CC BY
4
гических операций. Однако, выводы, сделанные в данной работе, предварительные, более точные результаты планируется получить по окончании долговременных наблюдений в процессе более полного изучения влияния различного вида факторов на эффективность лесозаготовительного производства.
Список использованных источников
1. Беленький Ю.И. Совершенствование лесозаготовительного производства путем оптимизации технологических процессов на лесосеке. Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора техн. наук по специальности 05.21.01 - Технология и машины лесозаготовок и лесного хозяйства. Архангельск, 2012 .
2. Лесозаготовки и логистика в России - в фокусе научные исследования и бизнес-возможности/В. Гольцев, Т. Толонен, В.С. Сюнёв, Б. Далин, Ю. Герасимов, С. Карвинен //Труды НИИ леса Финляндии. Хельсинки, 2012. Вып.221. 159 с.
3. Кондратюк Д.В. Совершенствование технологических процессов лесосечных работ и обоснование выбора системы гусеничных лесозаготовительных машин. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата техн. наук по специальности 05.21.01 - Технология и машины лесозаготовок и лесного хозяйства. Москва, 2013.
4. Сравнение технологий лесосечных работ в лесозаготовительных компаниях Республики Карелия / В. Сюнёв, А. Соколов, А. Коновалов, В. Катаров, А. Селиверстов, Ю. Герасимов, С. Карвинен, Э. Вяльккю. Йоэнсуу: НИИ Леса Финляндии, 2008. 126 с.
5. Герасимов Ю.Ю., Сенькин В.А., Вяятайнен К. Производительность харвестеров на сплошных рубках//Resources and Technology. 2012. №9(2). С. 82-93.
УДК 630*36(076)
ПОВЫШЕНИЕ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ГИДРООБОРУДОВАНИЯ ЛЕСОЗАГОТОВИТЕЛЬНЫХ МАШИН
INCREASED EFFICIENCY OF HYDRAULIC EQUIPMENT FORESTRY
MACHINES
Ковалев А.С., Пилюшина Г.А.
(Брянский государственный технический университет, г. Брянск, РФ)
Kovalev A.S., Pilyushina G.A.
(Bryansk State Technical University, Bryansk, Russia)
Установлены особенности изнашивания деталей гидрооборудования лесозаготовительных машин. Определены основные пути повышения износостойкости триботехнических узлов, позволяющие повысить работоспособность и продлить эксплуатацию рассматриваемых машин.
Features of wear of details of hydraulic equipment of logging machines are established. The main ways of improving the wear resistance of tribotechnical units, allowing to improve the efficiency and prolong the operation of the machines under consideration.
Ключевые слова: износостойкость, манипулятор, ремонт, гидрооборудование, гидроцилиндр, работоспособность, долговечность
Keywords: wear resistance, manipulator, repair, hydraulic equipment, hydraulic cylinder, performance, durability
В лесной промышленности применяется широкий спектр машин, так как процесс получения древесины включает массу этапов, начиная от спи-
ливания дерева и заканчивая транспортировкой готовой продукции потребителю. Машины, оснащенные манипуляторами с гидроприводом, выполняют основные технологические операции и постоянно сталкиваются с такими физическими явлениями, как циклическая нагрузка, неблагоприятная рабочая среда и другие воздействия. Данные моменты негативно сказываются на узлах с повышенным трением. Поэтому первостепенной задачей является определение основных причины выхода из строя ответственных узлов трения и возможности их восстановления.
Достаточно большое количество лесосечных работ подразумевает интенсивную эксплуатацию техники, поэтому к ней предъявляют повышенные требования надежности и долговечности основных рабочих элементов, в частности, гидрооборудования. Большие нагрузки на гидроманипулятор приводят к значительному снижению эксплуатационных характеристик при одновременном отставании уровня ремонтного производства. Увеличение производства запасных частей приводит, в значительной мере, к трудовым и материальным затратам. Детали, выходящие из строя, в 70% случаях подлежат восстановлению. Поэтому использование восстановленных деталей гидравлических систем лесозаготовительной техники в целом является приоритетным [1,3,4].
В процессе эксплуатации лесных машин значительному износу подвергаются гидроцилиндры. При техническом обслуживании особое внимание уделяется таким параметрам, как: диаметральный износ штока, отклонение от базового положения, рабочее давление и ход поршня.
В большинстве случаев причинами повреждения гидроцилиндров является действие ударных и вибрационных нагрузок. При этом величина контактных напряжений в деталях меняются в зависимости от длины выхода штока из цилиндра. Из всей площади контакта наибольшему износу подвергается участок от основания до середины длины штока, что объясняется малым плечом и ударными силами, действующими на детали гидроцилиндра.
Низкая жесткость деталей гидроцилиндра приводит к деформации и колебаниям штока и, как следствие, к увеличению динамических нагрузок. Установлено, что увеличение зазора в гидроцилиндре на 0,5мм увеличивает износ штока примерно в 5 раз. Значительное влияние на срок службы сопряжений гидроцилиндра оказывает также небольшие перекосы его деталей от нагрузок [2].
Одним из важных факторов, определяющих актуальность восстановления гидроцилиндров - это рост цен и уровень инфляции. Темпы инфляции на насосы, гидрораспределители и гидроцилиндры с 2003 года колеблются от 12 до 17%. Восстановленные изделия обеспечат экономию материальных, трудовых и энергетических ресурсов.
Для таких деталей в качестве технологии восстановления используют наплавку под слоем флюса или в защитных газах, плазменное напыление и т.д. Целесообразно использовать несколько методов восстановления деталей одновременно, имеющие схожие технические и экономические показатели. Выбор требуемого способа восстановления зависит от технологичности изношенной детали, а так же возможности нанесения поверхностного слоя.
Особые трудности при ремонте деталей гидроцилиндров возникают при восстановлении геометрических, механических и физических свойств. Изношенные детали гидроцилиндров, имеющие конусообразность, зазоры в сопряжениях, восстанавливаются шлифованием и хонингованием под ремонтные размеры.
Из всех методов восстановления деталей гидроцилиндров наиболее широкое применение получила автоматическая наплавка под слоем флюса ГОСТ 748-87 и плазменное напыление ГОСТ 2.751-91, это объясняется рядом преимуществ по сравнению с другими методами восстановления. К этим преимуществам можно отнести: надежную защиту наплавленного шва от окисления и возможность получения слоя заданного химического состава и свойств; возможность автоматизации процесса наплавки; возможную вариацию технологических параметров восстановления; высокий КПД плазменной струи.
Существует три основных разновидности сварки деталей гидроцилиндра: наплавка по винтовой линии под слоем флюса; вибродуговая наплавка; плазменное напыление. Но все они имеют ряд существенных недостатков: сложное оборудование, дефицитные исходные материалы и невысокое качество наплавки.
Общим и существенным недостатком всех методов наплавки является неудовлетворительная износостойкость, значительный нагрев деталей, снижение усталостной прочности из-за наличия растягивающих напряжений, возникающих при нагреве отдельных участков металла и структурных напряжений, образование которых связано с увеличением объема при переходе аустенита в мартенсит [4].
В таблице 1 представлены основные перспективные способы восстановления деталей гидроцилиндра.
Анализ перспективных способов восстановления деталей гидропривода, представленный в таблице 1, показал, что финишно - плазменное упрочнение (ФПУ) рабочей поверхности обеспечивает более эффективное спекание частиц металла с восстанавливаемой поверхностью и необходимую износостойкость, а, варьируя режимными параметрами восстановления, можно повысить физико-механические свойства детали.
Покрытия, полученные плазменным способом, имеют более высокие физико-механические свойства по сравнению с покрытиями, нанесенными другими способами металлизации. Все свойства плазменных покрытий могут быть значительно улучшены введением в технологический процесс восстановления деталей, операции оплавления покрытия. При оплавлении покрытия появляется жидкая фаза, которая способствует более интенсивному протеканию диффузионных процессов. При этом значительно повышается прочность сцепления покрытия с деталью, увеличивается механическая прочность, исчезает пористость, повышается износостойкость покрытия.
Таким образом, метод финишно - плазменного упрочнения при изготовлении и восстановлении деталей гидроцилиндра является наиболее предпочтительным. В то же время наиболее эффективна комбинация этого метода с операцией оплавления, что позволит повысить прочность сцепления
покрытия с деталью в 5-10 раз, а износостойкость оплавленного покрытия, стали 45 твердостью 45 - 55НЯС в 1,5- 2 раза [1, 5].
Таблица 1 - Основные способы восстановления деталей гидроцилиндра
Характеристика технологии Сварка Наплавка Напыление ФПУ Закалка
Толщина обрабатываемых деталей, мм 0,5 -10 более 2 любая любая более 3
Толщина покрытия (глубина закалки без оплавления), мм - большая (1-4) средняя (0,1-1,0) малая (0,00050,003) средняя (0,31,5)
Прочность соединения покрытия с основой - высокая пониженная высокая -
Интегральная температура основы, °С высокая (2001000) высокая (2001000) низкая (100200) низкая(100-200) низкая (200300)
Термическая деформация изделия пониженная есть нет нет есть
Структурные изменения основы есть значительные нет минимальные есть
Предварительная подготовка поверхности основы очистка от окалины и органики очистка от окалины и органики абразивно-струйная обработка очистка от органики (обезжиривание) очистка от окалины и органики
Пористость покрытия - нет есть минимальная —
Сохранение класса шероховатости поверхности - нет нет да да
Поверхность может иметь повышенную твердость - да да да да
Покрытие может быть износостойким - да да да -
Покрытие может быть жаростойким (до 1000 °С) - да да да -
Покрытие может быть диэлектрическим - нет да да —
Возможность сохранения высокой твердости основы нет ограниченная да да Да (вне ЗТВ)
Возможность проведения техпроцесса вручную и автоматически автоматически да да да автоматически
Список использованных источников
1. Памфилов Е.А., Пыриков П.Г., Пилюшина Г.А. От технологического обеспечения качества к реновации машин // Фундаментальные исследования и инновационные технологии в машиностроении//Сб. науч. тр. Москва: ИМАШ им. А.А. Благонравова РАН. 2017. С.188-191.
2. Памфилов Е.А., Пилюшина Г.А. Возможности и перспективы повышения работоспособности машин и оборудования лесного комплекса // Известия высших учебных заведений. Лесной журнал. 2013. № 5 (335). С. 10-13.
3. Пилюшина Г.А., Памфилов Е.А. Причины потери работоспособности насосов и гидромоторов мобильных машин // Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика. 2017. Т. 5. № 6 (32). С. 219-224.
4. Памфилов Е.А., Пилюшина Г.А. Особенности изнашивания материалов при динамическом нагружении //Трибология - Машиностроению: труды XI: Межд. Науч.-тех. конф. Институт машиноведения им. А.А. Благонравова. 2016. С. 185-187.
5. Пилюшина Г.А., Тяпин С.В. Состояние и пути повышения работоспособности гидропривода лесозаготовительных машин // Автотракторостроение-2009. М.: МГТУ «МАМИ». 2009. Книга 1. С. 452-455.
УДК 630.36/37
ПАТЕНТНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПО ХАРВЕСТЕРНЫМ ГОЛОВКАМ PATENT RESEARCH ON HARVESTER HEADS
Курсов И.В., Войнаш С.А., Войнаш А.С., Маршалов Э.С.
(Рубцовский индустриальный институт (филиал) ФГБОУ ВО "Алтайский государственный технический университет им.И.И.Ползунова", г.Рубцовск, Россия, e-mail: [email protected])
Kursov I.V., Voynash SA., Voynash А^., Marshalov E.S.
(Rubtsovsk industrial Institute (branch) Polzunov Altai State Technical University, Rubtsovsk, Russia, e-mail: [email protected])
Рассмотрены проблемы поиска и анализа перспективных решений по фондам патентной информации. Представлены предложения по разработке регламента патентных исследований.
Problems of search and analysis of perspective decisions on patent information funds are considered. Proposals on the development of the rules for patent research are presented.
Ключевые слова: харвестерная головка, патентные исследования Key words: harvester head, patent research
Анализ развития лесозаготовительной техники показал, что в настоящее время в лесной отрасли доминируют машины иностранных фирм, при этом иностранные разработчики активно ведут патентование своих технических решений не только на территории своих стран, но и на территории Российской Федерации. С целью достижения реального импортозамещения необходима интенсификация научно-исследовательских и опытно- конструкторских работ в отечественных организациях, занятых разработкой и выпуском лесозаготовительной техники.
В настоящее время в Рубцовском индустриальном институте совместно с ООО "Завод гусеничных машин" ведутся комплексные поисковые исследования по обоснованию параметров системы машин для эффективной заготовки деловой и энергетической древесины.
Проводимые исследования должны завершиться поиском и выбором таких конструкций машин, которые позволят использовать и воспроизводить лесные ресурсы с учетом их региональных особенностей и эффективного ведения лесопользования, обеспечивающего условия для рационального природопользования без нарушения устойчивости лесных экосистем с ориентацией на малозатратные и ресурсосберегающие технологии ведения лесозаготовок и лесовосстановления.
