечивающие следующие рациональные показатели способа: толщина слоя (0,1...0,3)-10"3м, глубина термического влияния (0,1...0,3)-10"3м, скорость наплавки более 200-10"3 м/с, удельная энергия наплавки не более 200-Ю5 Дж/м2, производительность (20...30)-10"5 м2/с, припуск на механическую обработку (0,10...0,15)-10 м (а.с. 1827927, патенты: 2211123, 2215624, 2266180, 2356708, 2380205, 39850), а также технологические режимы способа поверхностной электродуговой закалки без принудительного охлаждения нагреваемой поверхности (патент 2431684).

Получены новые экспериментальные данные, отражающие качественные, энергетические и технико-экономические показатели использования способов и средств при восстановлении деталей машин.

Практическую ценность полученных результатов исследования представляют:

- математический аппарат и пакет программ для расчета температурных полей и управления тепловыми условиями;

- способы и средства ВАН и ЭДЗ, обеспечивающие показатели наплавленного и закаленного слоя в соответствии с предъявленными требованиями;

- технологические рекомендации для восстановления и поверхностной закалки изношенных деталей в условиях ремонтного производства «Способы и средства повышения эффективности восстановления деталей с.-х. техники»;

- технические требования и чертежи для изготовления технологической оснастки, используемой при ВАН и ЭДЗ;

- показатели технологического процесса, рациональные технологические режимы, гарантирующие заданные качественные и количественные показатели покрытий и термообработки;

- способ и технические средства неразрушающего контроля на основе измерения скорости затухания свободных крутильных колебаний, предназначенные для применения в производственных условиях.

Материалы работы отражены в учебном пособии для студентов вузов (2001 г., 2003 г.), допущенном Министерством сельского хозяйства Российской Федерации по специальности 314900 «Технология обслуживания и ремонта машин в агропромышленном комплексе».

Материалы теоретических и экспериментальных исследований используются в учебном процессе на факультете «Технический сервис в АПК» ЧГАА и механо-математическом факультете ЮжноУральского государственного университета, а также при выполнении дипломных и научно-исследовательских работ.

Результаты работы доложены и одобрены на совместном заседании кафедры ТОТС ЧГАУ, Челябинского сектора № 18 ГОСНИТИ и секции 7 Международной научно-практической конференции «Достижения науки - агропромышленному производству» (протокол № 1 от 30 января 2009 г.).

Практическая значимость основных результатов диссертационной работы подтверждена соответствующими актами внедрения. Разработки по теме диссертации демонстрировались на ЮжноУральском инновационном форуме (Челябинск, 2008, 2010 гг.), награждены дипломом и грамотой. На 9-й Всероссийской специализированной выставке «Изделия и технологии двойного назначения» (Москва, 2008 г.) работа «Высокоскоростные способы наплавки и

упрочнения восстанавливаемых и изготавливаемых деталей машин в защитных газах» награждена дипломом и медалью.

Апробация результатов диссертации. Основные результаты исследований докладывались и обсуждались на научно-практических конференциях по восстановлению деталей машин (г. Рига, 1987 г., г. Пятигорск, 1988 г., г. Ташкент, 1991 г., г. Кустанай, 1991 г.); научно-техническом семинаре «Работы в области восстановления и упрочнения деталей» (г. Москва, МДНТП, ВНПО "Ремдеталь", 1991 г.); научно-практической конференции «Состояние и перспективы восстановления, упрочнения и изготовления деталей» (г. Москва, ВНИИТУ-ВИД «Ремдеталь», 1999 г.); научно-технической конференции «Новые методы ремонта и восстановления деталей сельскохозяйственных машин» (г. Саранск, 2001 г.); 8-й международной универсальной выставке-ярмарке «Агро-2001» (г. Челябинск, 2001 г.); научно-технической конференции сварщиков Уральского региона «Сварка Урала - 2002» (г. Курган, 2002 г.), «Сварка и контроль - 2005» (г. Челябинск, 2005 г.); Международной научно-практической конференции «Достижения науки - агропромышленному производству» (г. Челябинск, 2005,2006 гг.); девятом Всероссийском симпозиуме по прикладной и промышленной математике (г. Кисловодск, 2008 г.); международной конференции «Научные проблемы развития ремонта, технического обслуживания машин, восстановления и упрочнения деталей» (г. Москва, 2008 г.); 11-й международной специализированной выставке «Оборудование, приборы и инструменты для металлообрабатывающей промышленности», на семинаре-конференции «Российское технологическое оборудование для обслуживания и ремонта сельскохозяйственной техники» (г. Москва, «Экспоцентр» 2010 г.); научно-технических конференциях преподавателей и сотрудников Челябинской государственной агроинженерной академии (1984-2011 гг.)

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликованы 73 научные работы, в том числе описания изобретений к 2 авторским свидетельствам, 11 патентам, 2 зарегистрированные программы для ЭВМ, 16 статей в журналах, рекомендованных ВАК.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных выводов, списка использованных источников, включающего в себя 323 наименования, 23 приложения; работа изложена на 316 страницах основного текста, содержит 112 рисунков, 84 таблицы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении раскрыта актуальность проблемы, сформулирована цель исследований, показана научная и практическая значимость, изложены вопросы реализации и апробации полученных результатов.

В первой главе «Состояние проблемы и задачи исследования» приводятся результаты анализа конструктивно-технологических особенностей изнашиваемых деталей с.-х. техники и обзора работ, посвященных способам нанесения слоя металлопокрытия, поверхностной закалки и контроля состояния деталей машин при ремонте и изготовлении. Все это позволило сделать следующие выводы:

1. Свыше 80% изнашиваемых деталей агрегатов тракторов, автомобилей и другой сложной сельскохозяйственной техники имеют износ, не превышающий 0,3 мм, их доля в общем объеме восстановления составляет около 74%; цилиндрические поверхности имеют около 52% от общего объема восстанавливаемых деталей; до 60% цилиндрических деталей изготавливаются из сталей марок 45, 45Х с диаметром 30...70 мм, длиной шеек 20...60 мм, твердостью поверхности от 30 до 60 НЯС. Наиболее востребованными являются способы нанесения покрытий на детали с учетом приведенных конструктивно-технологических особенностей.

2. Способы нанесения должны обеспечивать минимальный припуск на механическую обработку, минимальную глубину термического влияния и, как следствие, механические характеристики покрытия, близкие к характеристикам поверхности новой детали. Все это позволило сформулировать основные требования к способу нанесения покрытий. При выполнении этих требований производство получит такой способ нанесения покрытий, при котором обеспечиваются качественные и количественные показатели нанесенного покрытия при минимальных затратах на электрическую энергию и присадочный материал.

3. На ремонтных предприятиях поверхностной закалке подвергается небольшое количество (10... 15%) восстанавливаемых и изготавливаемых деталей; такое положение объясняется отсутствием универсального и рассчитанного на небольшие программы способа обработки деталей машин.

4. Не имеется способа и средств количественной неразрушаю-щей оценки поврежденности деталей машин по уровню накопленных повреждений.

Выводы, сформулированные в результате анализа, свидетельствуют о наличии проблемы в обеспечении качественного нанесения покрытий на изношенные детали электродуговыми способами, ЭДЗ и неразрушающего контроля деталей машин в условиях ремонтного производства. Сформулированы задачи исследования.

Во второй главе «Термодинамическая модель по определению температурного поля при наплавке, термической и механической обработке деталей типа тел вращения» представлены результаты теоретического исследования по разработке термодинамической модели расчета температурного поля в детали в процессе наплавки, упрочнения и механической обработки при действии поверхностных тепловых источников с учетом нелинейного характера тепловых потерь во внешнюю среду.

Определение температуры на поверхности и в глубине детали от действия наружного источника теплоты является ответственным эта-

пом при разработке и установлении технологических параметров процессов сварки, наплавки и родственных им процессов, а также механической и термической обработки.

Предъявляются следующие требования к модели расчета по определению температурного поля: возможность расчета при локальном нагреве в зависимости от времени, заданной скорости движения источника теплоты вдоль оси детали, расположении по радиусу и вдоль оси детали нескольких источников теплоты разной мощности; при отсутствии или присутствии теплоотдачи в окружающую среду; при заданной начальной температуры движения источника теплоты вдоль детали;

16',„18°

Рисунок 1 - Расчетная схема нагрева и охлаждения: 1 - 4 - источники теплоты; 5 - охладитель; Ь, -расстояние между источниками теплоты; Ь2 -расстояние между источниками теплоты и охладителя; Ьь Ь2, Ь3 - расстояние между источниками теплоты вдоль окружности; с1п, (1х, с!г — размеры бесконечно малого объема цилиндра

при отсутствии или присутствии принудительного охладителя (рисунок 1) при закалке; а также при изменении мощности на заданном этапе технологического процесса.

Сформулирована научная теплофизическая задача: разработать термодинамическую модель расчета температуры в детали в процессе наплавки, ЭДЗ, учитывающую нелинейный характер тепловых потерь во внешнюю среду в деталях тел вращения.

На основе поставленной теплофизической задачи разработана схема расчета, которая приведена на рисунке 1. Задача построения температурного поля неразрывно связана с процессом теплопроводности.

Если среда, где происходит распространение тепла, однородна, и принято, что теплофизические характеристики материала не зависят от температуры, то общеизвестное дифференциальное уравнение теплопроводности в цилиндрической системе координат имеет следующий вид:

си

1 д(ди\ | 1 д2и | г ' 8гУГ дг) г2 д<р2 +

дер1 dz2

I дц J_ £и_ с?и_

г дг дг2 г2 dip2 dz2

(1)

где а =--коэффициент температуропроводности, см /с; к - коэф-

ср

фициент теплопроводности, кал/см-с-°С; с - удельная теплоемкость, кал/г-°С; р- удельный вес материала детали, г/см3.

Однако во многих случаях, в частности в нашей задаче, приходится рассматривать вращающуюся с угловой скоростью а деталь в неподвижной цилиндрической системе координат. Тогда новая угловая координата имеет следующий вид: у = -о» + <р, при tl=t ди ди ди ди ди л

— = —; — = —■— со—. Обозначив t через t и у через <р, получим ёу Зф dt dt dtp

дифференциальное уравнение теплопроводности для расчетной схемы (см. рис. 1), которое в цилиндрической системе координат имеет вид:

8 и

— = а dt

1 8 ( ди] 1 82и 8 и ди

. г— ч—г---— н--^г + аз

дг\ дг) г2 Эф2 dz1 Sep

(2)

ди

где со--характеризует угол поворота детали или пятна нагрева от-

Эф

носительно источника теплоты.

Решения дифференциальных уравнений (1), (2) могут быть получены следующими способами: аналитическим, аналитически-экспериментальным, экспериментальным, численным. Эти способы решения дифференциального уравнения с заданными краевыми условиями позволяют эффективно решать сравнительно узкий круг

задач теории теплопроводности. На основе выводов, приведенных в теории тепловых процессов при сварке: «учет зависимости коэффициентов теплофизических свойств металла и теплоотдачи от температуры приводит к линейным дифференциальным уравнениям процесса и к нелинейным граничным условиям и ведет к невозможности получения расчетных уравнений процесса аналитическими методами», поставленную теплофизическую задачу рекомендуется решать численным методом. Наиболее удобным методом приближенного решения уравнений теплопроводности является метод конечных разностей, или, как его еще называют, метод сеток.

При решении рассматриваемой теплофизической задачи с целью определения температуры в узлах сетки применяют различные конечно-разностные схемы. При использовании таких схем необходимо учитывать их устойчивость. Выделяют явные и неявные конечно-разностные схемы.

Явная схема

и,=и,+-^—-'^-т. (3)

п

С { И г* .....

г

т XI XI*!

Неявная схема

2 ^ М: 1+М. + ,

= (4)

Рисунок 2 - Расчетная схема

Явную схему можно применять при определенных соотношениях пространственно (Ь)-временной (т) сетки (рисунок 2), то есть при условии т < 0,5Ь2. Поэтому явная схема (3) называется условно устойчивой, в то время как неявная схема (4) при любых соотношениях между (Ь) и (т) устойчива. При использовании неявной схемы во время перехода от слоя к слою требуется каждый раз решать систему уравнений с так называемой трехдиагональной матрицей. Такая схема предпочтительна для одномерной задачи. Для многомерных задач (в нашем случае трехмерная задача) возникают проблемы составления и решения уравнений. Учитывая вышесказанное, в данной работе предложена конечно-разностная схема, полученная на основе комбинации явной и неявной схем, и доказана абсолютная устойчивость, что подтверждено численными экспериментами.

Рассмотрим одномерное уравнение теплопроводности

ди <Э2г/

Обозначим через х - шаг по переменной г, через к - шаг по переменной л;. Через щ,~им обозначим значения функции и при 1 = (0 (на оси х) в точках х,, хм, чфез й¡_ь м„ м(+1 обозначим федние значения функции и при t = t0+z втех же точках (см.рис.2).

Преобразуем схему (3) к следующему виду и получим комбинированную устойчивую явную схему

где е п <\

V = T2

, - =7 _ "l-i ™l +1 //-ч

г (6)

Пфейдем к пределу при т->-0 и получим обыкновенное дифференциал ьноеу равнение

¿r Л2 ' Л2 ' ( )

решение которого имеет вид

Ц=иге-^+(\-е^х)и'-'+2и,+\ (8)

2 ' h

С одной стороны, полученная схема явная(й; определяется по значениям u¡ на предыдущем феменном слое в соседних узлах), с другой стороны, эта схема абсолютно устойчива. Действительно, полагая что ül=Á-eJ'h {j - мнимая единица), тогда получаем Л = <?"■" + (l-e"MT)cos(/7;)<l.

Это означает, что значения Tii убывают со скоростью геометрической профессии. Если в формуле (8) разложить ехр(-2т/h2) в рад Тейлора и удфжать пфвые два члена ехр(-2г/л2)»1-2г-/л2, то полу-чимобычную явную схему (4). Если 2г/а2 >1, то схема неустойчива.

Разработка и использование комбинированной устойчивой явной схемы позволила получить для двухмфного уравнения теплопроводности систему обыкновенных дифффенциальных уравнений díi,,

—^- + X,üIJ=L¡J, i = 0...n-\, j = \...m, (9)

где ü,j- феяняя темпфатура в точке в момент фемени t0+At',

(\-е~хгЛ

U¡j =u,j -е-к'-х +-Í-;-fLj (/ = О...п-l, j = l...m). (Ю)

ri

Проведен фавнительный численный экспфимент на основе предложенного метода решения уравнения теплопроводности, осно-

ванного на комбинации явной и неявной разностных схем. Численное решение для теплоизолированного вала с точным уравнением (теоретическая одномерная задача) имеет вид

и(1г) = Т0+ТгеР^0(1-г), (11)

а с точным уравнением (теоретическая двухмерная задача) вид:

и{иг,г) = Т0+Тх -е'1" -У0(/->-)с<м(л-г), (12)

где I - время; г - расстояние до оси вала; г - расстояние от нижнего торца вала; 10(х) - функция Бесселя нулевого индекса; Т0, Т1 - числа, заданные произвольно.

Результаты сравнительных численных расчетов (рисунок 3) показали следующее:

— подтверждается абсолютная устойчивость разработанной конечно-разностной схемы для уравнения теплопроводности;

1300 1

1200 £1100

л

I" 1000

! 900 800 700

__ * -к

0 2 4 6 8 число элементарных участков

-Числен, начали« —Теорет. нэшьнос Числен, через 1 с«. —Теорет. черв} 1 од —в—1Чклем.через2се1. —♦—Теорет. через 2 се« —1Числен, через 3 сн. —«—Теорет. через 3 сн

•

х

—

1 3 5 Г 9 И 13 15 »г числа элементарных участков по длине вала

— Числен, начальное —•— Теорет. начальное - а—Числен через 1 с —Теорет. через 1 с«к ■ Числен- через 2 сек. « - Теорет. через 2 с

— Числе«, через Э сек. — Творвт. через 3 сек

а) б)

Рисунок 3 — График изменения температуры от времени для одномерной (а)

(по глубине вала) и двухмерной задачи (б) (по глубине и длине вала)

- максимальная погрешность предложенного метода решения уравнения теплопроводности в сравнении с аналитическим решением составляет не более 3%;

— предложенная методика расчета позволяет для разных диаметров и длин обрабатываемой части и технологических требований определять рациональное количество элементарных участков как по радиусу, так и по длине вала, или, наоборот, при заданных их количествах определить погрешность расчета.

Использование разработанной комбинированной устойчивой явной разностной схемы позволило получить для трехмерного уравнения теплопроводности линейное уравнение в частных производных первого порядка:

а _ э _ , _

dtu'kJ~codyu'kJ+ 1 = '' (13)

решение которого имеет вид

t

ñikJ =и(<р + сот)е~Хг +|е-Хг/(ф + ют)с/т. (14)

о

При вращающейся с угловой скоростью со детали типа тел вращения в неподвижной цилиндрической системе координат, в которой теплоисточник может двигаться только вдоль оси, термодинамическая модель, являющаяся уравнением теплопроводности, в безразмерных параметрах имеет вид

Зи _ i a f аиЛ i i з2и i а2и i аи. (15)

Bt г дг\ а г) г2 5<p2 3z2 Зф

Граничные условия на боковой поверхности вала

U AQ при r=l,0<$<a, ZQ+v-t<z<Z0+b+vt,

r \l-(T—U) при г=1 на охлаждакяцег! поверхности.

На торцах вала происходит охлаждение:

С/2 =-1 (У - Г У при z = О; (17)

t/z =1 - Г У-mpu z = L.

В начальный момент времени температура известна, т.е. равна температуре окружающей среды. Значения величин Ли / (см. выражение (14)) необходимы для вычисления исходного дифференциального уравнения, в связи с чем возникает задача определения этих величин в каждой точке сетки в каждый момент времени. С этой целью приведены рабочие формулы:

— для расчета температуры во внутренних точках вала на каждом шаге:

<7 - Ui-J+N +P'uU+N+l е-л, + Je-^rg/^e-л** +

1 + Р л 1г = п

f А- п. f I-NAC

Ji,j+N + Р Ji,j+N+1 „-Л^УАг f „-Хт

1 + Р о

(18)

е J e~ÁTdr;

- для расчета температуры во всех точках фиктивного слоя:

— для расчета температуры на оси вала:

и"0ов=Ще-м+{ (20)

Используя комбинированные устойчивые разностные схемы, полученные расчетные формулы, граничные и начальные условия, теплофизические свойства материала детали, геометрические размеры детали, значение теплоотдачи на границе в зависимости от температуры, угловую скорость детали, скорость движения источника тепла относительно оси детали, мощность источника тепла, мы решили поставленную теплофизическую задачу.

Разработана блок-схема расчета, на основе которой создана компьютерная программа расчета температурных полей в цилиндре при действии поверхностных тепловых источников «Тепло 4.0» и «Тепло 5.0». Данные программы зарегистрированы соответственно в отраслевом фонде алгоритмов и программ ФГНУ «Государственный координационный центр информационных технологий Министерства образования России» и в Федеральном институте промышленной собственности (Роспатент).

Для упрощения расчетов, согласно разработанной блок-схеме, входные данные задачи приведены к безразмерному виду. Качественные и количественные показатели теплового расчета зависят от выбранных входных параметров расчета, их минимальное количество находится в пределах 30 ед. Одним из таких параметров является число элементарных участков на поверхности детали по радиусу, углу и длине. При определении их количества необходимо учитывать геометрические размеры активного пятна дуги (токопроводящая зона на поверхности детали), т.е. необходимо иметь данные ширины и длины пятна дуги. Из-за отсутствия необходимой информации о геометрических размерах активного пятна дуги при действии мощного быстродействующего источника теплоты на поверхности детали была разработана методика их определения.

Для определения ширины и длины активного пятна дуги разработана общая схема измерения (рисунок 4). Устанавливаются технологические и геометрические параметры процесса и зажигается дуга. При нахождении дополнительного электрода в зоне действия активного пятна дуги (АПД) как по ширине, так и по длине в измерительной цепи появится напряжение. Этот сигнал через токосъемник «Трак-4М» фиксируется на осциллографе или измерительным комплексом MIC 400D (см. рис. 4 б, в). Зная линейную скорость, продольную подачу, скорость видеосъемки, установочные и соответствующие тарировочные данные, определяем время нахождения дополнительного электрода в активной зоне дуги.

а) б) в)

Рисунок 4 — Схема измерения размеров активного пятна дуги (а) и фрагменты осциллограммы при определении времени нахождения электрода в зоне АПД: 1- аргоно-дуговая горелка; 2 - защитный кожух; 3 - пятно дуги; 4 - образец; 5 -ртутный токосъемник «Трак-4М»; 6 - дополнительный (измерительный) электрод; 7 — керамический изолятор; 8 - осциллограф; 9 - многофункциональный измерительный комплекс MIC 400D; б, в - соответственно момент входа и выхода измерительного электрода в зону и из зоны действия дуги

Таким образом, полученные геометрические размеры АПД в зависимости от линейной скорости детали позволили установить корреляционную зависимость между ними. Полученные корреляционные зависимости использованы при определении размеров АПД для конкретных параметров технологических процессов (ВАН и ЭДЗ).

На следующем этапе исследований проведены сравнительные численные эксперименты по расчету температурных полей. Они выполнены с помощью описанной математической модели (при этом учтены допущения и ограничения, принятые для сравниваемого метода) и часто используемого уравнения (21) для расчета температур при наплавке вала по винтовой траектории (спирали) малого шага, разработанного В.И. Махненко (ИЭС им. Е.О. Патона) на основе учений H.H. Рыкалина:

vcpR „=1 yjAnat,,

Уравнение (21) получено с использованием расчетной схемы нагрева поверхности цилиндра быстродвижушимся точечным источником теплоты. Функция Ф(г,0 выражает процесс выравнивания теплоты в тонком круглом диске при мгновенном нагреве его по наружной поверхности диска. Результаты сравнительных расчетов, приведенные на рисунке 5, показывают:

- по сходимости результатов расчетов диапазон линейных скоростей можно условно разделить на два участка: до 30 см/с и более;

—Уч= 1 -Ур = 5 Уч=40

количеством оборотов _Ур=1 _й_Уч=2.5 -н-Ур=2,5 -*-Уч = 5 -Ун = 10 -Ч-Ур= 10 -«-Ун = 20 —*-Ур= 20 _ур = 40 -»-Уч=60 -»-Ур=60

— линеиные скорости 30 см/с и более по критерию Пекле относятся к быстродви-жущимся; при линейных скоростях 30...50 см/с максимальная ошибка составляет не более 3%;

- при уменьшении линейных скоростей от 30 см/с ошибка увеличивается, достигает 50% и более и подтверждает, что аналитический метод расчета имеет ограничения по линейной скорости.

Результаты расчета процесса локального нагрева поверхности детали вдоль оси «а»

в зависимости от времени сечении максимальных температур и охлаждения по длине вала «б» после кратковременного нагрева по разработанной термодинамической модели приведены на рисунке 6. Кроме этих примеров, по данной методике были рассчитаны температурные поля для условий, приведенных в требованиях к модели расчета. Полученные результаты численных экспериментов качественно не противоречат данным, приведенным в теории тепловых процессов при соответствующих допущениях и ограничениях.

Рисунок 5 — Изменение температуры при нагреве на разных линейных скоростях от времени

1 2 3 4 5 6 7 8 9 1011 12 1314 151617 1819 1 2 3 4 5 8 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

длина вала дойна в ала

-5 обор. 10 обор -*—50 обор. —*—100 обор. —1Э0обо| "•-<> <*>1>- 10 обор. ^50 обор. ^ЮОобор. ^-150 обор

а) б)

Рисунок 6 - Изменение температуры при нагреве поверхности детали под дугой (а) и охлаждении по длине вала после кратковременного нагрева (б)

Разработанная термодинамическая модель расчета температуры от действия внешнего теплового источника снимает перечисленные допущения и ограничения, что и является основным (главным) преимуществом предложенной модели расчета.

Выполнены численные расчеты при линейной скорости 10...100 см/с и эксперименты с определением температуры методом контактного электрического измерения посредством ртутно-амальгамированного концевого токосъемника ТРАК-4М с использованием термопары. В качестве регистрирующего прибора использован многофункциональный измерительный комплекс MIC 400D с применением модуля МС-114. Исследования позволили установить корреляционные зависимости между коэффициентом полной теплоотдачи (а) и температурой, при свободной конвекции

Y = 0,0356 +0,1149х-7,516-10"У+1,0044-10"V при Rxy= 0,99 и между коэффициентом полной теплоотдачи (а) и линейной скоростью в пределах 10... 100 см/с, имеет следующий вид

у = 0,995+0,0218х-1,6678-10*4-х2+3,19-10"6-х3 приЯху= 0,99.

При этом выявлено:

- наибольший разброс температуры составляет 10... 12% при определении на поверхности и в начале процесса;

- при определении температурного поля на глубине от поверхности отклонение не превышает 10%.

Полученные значения коэффициента полной теплоотдачи от температуры использованы при наплавке способом ВАН и ЭДЗ.

В третьей главе «Разработка высокоскоростного способа наплавки и упрочнения в защитных газах при восстановлении деталей с.-х. техники» отмечается, что одним из путей повышения производительности наплавки является увеличение скорости процесса. Анализ факторов, влияющих на качество нанесенного слоя при скоростной наплавке, особенности формирования наплавленного слоя при высоких скоростях, выдвинутая гипотеза и учет разработанных требований, сформулированных на основании функционального анализа способов нанесения покрытий, в конечном итоге позволили теоретически обосновать особенности формирования наплавленного слоя при высоких скоростях. С целью их проверки разработаны схемы ВАН. В них присадке придают вращение вокруг своей оси, прижимают к поверхности наплавляемой детали, зажигают дугу, затем осуществляют подачу наплавочной головки вдоль оси наплавляемой детали. С целью повышения экономичности процесса наплавки путем

снижения потерь металла на угар и разбрызгивание и уменьшения толщины наплавляемого слоя были предложены следующие новые технические решения. Наплавку проводят неплавящимся электродом в среде инертного газа (аргона), устанавливают электрод относительно присадки на расстоянии большем или равном расстоянию до наплавляемой детали; токоподводящую присадку предварительно вводят в контакт с деталью (двухстадийный процесс), а подачу начинают одновременно с возбуждением дуги (рисунок 7а).

Электрод «

Мундштук Присадочная проволока

и

Деталь

Р Прис.проволока р :ШР Мундштук ".¡¡РА

и'»

V V, Вид сверху

на зону { действия V. дуги

Наплав, слой

Форма конца присадки

Лг*

Присадочная проволока

и,

б)

Электрод

в) г)

Рисунок 7 - Новые схемы наплавки (а)- а.с. 1827921; (б) - пат.2211123; (в) - пат. 2215624; (г) - пат.23 56708

Поверхность детали разогревают электрической дугой, горящей между неплавящимся вольфрамовым электродом и деталью; торцу присадки придают форму конуса с углом при вершине 2а (рисунок 76); присадку ориентируют продольной осью относительно оси вращения детали под углом а = 75...88°, добиваясь при этом совпадения по направлению и величине вектора окружной скорости основания конуса присадки V и вектора окружной скорости образующей детали V[ в точке А. Линию действия векторов окружных скоростей присадки и детали в точке их совпадения совмещают с плоскостью, перпендикулярной оси детали и проходящей через образующую вольфрамового электрода со стороны наплавленного слоя. Разогревают конец присадки косвенным воздействием дуги (или от постороннего источника питания) до пластического состояния (трехстадийный процесс).

Наплав, слой

Деталь

Аг

Электрод

Р

Присадочная проволока

С учетом проведенных работ усовершенствован процесс наплавки. Окончательно принятая схема (рисунок 7г) отличается от предыдущих схем (см. рис. 7а, б, в) тем, что в ней проволоку подают со скоростью в 1,15... 1,25 раза больше скорости ее плавления, но не более чем в 2 раза. Электрод относительно оси вращения проволоки отклонен в плоскости, перпендикулярной оси вращения, на 24...28°в сторону, противоположную вращению детали, а также на 16... 18° по направлению наплавки. Одновременно с включением продольной подачи увеличивается мощность дуги.

Для осуществления процесса высокоскоростной аргоно-дуговой наплавки (см. рис. 7) необходим проволокоподающий механизм, отвечающий следующим требованиям: механизм должен обеспечить непрерывность подачи, стабильность осевого усилия прижатия конца проволоки к детали, а также минимальное радиальное биение конца наплавочной проволоки; большая частота вращения необходима для выполнения условий в точке А; обеспечивать возможность регулирования скорости подачи и усилия прижатия; управлять процессом (реверсивность подачи проволоки) при использовании в производстве.

С учетом этих требований в разработанном и изготовленном устройстве по патенту (рисунок 8а, б) использованы новые технические решения, которые приведены в описании патента.

Рисунок 8 - Проволокоподающее устройство [пат. 2266180]: а - схема устройства; б - наплавочная стойка с проволокоподающим устройством; в - устройство для наплавки (мундштук) [пат. 2380205]

С целью установления и поддержания стабильности описанных технических и технологических параметров процесса наплавки, а также для повышения экономичности процесса путем обеспечения рациональной толщины наплавки, уменьшения гребнистости наплавленного слоя, увеличения коэффициента полезного действия дуги и срока службы при сохранении высокой производительности процесса ВАН разработано и изготовлено новое устройство (см.рис.8в) для наплавки.

В разработанных способах теоретически обоснованы основные конструктивно-технологические параметры ВАН, в качестве защитного газа принят аргон, электрод вольфрамовый марки ЭВЛ с диаметром 4 мм по ГОСТ 23949-80. Характеристики вольфрамовой дуги в аргоне позволили установить, что дуговой промежуток должен быть равен или больее 2 мм, напряжение на дуге 1)д = 10... 14 В, ток дуги 400...600 А, характеристика выпрямителя - падающая, полярность — прямая. Угол заточки колеблется в диапазоне 30...90°, с разным притуплением на вершине конуса.

Нанесение покрытий проводилось на образцах диаметром 40 мм из стали 45 с применением присадочной проволоки Нп-65Г диаметром 2 мм.

Для осуществления разработанных схем наплавки процесса высокоскоростной аргонодуговой наплавки на кафедре ТОТС ЧГАА была спроектирована и изготовлена опытно-производственная установка, состоящая из следующих основных узлов: вращателя, наплавочной стойки (см. рис. 86) и электросиловой части.

Основные параметры процесса, условия формирования слоя на высоких скоростях и особенности тепловых процессов в выбранной схеме требуют экспериментального исследования. Для этих целей разработаны программа, этапы и методика исследований. Первый этап характерен отсутствием какой-либо практической информации, кроме теоретических предположений о влиянии входных факторов на рациональные параметры. Процесс при этом осуществляется по классической схеме на грани «идет - не идет». Возможна лишь качественная оценка по принципу «хуже - лучше». В конечном итоге необходимо было выявить перспективность схемы наплавки и определить перечень параметров, влияющих на ВАН. На следующем этапе были оценены степень влияния факторов на выходные параметры (толщину наплавки, гребнистость, сплошность слоя и т.д.) с использованием многофакторного планирования экспериментов. На третьем этапе для

построения математической модели были выделены факторы, которые наиболее существенно влияют на выходные параметры процесса ВАН, при этом использованы планы Плакетга-Бермана.

При обработке результатов эксперимента использовались общеизвестные методики, а для исследования ряда зависимостей были разработаны частные методики.

Гребнистость и толщина наплавленного слоя измерялись в двух и четырех взаимно перпендикулярных положениях по длине наплавленной поверхности с помощью рычажно-зубчатой измерительной головки типа 1ИГ или 2ИГ по ГОСТ-18833-73 с ценой деления соответственно 1 и 2 мкм.

При измерении сплошности наплавленного слоя использован отсчетный микроскоп МПБ-2, изучение сплошности (2D измерение) производилось при 24-кратном увеличении и с использованием устройства [пат. 109848] для бесконтактной оценки дефектов поверхностей (3D измерение).

Качественную оценку сплавления с основой проводили при шлифовании со смещенным центром, а количественно - методом среза на машине РМ-50 (диапазон измерения 500 кН) (ГОСТ 22695-77, ОСТ 1.90148-80).

Выполнены химический, спектральный и металлографический анализы наплавленного слоя. При спектральном анализе использован оптико-эмиссионный спектрометр PMI-MASTER ASR. Для оценки микроструктуры и ЗТВ использовался металлографический микроскоп Olympus с программным обеспечением SIAMS Photolab и с базами данных микроструктур (ГОСТ 22536.1-88, ГОСТ 18895 - 97, ГОСТ 7464-97, ГОСТ 8.315-97, ГОСТ 5639-82).

Измерение твердости наплавленных проб образцов проводилось с помощью микротвердомера «METAVAL» (ГОСТ-2999-75, ГОСТ 18661-73).

Испытания на износостойкость наплавленного слоя проводились на роликовой машине трения 2070 СМТ-1, использовались оптиметр ИКГ-3, весы BJIO-2001P с точностью 0,1 мг, микрометр цифровой crawler S104 (25...50 мм, точность 0,001мм) (ГОСТ 27674-88, ГОСТ 23.224-86, ГОСТ 27860-88).

При измерении остаточных напряжений использован разработанный в ЧГАА (кафедра «Сопротивление материалов») способ, по которому остаточные напряжения в поверхностном слое восстановленной детали измеряют косвенным путем на основании данных о

распределении и величинах нормальных деформационных перемещений в наплыве вокруг отпечатка, возникающего при упругопла-стическом вдавливании в поверхность детали шарового индентора (измерение лазерным методом).

Усталостные испытания проводились на машине конструкции ВНПО «Ремдеталь» и КСХИ и по а.с. 1810789 (ГОСТ 2860-65, ГОСТ 25.502-79, ГОСТ 28841-90, ГОСТ 19533-74).

Некоторые исследования проводились с привлечением соответствующих лабораторий предприятий («НИО ЧТЗ», «НИИ ЧМК», завод металлоконструкций «Конструктурал», «ВНПО Ремдеталь»),

Согласно программе исследований в ходе первого этапа уточнены конструктивно-технологические факторы, влияющие на ВАН, и обоснованы пределы их варьирования. Способы наплавки (а.с. 1827921, пат. 2215624) рекомендованы для восстановления изношенных шеек валов неподвижных соединений.

Одним из основных требований к наплавленному слою является получение толщины слоя 0,3.. .0,5 мм. Обработка результатов экспериментов показала, что полученные зависимости толщины слоя (Уь), гребнистости (Уя) и сплошности (Ур) наплавленного слоя адекватно описываются (соответственно Ррасч=1,06<Ртабл=9,01 и Ррас,=2,81< ртабл=3 94) уравнениями регрессии первого порядка; преобразованные в натуральные значения факторов, они имеют следующий вид:

Уь=12,57 - 27Д66У + 0,212Р- 8,5458н+ 0,0921; (22)

Уа =2,01 - 6,ЗЗЗУ + 0,108Р - 2,8648н + 0,0281. (23)

На основе полученных зависимостей (Уь), (У„) проводились ранжирование и анализ факторов по их значимости. Толщина наплавленного слоя при различных сочетаниях варьируемых факторов лежит в пределах 0,3...0,5 мм, а гребнистость - 0,07...0,14 мм, то есть изменяя параметры, можно получить толщину слоя после механической обработки в пределах требований.

Обработка результатов экспериментов показала, что полученная зависимость плотности (Ур) наплавленного слоя металла адекватно описывается (соответственно ррасч=1,06< Ртабл=9,01 и ррасч=2,81< Ртабя=8,94) уравнением в натуральных значениях факторов:

Ур = 0,44 - 2,67-У + 0,01Р - 0,78н + 0,0021. (24)

Из выражения (24) вытекает, что несплошность наплавленного слоя при различных сочетаниях варьируемых факторов лежит в пределах 1,6...3,1%.

На основании выполненных исследований получены рациональные режимы ВАН (таблица 1).

Численные расчеты по определению температурного режима ВАН с использованием пакета программ «Тепло 5.0» позволили получить: время предварительного нагрева 6...8 с, скорость охлаждения наплавленного слоя 540...560 °С/с, что больше расчетных значений критической скорости (Ук>395 °С/с) охлаждения. Это позволяет прогнозировать закаленную структуру металла и в конечном итоге твердость наплавленного слоя, что нашло свое подтверждение при анализе твердости.

Таблица 1 - Рациональные параметры режимов процесса ВАН Параметр

Ток дуги, А

Предельная подача (шаг наплавки), мм/с Скорость наплавки, м/с Частота вращения присадочной проволоки, с"1 Усилие прижатия присадочной проволоки к детали, Н Вылет присадочной проволоки, мм Диаметр присадочной проволоки, мм Диаметр электрода, мм Материал электрода (по ГОСТ 23969-80) Зазор между электродом и проволокой, мм Расход аргона, л/мин Напряжение подогрева проволоки, В Напряжение дуги, В Угол поворота подающих роликов, град Смещение проволоки от зенита детали, мм Смещение электрода от проволоки вдоль оси детали, мм

Химический анализ покрытия показал, что переход легирующих элементов из наплавленного слоя в основу детали не наблюдается, а также не наблюдается разбавление наплавленного металла металлом основы детали. Подобное возможно лишь в том случае, если в процессе наплавки поверхность детали не находится в жидком состоянии, что подтверждает сделанное ранее предположение о возможности наплавки на высоких скоростях без образования общей сварочной ванны на поверхности детали. Представленные изображения микроструктуры зоны сплавления (рисунок 9) свидетельствуют о хорошем качестве сплавления. Прочность зоны сцепления на срез составляет 386...415 МПа(на уровне нормализованной стали 45). Это свидетельствует о хорошей адгезии наплавленного слоя с основой.

Значение 450...500 1,35...1,57 0,33... 0,39 50 10...20 4...6 2,0 4,0 ЭВЛ 2,0 5...7 3,3...4,0 11...13

30 0,5...2,0 0,5... 1,5

Исследованиями доказана возможность электродуговой закалки в среде аргона с нерасходуемым (вольфрамовым) электродом без принудительного охлаждения. ЭДЗ проводят со скоростью 500.. .5500

а) б) в) г)

Рисунок 9 - Микроструктура зоны сплавления: а, в - 20; б, г - 30

мм/с в защитном кожухе (патент 2431684). Рациональные параметры поверхностной закалки позволяют получить упрочненные слои толщиной 0,2...0,8 мм без охлаждения, при этом упрочненный слой равномерен по толщине как в поперечном, так и в продольном сечении вала.

В четвертой главе «Разработка способа контроля уровня накопленных повреждений в материале валов с.-х. техники» отмечается, что в условиях рядовой эксплуатации машин под действием различных факторов детали машин неизбежно подвергаются износу и накоплению усталостных повреждений, приводящих к появлению микро- и макротрещин, развитие которых вызывает их разрушение. Примером таких деталей является коленчатый вал двигателя, который является ресурсоопределяющей деталью. Учитывая это, в качестве объекта мы приняли коленчатый вал двигателя ЯМЗ-240.

Контроль технического состояния по уровню накопленных усталостных повреждений в материале деталей машин до сих пор на ремонтных предприятиях практически отсутствует.

На основе изучения потерь энергии в колебательной системе была выдвинута гипотеза о возможности контроля усталостного повреждения в деталях машин методом замера параметров свободно затухающих крутильных колебаний (частоты и скорости затухания). Какой из этих двух параметров несет больший объем информации о величине накопленных повреждений, устанавливалось после выполнения специальных исследований, состоящих из двух этапов. Исследования показывают, что на частоту собственных колебаний существенное влияние оказывают лишь геометрические размеры, при этом максимальное изменение диаметра шейки изменяет частоту собственных колебаний системы всего на + 1,4%.

Изучение влияния рассматриваемых факторов на время затухания колебаний показало, что все исследуемые факторы малозначимы. Наибольшее влияние на частоту и скорость затухания колебаний оказывает твердость испытуемого образца. Изменение твердости образца на 1% приводит к изменению времени затухания на 1,1... 1,3%.

Для решения задачи второго этапа исследований была разработана специальная установка для усталостных испытаний (а.с. 1810789). Данный этап показал, что накопление усталостных повреждений в материале образца приводит к незначительному (2...3%) изменению частоты колебаний, но значительному уменьшению (на 80 - 90 %) времени затухания этих колебаний, что и является подтверждением выдвинутой гипотезы.

Проведенные работы позволили разработать способ (пат. 1Ш 2337348) определения усталостного повреждения в деталях машин (в частности коленчатых валов автотракторных двигателей) и средства для его реализации (подвесное устройство - пат. 1Ш 78572, пороговое устройство — пат. 1Ш 80012). Все это в комплексе позволяет измерять один из важнейших параметров колебаний - время затухания. Разброс в показаниях счетного устройства составляет ±3%. Пороговое устройство использовано при определении скорости затухания колебаний коленчатых валов двигателей ЯМЗ-240.

Дальнейшие исследования показали наличие устойчивой зависимости предела выносливости от времени затухания свободных крутильных колебаний вала (рисунок 10а) вида т_;=38,66 Г0'193 (МПа). Контроль партии валов позволил разделить коленчатые валы на группы по состоянию годные и негодные, а также построить теоретические кривые распределения (см. рис. 106) диагностического параметра (ДП) для этих двух состояний. Диагностическим параметром является время затухания. Используя общие положения технической диагностики и метод минимального среднего риска с применением теории ошибок первого и второго рода, мы определили допускаемое значение диагностического параметра для контроля годности вала -32 с (не менее) при частоте колебаний 90±2 Гц (см. рис. 10).

Результаты усталостных испытаний, проведенных в ЧГАУ и в лаборатории №11 НПО «Ремдеталь», показали, что предел выносливости отобранных валов по этой методике не ниже предела выносливости валов без трещин шестого ремонтного размера. Следовательно, они пригодны к дальнейшей эксплуатации (несмотря на наличие

трещин на шатунных шейках, хотя согласно техническим требованиям надефектацию трещины не допускаются).

Для уменьшения вероятности появления задира вкладыша из-за наличия трещин на шатунной шейке вала нами разработана технология обезвреживания трещин методом их разделки с последующей заваркой. Данная методика одобрен а НПО «Ремдеталь» и рекомендована к внедрению. Эксплуатационная проверка надежности отремонтированных таким образом валов подтвердила их безаварийную работу в течение межремонтного срока.

0.01

~70-~ЯГ

Время затухания балоб, / (с/

а)

2 40 и

& 30

V

\

\ чп

\

б)

Рисунок 10 - Зависимость предела выносливости (т., ) вала от времени затухания свободных крутильных колебаний (а); определение допускаемого времени затухания колебаний ( (с) (б)

Проведенные исследования позюлили выявить наличие тесной взаимосвязи между пределом выносливости восстановленных валов и ДП. Разработанный способ контроля уровня накопленных повреждений в материале валов может быть использован при контроле качества нанесенного покрытия.

В пятой главе «Технологические процессы восстановления, поверхностной закалки, контроля и их технико-экономическая оценка» описаны разработанные технологические процессы ВАН, ЭДЗ, контроляи определеныих технико-экономические показатели.

Технологический процесс восстановления и ЭДЗ деталей с.-х. техники в среде защитного газа. Технологический процесс восстановления изношенных шеек валов разработан с учетом особенностей ВАН и состоит из операций: разборка- мойка-дефектация-

восстановление установочных баз, заделка кольцевых проточек, шпоночных пазов, отверстий - предварительная обработка - ВАН — черновая, чистовая токарная обработка (шлифование) - контроль -консервация.

Первые три и последние две операции в основном стандартные при восстановлении деталей машин. Перед ВАН предусматриваются восстановление установочных баз, выведение следов износа и устранение радиального биения восстанавливаемых цилиндрических поверхностей относительно оси вала. Операция выполняется при наличии одностороннего износа, большого биения - более 0,2 мм на сторону. Предварительная обработка производится на глубину 0,1...0,2 мм.

Наряду с установлением геометрических и технологических параметров процесса определяется температурный режим по ранее разработанной программе, включается в работу экспериментально-производственная установка ВАН и осуществляется наплавка в последовательности, описанной выше. После восстановления производится мехобработка слоя (точение и шлифование). С учетом полученных результатов в номенклатуру деталей могут быть включены шейки под подшипники качения, шейки под сальниковые уплотнения, оси трансмиссий КП, задних мостов, редукторов тракторов, автомобилей, комбайнов и других сельскохозяйственных машин диаметром от 30 до 70 мм. Ограничением являются шейки, на которых имеются шлицы, шпоночные канавки и незаглушенные отверстия. Для конкретных деталей составлены маршрутная и операционные карты на восстановление; они утверждены и рекомендованы для внедрения НТС Всероссийского научно-исследовательского института технологии упрочнения, восстановления и изготовления деталей (ВНИИТУВИД "Ремдеталь") от 21 ноября 2000 г.

Результаты исследований позволили разработать способ поверхностного упрочнения цилиндрических деталей из закаливающихся сплавов (патент 2431684). Установлены рациональные режимы процесса закалки; разработаны технические требования к установке; разработана и предложена технология закалки валов, изготавливаемых или восстанавливаемых деталей машин.

Последовательность операций и требования технологического процесса поверхностного упрочнения в основном не отличаются от восстановления изношенных шеек валов, за исключением того, что вместо ВАН проводится ЭДЗ.

Разработаны и опубликованы информационные листки и технологические рекомендации по электродуговой наплавке и закалке. Кроме этого, разработанные высокоскоростные способы наплавки и поверхностной закалки восстанавливаемых и изготавливаемых деталей машин в защитных газах демонстрировались на выставках различных уровней и награждены дипломами, медалью.

Технологический процесс контроля накопленных повреждений валов и обезвреживание трещин. Выдвинутая гипотеза о возможности контроля накопленных повреждений на основе измерения параметров свободных крутильных колебаний (времени затухания) нашла свое подтверждение; все это в совокупности позволило разработать новый способ определения усталостного повреждения валов (пат. 2337348) и устройства (пат.78572, 80012).

Контроль уровня усталостных повреждений в материале коленчатого вала выполняется в такой последовательности (рисунок 11): вертикально подвешивается колебательная система и соединяется электрическая часть установки; возбуждаются свободные крутильные колебания и измеряется время затухания 1 с помощью регистрирующего прибора 9. Снимаются показания счетчика и делается вывод: если менее 32 с - «брак», если более 32 с - «годен».

Разработана технология обезвреживания трещин на шейках коленчатых валов двигателя ЯМЗ-240, признанных годными к дальнейшей эксплуатации по разработанной методике контроля. Технология включает в себя разделку имеющихся на шейках вала трещин абразивным инструментом и последующую заварку ручной электродуговой сваркой. Разработанные способ и средства, а также составленные маршрутная и операционные карты на контроль накопленных усталостных повреждений и технологический процесс и режимы обезвреживания трещин приняты ведомственной приемочной комиссией Госагропрома и рекомендованы к внедрению на ремонтных предприятиях.

Рисунок 11 - Блок-схема контроля 1 -образец (коленчатый вал); 2 - инерционные массы; 3 - пьезокерамиче-ский датчик; 4 - подвесное устройство; 5 - капроновая нить; 6 - усилитель; 7 - пороговое устройство; 8 — источник питания; 9 - частотомер-хронометр; 10, 11 - осциллографы

Технико-экономическая оценка технологического процесса восстановления высокоскоростной аргоно-дуговой наплавкой. Оценку технико-экономической эффективности разработанной технологии восстановления проводили в сравнении с родственными способами: наплавкой в среде СО2, плазменной и вибродуговой наплавкой (таблица 2).

Условный годовой экономический эффект от внедрения установки ВАН и разработанной технологии восстановления составил при площади восстановления 1 м2 по сравнению с вибродуговой наплавкой 6,5 тыс.руб., плазменной - 4,5 тыс.руб. и наплавкой в среде СО2 - 9,0 тыс.руб. за счет снижения оплаты труда на наплавочные работы, снижения затрат на проволоку, на электрическую энергию и др. расходов при сохранении основных показателей нанесенного слоя.

Таблица 2 - Технико-экономические показатели сравниваемых методов нанесения покрытий

Электродуговые способы наплавки

Оценочные показатели базовые новый

плазменная вибродуговая в среде С02 ВАН

Скорость наплавки", х10*3 м/с 2,5-20 1,5-37 5-25 >200

Произвол, по площади, хЮ"5 м~/с 7,5-15 1,3-3,7 1,3-6,0 20-30

Произвол, по массе покрытия, кг/ч 1-18 0,5-4,0 1,5-4,5 6,7-8,7

Толщина слоя, х10"3м 0,2-6,0 0.3-3,0 0,5-3,5 0,1-0,3

Припуск на механ. обработку, мм 0,26-1,0 0,45-1,2 0,8-1,3 0,1-0,15

Удельная энергия, х 105 Дж/м2 850 800 600 200

Глубина термического влияния, мм 0,5-6,0 0,4-4,6 1-10,0 0,1-0,3

Твердость, Н11С 20-65 25-55 20-50 30-50

Прочность сцепления Кс, МПа ~1 =1

Снижение усталостной прочности, % 12-28 20-50 34-60 10-15

Коэффициент:

- износостойкости (к стали 45 ТВЧ) 0,9-1,1 1,0 0,72 0,9-1,1

- выносливости (к стали 45) 0,90 0,62 0,90 0,90

Расход материалов, кг/м2 28,2 19,7 20,6 3,2

Трудоемкость восстановления 1 м2, ч 63 82 94 45

Энергоемкость восстановления 1м2, кВт 671 597 674 392

Себестоимость восстановления 1мг, руб. 120.90 141,06 167,45 11,27,

* частота вращения при базовых способах наплавки находится в пределах 4...8 об/мин при ВАН - 150...200 об/мин и выше, для диаметра 40...50 мм

Приведенные в таблице 2 технико-экономические показатели свидетельствуют о том, что многие показатели разработанного способа значительно улучшены.

Технико-экономическая эффективность электродуговой закалки. Экономическая эффективность способа электродуговой закалки состоит в том, что он позволяет получить выигрыш в удельной мощности закалки до 2 Вт/мм3, в производительности процесса в пределах 230...700 мм2/с, в конечном итоге экономить материальные и трудовые ресурсы.

Технико-экономическая эффективность неразрушающего контроля усталостных повреждений. Коэффициент охвата ремонтного фонда коленчатых валов с трещинами, задирами и оплавлениями составляет 21,5%; коэффициент охвата восстановления коленчатых валов, имеющих трещины на шатунных шейках, составляет более 60%; себестоимость контроля и устранения дефектов (трещин) - 8250 руб. (при стоимости вала 67500 руб.); экономический эффект при программе ремонта двигателей ЯМЗ-240 100 штук в год составляет 0,8 млн руб.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Свыше 80% изнашиваемых деталей агрегатов тракторов, автомобилей и другой сложной сельскохозяйственной техники имеют износ, не превышающий 0,3 мм, при этом их доля составляет около 74% в общем объеме восстановленных деталей. Применяемые электродуговые способы восстановления деталей малопроизводительны, оказывают значительное термическое влияние на деталь (до 3,5 мм) вследствие небольшой скорости процесса и большую толщину наращенного слоя (более 1,0 мм). Используемые методы расчета температурных полей при нанесении покрытий, механической и термообработке не учитывают нелинейный характер теплоотдачи в окружающую среду, значение которой в промежутке температур 50...1500° возрастает в 30...50 раз, что не позволяет достоверно прогнозировать режимы процессов при проектировании технологии. На ремонтных предприятиях подвергается упрочнению всего 10...15% изготавливаемых или восстанавливаемых деталей, что объясняется отсутствием универсального и рассчитанного на небольшие программы способа поверхностной закалки. Не имеется неразрушающего метода контроля поврежденности деталей машин по уровню накопленных повреждений при восстановлении изношенных деталей.

2. Обоснованы следующие требования к электродуговому способу нанесения покрытий: толщина слоя должна быть (0,1...0,3)-10"3 м, глубина термического влияния (0,1...0,3)-10"3 м, скорость наплавки

более 200-10"3 м/с, удельная энергия наплавки не более 200-105 Дж/м2, производительность (20...30)-10'5 м2/с, припуск на механическую обработку (0,10...0,15)-10"3м. При достижении этих параметров обеспечивается ресурсосбережение при восстановлении деталей машин.

3. Разработан метод расчета температуры в детали от действия внешнего теплового источника в любой момент времени электродугового процесса путем усовершенствования численного метода расчета на основе использования метода конечных разностей, заключающегося в комбинации явной и неявной схем расчета, что позволило получить абсолютно устойчивую схему расчета. Абсолютная устойчивость доказана теоретически. Сравнительные расчеты предложенного метода с аналитическим решением одномерного и двухмерного уравнения теплопроводности, имеющего точное решение, подтвердили устойчивость и сходимость, при этом максимальная погрешность составляет не более 3%. Предложена методика определения рационального количества элементарных участков.

4. Разработана термодинамическая модель расчета температурного поля при электродуговой наплавке и поверхностной закалке деталей типа тел вращения при действии поверхностных тепловых источников. На основе данной модели разработано программное обеспечение «Тепло 4.0» (№ 9776, ФГНУ ГКЦИ) и «Тепло 5.0» (№2008612210, РОСПАТЕНТ), что позволяет на стадии проектирования и отладки технологии рассчитать изменение температуры в зависимости от времени электродугового процесса.

5. Определены основные рациональные размеры и углы взаимного позиционирования вала, вольфрамового электрода и присадочной проволоки, а также скорость вращения конца проволоки вокруг своей оси и сила ее прижатия к валу. Определены значения параметров режима высокоскоростной аргоно-дуговой наплавки. Основные параметры процесса обеспечивают разработанные способы и устройства (а.с. 1827921, патенты 2211123; 2215624; 2266180; 39850; 2356708;2380205).

6. Разработанные способы и устройства позволили экспериментально доказать возможность получения наплавленного слоя, соответствующего рекомендуемым требованиям, при этом обеспечивается: толщина слоя 11=0,32...0,46 мм, значения гребнистости слоя лежат в пределах 0,056...0,144 мм при среднем значении 0,096 мм (ст=0,038); переход легирующих элементов из наплавленного слоя в основу детали не наблюдается, а также не наблюдается разбавление

наплавленного металла металлом основы детали; несплошность слоя не превышает 3...4%; прочность сцепления зоны сплавления составляет 386...415 МПа, что на 12...14% больше, чем у нормализованной стали 45, это свидетельствует о хорошей адгезии наплавленного слоя с основой; твердость основного металла НУ = 208...218 ед. (19...20 НЯС), наплавленного слоя НУ = 551...545 ед. (49-51 НЯС); износостойкость наплавленного слоя на 16...19% больше, чем у деталей, закаленных ТВЧ до твердости 50-52 НЯС; в поверхностном слое возникают относительно невысокие остаточные напряжения, что позволяет характеризовать его нагруженность как среднюю; относительное значение предела выносливости (т.,/ тэтал_,) 1,90... 1,28.

7. Разработаны способ и средства электродуговой закалки в среде аргона без принудительного охлаждения. Обоснованы размеры и углы взаимного расположения детали и электрода. Нагрев поверхности закаливаемой детали производится неплавяшимся вольфрамовым электродом. ЭДЗ проводят со скоростью 500...5500 мм/с и в защитном кожухе (патент 2431684).

8. Разработанные способ и устройства позволили экспериментально доказать возможность получения закаленного слоя, при этом обеспечиваются: увеличение твердости для стали 45 составляет 20...30 НЯС (в 2...2,5 раза выше твердости основного металла, что составляет 43...48 НЛО); глубина упрочнения 0,58...0,76 мм; микроструктура имеет средне- и мелькоигольчатый мартенсит, что не противоречит структурным изменениям при других видах закалки; прочность сцепления на срез для стали 45, закаленной ЭДЗ, составляет 476...498 МПа (снижение на 6...8% по сравнению с закаленной ТВЧ); относительное значение предела выносливости (т./ т,тал.,) составляет 1,79 (предел выносливости т.|=174,4 МПа).

9. Установлено, что наиболее чувствительным диагностическим параметром к накопленным усталостным повреждениям в материале вала является время затухания свободных крутильных колебаний. Разработаны способ и средства для неразрушающего контроля (а.с. 1810789, патенты 2337348; 78572; 80012).

Разработана технология обезвреживания трещин на шейках коленчатых валов, признанных годными к дальнейшей эксплуатации по уровню накопленных повреждений.

10. Технологические процессы наплавки и закалки деталей с.-х. техники в среде защитного газа, контроля накопленных повреждений валов и обезвреживания трещин позволяют экономить материальные

и трудовые затраты за счет снижения оплаты на наплавочные работы, за проволоку, за электрическую энергию и др. расходы при сохранении основных показателей нанесенного и закаленного слоя. Технически обоснованная выбраковка коленчатых валов при ремонте двигателей позволит предотвратить разрушение коленчатых валов от усталостных повреждений.

Основные публикации по теме диссертации

1. Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ

1. Ломоносов, Ю. Н. Как продлить срок службы двигателя [текст] / Ю. Н. Ломоносов, Ю. С. Тарасов, Н. Машрабов // Достижения науки и техники АПК. -1990. - № 6. - С. 29-30.

2. Машрабов, Н. Поверхностная закалка деталей электрической дугой [текст] / Н. Машрабов // Ремонт, восстановление, модернизация.-2004.-№ 5. - С. 16-17.

3. Машрабов, Н. Контроль усталостного повреждения коленчатого вала [текст] / Н. МашрабовН. //Сельский механизатор.-2005-№9.-С. 7-8.

4. Машрабов, Н. Моделирование тепловых полей при механической обработке металлов численным методом [текст] / Н. Машрабов // Технология машиностроения. - 2008. - №9. - С. 19-21.

5. Машрабов, Н. Восстановление деталей сельскохозяйственной техники высокоскоростной аргонодуговой наплавкой [текст] / Н. Машрабов, А. К. Ольховацкий // Труды Государственного научного учреждения «Всероссийский научно-исследовательский технологический институт ремонта и эксплуатации машинно-тракторного парка». (Труды ГОСНИТИ). - 2008. - Т. 102. - С. 93-96.

6. Машрабов, Н. Устройство для подачи вращающейся наплавочной проволоки [текст] / Н. Машрабов // Сварочное производство. -2008.-№12.-С. 33-34.

7. Машрабов, Н. Высокоскоростная аргонодуговая наплавка изношенных цилиндрических деталей [текст] / Н. Машрабов,

Г. С. Игнатьев // Механизация и электрификация сельского хозяйства. -2009.- №1. -С.32-33.

8. Машрабов, Н. Диагностирование усталостных повреждений коленчатого вала [текст] / Н. Машрабов // Тракторы и сельхозмашины. - 2009. - №2. - С.40-42.

9. Машрабов, Н. Скоростная электродуговая наплавка цилиндрических деталей [текст] / Н. Машрабов // Международный научный журнал. - 2010. -№1. - С.43-46.

10. Машрабов, Н. Моделирование тепловых полей при наплавке и термообработке металлов численным методом [текст] / Н. Маш-

рабов // Международный технико-экономический журнал. - 2010. -№1. -С.59-63.

11. Геренштейн, А. В. Устойчивые явные схемы для уравнения теплопроводности для осесимметричной задачи [текст] / А. В. Геренштейн, Е. А. Геренштейн, Н. Машрабов И Вестник ЮУрГУ. - Серия «Математика. Механика. Физика». - 2010. - вып. 2. - №9 (185). -С.4-9.

12. Машрабов, Н. Методика определения геометрических размеров активного пятна дуги при высокоскоростной аргоно-дуговой наплавке [текст] / Н. Машрабов, Г. С. Игнатьев // Труды ГОСНИТИ. - 2011.-Т.107,часть 2.-С. 102-104.

13. Машрабов, Н. Усталостная прочность деталей, восстановленных высокоскоростной аргоно-дуговой наплавкой [текст] / Н. Машрабов, А. Г. Игнатьев, В. И. Сучилин // Труды ГОСНИТИ. -2011. - Т. 107, часть 2. - С. 54-57.

14. Игнатьев, Г. С. Автоматизированный прибор для оценки качества поверхностей деталей машин [текст] / Г. С. Игнатьев,

Н. Машрабов, В. В. Вахрушев, А. М. Шестаков // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 2011. - № 9. - С.32-33.

15. Машрабов, Н. Восстановление деталей сельскохозяйственной техники высокоскоростной аргоно-дуговой наплавкой / Н. Машрабов, JI. И. Королькова // Вестник Саратовского госагроуниверсите-та им. Н.И. Вавилова. - 2011. - № 12. - С. 53-56.

16. Горшков, Ю. Г. Применение метода бесконтактной стереографии для идентификации и оценки размеров дефектов восстановленных деталей тракторов и автомобилей [текст] / Ю. Г. Горшков,

В. В. Вахрушев, Н. Машрабов, A.M. Шестаков // Тракторы и сельхозмашины. - 2012. - № 2. - С.47-51.

2. Научные издания, выставки и производственные рекомендации

1. Техническое обслуживание и ремонт машин в сельском хозяйстве: учеб. пособие [текст] / В. И. Черноиванов, В. В. Бледных, А. Э. Северный и др., всего 22 чел. в том числе Н. Машрабов; под ред. В. И. Черноиванова- М - Челябинск: ГОСНИТИ, ЧГАУ, 2001.-831 с.

2. Техническое обслуживание и ремонт машин в сельском хозяйстве: учеб. пособие [текст] / В. И. Черноиванов, В. В. Бледных, А. Э. Северный и др. всего 25 чел. в том числе Н. Машрабов; под ред. В. И. Черноиванова. - М - Челябинск: ГОСНИТИ, ЧГАУ, 2003992 с.

3. Машрабов, Н. Способы и средства повышения эффективности восстановления деталей сельскохозяйственной техники, [текст] / Н. Машрабов, Ю. Н. Ломоносов, В. П. Лялякин, Г. С. Игнатьев,

А. К. Ольховацкий // Технологические рекомендации. — М. — Челябинск: - 2009. - 35 с.

4. Машрабов, Н. Высокоскоростные способы наплавки и упрочнения восстанавливаемых и изготавливаемых деталей машин в защитных газах [текст] / Н. Машрабов // 9-ая Всероссийская специализированная выставка «Изделия и технологии двойного назначения» (Москва, 2008 г.) - работа награждена дипломом и медалью

3. Авторские свидетельства, патенты

и программы для ЭВМ

1. A.c. SU 1810789 AI Способ испытания на усталость при знакопеременном кручении / Ю.Н. Ломоносов, Н. Машрабов, Ю. С. Тарасов // Заявл. 03.01.91. - Опубл. 23.04.93. -Бюл. № 15.

2. A.c. SU 1827921 AI Способ высокоскоростной дуговой наплавки деталей / Ж. А. Дудник, Н. Машрабов, К. К. Уткильбаев // Заявл. 09.01.91 г. ДСП.

3. Патент RU 2211123 С1 Способ высокоскоростной аргоно-дуговой наплавки цилиндрических деталей [Текст] / Н. Машрабов // Заявл. 27.08.2002. - Опубл. 27.08.2002. - Бюл. № 24.

4. Патент RU 2215624 С1 Способ высокоскоростной электродуговой наплавки цилиндрических деталей [Текст] / Н. Машрабов // Заявл. 15.10.2002.-Опубл. 10.11.2003 — Бюл. №31.

5. Патент RU 39850 U1 Устройство для начального возбуждения электрической дуги постоянного тока при сварке и наплавке в защитных газах [Текст] / Н. Машрабов // Заявл. 22.03.2004. -0публ.20.08.2004. - Бюл. № 23.

6. Патент RU 2266180 С1 Устройство для подачи вращающейся наплавочной проволоки [Текст] / Н. Машрабов // Заявл. 05.04.2004. -Опубл. 20.12.2005. - Бюл. № 35.

7. Патент RU 2337348 С1 Способ определения усталостного повреждения в коленчатых валах [Текст] / Н. Машрабов // Заявл. 14.06.2007.- Опубл. 27.10.2008. - Бюл. № 30.

8. Свидетельство об отраслевой регистрации разработки № 9776, 20.02.2008 Расчет температурных полей в цилиндре при действии поверхностных тепловых источников «Тепло 4.0» [Текст] / A.B. Геренпггейн, Н. Машрабов, Е.А. Геренштейн // Заявитель ЧГАУ. - М.: ФГНУ ГКЦИТ, 2008. - Комьютерные учебные программы и инновации. - №4,2008. - С.162-163.

9. Свидетельство о государственной регистрации программ для ЭВМ Расчет температурных полей в цилиндре при действии поверхностных тепловых источников «Тепло 5.0» [Текст] / Н. Машрабов, А. В. Геренштейн, Е. А. Геренштейн // № 2008612210, 30.04.2008-РОСПАТЕНТ,- Правообладатель ЧГАУ.

10 Яи 78572 Ш Подвесное устройство колебательной системы крутильного маятника для исследования свойств материалов [Текст! / Н. Машрабов // Заявл. 08.07.2008. - Опубл. 27.11.2008,- Бюл. № 33.

11. Патент Яи 80012 Ш Устройство для контроля повреждений изделий [Текст] / Н. Машрабов // Заявл. 08.07.2008.- Опубл 20.01.2009.-Бюл. №2.

12. Патент 1Щ 2356708 С1 Способ высокоскоростной аргоно-дуговой наплавки цилиндрических деталей [Текст] / Н. Машрабов // Заявл. 14.06.2007,- Опубл. от 27.05.2009,- Бюл. № 15.

13. Патент 1Ш 2380205 С1 Устройство для высокоскоростной аргоно - дуговой наплавки цилиндрических деталей [Текст1 / Н Машрабов //Заявл. 08.07.2008.-Опубл. 27.01.2010.-Бюл. № 3.

14. Патент Ли 2431684 С1 Способ поверхностного упрочнения цилиндрических деталей из закаливающихся сплавов [Текст] / Н Машрабов, Е.Ю. Гуринец // Заявл. 12.05.2010.- Опубл. 20.10 2011 -Бюл. № 29.

15. Патент ЬШ 109848 Ш Устройство для получения стереоизображений поверхностей [Текст] / В.В. Вахрушев, Н. Машрабов, А.М. Шестаков II Заявл. 16.06.2011,- Опубл. 27.10.2011. - Бюл. № 30.

4. Публикации в других изданиях и материалах конференций Опубликовано 37 статей, в том числе:

^ 1. Ломоносов, Ю. Н. Контроль уровня накопленных повреждении в материале коленчатых валов и обезвреживание трещин [Текст] / Ю. Н. Ломоносов, Н. Машрабов // Материалы научно-технической конференции стран - членов СЭВ "Современное оборудование и технологические процессы для восстановления и упрочнения деталей машин" Ремдеталь - 88, 41-я, 17-21 октября 1988, Пятигорск, Ставропольского края.- М.: АгроНИИТЭИИТО, 1988. - С. 912. Машрабов, Н. Получение тонкослойных покрытий высокоскоростной аргоно-дуговой наплавкой (ВАН) [Текст] / Н. Машрабов Ж. А. Дудник, К. К. Уткильбаев // Материалы научно-технического семинара "Работы в области восстановления и упрочнения деталей"

ГотЬ ]а}4'16 Шрепя 1991 г" ~ М" МДНТП, ВНПО "Ремдеталь",' 1991.— С.64-65.

3. Машрабов, Н. Способы высокоскоростной наплавки [Текст] / Н. Машрабов, А. К. Ольховацкий // Материалы научно-практической конференции "Состояние и перспективы восстановления, упрочнения и изготовления деталей",- М.: ВНИИТУВИД "Ремдеталь", 1999. - С. 80-82.

4. Ломоносов, Ю. Н. Высокоскоростной способ наплавки деталей машин [Текст] / Ю. Н. Ломоносов, Н. Машрабов // Материалы международной научно-технической конференции «Новые методы

ремонта и восстановления деталей сельскохозяйственных машин» (24-26 сентября 2001 г.).- Саранск: Изд-во Мордовского госуд. ун-та, 2001.-С. 41-44.

5. Машрабов, Н. Температурный режим при наплавке и термической обработке деталей типа тел вращения [Текст] / Машрабов Н., Геренштейн А. В., Геренштейн Е. А. // Достижения науки - агропромышленному производству: материалы XLVII междунар. науч.-техн. конф. посвящ. 100-летию со дня рождения И.Е. Ульмана. — Челябинск: ЧГАУ, 2008.- 4.2. - С.135-140

6. Геренштейн, А. В. Нагревание круга движущимся теплоисточником [Текст] / А. В. Геренштейн, Н. Машрабов // Материалы девятого Всероссийского симпозиума по прикладной и промышленной математике.-М.: «ОП и ПМ», том 15, выпуск 5, 2008 - С.870-871.

7. Геренштейн, А. В. Устойчивые явные схемы для уравнения теплопроводности [Текст] / A.B. Геренштейн, Е.А. Геренштейн,

Н. Машрабов // Вестник ЮУрГУ, - Серия «Математическое моделирование и программирование. - Челябинск, 2008- Вып. 1, №15 (115).-С.9-11.

8. Машрабов, Н. Подвесное устройство колебательной системы крутильного маятника для исследования свойств материалов [Текст] / Н. Машрабов, Г. С. Игнатьев // Достижения науки - агропромышленному производству: материалы XLVIII междунар. науч.-техн. конф. -Челябинск: ЧГАУ, 2009,- Ч.2.- С. 97-100.

9. Машрабов, Н. Свойства и характеристики поверхностного слоя при восстановлении деталей высокоскоростной аргоно-дуговой наплавкой [Текст] / Н. Машрабов, А. Г. Игнатьев, В. И. Сучилин // Вестник ЧГАА, 2010. - Т. 57,- С. 115-122.

10. Машрабов, Н. Методика определения температурного поля при комбинированной размерной обработке лезвийным инструментом наращенных деталей износостойкими покрытиями [Текст] / Н. Машрабов, А. К. Ольховацкий // 11-я международная специализированная выставка «Оборудование, приборы и инструменты для металлообрабатывающей промышленности»; Семинар-конференция «Российское технологическое оборудование для обслуживания и ремонта сельскохозяйственной техники».- М.: Экспоцентр, 2010.- С.6-7.

Подписано в печать 13 февраля 2012 г. Формат 60x80/16. Гарнитура Times. Печ. л. 2.0. Тираж 100 экз. Заказ № 30

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего профессионального образования «Челябинская государственная агроинженерная академия» 454080, г. Челябинск, пр. им. В. И. Ленина, 75

ВВЕДЕНИЕ

1 СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1 Конструктивно-технологические особенности изнашиваемых деталей сельскохозяйственной техники.

1.2 Обзор существующих способов восстановления деталей машин.

1.2.1 Интенсификация электродуговых способов при восстановлении деталей сельскохозяйственной техники.

1.2.2 Высокопроизводительные способы электродуговой сварки и наплавки.

1.3 Способы поверхностного упрочнения деталей машин.

1.4 Контроль технического состояния деталей машин при ремонте и изготовлении.

1.4.1 Факторы, влияющие на предел выносливости деталей машин.

1.4.2 Количественная оценка уровня накопленных повреждений.

1.5 Проблемная ситуация, цель и задачи исследования.

2 ТЕРМОДИНАМИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ ТЕМПЕРАТУРНОГО ПОЛЯ ПРИ НАПЛАВКЕ, ТЕРМИЧЕСКОЙ И МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКЕ ДЕТАЛЕЙ ТИПА ТЕЛ ВРАЩЕНИЯ.

2.1 Постановка задачи

2.2 Дифференциальное уравнение теплопроводности и методы его решения.

2.3 Устойчивые явные схемы для уравнения теплопроводности.

2.4 Определение температурного поля при обработке деталей типа тел вращения.

2.4.1 Термодинамическая модель расчета температурных полей в цилиндре при действии поверхностных тепловых источников

2.4.2 Исходные данные и методика обоснования численных значений входных параметров задачи.

2.4.3 Определение геометрических размеров активного пятна дуги.

2.4.4 Методика обоснования количества элементарных участков по углу и по длине.

2.5 Результаты вычислений.

2.5.1 Расчет температуры при локальном нагреве и сравнение с аналитическим решением.

2.5.2 Другие возможности предложенной модели расчета.

2.5.3 Расчет температурного поля при переменной теплоотдаче.

2.5.4 Экспериментальная проверка результатов вычислений по определению температуры нагрева.

2.6 Выводы.

3 РАЗРАБОТКА ВЫСОКОСКОРОСТНОГО СПОСОБА НАПЛАВКИ И УПРОЧНЕНИЯ В ЗАЩИТНЫХ ГАЗАХ ПРИ ВОССТАНОВЛЕНИИИ ДЕТАЛЕЙ С. -X. ТЕХНИКИ

3.1 Обоснование схемы ВАН и некоторых технологических режимов ее осуществления.

3.1.1 Особенности формирования наплавленного слоя при высоких скоростях и разработанные схемы ВАН.

3.1.2 Основные конструктивно-технологические параметры ВАН и их обоснование.

3.1.3 Экспериментальная установка ВАН (описание и порядок работы).

3.2 Методические основы экспериментальных исследований.

3.2.1 Общая методика.

3.2.2 Методика определения усилия прижатия проволоки к поверхности детали.

3.2.3 Методики определения качественных и количественных характеристик наплавленного слоя.

3.3 Результаты экспериментальных исследований.

3.3.1 Предварительные эксперименты и установление уровня варьирования конструктивно-технологических параметров описывающих процесс.

3.3.2 Влияние входных параметров на основные показатели наплавленного слоя.

3.3.3 Определение рациональных режимов наплавки.

3.3.4 Установление рационального температурного режима ВАН.

3.3.5 Качественные и количественные характеристики наплавленного слоя.

3.4.Совершенствование способа поверхностного упрочнения деталей.

3.4.1 Анализ способов ЭДЗ и обоснование схемы закалки

3.4.2 Результаты исследований по определению режимов закалки.

3.4.3 Установление рационального температурного режима поверхностного упрочнения.

3.4.4 Качественные и количественные характеристики закаленного слоя.

3.5 Выводы.

4 РАЗРАБОТКА СПОСОБА КОНТРОЛЯ УРОВНЯ НАКОПЛЕННЫХ ПОВРЕЖДЕНИЙ В МАТЕРИАЛЕ ВАЛОВ С. -X. ТЕХНИКИ.

4.1 Теоретические предпосылки разрабатываемого способа контроля изношенных и изготовляемых деталей машин типа вал.

4.2 Обоснование диагностического параметра (ДП) и установление его допускаемого значения.

4.3 Методика экспериментальной проверки разрабатываемого способа контроля.

4.3.1 Общая методика.

4.3.2 Описание лабораторной установки и методика измерения параметров свободных крутильных колебаний колебательной системы.

4.3.3 Методика оценки влияния основных факторов на параметры колебаний.

4.3.4 Установки и методика проведения усталостных испытаний.

4.3.5 Методика выбора технологии обезвреживания трещин на шейках коленчатого вала.

4.4 Результаты экспериментальных исследований.

4.4.1 Выявление влияния основных конструктивно - технологических параметров и усталостных повреждений на частоту и время затухания крутильных колебаний.

4.4.2 Установление допускаемого значения ДП при проверке состояния валов (на примере коленчатого вала двигателя ЯМЗ-240).

4.4.3 Контроль состояния деталей машин после наплавки.

4.4.4 Обезвреживание трещин на шатунных шейках коленчатого вала двигателя ЯМЗ - 240.

4.5 Выводы.

5 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ВОССТАНОВЛЕНИЯ,

УПРОЧНЕНИЯ, КОНТРОЛЯ И ИХ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА.

5.1 Технологический процесс восстановления и упрочнения деталей с.-х. техники в среде защитного газа.

5.2 Технологический процесс контроля накопленных повреждений валов и обезвреживание трещин.

5.3 Технико-экономическая оценка разработанных технологических процессов.

В основных приоритетных направлениях научных исследований в инженерно-технической сфере АПК предусматривается резкое увеличение эксплуатационной надежности тракторов, доведение моторесурса основных агрегатов до 10000. 12000 ч, коэффициента технической готовности до 0,98.0,99, времени наработки на отказ тракторов и с.-х. техники до 600. 800 ч и т.д. [1].

Кризис в сельском хозяйстве России на современном этапе развития привел к уменьшению производства с.-х. продукции, что прямо связано с резким снижением количественного и качественного состава с.-х. техники. Парк машин сельских товаропроизводителей составляет 40.60% относительно 1990 г. Положение усугубляется тем, что более 70% машин выработали свой срок службы и требуют повышенных затрат на поддержание стареющего МТП в работоспособном состоянии [1]. За эти годы затраты на ремонт и ТО увеличились в 3 раза [2], при этом затраты на запасные части составляют 50.70%. В машинах, поступающих на ремонт, детали, подлежащие восстановлению, достигают до 50% [3], при этом цилиндрические поверхности имеют более 50% от общего объема восстанавливаемых деталей [2, 3]. По данным ряда исследований следует, что большинство деталей (74.85%) имеют износ до 0,3 мм, в связи с этим большое значение имеет получение тонкослойных (0,3.0,5 мм) покрытий. Известно, что восстановление деталей является технически обоснованным (ресурс деталей после восстановления составляет 60.80% ресурса новых деталей) и экономически оправданным, прежде всего в связи возможностью повторного и неоднократного использования 60.75% изношенных деталей. Себестоимость восстановления ремонтопригодных деталей не превышает 30.50% цены новых, а расход материалов в 25.45 раз ниже, чем на их изготовление. С другой стороны восстановление изношенных деталей является ресурсосберегающим процессом (например, в 2000 г. по России было сэкономлено 9 млн. тонн металла, 1200 тонн условного топлива, 70 млн. чел-час. живого труда) [3, 4].

В связи с этим эффективное использование новой и имеющейся техники, обеспечение достаточно высоких показателей ее надежности является проблемой. В материалах многих международных научно-технических конференций, посвященных проблемам ремонта, восстановления, упрочнения и контроля отмечается, что к числу важнейших факторов, способствующих достижению поставленных целей, относится качественный и своевременный ремонт техники. При этом приоритетным направлением является разработка, усовершенствование, внедрение экономичных (ресурсосберегающих) технологий и технологичных способов (с учетом предъявляемых требований к ним при нанесении покрытий) восстановления изношенных деталей с.-х. техники.

Выполненные исследования связаны с реализацией задачи разработки технологии и средств восстановления, упрочнения и контроля изношенных деталей с.-х. техники. С учетом этого разработаны способы и средства, а также определены рациональные режимы для высокоскоростной аргоно-дуговой наплавки (ВАН) и поверхностной электродуговой закалки (ЭДЗ) и контроля состояния деталей машин с.-х. техники. Диссертационная работа выполнена в соответствии с Программой фундаментальных и приоритетных прикладных исследований по научному обеспечению развития агропромышленного комплекса Российской Федерации на 2006-2010 гг. по проблеме 09 РАСХН раздела 03 «Разработать типовые проекты оптимального построения и функционирования предприятий инженерно-технической инфраструктуры сельского хозяйства, технологии эффективного использования, повышения надежности и работоспособности машин и оборудования в отрасли», а также согласно концепции развития аграрной науки и научного обеспечения АПК РФ на период до 2025 г.

Изложенное определяет актуальность выбранной темы диссертационного исследования, которая соответствует п. 4 паспорта специальности 05.20.03 — Технологии и средства технического обслуживания в сельском хозяйстве.

Цель работы — научное обоснование и экспериментальная разработка технологий и технических средств, комплексно обеспечивающих требуемое качество восстановления деталей с малыми износами на основе применения высокопроизводительных электродуговых способов нанесения покрытий, поверхностного упрочнения электрической дугой и последующего контроля состояния.

Объект исследования — технологические процессы восстановления изношенных деталей, их термической обработки и контроля повреждений, накопленных в деталях с.-х. техники.

Предмет исследования - взаимосвязи и закономерности между технологическими параметрами процессов ВАН, ЭДЗ и основными количественными показателями качества нанесенного и закаленного слоя, а также между повреждениями и параметрами свободных крутильных колебаний.

Методы исследования — при проведении исследований использовались методы математического моделирования, распознавания, статистики, функционального анализа, теории вероятностей, лабораторные, экспериментальные, а также патентные исследования.

В основу работы принята следующая концепция — разработка ресурсосберегающих технологий и технических средств восстановления изношенных деталей с.-х. техники на основе нового подхода к формированию металлических покрытий электродуговым способом без образования сварочной ванны в классическом виде.

Это позволит минимизировать термическое влияние на деталь.

Основная научная гипотеза — нанесение металлических покрытий на изношенные до 0,1.0,3 мм поверхности деталей машин возможно без образования в классическом виде общей сварочной ванны при создании необходимых тепловых условий и соответствующем механизме взаимодействия присадочной проволоки с поверхностью детали.

Накопление усталостных повреждений возможно контролировать на основе измерения параметров свободных крутильных колебаний.

Научная новизна. Выполненные в работе исследования позволили получить совокупность новых положений и результатов:

- разработана термодинамическая модель, описывающая распространение тепла при наплавке и поверхностной закалке деталей типа тел вращения от действия внешних тепловых источников, оценивающая изменение температурного поля во времени в детали, характеризующаяся тем, что, в отличие от известных методов, учитывает нелинейный характер теплоотдачи в окружающую среду, которая в промежутке температур 50. 1500°С возрастает в 30. 50 раз;

- впервые предложена для тепловых расчетов процесса наплавки и закалки абсолютно устойчивая явная дифференциально-разностная схема для численного метода расчета, обеспечивающая хорошую сходимость с аналитическими решениями с погрешностью не более 3%;

- обоснованы условия формирования качественного тонкого нанесенного слоя до 0,3 мм, обеспечивающего ресурсосбережение при увеличении линейных скоростей процесса в 10 раз и более, доказана возможность поверхностной закалки детали электрической дугой при скорости 500.5500 мм/с;

- обоснован наиболее чувствительный параметр, характеризующий накопленные усталостные повреждения в деталях машин — скорость затухания свободных крутильных колебаний, который принят в качестве диагностического параметра. Установлена тесная корреляционная зависимость между пределом выносливости и временем затухания свободных крутильных колебаний. На основе использования теории ошибок первого и второго рода определено нормативное значение диагностического параметра, при котором обеспечивается требуемый уровень надежности контролируемых и восстановленных деталей по характеристикам усталостной прочности. Разработаны способ и средства контроля повреждений (а.с. 1810789, патенты: 2337348, 78572, 80012);

- термодинамическая модель позволяет на стадии проектирования и отладки технологического процесса рассчитывать изменение температуры нагрева и охлаждения в зависимости от времени, технических, теплофизических свойств материала, источника тепла, а также от технологических параметров процесса и определять конструктивные параметры технических средств с использованием разработанных пакетов программ «Тепло 4.0» (№ 9776, ФГНУ ГКЦИ) и «Тепло 5.0» (№ 2008612210, РОСПАТЕНТ);

- обоснованы технологические параметры нового способа аргоно-дуговой наплавки. Разработаны требования на технические средства его осуществления, обеспечивающие следующие рациональные показатели способа: толщина слоя

ОД.0,3)" 1С)"3 м, глубина термического влияния (ОД .0,3)-10"3 м, скорость наплавки более 200-10"3 м/с, удельная энергия наплавки не более 200-105 Дж/м2,

5 2 производительность (20.30)-10" м/с, припуск на механическую обработку (0Д0.0,15)-10"3 м (а.с. 1827927, патенты: 2211123, 2215624, 2266180, 2356708, 2380205, 39850), а также технологические режимы способа поверхностной электродуговой закалки без принудительного охлаждения нагреваемой поверхности (патент 2431684);

- получены новые экспериментальные данные, отражающие качественные, энергетические и технико-экономические показатели использования способов и средств при восстановлении деталей машин.

Практическая значимость и реализация результатов исследования.

Практическую ценность представляют:

- математический аппарат и пакет программ для расчета температурных полей и управления тепловыми условиями;

- способы и средства ВАН и ЭДЗ, обеспечивающие показатели наплавленного и закаленного слоя в соответствии с предъявленными требованиями;

- технологические рекомендации для восстановления и поверхностной закалки изношенных деталей в условиях ремонтного производства «Способы и средства повышения эффективности восстановления деталей с.-х. техники»;

- технические требования и чертежи для изготовления технологической оснастки, используемой при ВАН и ЭДЗ;

- показатели технологического процесса, рациональные технологические режимы, гарантирующие заданные качественные и количественные показатели покрытий и термообработки; способ и технические средства неразрушающего контроля на основе измерения скорости затухания свободных крутильных колебаний, предназначенные для применения в производственных условиях.

Материалы работы отражены в учебном пособии для студентов вузов (2001 г., 2003 г.), допущенном Министерством сельского хозяйства Российской

Федерации по специальности 314900 «Технология обслуживания и ремонта машин в агропромышленном комплексе».

Материалы теоретических и экспериментальных исследований используются в учебном процессе на факультете «Технический сервис в АПК» ЧГАА и механо-математическом факультете Южно-Уральского государственного университета, а также при выполнении дипломных и научно-исследовательских работ.

Результаты работы доложены и одобрены на совместном заседании кафедры ТОТС ЧГАУ, Челябинского сектора № 18 ГОСНИТИ и секции 7 Международной научно-практической конференции «Достижения науки - агропромышленному производству» (протокол №1 от 30 января 2009 г.).

Практическая значимость основных результатов диссертационной работы подтверждена соответствующими актами внедрения. Разработки по теме диссертации демонстрировались на Южно-Уральском инновационном форуме (Челябинск, 2008, 2010 гг.), награждены дипломом и грамотой. На 9-й Всероссийской специализированной выставке «Изделия и технологии двойного назначения» (Москва, 2008 г.) работа «Высокоскоростные способы наплавки и упрочнения восстанавливаемых и изготавливаемых деталей машин в защитных газах» награждена дипломом и медалью.

Апробация результатов диссертации. Основные результаты исследований докладывались и обсуждались на научно-практических конференциях по восстановлению деталей машин (г. Рига, 1987 г., г. Пятигорск, 1988 г., г. Ташкент, 1991 г., г. Кустанай, 1991 г.); научно-техническом семинаре «Работы в области восстановления и упрочнения деталей» (г. Москва, МДНТП, ВНПО «Ремдеталь», 1991г.); научно-практической конференции «Состояние и перспективы восстановления, упрочнения и изготовления деталей» (г. Москва, ВНИИТУВИД «Ремдеталь», 1999 г.); научно-технической конференции «Новые методы ремонта и восстановления деталей сельскохозяйственных машин» (г. Саранск. 2000 г.); 8-й международной универсальной выставки-ярмарки «Агро-2001» (г. Челябинск, 2001 г.); научно-технической конференции сварщиков

Уральского региона «Сварка Урала-2002» (г. Курган, 2002 г.); «Сварка и кон-троль-2005» (г. Челябинск,2005 г.); достижения науки - агропромышленному производству» (г. Челябинск, 2005, 2006 г.); девятом Всероссийском Симпозиуме по прикладной и промышленной математике (г. Кисловодск, 2008 г.); международной конференции «Научные проблемы развития ремонта, технического обслуживания машин, восстановления и упрочнения деталей» (г. Москва, 2008 г.); 11-й международной специализированной выставке «Оборудование, приборы и инструменты для металлообрабатывающей промышленности» на семинаре-конференции «Российское технологическое оборудование для обслуживания и ремонта сельскохозяйственной техники» (г. Москва «Экспоцентр» 2010 г.); научно-технических конференциях преподавателей и сотрудников Челябинской государственной агроинженерной академии (1984.2011 г.)

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 73 научных работы, в том числе описания изобретений к двум авторским свидетельствам, 11 патентам, две зарегистрированные программы для ЭВМ, 16 статей в журналах, рекомендованных ВАК.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, основных выводов, списка использованных источников из 323 наименований, 23 приложения; изложена на 316 страницах основного текста, содержит 112 рисунков, 84 таблицы.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Свыше 80% изнашиваемых деталей агрегатов тракторов, автомобилей и другой сложной сельскохозяйственной техники имеют износ, не превышающий 0,3 мм, при этом их доля составляет около 74% в общем объеме восстановленных деталей. Применяемые электродуговые способы восстановления деталей малопроизводительны, оказывают значительное термическое влияние на деталь (до 3,5 мм) вследствие небольшой скорости процесса и большую толщину наращенного слоя (более 1,0 мм). Используемые методы расчета температурных полей при нанесении покрытий, механической и термообработке не учитывают нелинейный характер теплоотдачи в окружающую среду, значение которой в промежутке температур 50. 1500° возрастает в 30.50 раз, что не позволяет достоверно прогнозировать режимы процессов при проектировании технологии. На ремонтных предприятиях подвергается упрочнению всего 10. 15% изготавливаемых или восстанавливаемых деталей, что объясняется отсутствием универсального и рассчитанного на небольшие программы способа поверхностной закалки. Не имеется неразрушающего метода контроля по-врежденности деталей машин по уровню накопленных повреждений при восстановлении изношенных деталей.

2. Обоснованы следующие требования к электродуговому способу нанесения покрытий: толщина слоя должна быть 0,1. 0,3 мм, глубина термического влияния 0,1.0,3 мм, скорость наплавки более 200-Ю"3 м/с, удельная энергия

285

5 2 5 2 наплавки не более 200-10 Дж/м , производительность (20.30)-10 м/с, припуск на механическую обработку 0,10.0,15 мм. При достижении этих параметров обеспечивается ресурсосбережение при восстановлении деталей машин.

3. Разработан метод расчета температуры в детали от действия внешнего теплового источника в любой момент времени электродугового процесса путем усовершенствования численного метода расчета на основе использования метода конечных разностей, заключающегося в комбинации явной и неявной схем расчета, что позволило получить абсолютно устойчивую схему расчета. Абсолютная устойчивость доказана теоретически. Сравнительные расчеты предложенного метода с аналитическим решением одномерного и двухмерного уравнения теплопроводности, имеющего точное решение, подтвердили устойчивость и сходимость, при этом максимальная погрешность составляет не более 3%. Предложена методика определения рационального количества элементарных участков.

4. Разработана термодинамическая модель расчета температурного поля при электродуговой наплавке и поверхностной закалке деталей типа тел вращения при действии поверхностных тепловых источников. На основе данной модели разработано программное обеспечение «Тепло 4.0» (№ 9776, ФГНУ ГКЦИ) и «Тепло 5.0» (№ 2008612210, РОСПАТЕНТ), что позволяет на стадии проектирования и отладки технологии рассчитать изменение температуры в зависимости от времени электродугового процесса.

5. Определены основные рациональные размеры и углы взаимного позиционирования вала, вольфрамового электрода и присадочной проволоки, а также скорость вращения конца проволоки вокруг своей оси и сила ее прижатия к валу. Определены значения параметров режима высокоскоростной аргоно-дуговой наплавки. Основные параметры процесса обеспечивают разработанные способы и устройства (а.с. 1827921, патенты 2211123; 2215624; 2266180; 39850; 2356708; 2380205).

6. Разработанные способы и устройства позволили экспериментально доказать возможность получения наплавленного слоя, соответствующего рекомендуемым требованиям, при этом обеспечивается: толщина слоя Ь=0,32.0,46 мм, значения гребнистости слоя лежат в пределах 0,056.0,144 мм при среднем значении 0,096 мм (ст =0,038); переход легирующих элементов из наплавленного слоя в основу детали не наблюдается, а также не наблюдается разбавление наплавленного металла металлом основы детали; несплошностъ слоя не превышает 3. 4%; прочность сцепления зоны сплавления составляет 386.415 МПа, что на 12. 14% больше, чем у нормализованной стали 45, это свидетельствует о хорошей адгезии наплавленного слоя с основой; твердость основного металла НУ = 208.218 ед. (19.20 Н11С), наплавленного слоя НУ = 551 .545 ед. (49-51 НЕ1С); износостойкость наплавленного слоя на 16. 19% больше, чем у деталей, закаленных ТВЧ до твердости 50-52 НЯС; в поверхностном слое возникают относительно невысокие остаточные напряжения, что позволяет характеризовать его нагруженность как среднюю; относительное значение предела выносливости (х.\/ хэтал.1) 1,90. 1,28.

7. Разработаны способ и средства электродуговой закалки в среде аргона без принудительного охлаждения. Обоснованы размеры и углы взаимного расположения детали и электрода. Нагрев поверхности закаливаемой детали производится неплавящимся вольфрамовым электродом. ЭДЗ проводят со скоростью 500.5500 мм/с и в защитном кожухе (патент 2431684).

8. Разработанные способ и устройства позволили экспериментально доказать возможность получения закаленного слоя, при этом обеспечиваются: увеличение твердости для стали 45 составляет 20.30 ЬЖС (в 2.2,5 раза выше твердости основного металла, что составляет 43.48 НЯС); глубина упрочнения 0,58.0,76 мм; микроструктура имеет средне- и мелькоигольчатый мартенсит, что не противоречит структурным изменениям при других видах закалки; прочность сцепления на срез для стали 45, закаленной ЭДЗ, составляет 476.498 МПа (снижение на 6.8% по сравнению с закаленной ТВЧ); относительное значение предела выносливости (т.)/ тэтал-1) составляет 1,79 (предел выносливости х.1=174,4 МПа).

9. Установлено, что наиболее чувствительным диагностическим параметром к накопленным усталостным повреждениям в материале вала является время затухания свободных крутильных колебаний. Разработаны способ и средства для неразрушающего контроля (а.с. 1810789, патенты 2337348; 78572; 80012).

Разработана технология обезвреживания трещин на шейках коленчатых валов, признанных годными к дальнейшей эксплуатации по уровню накопленных повреждений.

10. Технологические процессы наплавки и закалки деталей с.-х. техники в среде защитного газа, контроля накопленных повреждений валов и обезвреживания трещин позволяют экономить материальные и трудовые затраты за счет снижения оплаты на наплавочные работы, за проволоку, за электрическую энергию и др. расходы при сохранении основных показателей нанесенного и закаленного слоя. Технически обоснованная выбраковка коленчатых валов при ремонте двигателей позволит предотвратить разрушение коленчатых валов от усталостных повреждений.

1. Стратегия машинно-технологического обеспечения производства сельскохозяйственной продукции России на период до 2010 года. М.: ВИМ, 2003. -64 с.

2. Черноиванов В.И., Лялякин В.П. Организация и технология восстановления деталей машин. М.: ГОСНИТИ, 2003. 488 с.

3. Ресурсосбережение при технической эксплуатации сельскохозяйственной техники. М.: ФГНУ, «Росинформагротех», 4.1 2001. - 360с.

4. Ресурсосбережение при технической эксплуатации сельскохозяйственной техники. М.: ФГНУ, «Росинформагротех», 4.II. 2001. -418с

5. Артемьев Ю.Н. Качество ремонта и надежность машин в сельском хозяйстве М.: Колос, 1981, -239с

6. Селиванов А.И. Основы теории старения машин. М.: Машиностроение, 1971, 407с.

7. Ткачев В.Н. и др. Методы повышения долговечности деталей машин. М.: Машиностроение, 1971, -272с.

8. Федоров Д.И., Бондарович Б.А. Надежность рабочего оборудования землеройных машин. М.: Машиностроение, 1981, -279с.

9. Иващенко Н.И. Технология ремонта автомобилей. Киев, Вища школа, 1977,-358с.

10. Воловик Е.П. Справочник по восстановлению деталей.- М.: Колос, 1981. -351 с.

11. Кряжков В.М. Восстановление деталей с.х.т. механизированной наплавкой с применением упрочняющей технологии. М.: ГОСНИТИ, 1983, -208с.

12. Восстановление и упрочнение деталей. Современный эффективный способ повышения надежности машин (Тезисы конференций, 22 декабря 1997г.) М. ВНИИТУВИД «Ремдеталь» -163 с.

13. Северный А.Э. Исследование коррозионно механического изнашивания деталей сельскохозяйственных машин. Труды ГОСНИТИ т.66 - М. ОНТИ. 1983 г. с. 50 -53.

14. Молодык Н.В., Зенкин A.C. Восстановление деталей машин. М.: Машиностроение, 1989, -480с.

15. Черноиванов В.И. Восстановление деталей машин. М.ГОСНИТИ,1995г.280 с.

16. Методика технико-экономического обоснования способов восстановления деталей М.: ГОСНИТИ, 1988

17. Прогрессивное оборудование и технологии для восстановления и упрочнения деталей. Обзорная информация. Госагропром СССР, АгроНИИТЭИИ-ТО, М., 1989, 48с.

18. Оборудование для восстановления деталей, Каталог. Госагропром СССР, АгроНИИТЭИИТО, М., 1989, 68с.

19. Технологические рекомендации по восстановлению деталей тракторов, автомобилей сельскохозяйственных машин, М., ГОСНИТИ, 1973, 120с. .

20. Батищев А.Н., Голубев И.Г., Лялякин В.П. Восстановление деталей сельскохозяйственной техники. М.: Информагротех, 1995.

21. Научно-технические разработки для восстановления и упрочнения деталей машин. М., 2002.

22. Лялякин В.П. Современные методы восстановления и упрочнения деталей машин. М.: Машиностроение, 1988.

23. Ульман И.Е., Тонн Г.А. Ремонтно восстановительные проблемы и их решение научным коллективом работников Челябинского института механизации и электрификации сельского хозяйства. / Труды ГОСНИТИ, т.38.- -М.: ОНТИ, 1973, с. 3-8

24. Тонн Г.А. Некоторые ограничения при отборе технологических процессов для восстановления деталей. / Труды ЧИМЭСХ вып. 144,- Челябинск. 1978, с. 34-39.

25. Сидоров А.И. Восстановление деталей машин напылением и наплавкой. М.: Машиностроение, 1987.

26. Черноиванов В.И., Андреев В.П. Восстановление деталей сельскохозяйственных машин. М.: Колос, 1983.

27. Основы ремонта машин / Под общ. ред. Ю.Н. Петрова. М.: Колос, 1972.

28. Ремонт машин / И.Е. Ульман, Г.А. Тонн, ИМ. Герштейн и др.; под общ. ред. И.Е. Ульмана. М.: Колос, 1982.

29. Таратута А.И., Сверчков A.A. Прогрессивные методы ремонта машин. Минск, Ураджай, 1986, 74с

30. Черноиванов В.И., В.В. Бледных, А.Э. Северный, А.К. Ольховацкий и др. Техническое обслуживание и ремонт машин в сельском хозяйстве. / Под ред. В.И. Черноиванова. Москва-Челябинск: ГОСНИТИ, ЧГАУ, 2001.

31. Надежность и ремонт машин. / Под ред. В.В. Курчаткина. М.: Колос, 2000.

32. Абдурахимов Т.У. Анализ износов посадочных мест валов под подшипники качения и обоснование их метода восстановления./Труды ГОСНИТИ, т. 57.-М; ОНТИ, 1978, с.76-81

33. Есенберлин P.E. Восстановление автомобильных деталей сваркой, наплавкой и пайкой. М.: Транспорт, 1994.

34. Рекомендации по плазменной наплавке деталей машин сельскохозяйственной техники. Белгород, 1984.

35. Кондратьев Е.Т., Кондратьев Е.В. Восстановление наплавкой деталей сельскохозяйственных машин. М.: Агропромиздат, 1989.

36. Доценко Н.И. Восстановление коленчатых валов автоматической наплавкой. М.: Транспорт, 1965.

37. Новожилов Н.М. Основы металлургии дуговой сварки в активных защитных газах. М.: Машиностроение, 1972.

38. Технология электрической сварки металлов и сплавов плавлением. / Под ред. Б.Е. Патона. М.: Машиностроение, 1974.

39. Восстановление деталей машин: Справочник / Ф.И. Пантелеенко, В.П. Ля-лякин, В.П.Иванов, В.М. Константинов; Под ред. В.П.Иванова.-М.: Машиностроение, 2003. -672.,ил

40. Дорожкин H.H. Упрочнение и восстановление деталей машин металлическими порошками. Минск: Наука и техника, 1975.

41. Амелин Д.В., Рыморов Е.В. Новые способы восстановления и упрочнения деталей машин электроконтактной наваркой. М.: Агропромиздат, 1987.

42. Никифоров Г.Д., и др., Технология и оборудование сварки плавлением /Под ред.Г. Д. Никифорова. 2-е изд., перераб. И доп. -М.: Машиностроение, 1986. 320с.

43. Верховенко Л.В., Тукин А.К.Справочник сварщика. Минск: Вышэйшая школа, 1977, 364с.

44. Тарасов Ю.С. Исследование электроконтактного напекания металлических порошков как возможного способа восстановления деталей. Автореф. дисс. канд. техн. наук. Челябинск, 1970. 20 с

45. Фархшатов М.Н Ресурсосберегающие технологии восстановления деталей сельскохозяйственных техники и оборудования электроконтактной приваркой коррозионностойких и износостойких материалов. Уфа, 2007

46. Либенсон Г.А. Основы порошковой металлургии. М.: Металлургия, 1987, 208с.

47. Федорова Л.В. Технологическое обеспечение эксплуатационных свойств резьбовых соединений сельскохозяйственной техники отделочно-упрочняющей электромеханической обработкой. Автореф. дисс. докт. техн. наук. Москва, 2006. -30 с.

48. Комплекс технических средств и оценка эффективности функционирования АСУ процесса аргонодуговой сварки / Э.А. Гладков и др. // Сварочное производство.-1986-№11.-с.3-5

49. РТМ 70.0009.013-83. Восстановление деталей электродуговой металлизацией. М.: ГОСНИТИ, 1984.

50. Коротков В.А., Бердников A.A., Толстов И.А. Восстановление и упрочнение деталей и инструмента плазменными технологиями. Челябинск: Металл, 1993.

51. Петров Г.Л., Буров Н.Г., Абрамович В.Р. Технология и оборудование газопламенной обработки металлов. Ленинград: Машиностроение, 1978.

52. Технологические рекомендации по восстановлению деталей и антикоррозионной защите сварных металлоконструкций электродуговой металлизацией. М.: ГОСНИТИ, 1988.

53. Вайнерман А.Е., Шоршоров М.Х., Веселков В.Д., Новосадов В.С, Плазменная наплавка металлов. Л.: Машиностроение, 1969, 192 с

54. Нефедов Б.Б. Тепловая эффективность плазменно порошковой наплавки при восстановлении деталей сельскохозяйственной техники Автореф. дисс. докт. техн. наук. Москва, 2002. -35 с

55. Немченко Н.И., Дудин Б.М., Дудник Ж.А. Восстановление деталей электроимпульсным наращиванием /Труды ГОСНИТИ, т.38.-М.:ОНТИ, 1973, с.84-87

56. Аскинази Б.М. Упрочнение и восстановление деталей машин электромеханической обработкой. М.: Машиностроение, 1989.

57. Состояние и перспективы применения современных методов поверхностной отделочно-упрочняющей обработки деталей тракторов и сельскохозяйственных машин. Обзор. М.: ЦНИИТЭИтракторосельхозмаш, 1976.

58. Батищев А.Н. Пособие гальваника-ремонтника. М.: Агропромиздат, 1986.

59. Петров Ю.Н., Косов В.П., Стратулат М.П. Ремонт автотракторных деталей гальваническими покрытиями. Кишинев: Картя Молдовеняскэ, 1976.

60. Ченоиванов В.И.Восстановление деталей- основной резерв экономии металла при ремонте./ Труды ГОСНИТИ, т.62,-М. : ОНТИ,1980,с.З-6

61. Технология механизированной дуговой и электрошлаковой сварки. М.: Высшая школа, 1972.

62. Патон Б.Е.,Мандельберг С.Л., Сидоренко Б.Г. Некоторые особенности формирования швов при сварке с повышенной скоростью-Автоматическая сварка, 1971,№8, с. 1-6

63. Петров Г.Л., Тумарев A.C. Теория сварочных процессов. Москва, "Высшая школа", 1977, 392 с.

64. Жданов, И.М. Влияние формы и размеров высокотемпературной пластической области на величину остаточных напряжений в сварном шве / И.М. Жданов, Б.В. Медко, В.В. Лысак и др. // Авт сварка. — 1982.№4. С.41-44.

65. Махненко В.И., Кравцов Т.Г. Тепловые процессы при механизированной наплавке деталей типа круговых цилиндров. Киев, Наукова Думка, 1976.

66. Попов, К.А. Контроль качества точечных сварных соединений по тепловому излучению их поверхности / Ю.А. Попов, А.А Суховерхов // Свароч. пр-во. 1978. — №10. - С.34—37.

67. Фролов, В.В. Термодиффузионные процессы в основном металле при сварке / В.В. Фролов. // Свароч. пр-во. — 1960. — №9. — С. 1—5.

68. Теория сварочных процессов. Под редакцией В.В.Фролова. Москва, "Высшая школа", 1988, 559 с

69. Походня, И.К. Газы в сварных швах / И.К. Походня. М.: Машиностроение, 1972. —256 с.

70. Ерохин A.A. Кинетика металлургических процессов дуговой сварки М.: Машиностроение, 1964. — 253 с.

71. Березовский Б.М. Математические модели дуговой сварки: В Зт.-том.1. -Челябинск Изд-во ЮУрГУ, 2002.-585с.

72. Козлов, A.B. Методика определения длины участка, не остывающего ниже температуры предварительного подогрева при многопроходной сварке / A.B. Козлов, В.М. Фастовский // Свароч. пр-во. — 1983. — №9. -С.12-13.

73. Манусов, И.Н. Об эффективности режимов теплообмена при местном технологическом нагреве деталей / И.Н. Манусов // Свароч. пр-во. 1986. -№6. - С. 32-34.

74. Махненко, В.И Номограммы для расчета времени пребывания при высокой температуре зоны сплавления алюминий—сталь / В.И Махненко, В.Р Рябов //Авт. сварка. — 1977. — №8. — С.66—67.

75. A.c. 230342 (СССР) Способ сварки плавлением. /Б.Е. Патон, C.J1. Ман-дельберг, В.К. Лебедев, Б.Г. Сидоренко, В.Е. Лопата, И.Н. Сидоренко.-Опуб.в Б.И, 1968,№34.

76. Патент 50-26504 (Япония). Магнитоуправляемая высокоскоростная дуговая сварка. /Син-Пиппон сэйтецу К.К.- Изобретения в СССР и за рубежом (Реферативная информация), вып., 10, 1976, №5, ЦНИИПИ, с. 59.

77. Савельев В.А. Исследование и разработка технологии восстановления коленчатых валов дизельных двигателей автоматической широкослойной наплавкой. Дис. канд. техн. наук. Челябинск, 1983, - 263с.

78. Аснис А.Е. Покладий В.Р., Ярмачков A.B. Сварка сдвоенным электродом в С02 и смеси С02+02 со скоростью до 150м/час,- Автоматическая сварка, 1980, №7, с.71-72.

79. Стеклов О.И. и др. Высокопроизводительный процесс наплавки плазменной дугой с использованием подогретой присадочной проволоки. -Сварочное производство, 1988, №8,с. 5-6.

80. A.c. 454976 (СССР). Способ дуговой сварки с принудительным давлением на металл сварочной ванны./C.JI. Мандельберг, A.A. Рыбаков, В.В. Зацер-ковный, Б.Г. Сидоренко,.-Опуб.в Б.И., 1968,№48

81. Крылов О.Н. Технология восстановления шеек валов под неподвижные сопряжения высокоскоростной электродуговой наплавкой в аргоне (ВЭНД-2).- Автореферат дисс. на соискание ученой степени канд. техн. наук. Челябинск, 1990, 18 с.

82. Патент 53-45299 (Япония). Способ высокоскоростной сварки под слоем флюса. /Син-Пиппон сэйтецу К.К.- Изобретения в СССР и за рубежом (Реферативная информация), вып., 26, 1979, №7, ЦНИИПИ, с. 125.

83. Влияние геометрии вольфрамового катода на некоторые характеристики сварочной дуги и проплавление металла / Ерохин A.A. и др. // Сварочное производство. 1971, № 12. - С. 17.19.

84. Определение скоростного напора плазмы сварочной дуги / Ленивкин В.А., Петров П.И„ Дюргеров Н.Г. // Сварочное производство, 1984, № 7. с. 3.4,

85. Ерохин A.A. Силовое воздействие дуги на расплавленный металл //автоматическая сварка/ 1979, № 7, с. 21-26

86. Кархин в.А. и др. Расчетно-экспериментальная методика определения температурного поля при лазерной сварке. // Сварочное производство, -2006, № 12. с. 13. 17

87. Патон Б.Е. Проблемы сварки на рубеже веков //Авт. Сварка,—1999,-№1.-с.4

88. Тылкин М.А. Справочник термиста ремонтной службы. М.: Металлургия, 1981.-648 с.

89. Кидин И.Н. и др. Электрохимико термическая обработка металлов и сплавов М.: Металлургия, 1978. - 320 с.

90. Новиков И И. Теория термической обработки металлов. М.: Металлургия, 1986. - 480 с.(Новиков И.И. Металловедение, термообработка и рент-генография.-М.: МИСИС: Металлургия, 1994. - 478 с.)

91. Исследование и разработка технологии поверхностной газовой закалки деталей комбайнов в условиях специализированных мастерских. Украинский филиал ГОСНИТИ.- Киев, 1974.-189с.

92. Коровин А.И. Газопламенная поверхностная закалка М. Машгиз, 1960, 115с. с ил.

93. Моргун Я.П. Технологические режимы и параметры горелок для газопламенной закалки восстанавливаемых деталей сельскохозяйственной техники. Дис. канд. техн. наук. Киев., 1985

94. Пламенная поверхностная закалка. Краткий иностранный обзор литерату-ры/Дашевская И.Я и др.-М:,1962, -24с.

95. Рахманалиев И. Исследование процесса плазменной закалки автотранспортных коленчатых валов при ремонте. Дис. канд. техн. наук. -М., 1974

96. Сатановский Л.И. Поверхностная закалка посредством лазера и электронного луча. -МиТОМ, 1980, №12, с. 8-12

97. Методы упрочнения поверхностей деталей машин. -М.: КРАС АНД, 2008, -С.400

98. Машрабов Н., Гуринец Е.Ю. Способ упрочнения цилиндрических деталей из закаливающихся сплавов RU 2431684 С1 от 20.10.2011 Бюл. № 29.

99. Машрабов Н. Поверхностная закалка деталей электрической дугой «Ремонт, восстановление, модернизация». 2004. № 5, с. 16-17.297

100. Пустаханов В.К., Машрабов Н. Состояние ремонтного фонда коленчатых валов дизельных двигателей ЯМЗ-240/ В кн.: Пути повышения качества ремонта сельскохозяйственной техники. Челябинск, 1985, с. 25-27.

101. Иванова B.C. Усталостное разрушение металлов. М.: Металлургия, 1963.-272с

102. Одинг И. А. Структурные признаки усталости металлов как средства установления причин аварий машин. -М.: АН СССР, 1949.-80с.

103. Христенсен Н. Повреждения от усталости образования усталостных трещин и методы их обнаружения./В кн.: Усталость металлов. -М.: ИЛ, 1961, с.289-319.

104. Одинг И.А. Теория дислокации в металлах и ее применение. М.: АН СССР ,1959.-84с.

105. Коцаньда С. Усталостное разрушение металлов/ Перевод с польского Г.Н. Мехеда под ред. B.C. Ивановой. М.: Металлургия, 1976. - 454 с.

106. Фридель Ж. Дислокация. /Пер. с англ.-М.: Мир, 1967.-643с.

107. Иванова B.C. Разрушение металлов. М.: Металлургия, 1979.-168с.

108. Екобори Т. Физика и механика разрушения и прочности твердых тел. /Пер. с англ. Под ред. Ивановой B.C. — М.: Металлургиздат, 1971.-264с.

109. Ломоносов Ю.Н., Машрабов Н. Контроль уровня накопленных повреждений в материале коленчатых валов двигателей внутреннего сгорания (статья) Рациональное использование и ремонт с.х. техники / Тр. Алтайского СХИ-Барнаул, 1990,с. 91-95

110. Серенсен C.B. Усталость металлов. -М.: Машгиз, 1949.-40с

111. Дехтярь ЛИ., Игнатьков ДА. Андрейчук В.К. Выносливость валов с покрытиями. Кишинев, Штиинца, 1983, - 174 с.

112. Лялякин В.П. Исследование особенностей старения коленчатых валов автотракторных двигателей в связи с процессами усталости и износа применительно к проблеме их ремонта / Автореф.дис.канд.техн.наук. М.: 1976.-16 с.

113. Фридман А.Е. Повышение долговечности коленчатых валов тракторных дизелей восстановлением./ Автореф.канд.техн.наук. -М.: 1986. 19 с.

114. Кикукова М. Связь усталостной прочности металлических материалов с масштабным фактором //Нихон кикай гаккайси. 1969, Т 72, № 608, с. 1189-1199.

115. ФоррестП. Усталость металлов. /Пер. с англ. Под ред. C.B. Серенсена- М.: Машиностроение, 1968.-3 52с.

116. Болотин В.В. Прогнозирование ресурса машин и конструкций.-М.: Машиностроение. 1984.-312с.

117. Одинг И. А. Допускаемые напряжения в машиностроении и циклическая прочность металлов. -М.: Машгиз, 1944, 183с.

118. Трощенко В.Т. Деформирование и разрушение металлов при многоцикловом нагружении. Киев, Наукова думка, 1981.-343с.

119. Карпенко Г.В. Влияние механической обработки на прочность и выносливость стали. -М.: Машгиз, 1959.-186с.

120. Ратнер С.И. Разрушение при повторных нагрузках. М.: Оборонгиз, 1959.-352С.

121. Биргер И.А. Остаточное напряжение. -М.: Машгиз, 1963.

122. Серенсен C.B. и др. Несущая способность и расчеты деталей машин./ 2-е изд. -М.: Машгиз, 1963.-451с.

123. Кудрявцев И.В., Наумченков Н.Е. Усталость сварных конструкций. М.: Машиностроение, 1976.-271с.

124. Ломоносов Ю.Н., Машрабов Н. Влияние твердости и других параметров деталей на скорость затухания крутильных колебаний Организация и технология необезличенного ремонта сельскохозяйственной техники / Тр. ЧИМЭСХ-Челябинск, 1987, с. 37-40

125. Саввина Н.М. Сопротивление усталости валов со шпоночными пазами и эффективность поверхностного пластического деформирования./ В кн.: Вопросы прочности и долговечности машиностроительных материалов и деталей. -М.: ЦНИИТМАШ, 1966.-С.61-65.

126. Веденкин С.Г., Синявский B.C. О механизме коррозионно-усталостного разрушения металлов// В кн.: Усталость металлов. М.:АН СССР, 1960. с. 80-96.

127. Бурумкулов Ф.Х. Совершенствование методов и средств оценки работоспособности и долговечности восстанавливаемых соединений и деталей машин /Автореф.дис.докт.техн.наук. -М.:1986. 38 с.

128. Рубинштейн С.Я. и др. О нагруженности коленчатого вала двигателя Д50./ Тракторы и сельхозмашины. 1972, №9, с. 10-11.

129. Лельчук Л.М, Лялякин В.П. Особенности старения коленчатых валов тракторных двигателей.// Техника в сельском хозяйстве. 1971, №1.-с.84-87.

130. Дорошенко А.Г. методика выбора реальных способов ремонта и восстановления сложно нагруженных деталей/ Дисс.канд.техн.наук. Челябинск, 1978.-17с.

131. Беркман А.,Батурин Е.,Ибрагимов Т. Работоспособность восстановленных чугунных коленчатых валов// Автомобильный транспорт. 1980, №9.-с.44-46.

132. Иванова B.C., Гордиенко Л.К. Изменение физических свойств металлов при циклическом нагружении /Тр.Института Металлургии им. A.A. Байкова, вып. 13. -М.: 1963.-С.29-63.

133. Иванова B.C., Гордиенко Л.К О влиянии циклического нагружения на физические свойства металла//Прочностъ металлов при переменных нагрузках. -М.: АН СССР. 1963.-с.23-45.

134. Певзнер Б.И. и др. О регистрации развития трещин в образцах (стали) с применением метода электросопротивления./ Зав.лаборатория, 1978, Т 44, №1.-0.95-97.

135. Подшивалов Ю.Н. Разработка методики оценки ресурса восстанавливаемых деталей сельскохозяйственной техники средствами неразрушающего контроля: Автореф. дис.канд.техн.наук.-Челябинск, 1979.-17с.

136. Шпигельбурд И.Я. и др. Применение метода внутреннего трения для ускоренного определения предела усталости металлов./ В кн.: Вопросы прочности материалов и конструкций. Вып. 2. Новосибирск, 1970, с 76-94.

137. Ломоносов Ю.Н., Тарасов Ю.С., Машрабов Н. Как продлить срок службы двигателя Достижение науки и техники АПК" -1990, № 6. с. 29-30

138. Гуща И.О. Исследования процесса усталостного разрушения металлов методом потерь на магнитной гистерезис и вихревые токи /В кн.: Циклическая прочность металлов. М.: Наука, 1962.

139. Машрабов Н. Контроль усталостного повреждения коленчатого вала (статья) «Сельский механизатор». 2005. № 9. с. 7-8.

140. Писаренко Г.С. и др. Демпфирующие свойства некоторых жаропрочных материалов при циклическом растяжении -сжатии в условиях нормальных и высоких температур./ Справочник. Киев, Наукова думка, 1972.-59с.

141. Писаренко Г.С. Рассеяние энергии при механических колебаниях. Киев, АН УССР, 1962.-436с.

142. Машрабов Н. Диагностирование усталостных повреждений коленчатого вала «Тракторы и сельхозмашины»2009, №2, с.40-42

143. Самарин В.К. Возможность контроля поврежденности материалов по изменению частоты собственных колебаний образцов./ Проблемы прочности. 1978, №6, с.61-64.

144. Кирса В.И. и др.Обнаружение трещин в звеньях гусениц //Техника в сельском хозяйстве.-1986.-с.49-50

145. Рыкалин H.H. Расчеты тепловых процессов при сварке. М.: Машгиз, 1951.

146. Козлов, A.B. Определение температуры подогрева при сварке теплоустойчивых сталей / A.B. Козлов // Свароч. пр-во. — 1978. — №11. — С.38-40.

147. Машин B.C. Сварка алюминиевых сплавов плавящимся электродом в инертных газах с предварительным подогревом / B.C. Машин // Авт. сварка.

148. Лыков A.B. Теория теплопроводности. М.: Высшая школа, 1967. - 600 с.

149. Батунер л. М.,Позин М.Е. Математические методы в химической технике. Л: Химия,1968. 823с.

150. Резников, А.Н. Теплофизика резания / АН. Резников. — М.: Машиностроение, 1969. — 288 с.

151. Резников, А.Н. Тепловые процессы в технологических системах / АН. Резников. — М.: Машиностроение, 1990. — 288 с.

152. Орлов A.A. Расчет температурных полей при наплавке цилиндрических деталей. Автоматическая сварка , 1963, №11 с . 1-9

153. Окерблом Н.О., Демьянцевич В.П., Байкова И.П. Проектирование технологии изготовления сварных конструкций. Судпромгиз, Л.: 1963. 600с.

154. Махненко В.И. Расчетные методы исследования кинетики сварочных напряжений и деформаций / В.И. Махненко. — Киев : Наукова думка, 1976.-320 с.

155. Гатовский K.M. Определение температурных полей при решении задач о сварочных деформациях и напряжениях / K.M. Гатовский, Г.Ю. Полишко, С.К. Михайлов и др. // Авт. сварка. — 1978. — №10. — С.29— 33.

156. Пустаханов В.К. Технология восстановления коленчатых валов дизельных двигателей электроконтактным напеканием металлических порошков / на примере ЯМЗ-240Б / Автореф. дисс. канд. техн. наук. Челябинск, 1989. 24 с.

157. Латыпов, P.A. Выбор компактных и порошковых металлических материалов и управление качеством покрытий при упрочнении и восстановлении деталей электроконтактной приваркой: автореф. дис. . докт. техн. наук,— М, 2007.-48 с.

158. Поляченко A.B. Увеличение долговечности восстанавливаемых деталей контактной приваркой износостойких покрытий в условиях сельскохозяйственных ремонтных предприятий: Автреф. дисс. д-ра техн. наук- М., 1984.-32 с.

159. Бахвалов Н.С., Жидков Н.П., Кобельков Г.М. Численные методы. М.: Лаборатория базовых знаний, 2000. - 630 с.

160. Вержбицкий В.М. Основы численных методов. М.: Высшая школа, 2002. - 847 с.

161. Шуп Т. Решение инженерных задач на ЭВМ.-М.: Мир, 1982, -235с.

162. Самарский A.A. Введение в численные методы. М.: Лань, 2005. - 288 с.

163. Годунов С.К., Рябенький B.C. Разностные схемы. М.: Наука, 1977. -439 с.

164. Самарский A.A. Теория разностных схем. М.: Наука, 1989. - 614 с.

165. Геренштейн A.B., Геренштейн Е.А., Машрабов Н. Устойчивые явные схемы для уравнения теплопроводности (статья) Вестник ЮурГУ, серия «Математическое моделирование и программирование. 2008, вып. 1 №15 (115), 0.9-11

166. Геренштейн A.B., Машрабов Н. Нагревание круга движущимся теплоисточником (тезисы) «Обозрение прикладной и промышленной математи-ки».2008, том 15, выпуск 5, с.870-871

167. Машрабов H., Геренштейн A.B., Геренштейн Е.А. Устойчивые явные схемы для уравнения теплопроводности для осесиметричной задачи Вестник ЮурГУ, серия «Математика. Механика. Физика» 2010, вып. 2, №9 (185), с.4-9

168. Тихонов А.Н., Самарский A.A. Уравнения математической физики. М.: Наука, 1972.-735 с

169. Араманович И.Г., Левин В.И. Уравнения математической физики. М.: Наука, 1969.-287 с

170. Янке Е., Эмде Ф. Таблицы функций с формулами и кривыми. М., Физ-МатГиз, 1959.

171. Влияние теплового потока и давления дуги на предельную скорость сварки / Чернышев Г.Г., Ковтун В.Л. // Сварочное производство. 1985, № 2. - С, 14.15,

172. Лесков Г.И. Электрическая сварочная дуга. М.: Машиностроение, 1970.-335с.180 По термодинамике

173. Кушнарев В.И., Лебедев В.И., Павленко В.А. Техническая термодинамика и теплопередача ,-М.: Стройиздат, 1986,-464с.

174. Г.П. Зедгинидзе Измерение температуры вращающихся деталей машин

175. Д.С. Ясь, В.Б. Подмоков, Н.С. Дяденко Испытания на трение и износ

176. Руссо В.Л. Дуговая сварка в инертных газах. Л.: Судостроение, 1984. -120 с.

177. Китаев А.;М, Китаев Я.А, Справочная книга сварщика. М.: Машиностроение, 1985. - 256 с.

178. Фридман Я.Б. Механические свойства металлов (1том)- М.: Машиностроение, 1974. 367 с.

179. Повышение устойчивости дуги и качества шва при высоких скоростях сварки./Вербицкий В.Г., Киселевич И.В., Заикин П.Б. // Сварочное производство. 1985, № 5, - С. 38.

180. Силовое воздействие сварочной дуги. /Лебедев В.К., Пентегов В,И. // Автомат, сварка. 1981, №1 - С. 7.15.

181. Хасуи А., Моригаки 0. Наплавка и напыление, /пер. с яп. В.Н.Попова: Под ред, В.С.Степина, Н.Г., Шестеркина, — М,: Машиностроение, 1985. 240 с

182. Зейтц Ф. Физика металлов,- М.: ОГИЗ, 1947,364с.

183. Шайдич Ю.В. Контактные явления в металлических расплавах,- Киев: Наукова думка, 1972. 196 с.

184. Параметры столба дуги в аргоне вблизи изделия при сварке неплавящимся электродом. / Мечев В,С, Ерошенко А,Е. // Автомат, сварка. 1984, № I. -С.25. .30.

185. Определение температуры в столбе электрической дуги в С02 -/Мечев B.C., Ерошенко А.Е. // Автомат.сварка. 1984, № 10, - С, 71 .72.

186. Дудник Ж.А., Машрабов Н., Уткильбаев К.К. Способ высокоскоростной дуговой наплавки деталей (изобретение) A.c.SU 1827921 AI от 9.01.91 г. Для служебного пользования

187. Машрабов Н. Способ высокоскоростной аргоно-дуговой наплавки цилиндрических деталей (патент) RU 2211123 С1 от27.08.2003. Бюл. № 24

188. Машрабов Н. Устройство для подачи вращающейся наплавочной проволоки (патент) RU 2266180 С1 от 20.12.2005 Бюл. № 35.

189. Машрабов Н. Устройство для подачи вращающейся наплавочной проволоки «Сварочное производство». 2008. №12, с. 33-34

190. Машрабов Н. Способ высокоскоростной электродуговой наплавки цилиндрических деталей (патент) RU 2215624 С1 от 10.11.2003 Бюл. № 31.

191. Машрабов Н. Способ высокоскоростной аргоно-дуговой наплавки цилиндрических деталей RU 2356708 С1 от 27.05.2009 Бюл. № 15.

192. Влияние угла заточки неплавящегося катода на параметры электрической дуги при сварке в аргоне / Мечев B.C., Ерошенко J1.E. // Сварочное производство. 1976, № 7, - С. 4.7.

193. Радиальное распределение плотности тока в анодном пятне аргоновой дуги / Мечев B.C., Замков В.Н., Прилуцкий В.П. // Автомат, сварка. 1971, №8 -С. 7.10.

194. Распределение силового воздействия сварочной дуги по поверхности активного пятна в зависимости от длины дуги и формы неплавящегося электрода / Суздалев И.В. Явно Э.И. // Сварочное производство. 1981, № 11, -С. II,.13,.

195. Бродский В.З. Введение в факторное планирование эксперимента,- М.: Наука, 1976. -223с.

196. К. Хартман и др. Планирование эксперимента в исследовании технологических процессов.-М.: Мир, 1977.

197. Новик Ф.С., Арсов Я.Б. Оптимизация процессов технологии металлов методами планирования эксперимента,- М.: Машиностроение, София: Техника, 1980.-304с.

198. Спиридонов A.A. Планирование эксперимента при исследовании технологических процессов. М. Машиностроение, 1981.

199. Устройство для высокоскоростной аргоно дуговой наплавки цилиндрических деталей RU 2380205 С1 от 27.01.2010 Бюл. № 3

200. Налимов В.П., Чернова H.A. Статистические методы планирования экстремальных экспериментов. М.: Наука, 1977.

201. Львовский E.H. Статические методы построения эмпирических формул. М.: Высшая школа, 1982, 224с.

202. Гришин В.К. Статические методы анализа и планирования экспериментов. М.: Московского университета, 1975, 128с.

203. Адлер Ю.П., Грановский Ю.В., Маркова Е.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. М.-.Наука, 1976.-270с.

204. Методические указания. Методика выбора и оптимизации контролируемых параметров технологических процессов. РДМУ 109-77.-М.: Издательство стандартов, 1978.

205. Митропольский А.К. Техника статистических вычислений. Изд. 2- М.: Наука, 1971.

206. Зайдель А.Н. Элементарные оценки ошибок измерений. Л. : Наука, 1968.

207. Блантер М.Е. Методика исследования металлов и обработка опытных данных.-М.: Металлургиздат, 1952, с.271-311

208. Корчак С.И., Производительность процесса шлифования стальных деталей. -М.: Машининостроение, 1974. 280 с.

209. Игнатьев А.Г. Диагностирование поверхностных остаточных напряжений в металлических покрытиях, нанесенных при восстановлении деталей сельскохозяйственной техники: дисс. . докт. техн. наук. Челябинск, 2008. 324 с.

210. Игнатьев А.Г. Метод измерения остаточных напряжений в восстановленных деталях // Тракторы и сельскохозяйственные машины. 2007. № 9. С. 36-38.

211. Игнатьев, А.Г. Метод и технические средства измерения остаточных сварочных напряжений / А.Г.Игнатьев // Вестник ЮУрГУ.- 2003 № 9 (25).-СерияМашиностроение-Вып. 4-С. 189-198.

212. Игнатьев А.Г. Определение механических свойств металлических покрытий при восстановлении деталей / Достижения науки агропромышленному производству: мат-лы XLVIII междунар. научно-техн. конф. Челябинск: ЧГАУ, 2009. Ч. 4. С. 85-91.

213. Когаев В.П., Махутов H.A., Гусенков А.П. Расчеты деталей машин и конструкций на прочность и долговечность: справочник. М.: Машиностроение, 1985. 230 с.

214. Махутов H.A. Деформационные критерии разрушения и расчет элементов конструкций на прочность. М.: Машиностроение, 1981. 272 с.

215. Школьник JIM. Методика усталостных испытаний. М.: Металлургия, 1978,- 301 с.

216. Олейник Н.В. Выносливость деталей машин. Киев, Техника, 1979, 198с.

217. Ломоносов Ю.Н., Машрабов Н., Тарасов Ю.С.Способ испытания на усталость при знакопеременном кручении (изобретение) A.c.SU 1810789 AI от 3.01.91 г. Бюл. № 15.

218. Ломоносов Ю.Н., Тарасов Ю.С., Машрабов Н. Установка для проведения усталостных испытаний Вестник ЧГАУ, 1999, т. 28, с. 104-107

219. Материалы в машиностроении 2том, М.:, Машиностроение, 1967, 496 с.

220. Машрабов Н. Оценка уровня усталостных повреждений коленчатых валов при ремонте автотракторных двигателей (на примере ЯМЗ-240) Автореферат дисс. на соискание ученой степени канд. техн. наук. Челябинск, 1989, 20 с

221. Чернявский К.С. Стереология в металловедении. М: Металлургия, 1977. -280 с.

222. Васильев В.Н., Гуров И.П. Компьютерная обработка сигналов в приложении к интерферометрическим системам. СПб.: БХВ-Санкт-Петербург. 1998.

223. Машрабов Н. Скоростная электродуговая наплавка цилиндрических деталей. Международный научный журнал», 2010, №1, с.43-46

224. Машрабов Н., Игнатьев А. Г., Сучнлин В.И. Свойства и характеристики поверхностного слоя при восстановлении деталей высокоскоростной арго-но-дуговой наплавкой Вестник ЧГАА, 2010, т. 57, с. 115-122.

225. Машрабов Н., Игнатьев А. Г., Сучилин В.И. Усталостная прочность деталей, восстановленных высокоскоростной аргоно-дуговой наплавкой Тр. ГОСНИТИ, 2008, т. 102,с. 93-96.

226. Машрабов Н., Игнатьев Г.С. Методика определения геометрических размеров активного пятна дуги при высокоскоростной аргоно-дуговой наплавке Тр. ГОСНИТИ, 2011, т. 107, часть 2, с. 102-104

227. Атапин В.Г. Установка для исследования внутреннего трения материалов. //Заводская лаборатория. 1979. Т45. №5,с.463-464

228. Кришталл М.А., Головин С.А. Внутреннее трение в металлах и сплавах. -М.: Металлургия, 1976.-375с.

229. Писаренко Г.С. и др. Вибропоглащающие свойства конструкционных материалов. Киев, Наукова думка, 1972.-375с

230. Брагинский В.Б. и др. Системы с малой диссипацией.-М.: Наука, 1981.-142с.

231. Смагин В.Г., Ярославский М.И. Пьезоэлектричество кварца и кварцевые резонаторы. -М.: Энергия, 1970. -487 с.

232. Главовский Б.А. Московенко И.Б. Низкочастотные акустические методы контроля в машиностроении. -М.: Машиностроение, 1977.-206с.

233. Машрабов Н. Выявление трещин в коленчатых валах методом замера частоты свободных колебаний./ В кн.: Совершенствование организации и технологии восстановления изношенных деталей. Челябинск, 1984, с.41 -44.

234. Тимошенко С.П. Колебания в инженерном деле. М.: Физматгиз, 1950.439 с.

235. Козлов И.А. и др. Исследования прочности деталей машин при помощи тензодатчиков сопротивления. Киев: Техника, 1967-204с.

236. Биргер И.А. Техническая диагностика. М.: Машиностроение, 1978. - 240 с.

237. Горелик А.Л., Скрипкин В.А. Методы распознавания, М.: Высшая школа, 1984-208 с.

238. Дмитриев А.К. Распознавание отказов в системах электро-автоматики. Л. Энергоатомиздат, 1983. - 102 с.

239. Игнатьев Г.С. д.т.н. автореферат

240. Михлин В.М. Прогнозирование технического состояния машин. М.: Колос, 1976.-287с.

241. Машрабов Н. Устройство для контроля повреждений изделий 1Ш 80012 Ш от 20.01.2009. Бюл. № 2.

242. Машрабов Н. Устройство для определения затухания свободных колебаний (статья) Повышение надежности сельскохозяйственной техники / Тр. ЧИМЭСХ -Челябинск, 1991, с.56-59

243. Ломоносов Ю.Н., Машрабов Н. Контроль поврежденности валов по изменению скорости свободно затухающих колебаний Вестник ЧГАУ, 2008, т. 51, с. 99-103.

244. Машрабов Н., Подвесное устройство колебательной системы крутильного маятника для исследования свойств материалов 1Ш 78572 Ш от 27.11.2008.

245. Хан Г., Шапиро С. Статические модели в инженерных задачах. М.: Мир, 1969.-395 с.

246. А)Прейскурант №27-07 Оптовые цены на запасные части к автомобилям, автобусам, троллейбус и прицепам. Часть 2. М.: Прейскурантиздат, 1981. -308 с.

247. Б)Прейскурант № 01-03 заготовительные и сбытовые цены на лом и от ходы чёрных металлов. М.: Прейскурантиздат. 1980.- 64 с.

248. В)Прейскурант 26 03. Оптовые цены на капитальный ремонт тракто ров, тракторных двигателей, узлов, агрегатов и универсального навес ного обору дования к тракторам для сельскохозяйственных предприятий и организа ций. -М.: Прейскурантиздат, 1981.-25с.

249. ОСТ 23.1.47-80. Тракторы машины сельскохозяйственные. Определение затрат на устранение последствий отказов.-М.: ГОСНИТИ, 1981.-14с.

250. Технологические карты на замену агрегатов и узлов трактора К 700 при агрегатном методе ремонта. - М.: ГОСНИТИ, 1973. - 82 с.

251. Способ определения усталостного повреждения коленчатых валах RU 2337348 С1 от 27.10.2008 Бюл. № 30.

252. Машрабов Н.М., Вахрушев В.В., Шестаков A.M. Устройство для получения стереоизображений поверхностей, RU 109848 U1 от 27.10.2011. . Бюл. №30

253. Вишняков Г.Н., Левин Г.Г., Минаев В.Л. Интерференционный компьютерный профилометр ПИК-20 // Материалы первого международного форума "Голография ЭКСПО-2004". 2004. С.71

254. Воройский Ф.С. Информатика. Энциклопедический словарь-справочник: введение в современные информационные и телекоммуникационные технологии в терминах и фактах. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2006. - 768 с.

255. Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники: В 3-х томах: Т. 2. Пер. с англ.— 4-е изд., перераб. и доп.— М.: Мир, 1993.—371 с.

256. Фурман Я. А., Юрьев А. Н., Яншин В В. Цифровые методы обработки и распознавания бинарных изображений, 1992 248 с.

257. Методика и результаты бесконтактной оценки дефектов поверхностей Игнатьев Г.С. Машрабов Н.,ВахРУшев В.В.ДПестаков А.М Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2009, №1, с.32-33

258. Машрабов Н. Моделирование тепловых полей при механической обработке металлов численным методом (статья) «Технология машиностроения». 2008. №9, с. 19-21.

259. Машрабов Н. Моделирование тепловых полей при наплавке и термообработке металлов численным методом «Международный технико-экономический журнал», 2010, №1, с.59-63

260. Машрабов Н. А.К.Ольховацкий Восстановление деталей сельскохозяйственной техники высокоскоростной аргонодуговой наплавкой (статья) Тр. ГОСНИТИ, 2008, т. 102,с. 93-96.

261. Машрабов Н., Ломоносов Ю.Н., Лялякин В.П., Игнатьев Г.С., Ольховац-кий А.К. Способы и средства повышения эффективности восстановления деталей с.х.т. Технологические рекомендации. Москва-Челябинск 2009,35 с.

262. Машрабов Н., Игнатьев Г.С. Высокоскоростная аргонодуговая наплавка изношенных цилиндрических деталей (статья) «Механизация и электрификация сельского хозяйства».2009, №1, с.32-33

263. Машрабов Н. Восстановление цилиндрических деталей аргоно-дуговой наплавкой Информационный листок № 170-96 ЦНТИ, Челябинск, 2009

264. Машрабов Н. Высокоскоростная электродуговая закалка цилиндрических деталей машин. Информационный листок № 74-010-09 ЦНТИ, Челябинск, 2009

265. Машрабов Н. Неразрушающий контроль усталостного повреждения коленчатых валов Информационный листок № 74-009-09 ЦНТИ, Челябинск, 2009

266. Методика определения экономической эффективности использования в сельском хозяйстве результатов научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, новой техники, изобретений и рационализаторских предложений Текст. -М.: ВНИИПИ, 1984. 149с.

267. Методика определения экономической эффективности технологий и сельскохозяйственной техники Текст.- М.: ВНИИЭСХ, 1998, с.220.

268. Схиртладзе, А.Г. Расчет эффективности восстановления изношенных деталей Текст. /А.Г. Схиртладзе //Ремонт, восстановление, модернизация. -2004. №2. - с. 2-4.

269. Методика определения экономической эффективности технологий и сельскохозяйственной техники. Ч.И. Нормативно -справочный материал Текст.- М.: МСХиП РФ,1998,- 252с.

270. Методические рекомендации по определению годового экономического эффекта от использования результатов научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ в агропромышленном комплексе Текст.- М.: Россельхозакадемия, 2007. 12с.

271. Scott J.J., Brandt Н. Adaptive feed-forward digital control of GTA welding // Weld. J. 1981, Vol.61. - №.3. - C.36 - 41

272. Brightmore A.D. The economics of computerization // Computer Technology in WeldingA Proc. Int. Conf. Paris 15-16 June, 1994. AbingtonA TWI, 1994. -Paper 7.

273. Lucas B. Computers in arc welding the next industrial revolution. // Metal Constr. - Part 1. - 1984, Vol.16. - .10. - P.633-636; Part 2a - 1985, Vol.17. -1.1. - P.30-34; Part 2b - 1985, Vol.17. - .3. - P.158-163

274. Norrish J., Gray D.G. Computer simulation and off-line programming in integrated welding systems // Weld. And Metal Fabric. 1992, Vol.60. - 3, April.-P. 119-122.

275. Rippey W.G., Falco J.A. The NIST automated arc welding testbed // Computer Technology in Welding: Proc. Int. Conf. July 8- 11, 1997, San Francisco, СА. -NIST Spec. Publ. 1997, .923. -P.203 210.

276. Lucas W., Brightmore A.D. Expert systems for welding engineers // Metal Const. 1987, Vol.19. - 5. - P.254 - 258

277. CAD-CAPP integration for sheet meral products / J.Vries de, O.W.Salomons, A.H.Streppel et al // Sheet Metal : Proc. Of 2 Int. Conf. Belfast, 1994. 1994. - P.75 - 86.

278. Boitout F., Mangialenti G., Bergheau J.M. The numerical simulation of welding. Description of required functions. Industrial applications with the software SYSWELD+ // Computer Technology in Welding:

279. MAGSIM program software for analysis, optimization and diagnostics of the process of consumable electrode welding thin-sheet joints in an active gas / W.A.Sudnik, A.W.Iwanow, O.A.Mokrow et al // Welding International. 1995. -11.-P.891 - 896

280. Sudnik W., Radaj D., Erofeev W. Computerized simulation of laser beam welding, an introductory survey // Computer. Technology in Welding: Proc. 6 Int. Conf. Lanaken, Belgium, 9-12 June, 1996. Abington: TWI, 1996. -Paper 8.

281. Engh E., Anisdahl L.M., Vesterheim V. WELD-SIM, a new generation of simulation tools for welding fabrication // Computer Technology in Welding: 5 Int. Conf. Paris, 15-16 June, 1994. Abington: TWI, 1994. - Paper 36.

282. Hardt D.E., Garlow D.A., Weinert J.B. A model of full penetration arc-welding for control system design // Trans. ASME: J.Dyn. Syst., Meas. And Contr. -1985, Vol.107. .1. - P.40 - 46

283. Kapus B.G. Computer control takes the variations out of hardfacing // Weld. Des. And Fabric. 1980, Vol.53. - .6. - P.84 - 88

284. Lancaster J.F. The physics of fusion welding. Part 1. The electric arc in welding // IEE Proceeding. 1987, Vol.134. - Pt.B . .5. September. - P.233 - 248

285. Lancaster J.F. The physics of fusion welding. Part 2. Mass transfer and heat flow // IEE Proceeding. 1987, Vol.134.-Pt.B . .6. November. - P.297 - 312

286. Legoff O., Hascoet J.Y. Computer aided welding by neural networks // Int. J. of Prod. Research. 1997, Vol.36. - .2. - P.417 - 436

287. Passoja, D.E./ Heat flow in electron beam welds /D.E. Passoja //Weld.J.-l966, Vol.45 .-No.8.-p.379-384

288. Di Li, Chandel R.S., Srikantan T. Static modeling of GMAW process using artificial neural networks // Mater. And Manuf. Processes. 1999, Vol.14. - .1. -P.13 - 15

289. Modeling of fundamental phenomena in welds / T.Zacharia, J.M.Vitek, J.A.Goldak et al // Modelling and Simulation in Materials Science and Engineering. 1995, Vol.3. - 2. - P.265 - 288

290. Zacharia T., Chen Y. Modeling of fundamental phenomena in gas tungsten arc welds // Int. J.of Materials and Product Technology.-1998, Vol. 13.-№1-2-p.77-88

291. Howden, D.G. Hydrogen absorption in arc melting / D.G. Howden, D.R, Milner // Brit. Weld. J. 1963. - V. 10. - N. 6 - P. 304 - 316.

292. Salter, G.R. Hydrogen absorption in arc welding / G.R. Salter // Brit. Weld. J. -1963.-V. 10. -N. 6 P. 316-322.

293. Harris T., Wilkinson R. The further development of an automated NDT system using neural networks // Computer Technology in Welding: Proc. 5 International Conference. Paris, 15 16 June 1994. - Paper 26.

294. Fugita, Y. Prevention of end cracking in one-side automatic wekling / Y. Fugita, K. Terai, S. Yanada et al // J. of Japan Weld. Soc. 1973. - V. 4. - N. 2. - P. 25 -34.

295. Hernandez, I.E. The influence of external local heating in preventing cracking during welding of aluminum alloy sheet / I.E. Hernandez, T.H. North // Weld. J. 1984. - V. 63. - N. 3 - P. 84 - 90.

296. Bergquinst J. Rolls spin flame for surface hardening. Amer. Machinist, 1959, №6, s. 140-141308309310311312313314315316317318319320321322323

297. K. Brand, K, Heuert. Vergleich möglicher Varianten von Zahnrädern. -Jertisungstechnik und Betriev, 1971, №11, s. 687-689

298. Pock E. Flamm-oder Brennhärten Ychweiz. Maschinenmarkt, 1971, №39, s.124-127

299. Working with GeoMedia Professional, Appendix E «Raster Information»,

300. Compression Techniques; DJA080791, SJ**690 (6.0)

301. Williams V. Production, 1976, №5, s.74

302. Williams V. Procduction, 1978, №5, s.56

303. Jenkins J. Foiling and Production, 1978, №9, s.76

304. Dreger D. Machine Design, 1978, №24, s.89

305. Elber W Einflub der plastischen Zone Rissausbreitung unter Schwingbelastung.-Materialprofung, 1970, vol. 12, №6, s. 189-193 Ouchida H. Proc. of the second Japan congress on testing materials, 1959,-p. 14-23

306. Schuts W. Zur Lebensdauer in der Rissentstehungs und Rissfortschrittsphase/ -Der Maschinenschaden. 1982. - BdSS. - N 5. - S. 237 - 245. Forrest P. Fatigua at metals. - Oxford, London, New York, ParisA Pergamon press, 1962. -349p.

307. Karius A., Gerold, Schulz E.H. Arch. Eisenhüttenwesen. 1944. - N 5/6. - S. 113-124.

308. Radaj, D. Heat effects of welding. Temperature field, residual stress distortion / D. Radaj. Berlin, Heidelberg: Springer-Vertag, 1992. - 348 p. Nguen N.O. Thermal analysis of welds. - Southampton: WTT Press, 2005. -344 p.

309. Passoja, D.E. Heat flow in electron beam welds / D.E. Passoja // Weld J. 1966. -V. 45.-N. 8-P. 379-384.

310. Olson D.L. Physical metallurgical concerns in the modeling of weld metal transformations / D.L. Olson, S. Liu, G.R. Edwards // Mathematical Modeling of Weld Phenomena. London: Institute of Materials, 1993. - P. 89 - 108.