Мичуринского государственного аграрного университета

Проведенные исследования позволили определить условия эффективного применения сушки сжатым воздухом. Эффект процесса обусловлен динамическим воздействием воздушной струи на воду, удаляемую из углублений и зазоров рабочих органов, подлежащих консервации. Сушка сжатым воздухом увлажненных большемерных поверхностей малопродуктивна.

Подтверждена целесообразность использования проволочной спирали для обогрева обдувочного шланга и ее способность к авторегулированию потребляемой мощности. При оптимальном диаметре сопла (4 мм) производительность сушки – максимальна: до 6 м²/ч. Последующие исследования показали, что сушка при подогреве воздуха в конце напорной магистрали энергетически эффективна [10,15] . Температура струи увеличивается на 22 ^оС при затрате всего 200 Вт мощности. С подогревом воздушного потока производительность сушки возрастает на 16-30 % и исключается конденсатовыделение.
Список литературы

1. Ерохин, Г.Н. Оценка надежности зерноуборочных комбайнов в условиях Тамбовской области / Г.Н.Ерохин, В.В.Коновский // Наука в центральной России. - 2013. - №1. - С.36-40.

2. Завражнов, А.И. Формирование среднего класса на селе и аграрное образование / А.И.Завражнов // Достижения науки и техники в АПК. - 2009. - №9. - С.70-72.

3. Князева, Л.Г. Технологические аспекты получения и применения антикоррозионных покрытий на базе продуктов очистки отработавших моторных масел / Л.Г. Князева, В.И.Вигдорович, А.И. Петрашев, В.В. Остриков // Коррозия: материалы, защита. - 2010. - №12. - С.1-3.

4. Матошко, И.В. Защита от коррозии сельскохозяйственных машин и оборудования / И.В. Матошко. - Минск: БелНИИНТИ. - 1984. - 48 с.

5. Миндрин, А.С. Первоочередные задачи сельскохозяйственного землепользования / А.С. Миндрин // АПК: экономика, управление. - 2011. - №6. – С.13-20.

6. Минин, В.Е. Воздухонагреватели для систем вентиляции и кондиционирования воздуха / В.Е. Минин - М.: Стройиздат, 1976. - 200 с.

7. Никитин, А.В. Методические особенности обоснования бюджетных расходов на поддержку страхования сельскохозяйственных культур (начало) / А.В.Никитин // Экономика сельскохозяйственных и перерабатывающих предприятий. - 2006. - №4. - С. 42-45.

8. Никитин, А.В. Страхование сельскохозяйственных рисков: проблемы и перспективы развития (окончание) / А.В.Никитин // Экономика сельскохозяйственных и перерабатывающих предприятий. - 2004. - №3. - С.36-39.

9. Петрашев, А.И. Гидродинамический нагрев вязких смазок при консервации мельхозмашин / А.И. Петрашев // Техника в сельском хозяйстве. - 2006. - № 4. - С.23-27.

10. Петрашев, А.И., Прохоренков, В.Д., Петрашева, М.А., Дивин, А.Г. Устройство для нагрева и нанесения защитного материала. Патент на изобретение RUS 2420359. - 27.02.2009.

11. Петрашев, А.И. Смачивающие и защитные свойства консервационных материалов / А.И.Петрашев, В.Д.Прохоренков // Практика противокоррозионной защиты. - 2003. - №1. - С.26-29.

12. Петрашев, А.И. Совершенствование технологических процессов и ресурсосберегающих средств консервации сельскохозяйственной техники при хранении: автореф. диссертации д-ра техн. наук: 05.20.03. / А.И. Петрашев - Саратов: Саратовский государственный аграрный университет. - 2007. - 48 с.

13. Петрашев, А.И. Условия применения технических средств при консервации сельхозмашин / А.И. Петрашев // Техника в сельском хозяйстве. - 2003. - №1. - С.27-29.

14. Петрашев, А.И. Физические основы сушки сельхозмашин сжатым воздухом / А.И. Петрашев // Техника в сельском хозяйстве. - 2001 - №1. - С.28-31.

15. Петрашев, А.И. Энергоэкономный процесс противокоррозионной обработки сельхозмашин в полевых условиях / А.И.Петрашев, Л.Г.Князева, В.В. Клепиков // Наука в Центральной России. - 2013. - № 5. - С. 47-54.

16. Прохоренков, В.Д. Защита от коррозии сельскохозяйственной техники отработанными маслами / В.Д.Прохоренков, А.И.Петрашев, Л.Г.Князева // Техника в сельском хозяйстве. - 2006. - №5. - С. 18-21.

17. Савельев, И.В. Курс общей физики. Том I / И.В.Савельев - М.: Наука. - 1973. - 511с.

18. Сазонов С.Н. Оснащенность фермерских хозяйств / С.Н.Сазонов, Д.Д.Сазонова, О.Н.Попова // Наука в центральной России. - 2013. - №5. - С.4-11.

19. Сазонова, Д.Д. Аллокативная и техническая эффективности фермерских хозяйств / Д.Д.Сазонова, С.Н.Сазонов. - Том. 208. - Сер. Научные доклады / Московский общественный науч. фонд, Независимый экономический аналитический центр по проблемам деятельности крестьянских (фермерских) хоз-в - М., 2010. - 159 с.

20. Сазонова Д.Д. Оценка технической эффективности использования производственных ресурсов в фермерских хозяйствах / Д.Д.Сазонова, С.Н.Сазонов // Экономика: вчера, сегодня, завтра. - 2012. - №3-4. - С.108-128.

21. Сазонова, Д.Д. Первоочередные объекты производственной инфраструктуры в фермерских хозяйствах / Д.Д.Сазонова, О.Н.Попова, С.Н.Сазонов // Техника и оборудование для села. - 2006. - №12. - С.14-16.

22. Сазонова, Д.Д. Фермерство на тамбовщине: состояние и тенденции развития / Д.Д.Сазонова, С.Н.Сазонов // Социологические исследования. - 2006. - №7. - С.61-70

23. Семенова, Е.А. Формирование рынка молока и молочной продукции Тамбовской области / Е.А.Семенова, В.А.Солопов // Вестник Тамбовского университета. Серия: Гуманитарные науки. - 2007. - №11. - С.121-127.

24. Солопов, В.А. Формы и методы государственного регулирования продовольственного рынка зерна и хлебопродуктов в условиях переходной экономики / В.А.Солопов, С.А.Жидков // Экономист. - 2002. - №3. - С.92.

25. Ушачев, И.Г. Обеспечить конкурентноспособность продукции сельского хозяйства России в условиях присоединения к ВТО / И.Г.Ушачев, А.Ф.Серков, С.О.Сиптиц и др. // АПК: экономика, управление. - 2012. - №6. - С.3-14.

УДК 621.9.047

Стандартное гальваническое восстановление деталей хромированием, с успехом применявшееся столь длительное время, несмотря на всю его простоту использования в последнее время не отвечает требованиям современной техники и технологий по качеству покрытий, применяемых при восстановлении деталей сельскохозяйственных машин. В связи с этим в последнее время получили широкое развитие и внедрение в производство модернизированные методы восстановления деталей хромированием.

Учитывая вышеизложенное, и основываясь на имеющемся теоретическом и практическом заделе по проблеме восстановления деталей хромированием с одновременной активацией катода, был предложен ранее разработанный способ восстановления деталей, заключающийся в совмещении процесса гальванического нанесения покрытия и его одновременной механической обработкой в процессе осаждения с возможностью регулирования скорости восстановления конкретного участка поверхности детали, в зависимости от его износа [1]. Метод получил название гальвано контактного осаждения (ГКО).
Результаты и обсуждение.

Пластическая деформация осаждаемого кристалла покрытия всегда сопровождается его упругой деформацией [1]. Следовательно, размеры тела в конечный момент его нагружения отличаются от его размеров при снятии нагрузки.

Для представления логарифмической степени деформации надо взять интеграл бесконечно малого приращения рассматриваемого размера тела или его элемента, отнесенного к его величине в каждый данный момент деформации

(1)

С другой стороны большой интерес представляет выражение степени деформации как отношение приращения размера к начальному размеру:

В связи с тем, что усилия инструмента при его воздействии на осаждаемое покрытие крайне незначительно по сравнению с механическими свойствами наносимого покрытия, можно считать, что в данном случае имеет место малая деформация [3] (степень деформации менее 0,01). Для малых деформаций

 = (3)

и соответственно

Умножив все члены уравнения (2) на объем V деформируемого тела, получим

а для малых деформаций

Таким образом, сумма произведений объема на логарифмические степени деформаций (сминаемый объем) по взаимно перпендикулярным направлениям равна нулю.

Элементарный смещенный объем определяется выражением:

(7)

где F_z – площадь нормальных сечений осаждаемого покрытия в каждый конкретный момент процесса деформации. Тогда

В случае пластической деформации элементарного объема F_z = V/z [1], тогда

где Z_и – исходная высота осажденного слоя;

Z_д – высота осажденного слоя после деформации.

Интегрируя, получим

Подобная схема послойной деформации для определения степени и скорости деформации была выбрана не случайно. Она была представлена в работах [1, 2] и экспериментально проверена в работе [3].

Из приведенного ранее выражения (7), учитывая, что Y_иZ_и = F_их и Y_дZ_д = F_дх, следует

(11)

Где F_их и F_дх – площади соответственно нормальных к оси х сечений тела до и после деформации.

Учитывая вышеизложенное, представляется возможным выразить степени деформации и смещенные объемы не только через линейные размеры, но и через площади сечений, нормальных к оси координат, в направлении которой рассматривается степень деформации и смещенный объем:

(12)

(18)

Аналогично можно получить выражения для вычисления степеней деформации по направлениям осей координат y и z.

В общем виде можно записать

(13)

Проводимые исследования в ходе восстановительных работ путем нанесения хромового покрытия с одновременной активацией осаждаемого покрытия показали, что не вся поверхность цилиндрического образца подвергается механической обработке. Иногда необработанными остаются скошенные полосы вблизи основания цилиндра и лепестковые зоны на боковой поверхности детали [3].

Причины возникновения дефектов обработки поверхности цилиндрических тел, как показано ниже, заключаются в следующих обстоятельствах: несовпадении оси симметрии цилиндра с его осью вращения и отсутствия согласования между угловой скоростью вращения образца и скоростью возвратно-поступательного движения инструмента вдоль оси заготовки.

Рассмотрим цилиндр высотой Н и радиусом основания R, вращающийся вокруг своей оси ВВ₁, смещенной относительно оси цилиндра, как показано на рисунке 1. Вводим следующие расчетные ограничения ОВ = ₁, О₁В₁ = ₂ и В₁О₁С = . Тогда вектор, направленный по оси вращения цилиндра, определяется параметрами ошибок ₁, ₂,  следующим соотношением:

в котором единичные векторы е₁, е₂, е₃ направлены вдоль осей OX, OY, OZ соответственно.

где: р = R/H

 = ₁/R – малый параметр;

 = ₂/₁ = 1 + O_(), O_() – величина, имеющая тот же порядок малости, что и .

Из равенства (15) получим величину угла между осью вращения и осью цилиндра

(16)

Отметим, что в соответствии с формулой (16) значение  пропорционально линейной ошибке . Зависимость же от угловой ошибки  при малых углах слабее:

В координатной системе XYZ уравнение этой линии имеет вид

В действительности из-за продавливания инструментом наращиваемого слоя на поверхности покрытия, контакт осуществляется не в точке, а в некоторой зоне, шириной l. В этом случае для минимизации площади необработанной поверхности цилиндра необходимо согласование угловой скорости вращения цилиндра и скорости поступательного движения инструмента

Если глубина продавливания покрытия равна h, и контакт происходит на кромке инструмента, имеющего в плане форму сегмента круга радиуса r, то ширина зоны контакта легко находится. В этом случае условие согласования скоростей принимает вид

В каждом конкретном случае площадь контакта композитных брусков с обрабатываемой поверхностью детали постоянна. Была предложена формула, прошедшая экспериментальную проверку, для определения начального давления инструмента в период выравнивания:

где: _s – предел прочности наносимого материала, кг/см²;

_s – коэффициент контактного трения;

a – длина инструмента.

Второй этап восстановления проводится при нормальном давлении инструмента, рассчитываемым по выражению (20) что обеспечивает получение качественных хромовых покрытий значительной толщины (получены износостойкие герметичные покрытия толщиной 550 мкм на сторону):

(20)

где: Т – толщина покрытия, мкм;

Т₀ – элементарная толщина слоя покрытия, которая не требует дополнительной регулировки давления инструмента, мкм;

 - толщина слоя покрытия, осаждаемого за одну минуту, мкм;

S_k – площадь контакта инструмента с деталью, дм²;

h – толщина слоя, осаждаемого за один оборот детали, мкм;

a – длина инструмента, мм.

Выводы.

Была теоретически разработана и экспериментально исследована зависимость давления инструмента от этапов восстановления, реализуемых технологией ГКО, позволяющая получать качественные толстые покрытия (в частности хромовые) с заданными физико-механическими и, как следствие эксплуатационными свойствами.

1. Жачкин, С.Ю. Холодное гальваноконтактное восстановление деталей / С.Ю Жачкин. – Воронеж, изд-во ВГТУ, 2002. – 138 с.

2. Астахов, М.В. Перспективы применения полимерных композитных материалов с добавлением нанокристаллических порошков оксида алюминия в конструировании и ремонте сельскохозяйственной техники / Астахов М.В., Сорокина И.И. // Технология металлов. – 2012. – №12,– С.18-21.

3. Жачкин, С.Ю. Восстановление гидрораспределителей сельскохозяйственной техники композитным гальваническим покрытием на основе хромовой матрицы / С.Ю. Жачкин, Н.А. Пеньков // Труды ГОСНИТИ. – М., 2012. – Т. 109, Ч. 2. – С. 89 – 93.

Жачкин Сергей Юрьевич – доцент, доктор технических наук, профессор кафедры автоматизированного оборудования машиностроительного производства, Воронежский государственный технический университет, г. Воронеж, т. 89081499632, E-mail zhach@list.ru

Сидоркин Олег Анатольевич – кандидат технических наук, заместитель начальника кафедры защитных сооружений, ВУНЦ ВВС «ВВА» им. проф. Н.Е. Жуковского и Ю.А, Гагарина, г. Воронеж