№ 3 (2014)

Целью исследования является исследование взаимодействия металлов и металлов с исходным покрытием с газообразными и жидкими средами под действием искровых разрядов. Методами послойного радиометрического анализа, микро-, макро- и электронномикроскопической авторадиографии, рентгеноструктурного, микрорентгеноспектрального и микродюрометрического анализов изучены фазовый состав образующегося при электроискровом легировании покрытия и диффузионной зоны между покрытием и подложкой, протяженность диффузионной зоны и локализация легирующих атомов при обработке титана и никеля в средах, содержащих углерод. Показана роль плотности и агрегатного состояния среды в проникновении и растворении атомов углерода. Определены механические свойства обработанных материалов. Работа проводилась с использованием трех сред в разном агрегатном состоянии, содержащих различное количество углерода. Диффузию легирующего элемента (углерод) и атомов основных металлов (никель, титан), а также фазовый состав образующихся покрытий рассматривали на металлах, подвергнутых ЭИЛ в газообразных средах: метане СН 4 и углекислом газе СО 2 при давлении в камере 0,1 МПа, и углеродосодержащей жидкой среде глицерине. Для гальванических покрытий были подобраны электролиты и режимы нанесения, позволяющие получать слои с зеркальным блеском, с хорошей адгезией, постоянными толщиной и составом по всей обрабатываемой поверхности. Обработка образцов искровыми разрядами и нанесение покрытий проводилась на промышленной установке Элитрон-22. В экспериментах применяли бесконтактный метод легирования, при котором варьировалась величина межэлектродного промежутка МЭП l МЭП от 0,5 до 2 мм. Эксперименты проводили в специальной камере, куда помещали соответствующие среды. Установлено, что применение исходных многокомпонентных покрытий и использование жидких и газообразных сред с высоким содержанием углерода в сочетании с угольным анодом в процессе электроискрового легирования металлов позволяет придавать приповерхностным слоям титана и никеля новые свойства, обеспечивающие необходимые эксплуатационные характеристики.

Цель исследования - улучшить качество сварных соединений на основе тугоплавких металлов. Эксперименты проводились на образцах в виде цилиндров диаметром 10 мм и высотой 10 мм, изготовленных из чистого металла. Насыщение образцов, используемых в качестве источника углерода, проводилось в твердом карбюризаторе BaCO 3, содержащем дополнительно радиоактивный углерод 14С, при температуре 1253 К в течение 2 ч. Процесс деформирования осуществлялся ударом падающего груза по двум предварительно нагретым образцам. Проникновение атомов металлов в сталь и тугоплавкие металлы фиксировалось с помощью радиоактивных изотопов 44Ti, 55Fe, 95Nb, 63Ni. Представлены результаты экспериментальных исследований фазообразования и взаимодействия металлов со сталями в условиях пластической деформации со скоростью 250 с -1. Показано, что в процессе импульсной пластической деформации при сварке тугоплавких металлов со сталями за миллисекунды происходит частичный распад цементита стали и перераспределение углерода в твердом растворе. Установлено, что карбиды, образуемые ниобием, молибденом и титаном при импульсном воздействии, отличаются морфологией. Твердый раствор углерода в металлах распределен равномерно в плоскости, параллельной поверхности, в то время как фазы внедрения располагаются вблизи межзеренных и межфазных границ.

Цель исследования - обосновать оптимальные параметры процесса удаления ботвы лука рабочим органом ботвоудаляющей машины в лабораторных условиях. Для решения проблемы удаления сорной растительности перед уборкой была разработана конструкция и изготовлен макетный образец ботвоудаляющего устройства для удаления листостебельной массы перед уборкой лука, лабораторные исследования которого проводились на почвенном канале. Для получения математической модели процесса удаления ботвы лука, учитывающей совокупное влияние изучаемых факторов на эффективную работу обрезчика, и определения оптимального сочетания параметров, было использовано планирование многофакторного эксперимента. При исследовании процесса удаления ботвы лука были выявлены факторы, влияющие на процесс работы. Первоначально их было выбрано более 12, которые характеризовали конструктивные и режимные параметры рабочего органа обрезчика, технологические условия протекания процесса, а также физико-механические свойства посевов лука. Обработку экспериментальных данных начинали с их графического представления на исходной диаграмме рассеивания. Степень влияния факторов оценивали по разности медиан значений опытных данных верхних и нижних уровней факторов и по числу выделяющихся точек. По этим признакам были выделены 4 фактора. При обработке результатов отсеивающего эксперимента получили линейное уравнение, описывающее поверхность отклика по показателю полноты удаления ботвы лука и сорных растений. Построенная математическая модель процесса удаления ботвы лука рабочим органом ботвоудаляющей машины в лабораторных условиях позволила выделить следующие значимые факторы, влияющие на полноту удаления ботвы лука и сорных растений: частоту вращения рабочего органа, высоту установки рабочего органа относительно поверхности поля, угол установки ножей.

Цель исследований - обосновать аналитический показатель эффективности почвозащитных технологий по укрытию почвы стерней и разработать технические средства для технологии «Strip-Till» . В работе рассматриваются почвозащитные технологии возделывания сельскохозяйственных культур с использованием стерни и растительных остатков для отражения солнечной радиации и перегрева почвы, уменьшения непродуктивной потери влаги. для оценки эффективности почвозащитных технологий вводится коэффициент укрытия Ку поверхности почвы стерней и растительными остатками: при полном укрытии хотя бы в один слой Ку=1, при наличии отдельных открытых участков Ку<1, при укрытии поверхности растительными остатками в несколько слоев Ку>1. Повторяющиеся аномальные по климатическим проявлениям годы (засуха, недостаток почвенной влаги, и т.п.) требуют постоянного совершенствования технологий возделывания сельскохозяйственных культур, снижающих негативные неблагоприятные погодные обстоятельства. Для эффективного использования технологии «Strip-Till», являющейся развитием технологии «No-Till», разработан и испытан адаптер ко всем конструкциям зерновых жаток - простой конструкции, не меняющей принципиального устройства жатки, и адаптер к сеялке для измельчения соломы и разбрасывания ее на образованные полосы, для защиты почвы и посевов от перегрева и непродуктивных потерь влаги.

В статье рассмотрены методы улучшения герметичности внутренних полостей трансмиссий машин путем использования рациональных уплотнений и компенсатора герметичности, обеспечивающих снижение уровня абразивного изнашивания ресурсоопределяющих деталей. Цель исследования - снижение скорости абразивного изнашивания деталей и увеличения срока службы трансмиссионного масла обоснованием метода и режима воздухообмена трансмиссии с окружающей средой. Обоснованы взаимосвязи основных параметров трибосистемы и предложены мероприятия, направленные на снижение скорости абразивного изнашивания. Рассмотрены способы улучшения герметичности трансмиссий. Определены параметры компенсатора герметичности для трансмиссий основных сельскохозяйственных тракторов. Рациональные объемы компенсаторов герметичности для тракторов составляют: для МТЗ-80 - 22,4∙10 -3 м 3, для Т-4А - 20,9∙10 -3 м 3, для ДТ-75М - 18,6∙10 -3 м 3, для К-701 - 17,1∙10 -3 м 3, для Т-150 - 15,2∙10 -3 м 3. Стендовые и эксплуатационные сравнительные испытания трансмиссий трактора Т-4А показали, что установка компенсатора герметичности позволяет повысить срок службы масла в 1,4-1,7 раза и снизить износ деталей на 7-9% по сравнению с базовым вариантом трансмиссии. Применение централизованной смазочной системы с центробежной очисткой обеспечивает снижения скорости изнашивания деталей в 1,5-1,8 раза и увеличение срока службы масла в 2-3 раза в сравнении с картерной смазкой разбрызгиванием. Эффективными мерами улучшения режима смазывания трансмиссий является повышение герметичности узла установкой рациональных конструкций сальников, манжет, уплотнений, прокладок и применением компенсатора герметичности. Рациональным является сочетание и качественная реализация данных мероприятий с учетом особенностей конструкции и условий эксплуатации машин.

Цель исследования - повышение ресурса гидроподжимных муфт коробок передач с гидравлическим управлением улучшением режима трения фрикционных дисков сочетанием модификации поверхностей трения дисков и трибологических свойств минерально-растительной смазочной композиции. Влияние режима трения фрикционных дисков на ресурс гидроподжимных муфт оценивалось: посредством аддитивного критерия, характеризующего комплексное влияние качества поверхностей трения и смазочной среды и показателями, оценивающими влияние положительного градиента твердости поверхности трения при использовании минерально-растительной смазочной композиции. Для улучшения режима трения фрикционных дисков гидроподжимных муфт предложена модификация поверхностей трения дисков посредством фрикционно-механического латунирования в сочетании с применением минерально-растительной смазочной композиции (50% М-10Г 2 + 50% рапсовое масло). Представленные результаты исследований и их анализ свидетельствуют о том, что реализация рассматриваемых конструктивных мероприятий по модификации поверхностей трения в сочетании с рациональным составом минерально-растительной смазочной композиции, улучшающих режим трения фрикционных дисков без каких-либо дополнительных изменений механической коробки передач с гидравлическим управлением, позволит повысить ресурс гидроподжимных муфт в 1,7 раза.

В статье рассматривается способ диагностирования системы воздухоподачи тракторного двигателя с газотурбинным наддувом, в основу которого положен принцип взаимосвязи параметров работы системы воздухоподачи и показателей двигателя. Цель исследования - совершенствование методов и средств диагностирования систем воздухоподачи тракторных двигателей с газотурбинным наддувом. Исходя из поставленной цели исследования были определены следующие задачи - изучить различные условия работы систем воздухоснабжения автотракторных дизельных двигателей; определить диагностические параметры при оценке технического состояния системы газотурбинного наддува в эксплуатационных условиях; разработать диагностические средства для безразборной оценки технического состояния системы воздухоподачи двигателей мобильных энергетических средств для стационарных и эксплуатационных условий. Одним из направлений в решении проблемы эффективного использования мобильной сельскохозяйственной техники является поддержание её в работоспособном состоянии за счёт своевременного проведения диагностических мероприятий. Наиболее трудоемким и наукоемким остается процесс диагностирования двигателей внутреннего сгорания (ДВС) мобильных энергетических средств. Неисправности двигателя ведут к снижению производительности, ухудшению экономичности и экологичности машинно-тракторного агрегата (МТА). В ходе изучения условий работы системы наддува двигателей мобильной сельскохозяйственной техники установлены причины появления в эксплуатации отказов турбокомпрессоров (ТКР) и двигателя. Проведенный анализ существующих методов и средств диагностирования воздухоподающих систем автотракторных дизелей позволил определить пути их совершенствования за счет оптимизации компоновочных решений и разработки программного обеспечения. Разработан информационно измерительный комплекс (ИИК) с программным обеспечением, позволяющий диагностировать систему наддува по входным и выходным параметрам, определять КПД системы наддува двигателя, отображать результаты в виде аналитической и графической информации.

Цель исследований - снижение термических деформаций в головке цилиндров дизеля путем определения степени влияния различных факторов, влияющих на их возникновение и развитие. Рассмотрено общее напряженное состояние головок блока цилиндров (ГБЦ). Определены и проанализированы его основные части. Основной фактор, вызывающий повреждение огневого днища ГБЦ - это термические напряжения, достигающие своего максимума в межклапанных перемычках. Появление этих напряжений вызвано действием высоких температур горения топлива и их большой неравномерностью распределения по поверхности и толщине огневого днища головки блока цилиндров. Разница температур в зоне межклапанных перемычек и периферии днища может достигать значительных величин. Причинами этого перепада температур являются конструктивные особенности, теплопроводность материала и способ охлаждения нагретых поверхностей. Наличие в этой детали температурных перепадов приведет к неодинаковым удлинениям различных частей огневого днища ГБЦ. Эти удлинения (деформации) вызывают соответствующие им термические напряжения сжатия. При малоцикловом термическом нагружении постепенно происходит релаксация термических напряжений при наличии уже образовавшейся остаточной деформации. Это приводит к появлению напряжения растяжения. Напряжения растяжения особенно опасны для серого чугуна из которого изготовлена головка блока цилиндров. Придел прочности этого материала на растяжение в несколько раз меньше, чем на сжатие. С каждым термоциклом напряжения растяжения будут возрастать, так как серый чугун обладают малой пластичность. Остаточные деформации будут возрастать и в конечном итоге приведут к возникновению термоусталостных трещин. В результате проведенных теоретических исследований получена зависимость остаточных деформаций от различных факторов, определяющих долговечность ГБЦ. На основании этой зависимости, возможно определить направления дальнейших исследований по снижению термических напряжений и остаточных деформаций.

Цель исследования - обоснование технологических параметров смесителя непрерывного действия с комбинированным рабочим органом при наименьшей энергоемкости приготовления смеси концентрированных кормов (комбикормов-концентратов) и соблюдении зоотехнических требований на качество приготавливаемой смеси. Задачи исследований - установить функциональную зависимость между технологическими параметрами приготовления смеси и показателями технологического процесса; выявить оптимальные или рациональные значения технологических параметров смесителя, при которых соблюдается требуемое качество смеси и меньшая энергоемкость смесеобразования. Повышение экономической эффективности использования комбикормов заключается в снижения их стоимости и улучшении их качества. Сельскохозяйственные предприятия стремятся использовать произведенный фураж, перемешивая его с покупными БВД. Однако не все смесители способны приготавливать смеси надлежащего качества. Существенным ограничением на применение того или иного смесителя является его зона работоспособности на соблюдение зоотехнических требований к качеству перемешивания смеси в зависимости от доли контрольного компонента в составе смеси согласно рецепта. Для смешивания сухих компонентов наиболее эффективны смесители с лопастными рабочими органами. Авторами разработан смеситель комбикормов непрерывного действия с комбинированным рабочим органом. Дается описание и фотография смесителя непрерывного действия с комбинированным рабочим органом. Комбинированный рабочий орган состоит из петлеобразных лопастей и спирального конвейера. Конструктивные параметры смесителя были обоснованы ранее. Описаны методика и результаты экспериментальных исследований непрерывного смесителя по обоснованию его зоны технологической работоспособности. Представлены выражения, описывающие неравномерность смеси и энергоемкость перемешивания в зависимости от производительности устройства и доли контрольного компонента. Построены двумерные сечения поверхностей отклика. На основе анализа графиков обоснованы параметры смесителя: оптимальная производительность около 8 т/ч, рациональна доля контрольного компонента смеси - не менее 10%.

Приведены результаты исследований по теоретическим положениям профилактики травматизма в животноводстве, базирующиеся на анализе системы «человек-животное-машина-технология-среда». Цель исследований - обоснование и разработка профилактических мероприятий многопланового характера. Задачи исследований - разработать номенклатуру поражающих факторов составляющих названной выше системы и противодействия возможностям реализации потенциальных опасностей указанных факторов в травмы и заболевания работников. Новизна постановки проблемы и пути её решения многогранны и вполне реальны, о чём свидетельствуют результаты обширных научных исследований трудоохранной научной школы Санкт-Петербургского ГАУ. Каждому из составляющих системы уделено внимание как поражающему фактору с учётом его функций в системе. Обращено внимание на необходимость предотвращения реализации присущей факторам потенциальной опасности в кинетическую энергию, способствующую при определённых условиях травмированию работающих. Методы исследований базировались на изучении системы «человек-животное-машина-технология-среда» в условиях реального животноводческого комплекса дойного стада численностью 1125 голов.

Агропромышленный комплекс характеризуется большим объемом транспортных перевозок. Последние осуществляются автомобилями, тракторами, автотракторными поездами. Значительная часть грузов перевозится железнодорожным и водным транспортом. Имеет место перевозка грузов и воздушным транспортом. К сожалению перевозка всеми видами транспорта сопровождается различными происшествиями, в результате которых могут быть пострадавшие. Цель исследований - снижение числа погибших и раненых в транспортных происшествиях. Приводится сравнительный анализ динамики транспортных происшествий с подвижным составом по перевозке грузов различным транспортом за 1994-2012 гг. и числа погибших и раненых в них, а также сравнительная динамика дорожно-транспортных происшествий за 2000-2012 гг. по стране и Приволжскому федеральному округу в целом и его субъектам.