Разработка энергосберегающей технологии шлифования коленчатых валов при ремонте двигателей

В отношении приемлемости результатов испытаний применительно к почвообрабатывающим органам возникают серьезные сомнения, поскольку из-за наличия большого количества факторов влияющих на изнашивание иммитация пройесса не представляется возможной. В целом машина полностью копирует метод по ГОСТ 23.208-79 с определенными конструкторскими подходами.

Серьезными достоинствами самого метода и устройств для его реализации безусловно является простота технического решения и проведение испытаний не требующих существенных навыков исследователей. Несомненно, что подобные устройства являются исключительно пригодными для проведения предварительных испытаний. Приемлемы они также и в случае сравнительной оценки абразивной стойкости того или иного материала.

Однако в отношении деталей рабочих органов почвообрабатывающих орудий с помощью такого метода врядли можно получить достоверные результаты, способные быть исходными параметрами при оценке стойкости материалов к абразивному изнашиванию и прогнозированию ресурса конструктивных элементов. Причинами этого можно назвать:

1. характер перемещения (поступательное) делает рабочих органов почвообрабатывающих машин не соответствует движению принятому в устройствах (вращательное);

2. невозможность одновременного проведения испытаний нескольких различных по свойствам образцов в абразивной среде с одинаковой изнашивающей способностью;

3. отсутствие абразивной массы при испытаниях не позволяет, даже приблизительно, скопировать реальные условия изнашивания.

Таким образом применение метода Бринел-ля для испытаний на абразивную стойкость применительно к деталям почвообрабатывающей

УДК 621.824.3 : 621.923 : 629.083

техники не будет отражать процесс их износа тем самым снижая степень получаемых результатов при применимости их проектирования и разработке технологий восстановления.

Список литературы. 1.Михальченков, A.M. Бардадын, H.A. Лавров, В.И. Применение метода лунок в исследованиях процесса изнашивания деталей почвообрабатывающих орудий // Бюллетень научных работ Брянского филиала МНИТ. - 2012. - №2. - С.25-28.

2. Лоренц, В. Ф. Износ деталей, работающих в абразивной среде // Труды I Всес. конференции по трению и износу в машинах. - 1939. - Т.1. -С.93-112.

3. Хрущов, М. М. Бабичев, М.А. Исследования изнашивания металлов. Изд. АН СССР. -1960.С

4. Ходак, H.A. Вишневский, O.A. Шолопов, В.А. Модернизация оборудования и средств для исследования процессов абразивного изнашивания материалов и их моделирования //Двигатели внутреннего сгорания, 2004. - №2. - С. 114-122

5. Зенкин, H.A. Гринкевич, К.Э., Комплекс диагностической аппаратуры и методология контроля параметров трибосистемы в динамических условиях испытаний // Контроль. Диагностика, -2002. -№ 6. -С. 49-51.

6. Карасик, И. И. Методы трибологических испытаний в национальных стандартах стран мира. Центр «Наука и техника», 1993. - С. 328

7. Подгаецкий, В.В. Методика испытания металлов на абразивный износ // « Заводская лаборатория». - 1955. - № 9. - С. 1109 - 1110.

8. Лейначук, Е. И. Повышение стойкости детален машин против абразивного износа при повышенных температурах путем наплавки. НТО-Машпром. Киев, 1957.

9. Ерохин, М.Н. Новиков, B.C. Сабуркин, Д.А. Тракторы и сельскохозяйственные машины. -2008. -№1.-С. 5-8.

РАЗРАБОТКА ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩЕЙ ТЕХНОЛОГИИ ШЛИФОВАНИЯ КОЛЕНЧАТЫХ ВАЛОВ ПРИ РЕМОНТЕ ДВИГАТЕЛЕЙ

Коршунов В.Я., доктор технических наук, профессор Новиков Д.А., аспирант

ФГОУ ВПО «Брянская государственная сельскохозяйственная академия»

Предложена методика оценки энергетической эффективности процессов абразивной обработки деталей двигателей и рассмотрены пути её повышения.

Ключевые слова: шлифование, энергия, термодинамика, технология, коленчатый вал.

The method for evaluation of energy efficiency processes abrasive processing engine parts and examine ways to improve it.

Keywords: grinding, energy, thermodynamics, technology, crankshaft.

В последние годы Правительство Российской Федерации уделяет большое внимание вопросу повышения энергетической эффективности производств в промышленности, сельском хозяйстве и ЖКХ [1,2]. Исходя из выше сказанного, проблема разработки энергосберегающих технологий при шлифовании деталей двигателей, является в настоящее время весьма актуальной.

В настоящее время для оценки энергетической эффективности процесса шлифования, используются два критерия Первый - удельная работа со [3], которая представляет собой отношение мощности шлифования Ш (Вт) к производительности обработки V мм /с. Данный критерий эффективности записывается в виде

w п / 3

U) = — ,Дж/мм\

процессов абразивной обработки, чем удельная работа о. Так как КПД показывает не только общую энергию шлифования со, но и насколько эффективно расходуется энергия, подводимая к паре деталь-абразивный круг. т.е. какая доля энергии идёт собственно на разрушения 1 мм'материала детали.

На основе КПД была получена формула для расчёта производительности процесса шлифования V при заданной мощности |6]

Второй - термодинамический критерий, коэффициент полезного действия процесса шлифования (КПД), который был предложен профессором Коршуновым В Я [4.51. КПД (т|ш) процесса шлифования записывается в виде

где 0е — скорость накопления материалом в процессе шлифования упругой энергии дефектов. Дж/мм

КПД является более универсальным критерием оценки энергетической эффективности

Пш- %

100-Д1/.„

Здесь Д[/, = Ut - Ueo - Ujo, Дж/мм3,

где ПК„ - произведение поправочных коэффициентов на прогнозируемые технологические условия шлифования (режимы обработки, способ и режимы правки круга, тип СОТС и др.), которые повышают величин) К П Д: Ди* - критическая величины изменения плотности внутренней энергии: U» - критическая величина плотности внутренней энергии, равная энтальпии плавления Hs; Ц» -начальный уровень упругой энергии дефектов; UTn — начальный уровень тепловой составляющей внутренней энергии.

Теоретический и экспериментальный анализ изменения К П Д (г|ш) процесса шлифования от мощности обработки W |6] позволил получить довольно сложную зависимость, которая представлена в виде графика на рисунке I.

О

В

/ \ \ \ \

\ 1 \ 1

А \ \ \

1 1 \С

l t [ Вт

Рис. 1. - Зависимость коэффициента полезного действия (г|ш) процесса шлифования деталей от мощности обработки (ИО

На графике зависимости г]ш = Г (V/) видно, что на участке АВ КПД у величивается с ростом мощности шлифования и в точке В достигает своего максимума (г|и1.тах). При дальнейшем увеличении мощности (режимов обработки) значение КПД начинает резко падать и в точке С достигает своего нулевого значения. Это говорит о том. что процесс шлифования практически прекращается.

Данну ю зависимость, на наш взгляд, можно объяснить тем. что в точке В напряжение в зоне контакта шлифовального круга с деталью достигает величины равной пределу прочности абразивных зёрен ою и уже не кру г шлифует деталь, а деталь снимает поверхностный слой абразивного круга. Поэтому величина аю различных марок абразива и значение мощности двигателя шлифовального станка являются ограничениями

при разработке энергосберегающих технологий.

Полученные теоретические и экспериментальные результаты были использованы для разработки энергосберегающей технологии при шлифовании коленчатых валов двигателя марки Д-240 из стали 45 твёрдостью НЯС 52...58, с учётом существующей технологии. Шейки коленчатого вала обрабатывались с диаметра с1н = 75 мм, до с1к= 74,32 мм, нецилиндричность по чертежу не более 0,03 мм на длине 100 мм, шероховатость поверхности = 0,62 мкм.

Проведённые расчёты показали, что величина КПД операции шлифования шейки коленчатого вала на существующих режимах составила всего 2,1%.

За счёт изменения технологических условий операции шлифования - замены степени твёрдости круга с С2 на СМ1, увеличение режимов правки (8пр п п , 8П0П.п.п.) в 1,5 раза, смены Эмульсии на более современную марку СОТС - Укри-нол, величина КПД увеличилась до 6,4%, что в свою очередь привело к росту производительности съёма металла с 24 мм3/с до 68,7 мм3/с и соответственно снижению удельной работы шлифования с 191,2 Дж/мм3 до 65,8 Дж/мм3 при обработке одной шейки коленчатого вала.

Выводы. В процессе разработки энергосберегающих технологий при шлифовании шеек коленчатых валов необходимо использовать более универсальный термодинамический критерий эффективности - КПД Для достижения максимального значения КПД необходимо выбрать

УДК 621.78.011

наиболее рациональные технологические условия абразивной обработки шеек коленчатых валов (режимы обработки, марку абразивного круга, тип правящего инструмента и режимы правки, тип и расход СОТС). Повышение КПД ведёт к снижению энергозатрат и соответственно к повышению производительности процесса шлифования деталей.

Список литературы. 1. Постановление Правительства РФ №588 от 15 июня 1998 г. «О дополнительных мерах по стимулированию энергосбережения в России».

2. Постановление Правительства РФ №1225 от 31.12.2009 г. «О программах в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности».

3. Маслов E.H. Теория шлифования материалов / E.H. Маслов - М.: Машиностроение, 1974 - 362 с.

4. Коршунов В.Я. Исследование эффективности и качества процесса шлифования металлов и правки абразивных кругов / В.Я. Коршунов // Проблемы совершенствования управления качеством продукции в промышленности: Тез. Докл. на Рес-пуб. Межотраслевой научно-производственной конф. - Ташкент: 1978. - С. 99 - 100..

5. Коршунов В.Я. Термодинамический метод прогнозирования рациональных условий эксплуатации алмазно-абразивного инструмента / В.Я Коршунов, В.Н. Подураев, В.В. Федоров // Изв. вузов. Машиностроение. - 1981,- № 2 - С. 120 - 121.

6. Коршунов В.Я. Оптимизация технологических условий абразивной обработки по КПД / В.Я Коршунов // Станки и инструмент. - 1990. - №5. - С. 17 - 20.

ТЕРМООБРАБОТКА ВЫБРАКОВАННЫХ ЛИСТОВ РЕССОР ДЛЯ КОМПЕНСИРУЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ ПРИ РЕСТАВРАЦИИ ДЕТАЛЕЙ ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩИХ ОРУДИЙ

Михальченков А.М., д.т.н., профессор Московский госуниверситет путей и сообщений - Брянский филиал МИИТ

Новиков A.A., аспирант ФГБОУ ВПО «Брянская государственная сельскохозяйственная академия» Михальченкова М.А., соискатель Брянский институт управления и бизнеса

Аннотация. Показано, что для увеличения твердости ранее термоупрочненной стали 60С2 следует провести нагрев до 820 - 840°С и охлаждение в воде. Подобный вид термообработки можно рекомендовать в качестве составной части технологического процесса восстановления деталей почвообрабатывающих машин, имеющих локальные износы.

Ключевые слова: термообработка, термоупрочнение, реставрация деталей, компенсирующие элементы, почвообрабатывающие орудия, твердость износостойкость.

Annotation. Shows that in order to increase the hardness of the heat-strengthened steel 60S2 previously should be heating up to 820 - 840° c and cooling water. This type of heat treatment can be recommended as an integral part of a technological process of the restoration of details of machines, tillage, having local wear.

Keywords: heat treatment, thermal hardening, restoration parts, compensating elements, tillage hardness wear resistance.