CC BY
28
УДК 629.3.083.4
МЕТОДИКА РАЗРАБОТКИ СИСТЕМЫ СРЕДСТВ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОСНАЩЕНИЯ ДЛЯ РЕМОНТНО-ОБСЛУЖИВАЮЩЕГО ПРОИЗВОДСТВА АПК
©2018 г. И.Н. Кравченко, А.В. Коломейченко, В.М. Корнеее, Е.В. Зубенко, Д.И. Петровский, Б.А. Богачев
Качество обслуживания и ремонта техники непосредственно зависит от технического состояния средств, используемых в технологических процессах. При эксплуатации технический уровень средств, характеризуемый совокупностью установленных показателей, снижается вследствие их физического и морального изнашивания. В результате при технологических воздействиях средств технологического оснащения (СТО) на объекты технического обслуживания и ремонта возникают погрешности, приводящие к снижению качества сервисных услуг. В данной работе обоснованы принципы и структура построения системы СТО, базирующиеся на их классификации по функционально-конструктивным признакам. Рассмотрен научно-методологический подход к проектированию системы СТО в виде их иерархического множества, позволяющий упорядочить номенклатуру средств в соответствии с потребностью в них. Выявлено, что для сохранения технологического потенциала сервисных предприятий АПК целесообразно использовать типовые проекты модернизации СТО, формирующих качество ремонт-но-обслуживающих воздействий. При этом установлено, что модернизация СТО позволяет при сравнительно небольших затратах повысить технический уровень существующих средств. По результатам проведенных исследований разработана математическая модель оценки эффективности процесса модернизации СТО и их применения на сервисных предприятиях различного уровня, основанная на технико-экономической целесообразности распределения между ними ремонтно-обслуживающих работ с учетом минимизации потерь от простоев машин и недогрузки средств. Предложена автоматизированная информаци-онно-поисковая система управления базами данных по СТО, обеспечивающая повышение производительности труда и технического уровня на стадии их проектирования, а также сокращение аналитических исследований в 2,5-3 раза.
Ключевые слова: система средств технологического оснащения, ремонтно-обслуживающее производство АПК, сервисные предприятия, автоматизированная система, модель проектирования, оценка эффективности.
The quality of technical services and repair of equipment directly depends on the technical condition of the facilities used in technological processes. During the operation, the technical level of funds, characterized by a set of established indicators, decreases due to their physical and moral wear. As a result, when technological effects of technological equipment and facilities (TEF) on the objects of service and repair arise errors that leads to decrease quality of the services. In this work, the principles and structure of the system of TEF based on their classification according to functional and constructive features are substantiated. The scientific and methodological approach to the design of the TEF system in the form of their hierarchical set is considered, allowing to streamline the range of funds in accordance with the need for them. It was revealed that to preserve the technological potential of service enterprises of the agro-industrial complex, it is advisable to use standard projects for the modernization of TEF that form the quality of repair and servicing impacts. At the same time, it has been established that the modernization of the TEF makes it possible, at a relatively low cost, to increase the technical level of the existing facilities. According to the results of the research, a mathematical model for evaluating the effectiveness of the modernization of the TEF and their application at service enterprises of various levels has been developed, based on the technical and economic feasibility of distributing repair and servicing works between them, considering minimizing losses from machine downtime and underloading of funds. An automated information retrieval system for managing TEF data bases was proposed, ensuring an increase in labor productivity and a technical level at the stage of their design, as well as a reduction of analytical studies by 2,5-3 times.
Keywords: system of technological equipment and facilities, repair and servicing operations of the agro-industrial complex, service enterprises, automated system, design model, performance evaluation.
Введение. Производство, связанное с обслуживанием и ремонтом, способно гармонично существовать и развиваться в том случае, если [1]: технологии технического обслуживания и ремонта будут идти в ногу со временем, будут подвергаться модернизации методы организации технического сервиса существующих СТО. Оснащение сервисных предприятий АПК прогрессивными средствами является важнейшим условием повышения качества обслуживания и ремонта сельскохозяйственной техники.
Применительно к ремонтно-обслуживающему производству система средств технологического оснащения (ССТО) - это совокупность связанных друг с другом этапов и процессов, образующих определенное целостное единство, целенаправленных на экономически обоснованное техническое оснащение сервисных предприятий. При этом уровень организации ССТО, сложность ее строения, структурного выстраивания не всегда сводится к механической сумме свойств ее элементов [2, 3].
Совокупность свойств системы обусловливается уровнем организации производства [4, 5, 6].
Структура системы СТО для ремонтно-обслу-живающего производства АПК предполагает определенную устойчивость пространственно-временных связей между ее элементами [7, 8]. Вместе с тем, при изменении свойств элементов структуры она изменяется, а также меняются и способы взаимодействия с внешними факторами. Эти факторы во многом определяют структуру, состав и свойства системы технического обслуживания и ремонта сельскохозяйственной техники. Но, в свою очередь и сама система СТО оказывает влияние на получение регламентируемых показателей качества ремонта и обслуживания техники с минимальными затратами [9].
Характеристики ССТО, как и любой другой системы, обуславливаются условиями ограничений, а также управления, необходимыми параметрами входа и выхода.
К показателям входа относится перечень требований на техническое обслуживание и ремонт сельскохозяйственной техники, распределение этих требований по видам ремонтно-обслуживающих воздействий и маркам машин (агрегатов, деталей); структурное строение аналогичных предприятий различной специализации и производственной мощности, которые состоят в постоянном взаимодействии.
Номенклатура СТО, их стоимость и технический уровень характеризует выходящий из системы поток.
В качестве ограничений для системы СТО считаются их конструктивные параметры, удельные эксплуатационные затраты и, как следствие научной организации и технического оснащения, - обеспечение соотношения «цена - качество».
Гармоничная деятельность ССТО обеспечивается структурированным управлением и связями между ее элементами. Достижения научно-технического прогресса, модернизация и унификация СТО, в свою очередь, являются управляющими факторами [4].
Рассматривая подробно всю систему СТО, можно сказать, что она функционирует взаимосвязанно с различными эксплуатационными факторами и имеет определенные, характерные для нее закономерности изменения. Таким образом, попытка обобщить вышеизложенные проблемные факторы позволяет рассматривать процесс проектирования ССТО как многопараметрическую систему (рисунок 1).
В данной системе вектор В определяет вход. Разложив его на составляющие (Й1, Ьг.Ьз, ..., Ьт), получаем необходимые вводимые параметры, такие как: структура ремонтно-обслуживающей базы АПК, виды ремонтно-обслуживающих воздействий и т.п., от которых будут зависеть объем услуг, производительность технических средств, их состав, структура и режим использования, что обеспечит заданное качество выполнения технологических процессов.
Ограничения, входящие в /(-мерный фактор С (С1, С2, ..., Ск), могут корректироваться при необходимости. Например мощность, масса, габариты технического средства, производительность, степень безопасности и надежности; показатели, учитывающие эстетические и экономические факторы; показатели, характеризующие затраты на изготовление и эксплуатацию средств технологического оснащения.
Составляющие п-мерного вектора Е (в1, ег, ..., е„) в модели выступают управляющими факторами. Сюда можно отнести: достижения научно-технического прогресса (энерго- и ресурсосберегающие инновационные технологии, и т.д.); сокращение срока создания и освоения новых средств, уменьшение затрат на их проектирование и изготовление, применение методов, позволяющих увеличить серийность производства; использование типовых проектов с целью повышения модернизации существующих средств.
I
С _1_
С] с2 Сз
Ск
-В-
Ь,
ъ2
Ъ3
-> 41
-> д2
~> Чз
-> ...
е; е2 е3 ... ел
Е I
Рисунок 1 - Информационная модель системы средств технологического оснащения
Номенклатура и технический уровень СТО составляют выходной 1-мерный вектор О(д^, дг, ..., д^). Эти показатели будут зависеть от следующих составляющих:
(2 = А Е, В, С , (1)
где А - оператор преобразования трех векторных аргументов (метод проектирования СТО), критериальный показатель оптимальных параметров системы.
Исходя из вышеизложенного, можно утверждать, что максимизировав показатель качества О,
управляемые параметры Е, с учетом наложенных ограничений С, решается поставленная задача создания модели.
Таким образом считаем, что система СТО и ее функциональность в соответствии с установленными требованиями будет достигаться при выполнении соответствующих требований [8]: анализ качества системы (обобщенный) средств технологического оснащения Оф и комплекс дополнительных оценочных показа-
телей с^ должны быть равны или больше значений
установленного уровня качества.
К основным условиям, формирующим систему ТОР к системе СТО, будут относиться:
1. Типы и марки машин для механизации производственных процессов в АПК. Ремонту и обслуживанию подвергается огромное количество основных марок машин и узлов, в том числе тракторы, автомобили, самоходные зерноуборочные и кормоуборочные комбайны. При этом все машины комплектуются различными сборочными агрегатами и имеют до сотни деталей, подвергающихся ремонту.
2. Виды и разновидности предприятий сервиса. На сельскохозяйственных предприятиях технический сервис базируется в пунктах технического обслуживания, центральных ремонтных мастерских, на площадках для хранения техники в автогаражах и машинных дворах. На федеральном уровне функционируют специализированные ремонтные предприятия (мотороремонтные, авторемонтные, агрегаторемонт-ные и др.) с различными программами ремонтно-обслужи-вающих работ [10,11].
Комплексный подход к проблеме создания средств технологического обеспечения ремонтно-обслуживающего производства АПК подразумевает:
- анализ большого числа компонентов «исполнитель - средства - объект ТОР», их роли, взаимосвязей и отношений друг с другом и с компонентами внешней среды, подчиненных задаче технологической готовности производства;
- обнаружение целого результата в виде разницы расходов на создание совокупности отдельных видов средств, с одной стороны, и на создание системы их системного большого количества - с другой;
- установление (для принятия решений) разности в ценовом выражении между входами и выходами системы;
- учет условий, выражаемых установленными значениями характеристик качества СТО.
Такое планирование СТО гарантирует постоянный технико-экономический анализ созданной системы посредством сопоставления итогов с надлежащими затратами и не допускает малоэффективные решения на последующих этапах планирования. Подобный аспект гарантирует создание системы СТО, оптимальной с позиций принятых критериев и наименьшей трудоемкости планирования. Представленный концептуальный подход к созданию системы СТО содержит понимание главного материального предмета ремонт-но-обслуживающего производства - СТО - в варианте их многоуровневого иерархического множества, осуществляющего надлежащие технологические функции.
Этапы исследований и основные правила, примененные при разработке данной системы СТО, объединяющей их большое количество, отображены на
рисунке 2. В горизонтальной части вверху представлены основные этапы выполняемых работ, по вертикали - объекты исследований.
Сначала проводится группирование объектов ТОР по вариантам машин, агрегатов и деталей. Признаком объединения машин и агрегатов предполагается их применение в сельскохозяйственном производстве (тракторы, автомобили, комбайны и т.д.) совокупность их технологических и конструктивных признаков в системах машин (гидрооборудование, топливная аппаратура, двигатели и др.), детали, аналогичные по конструкции (оси, валы, зубчатые колеса, подшипники и т.п.). Итог осуществления этого этапа - определение и установка типовых представителей объектов ТОР, к которым могут быть применены аналогичные виды ремонта и обслуживания.
Объединение технологических процессов выполняется по общности их функций (очистка, разборка, дефектация и т.д.). На этом этапе выявляются необходимые виды ремонта и обслуживания, соответствующие установленным операциям ТОР. В дальнейшем систематизированный подход к группированию необходимых технологических процессов и операций ТОР выражается в потребности обеспечения СТО.
Выбор из множества предпочтительного единичного СТО выполняется на основе оценки технического уровня. Технический уровень СТО представляет собой совокупность их свойств, обусловливающих пригодность к выполнению определенных видов ремонт-но-обслуживающих воздействий в соответствии с их функциональным назначением. Показателем технического уровня СТО является относительная характеристика их технического совершенства, полученная в результате сравнения свойств рассматриваемого средства с аналогичными показателями базовых аналогов.
Численное значение /ту технического состояния ТО выражается путем обобщения интегрального показателя качества, получаемого произведением частных индексов по формуле (2):
/т у - /н ' /п ' /т ' 1м Iг, (2)
где /н - величина, показывающая, во сколько раз надежность предпочтительного средства больше базового аналога;
/п - аналогично, согласно производительности средства;
/т - аналогично, согласно точности средства; /м - величина, показывающая, во сколько раз мощность, потребляемая базовым аналогом, больше предпочтительного средства;
/г - то же применительно к габаритным размерам средства.
Результатом выполненных исследований является формирование системы средств технологического оснащения (рисунок 3), включающей требуемую номенклатуру средств для ТОР техники.
Рисунок 2 - Принципиальная блок-схема разработки системы СТО
2. Технологические комплексы средств для оснащения сервисных предприятии
различны* уровнен 14)1;
Уровень 1,
Сервисные предприятия коллективных и крестьянских хозяйств
1
СО
1
>
-1
ТЭ
Уровень 2« Районные сервисные предприятия
и дилерские центры
I
О
I
к
—1
Г>
=3
г> р
Я
3
О
О
о
С"1
0
1 Ё: а
а с,
■в-
о у.
С м
53
I
<г
х
щ
м
О
^
о
с Г1
11 от
Г; о
тз
Й к п
я
3
2 -§
2
С —
о
£
§
а
о
<1
о
Г5 к
3
и £
о
г, ! С'1
о тз
Л 43
С.' —
и о.
е
УрОИСИЬ
Региональные спецнал и зирова и ные сер висл ыс предприятия по ремонту
£
I
У
81 '<
О к и
-а
от а т. О
о о
I
-Э
а
ЬЭ
п. —1
ва
н
о
о
Ев "О
-а с-
1. Средства для ш.гполнепня технологических процессов
I
Г"!
Ь
ш
й
-п п
г:
£ О
-8
*Э
§
и
-й.
143
о
со
Рисунок 3 - Структурная схема формирования системы средств технологического оснащения
го
X 1 о ь
о
о
"О
го
о —1
го
ш
г
го
X
ш
со
ш
го тз
го
л
го
о ^
о го о о о ■о
о го
ш
го
Разработанная автоматизированная информа-ционно-поисковая система становится итоговым шагом в средствах технологического оснащения, структура которой представлена на рисунке 4.
Информационная система базируется на базе данных по СТО и может быть использована как необходимый фактор обработки данных и получения конкрет-
ной информации за короткий период, путем формирования запросов в диалоговом и программном режимах. Данная автоматизированная система обеспечивает повышение качества проектных работ, технического уровня разрабатываемых средств и сокращение сроков технологической подготовки сервисных предприятий.
Рисунок 4 - Структура автоматизированной информационно-поисковой системы для обеспечения управления реализацией СТО
Программное обеспечение автоматизированной информационно-поисковой системы базируется на реляционной системе управления базами данных и содержит: общие сведения о средствах технологического оснащения (наименование и обозначение, код отраслевого классификатора); классификационные показатели (шифр в системе СТО, группа и подгруппа средств, перечень этапов и операций и сам объект технологического воздействия); сведения об изготовителях объектов и их разработчиках; технические характеристики СТО.
Поиск и выдача сведений о средствах технологического оснащения выполняется по требованиям: обозначение СТО; марка и вид объекта ТОР (комбайны, автомобили, тракторы, и т.д.); разработчик и изготовитель СТО, классификационный код сборочной единицы (топливная аппаратура, двигатель, гидроагрегаты и т.д.); название технологической операции (очистка, диагностирование, обкатка и т.д.), комплексное оснащение сервисных предприятий. При этом организационная структура программного обеспечения периодически может обновляться на принципах децентрализованных способов предоставления информационных услуг и централизованного ведения базы данных.
Выводы
1. По результатам исследования объектов технического обслуживания и ремонта, технологических процессов и основных фондов производства организаций сервиса аргументированно обоснована модель проектирования и методика исследования системы средств технологического оснащения для ремонтно-обслуживающего производства АПК.
2. Результативность использования любой совокупности средств технологического оснащения на сервисных предприятиях различного уровня должна основываться на экономически целесообразном распределении типов ремонтно-обслуживающих работ, учитывающих потери от простоев машин и простоев, сопряженных с использованием средств, а также приведенных затрат на выполнение всего объема работ. Для оценки эффективности применения средств технологического оснащения рекомендуется использовать условную стоимость, отражающую их недогрузку.
Литература
1. Корнеев, В.М. Развитие системы технического сервиса машин в агропромышленном комплексе / В.М. Корнеев, И.Н. Кравченко, М.С. Овчинникова II Ремонт. Восстановление. Модернизация. - 2017. - № 6. - С. 5-9.
2. Корнеев, В.М. Создание и организация системы фирменного технического сервиса сельскохозяйственных машин / В.М. Корнеев, И.Н. Кравченко. М.С. Овчинникова II Вестник ФГОУ ВПО «Московский государственный агроин-женерный университет имени В.П. Горячкина». - 2017. -№3(79). -С. 49-54.
3. Кравченко, И.Н. Анализ технического сервиса машин и оборудования в агропромышленном комплексе / И.Н. Кравченко. Д.И. Петровский II Доклады ТСХА. - Вып. 288. - В 4 ч. - Ч. IV. - М.: РГАУ-МСХА, 2017. - С. 283-286.
4. Пучин, Е.А. Средства технологического оснащения в системе технического сервиса АПК / Е.А. Пучин, О.Н. Дид-манидзе, В.М. Корнеев. - М.: УМЦ «Триада», 2004. -100 с.
5. Технологическая подготовка предприятий технического сервиса / И.Н. Кравченко, В.М, Корнеев, Д.И. Петровский, Ю.В. Катаев. - М.: ФГБНУ «Росинформагротех», 2018.-188 с.
6. Корнеев, В.М. Логистические процессы в техническом сервисе / В.М. Корнеев, И.Н. Кравченко, А.Г. Гамидов. -М.: УМЦ «Триада», 2018. -160 с.
7. Технологические процессы в техническом сервисе машин и оборудования / И.Н. Кравченко, В.М. Корнеев,
A.В. Коломейченко и др. - М.: ИНФРА-М, 2017. - 346 с.
8. Петровский, Д.И. Создание системы технологической подготовки предприятий технического сервиса в АПК / Д.И. Петровский II Аграрная наука - сельскому хозяйству: сборник материалов XIII Международной научно-практичес-кой конференции. - Барнаул: ФГБОУ ВО Алтайский ГАУ, 2018.-С. 191-192.
9. Технология ремонта машин / В.М. Корнеев,
B.C. Новиков, И.Н. Кравченко, Н.А. Очковский, Д.И. Петровский; под ред. В.М. Корнеева. - М.: ИНФРА-М, 2018. - 314 с.
10. Проектирование предприятий технического сервиса / И.Н. Кравченко, А.В. Коломейченко, В.М. Корнеев и др.; под ред. И.Н. Кравченко. - СПб: Лань, 2015. - 352 с.
11. Технологическая подготовка предприятий технического сервиса II В.М. Корнеев, И.Н. Кравченко, Д.И. Петровский и др. - М.: ИНФРА-М, 2019. - 244 с.
References
1. Korneev V.M., Kravchenko I.N., Ovchinnikova M.S. Razvitiye sistemy tekhnicheskogo servisa mashin v agropro-myshlennom komplekse [Development of technical service system of machines in the agricultural sector], Remont. Vosstanov-leniye. Modernizatsiya, 2017, No 6, pp. 5-9. (In Russian)
2. Korneev V.M., Kravchenko I.N., Ovchinnikova M.S. Sozdaniye i organizatsiya sistemy firmennogo tekhnicheskogo servisa sel'skokhozyaystvennykh mashin [Creation and organization of the system of branded technical service of agricultural machines], Vestnik FGOU VPO «Moskovskiy gosudarstvennyy agroinzhenernyy universitet imeni V.P. Goryachkina», 2017, No 3(79), pp. 49-54. (In Russian)
3. Kravchenko I.N., Petrovskiy D.I. Analiz tekhnicheskogo servisa mashin i oborudovaniya v agropromyshlennom komplekse [Analysis of the technical service of machinery and equipment in the agricultural sector], Doklady TSKHA, Vyp. 288, V4 ch., Ch. IV, M., RGAU-MSKHA, 2017, pp. 283-286. (In Russian)
4. Puchin E.A., Didmanidze O.N., Korneev V.M. Sredstva tekhnologicheskogo osnashcheniya v sisteme tekhnicheskogo servisa APK [Technological equipment in the technical service system of the agroindustrial complex], M., UMTS «Tri-ada», 2004,100 pp. (In Russian)
5. Kravchenko I.N., Korneev V.M., Petrovskiy D.I., Ka-tayev Yu.V. Tekhnologicheskaya podgotovka predpriyatiy tekhnicheskogo servisa [Technological training of technical service enterprises], M., FGBNU «Rosinformagrotekh», 2018, 188 pp. (In Russian)
6. Korneev V.M., Kravchenko I.N., Gamidov A.G. Logis-ticheskiye protsessy v tekhnicheskom servise [Logistic processes in technical service], M., UMTS «Triada», 2018, 160 pp. (In Russian)
7. Kravchenko I.N., Korneev V.M., Kolomeychenko A.V. i dr. Tekhnologicheskiye protsessy v tekhnicheskom servise mashin i oborudovaniya [Technological processes in the technical service of machinery and equipment], M., INFRA-M, 2017, 346 pp. (In Russian)
8. Petrovskiy D.I. Sozdaniye sistemy tekhnologicheskoy podgotovki predpriyatiy tekhnicheskogo servisa v APK [Creating a system of technological training of enterprises of technical service in agriculture], Agrarnaya nauka - sel'skomu khozyayst-vu: sbornik materialov XIII Mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii, Barnaul, FGBOU VO «Altayskiy gosudarstvennyy agrarnyy universitet», 2018, pp. 191-192. (In Russian)
9. Korneev V.M., Novikov V.S., Kravchenko I.N., Och-kovsky N.A., Petrovskiy D.I. Tekhnologiya remonta mashin [Machine repair technology], pod red. V.M. Korneeva, M., INFRA-M, 2018,314 pp. (In Russian)
10. Kravchenko I.N., Kolomeychenko A.V., Korneev V.M. i dr. Proektirovanie predpriyatiy tekhnicheskogo servisa [Design of technical service enterprises], pod red. I.N. Kravchenko, SPb., Lan', 2015, 352 pp. (In Russian)
11. Korneev V.M., Kravchenko I.N., Petrovskiy D.I. i dr. Tekhnologicheskaya podgotovka predpriyatiy tekhnicheskogo servisa [Technological training of technical service enterprises], M., INFRA-M, 2019, 244 pp. (In Russian)
Сведения об авторах
Кравченко Игорь Николаевич - доктор технических наук, профессор кафедры «Технический сервис машин и оборудования», ФГБОУ ВО «Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К.А. Тимирязева» (г. Москва, Российская Федерация). Тел.: 8 (985) 994-02-20. E-mail: [email protected].
Коломейченко Александр Викторович - доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой «Надежность и ремонт машин», ФГБОУ ВО «Орловский государственный аграрный университет имени Н.В. Парахина» (Российская Федерация). Тел.: 8 (910) 300-02-32. E-mail: [email protected].
Корнеев Виктор Михайлович - кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой «Технический сервис машин и оборудования», ФГБОУ ВО «Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К.А. Тимирязева» (г. Москва, Российская Федерация). Тел.: 8 (916) 610-75-81. E-mail: [email protected].
Зубенко Елена Васильевна - кандидат технических наук, доцент кафедры «Технический сервис, стандартизация и метрология», ФГБОУ ВО «Ставропольский государственный аграрный университет» (Российская Федерация). Тел.: 8 (962) 443-99-67. E-mail: [email protected].
Петровский Дмитрий Иванович - кандидат технических наук, доцент кафедры «Технический сервис машин и оборудования», ФГБОУ ВО «Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К.А. Тимирязева» (г. Москва, Российская Федерация). Тел.: +7-903-281-29-30. E-mail: [email protected].
Богачев Борис Александрович - кандидат технических наук, профессор кафедры «Технический сервис машин и оборудования», ФГБОУ ВО «Российский государственный аграрный университет - МС>7\ имени К.А. Тимирязева» (г. Москва, Российская Федерация). Тел.: +7-916-619-56-04. E-mail: [email protected].
Information about the authors
Kravchenko Igor Nikolaevich - Doctor of Technical Sciences, professor of the Technical service of machinery and equipment department, FSBEI HE «Russian State Agrarian University - Moscow Agricultural Academy named after K.A. Timiryazev» (Moscow, Russian Fédération). Phone: 8 (985) 994-02-20. E-mail: [email protected].
Kolomeychenko Alexander Viktorovich - Doctor of Technical Sciences, professor, head of the Reliability and repair of machines department, FSBEI HE «Orel State Agrarian University named after N.V. Parakhin» (Russian Federation). Phone: +7-910-300-02-32. E-mail: [email protected].
Korneev Viktor Mikhailovich - Candidate of Technical Sciences, associate professor, head of the Technical Service of machinery and equipment department, FSBEI HE «Russian State Agrarian University - Moscow Agricultural Academy named after K.A. Timiryazev» (Moscow, Russian Federation). Phone: +7-916-610-75-81. E-mail: [email protected].
Zubenko Elena Vasilyevna - Candidate of Technical Sciences, associate professor of the Technical service, standardization and metrology department, FSBEI HE «Stavropol State Agrarian University» (Russian Federation). Phone: +7-962-443-99-67. E-mail: [email protected].
Petrovskiy Dmitry Ivanovich - Candidate of Technical Sciences, associate professor of the Technical service of machinery and equipment department, FSBEI HE «Russian State Agrarian University - Moscow Agricultural Academy named after K.A. Timiryazev» (Moscow, Russian Federation). Phone: +7-903-281-29-30. E-mail: [email protected].
Bogachev Boris Aleksandrovich - Candidate of Technical Sciences, professor of the Technical service of machinery and equipment department, FSBEI HE «Russian State Agrarian University - Moscow Agricultural Academy named after K.A. Timiryazev» (Moscow, Russian Federation). Phone: +7-916-619-56-04. E-mail: [email protected].
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Conflict of interest. The authors declare no conflict of interest.
УДК 621.791.048:621.793
ИССЛЕДОВАНИЕ ИЗНОСОСТОЙКОСТИ КОМПОЗИТНЫХ ПОКРЫТИЙ, ПОЛУЧЕННЫХ ПРИ КАРБОВИБРОДУГОВОМ УПРОЧНЕНИИ
© 2018 г. А.В. Коломейченко, И.Н. Кравченко, Н.В. Титов, Е.В. Зубенко, О.О. Багринцев
Рассмотрены особенности карбовибродугового упрочнения (КВДУ) как современного способа формирования композитных покрытий на рабочих поверхностях деталей машин. Цель работы заключалась в исследовании зависимости состава металлокерамической пасты на износостойкость композитных покрытий, формируемых при КВДУ. При проведении исследований в качестве матричного материала металлокерамических паст для КВДУ использовали порошок ПР-НХ17СР4 на никелевой основе. В качестве керамических компонентов паст использовали оксид алюминия АЬОз, а также карбиды кремния SiC и вольфрама WC. Их содержание в составе исследуемых паст изменялось от 10 до 30%. Для улучшения горения электрической дуги при КВДУ в состав всех паст добавляли 10% криолита Na3AIF6. При проведении испытаний на абразивное изнашивание использовалась специальная оправка, конструкция которой позволяла одновременно испытывать упрочненные КВДУ с использованием паст различного состава и эталонные образцы. По результатам проведенных исследований было установлено, что при увеличении содержания в составе паст керамических компонентов износ композитных покрытий, полученных при КВДУ, существенно снижается. Минимальный износ образцов (0,18 г за 10 ч испытаний) обеспечивают композитные покрытия, полученные с использованием пасты, содержащей 30% карбида вольфрама в качестве керамического компонента. Таким образом, проведенные испытания на изнашивание показали, что наибольшую износостойкость композитных покрытий, получаемых при КВДУ, обеспечивает металлокерамическая паста, содержащая в своем составе 60% матричного порошка ПР-НХ17СР4 на никелевой основе, 30% карбида вольфрама и 10% криолита. Ее использование позволит в среднем в 3,56 раза увеличить относительную износостойкость композитных покрытий в сравнении с образцами из стали 40ГР, принятыми за эталон сравнения. Применение данной пасты обеспечит существенное повышение ресурса упрочненных деталей машин в условиях эксплуатации.
Ключевые слова: композитное покрытие, карбовибродуговое упрочнение, металлокерамическая паста, износостойкость, керамические компоненты, криолит.
The article represents the features of carbovibroarc hardening (CVAH) as a modern method of forming composite coatings on the work surfaces of machine parts. The purpose of the research was to study the effect of the composition of the cermet paste used in CVAH on the wear resistance of the composite coatings obtained by this method. When conducting research, PR-NX17SR4 powder on a nickel base was used as a matrix material for metal-ceramic pastes for CVAH. AI2O3 alumina and silicon carbides SiC and tungsten WC were used as ceramic components of the pastes. Their content in the composition of the investigated pastes varied from 10 to 30%. To improve the electric arc burning at CVAH, 10% cryolite Na3AIF6 was added to the composition of all pastes. When testing for abrasive wear, a special mandrel was used, the design of which made it possible at the same time to test reinforced CVAH using pastes of different composition and reference samples. According to the results of the research it was found that with an increase in the content in the composition of the pastes of ceramic components, the wear of composite coatings obtained at CVAH decreases significantly. The minimum wear of samples (0,18 g for 10 hours of testing) is provided by composite coatings obtained using a paste containing 30% tungsten carbide as a ceramic component. Thus, the wear tests showed that the greatest wear resistance of composite coatings obtained by CVAH is provided by a cermet paste containing in its composition 60% of the matrix powder PR-NX17SR4 on a nickel basis, 30% of tungsten carbide and 10% of cryolite. Its use will allow an average increase of 3,56 times the relative wear resistance of composite coatings in comparison with samples of 40GR steel, taken as the reference standard. The use of this paste will provide a significant resource increase of hardened machine parts under operating conditions.
Keywords: composite coating, carbovibroarc hardening, cermet paste, wear resistance, ceramic components, cryolite.
