Способы модернизации сварочных головок для повышения качества восстанавливаемых деталей

дость», являющимися основными, однако существенно превосходят вариант 6 по показателю «теплостойкость» и «усадка», который желательно минимизировать. Однако варианты 55 и 56 значительно уступают по показателю «усадка» даже варианту 6. Поэтому эти варианты можно в дальнейшем не учитывать.

Из оставшихся вариантов (12, 37-39, 43-45, 49, 50) привлекают внимание варианты 39 и 45. Эти варианты практически эквивалентны всем остальным вариантам второй группы по показателям «износостойкость», «твердость», «теплостойкость», но существенно превосходят остальные по показателю «экономичность» — они самые дешевые из 17 конкурентоспособных вариантов. Однако вариант 39 превосходит вариант 45 по наиболее важному показателю «износостойкость» и по важному показателю «твердость», а также по второстепенному показателю «теплостойкость». Кроме того, вариант 39 эквивалентен варианту 45 по показателю «усадка».

Во второй группе вариантов (12, 37-39, 43-45, 49, 50) конкуренцию варианту 6 может составить вариант 39. Причина этого — достаточно высокие значения показателей, характеризующих этот вариант, его низкая стоимость и, как следствие, высокая экономическая эффективность.

Промежуточное положение между вариантами 6 и 39 занимает вариант 12. Этот вариант уступает варианту 6 по показателю «износостойкость», почти эквивалентен ему по показателям «твердость», «теплостойкость» и «усадка», но является более экономичным, чем вариант 6. В то же время вариант 12 превосходит вариант 39 по показателям «износостойкость», «твердость», но уступает ему по показателям «теплостойкость», «усадка».

Таким образом, с учетом всего множества показателей варианты 6, 12 и 39 являются математически несравнимыми и выбор окончательного варианта можно осуществить только на основе учета более широкого круга вопросов, связанных с реали-

зацией продукции, например на основе маркетинговых исследований.

Выводы

1. Особенности задачи по выявлению условий успешного продвижения новых товаров или услуг, созданных инновациями, определяют необходимость применения методов многокритериальной оптимизации.

2. Из 67 рассмотренных вариантов состава ПНК взаимную конкуренцию друг другу могут составить только три: вариант 6 — ПА-66, наполненный 1 % (мас.) УНТ (более предпочтительный по техническим характеристикам); вариант 39 — ПА-66, наполненный 0,6 % (мас.) углеродными нанотрубками и 25 % (объем.) металлизированными углеродными волокнами (более предпочтительный по экономическим характеристикам и умеренно уступающий варианту 6 по техническим характеристикам); а также вариант 12 — ПА-66, наполненный 0,8 % (мас.) углеродными нанотрубками, занимающий промежуточное положение между вариантами 6 и 39.

3. Для окончательного выбора состава полимерного нанокомпозита требуется выйти за рамки данного исследования, а именно: проанализировать технологические схемы изготовления материалов с учетом возможности их реализации на специализированных предприятиях; провести маркетинговый анализ (изучить рыночную конъюнктуру и статистику индивидуальных предпочтений потенциальных покупателей деталей и сборочных единиц, изготавливаемых из того или иного материала).

Список литературы

1. Хоменюк, В.В. Элементы теории многоцелевой оптимизации / В.В. Хоменюк. — М.: Наука, 1983.

2. Системы автоматизированного проектирования / Пер. с англ.; под ред. Дж. Алана. — М.: Наука, 1985.

3. Подиновский, В.В. Парето-оптимальные решения многокритериальных задач / В.В. Подиновский, В.Д. Ногин. — М.: Наука, 1982.

УДК 621.8.004.67:621.791.76/79

П.И. Бурак, канд. техн. наук, доцент

ФГОУ ВПО «Московский государственный агроинженерный университет имени В.П. Горячкина»

СПОСОБЫ МОДЕРНИЗАЦИИ СВАРОЧНЫХ ГОЛОВОК ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА ВОССТАНАВЛИВАЕМЫХ ДЕТАЛЕЙ

Д

ля восстановления и упрочнения деталей сель- «011-1-02Н», «УКН-5. -6, -8М, -9, -10, -11», «011-1-

скохозяйственной техники на базе Всероссий- 06, -7, -10, -11, -022М» и «01.08.005», предназначенного научно-исследовательского института тех- ные для электроконтактной приварки ленты на нанологии упрочнения, восстановления и изготовле- ружные цилиндрические поверхности диаметром

ния деталей «Ремдеталь» были созданы установки 15___250 мм и длиной до 1200 мм, толщиной при----------------------------------------------------------- ВестникФГ0УВП0МГАУ№2'20Ю - -----------117

вариваемого слоя 0,2__1,0 мм, проволоки, восста-

новления изношенных резьбовых поверхностей с шагом резьбы до 2 мм, изношенных шеек и резьбовых поверхностей на валах длиной до 2000 мм, приварки стальной ленты толщиной 0,4_0,6 мм к изношенному зеркалу гильзы цилиндра диаметром 100_300 мм и длиной до 300 мм, к наружным изношенным пояскам гильз цилиндров диаметром до 180 мм, нанесения покрытий толщиной 0,15_1,0 мм на поверхности нижних головок ша-

тунов диаметром 55_150 мм, из лент толщиной

0,2__1,0 мм на наружные диаметром 100_250 мм

и внутренние диаметром 60_180 мм поверхности стальных и чугунных деталей типа стаканов подшипников, внутренних поверхностей отверстий корпусных деталей, в том числе на поверхности коренных опор блоков цилиндров и покрытий на клапанные гнезда блоков цилиндров.

Однако выпускаемые ранее установки не всегда обеспечивают стабильность процесса электро-контактной приварки. Так, у установки 011-1-02 и 011-1-10 «Ремдеталь» из-за недостаточной жесткости в конструкциях используемых сварочных головок не всегда возможно обеспечить стабильное качество приварки. Объясняется это тем, что усилие реакции детали на прижатие электродов передается на цепь деталей подвижно соединенных между собой (с гарантированными зазорами в сопряжениях). В результате оси вращения электродов смещаются и площадь контакта электродов с присадочным материалом уменьшается, повышается плотность тока, появляются выплески металла и местная деформация детали в месте контакта.

Для повышения жесткости конструкции и качества восстанавливаемой поверхности в процес-

Рис. 1. Сварочная головка для установки 011-1-02 «Ремдеталь»:

1 — основание; 2 — гайка; 3 — привод сжатия; 4 — шарнир; 5 — винтовой привод; 6 — клещевина; 7 — щека; 8 — электрод; 9 — рычаг; 10 — упор; 11 — отверстия; 12 — изоляционная прокладка

се приварки была разработана сварочная головка (рис. 1) [1].

Сварочная головка имеет основание 1, на котором установлен винтовой привод 5 с гайками 2, с которыми посредством шарнира 4 соединены клещевины 6, связанные между собой приводом сжатия 3. На концах клещевин 6 смонтированы электроды с жестко закрепленными щеками 7. В них установлены электроды 8. Рычаги 9 одним концом прикреплены к щекам 7, а другим — через отверстия 11 в изоляционной прокладке 12 соединены с упором 10. В этом упоре сквозные отверстия для крепления в них рычагов 9 электродов 8 в зависимости от диаметра восстанавливаемой детали.

Головка работает следующим образом. С помощью отверстия 11 (в зависимости от диаметра восстанавливаемой детали) устанавливаются рычаги 9 электродов 8. Приводом сжатия 3 подводят электроды к восстанавливаемой поверхности детали. Между ними размещают присадочный материал. Подают электрический ток на электроды, включают вращение детали. Начинают процесс приварки присадочного материала. В этот момент возникают усилия от реакции деталей, направленные на смещение электродов. Такому смещению противостоят усилия, создаваемые приводом сжатия посредством щек, рычагов и упора.

Недостаточная жесткость сварочной головки установки 011-1-10 «Ремдеталь» заключается в том, что она выполнена в виде двух поворотных блоков посредством втулок, установленных по одному на осях электродных головок с возможностью поворота в плоскости, перпендикулярной осям, в пределах 180° и фиксируемых за счет секторных выступов, расположенных на осях электродных головок и втулках поворотных блоков.

Для устранения данных недостатков была усовершенствована конструкция сварочной головки путем разработки механизма фиксации электродных головок на поворотных осях (рис. 2) [2].

При электроконтактной приварке металлических покрытий к цилиндрическим внутренним или наружным поверхностям деталей возникают усилия от реакции процесса приварки, направленные на смещение электродных головок 3, установленных на осях 1. Такому смещению противостоят усилия, создаваемые секторами электродных головок 4 и поворотных осей 5, находящимися в зацеплении.

Использование данного механизма фиксации электродных головок позволило обеспечить высокое качество приварки металлических

Рис. 2. Механизм фиксации электродных головок при сварке цилиндрических внутренних, наружных и плоских поверхностей:

1 — клещевина; 2 — поворотная ось; 3 — электродная головка; 4, 5 — крепежные сектора

покрытий к наружным и внутренним цилиндрическим поверхностям деталей.

Модернизированные конструкции сварочных головок были смонтированы и апробированы на установках 011-1-02 и 011-1-10 «Ремдеталь» при восстановлении коленчатых и распределительных валов автотракторных двигателей. Результаты показали высокое качество восстанавливаемой поверхности деталей.

Список литературы

1. Пат. на полезную модель 34424 РФ, МКИ В 23 К 11/06. Устройство для электроконтактной наплавки / П.И. Бурак, С.Ф. Андронов, Р.А. Латыпов. — № 2003125745; заявл. 22.08.2003; опубл. 10.12.2003. Бюл. № 34.

2. Заявка 2009113402/02 РФ, МКИ В 23 К 11/06. Универсальное устройство для шовной и точечной электроконтактной сварки / П.И. Бурак, А.В. Серов; заявитель и патентообладатель ФГОУ ВПО «Московский государственный агроинженерный университет имени В.П. Горячкина» — заявл. 10.04.2009.

УДК 62-2.004.67

Г.И. Бондарева, канд. техн. наук, доцент

ФГОУ ВПО «Московский государственный агроинженерный университет имени В.П. Горячкина»

СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ ОБЪЕКТОВ, ФУНКЦИЙ И РЕСУРСОВ В ПРОЦЕССАХ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ МАШИН

Разработка технологического процесса восстановления детали предполагает системный анализ взаимодействующих объектов, их функций и потребляемых ресурсов [1]. В ходе анализа распределяют функции между участниками технологической подготовки производства и вырабатывают критерии оценки технологического решения.

В процессе восстановления детали взаимодействуют три объекта (рис. 1): I — исполнитель, II — средства технологического оснащения (СТО) и III — восстанавливаемая деталь. Объекты находятся в связях и отношениях между собой и с производственной средой. Функция системы заключается в переработке одного из ее элементов — восстанавливаемой детали.

Производственная среда (элементы производственного помещения, запасы ресурсов и др.) является внешней средой, с которой элементы системы взаимодействуют посредством внешних связей — входов и выходов (ресурсных коммуникаций). По внешним связям система получает ресурсы для своего действия в виде ремонтного фонда, который после переработки возвращается во внешнюю среду в виде товарной продукции с отходами.

Совершенство системы (элементов и связей между ними) определяется затратами ресурсов, поступающих из внешней среды и отнесенных к количеству товарной продукции. Ресурсы, потребляемые системой, делятся на материальные, энергетические и трудовые.

Внешние связи «среда — исполнитель» соответствуют затратам С11 на обучение и подготовку рабочих необходимой квалификации (единовременные затраты) и на заработную плату С12 (текущие затраты).

Внешние связи «среда — СТО» определяют вклад среды в оборудование и оснастку для их функционирования. Связь С21 определяет единовременные начальные капиталовложения в СТО, С22 определяет затраты на материалы (металлы, технологические газы, жидкости и др.), которые вводятся в предмет труда или которыми воздействуют на него. Эти материалы перерабатываются СТО или дозируются ими. Связь С23 выражает затраты на электроэнергию, на использование пара или горячей воды как носителей тепловой энергии и сжатого воздуха как носителя потенциальной энергии давления; С24 определяет мероприятия как по содержанию СТО в работоспособном состоянии путем

119