Научная статья на тему 'Повышение долговечности подвижных герметичных сопряжений сельскохозяйственной техники применением отделочно-упрочняющей электромеханической обработки'

Повышение долговечности подвижных герметичных сопряжений сельскохозяйственной техники применением отделочно-упрочняющей электромеханической обработки Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

CC BY
326
80
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ ТЕХНИКА / УСЛОВИЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ / ПОДВИЖНЫЕ ГЕРМЕТИЧНЫЕ СОПРЯЖЕНИЯ / ДОЛГОВЕЧНОСТЬ / РАВНОВЕСНАЯ ШЕРОХОВАТОСТЬ / ТВЕРДОСТЬ ПОВЕРХНОСТИ / ОТДЕЛОЧНО-УПРОЧНЯЮЩАЯ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА / НАКАТКА РОЛИКАМИ / ШЛИФОВАНИЕ / OGRICULTUROL EQUIPMENT / OPERATING CONDITIONS / MOBILE OIR PROOF MATING / DURABILITY / EQUILIBRIUM / SURFACE ROUGHNESS / SURFACE HARDNESS / FINISHING-STRENGTHENING ELECTROMECHANICAL PROCESSING / PIPE ROLLERS / GRINDING

Аннотация научной статьи по механике и машиностроению, автор научной работы — Федотов Геннадий Дмитриевич, Морозов Александр Викторович, Каняева Ольга Михайловна

Все подвижные герметичные сопряжения (ПГС) сельскохозяйственной техники работают в условиях повышенной запыленности и влажности, что резко снижает их долговечность. В состав пыли входят продукты износа металлической поверхности, смазки и кварцевые частицы (с твердостью НВ 2000). Долговечность манжетного уплотнения оценивается не начальной микрогеометрией поверхностного слоя металлической детали, влияющей на процесс приработки, а равновесной шероховатостью (процесс установившегося износа), которая устанавливается после приработки для данных условий трения и не изменяется в дальнейшем, а воспроизводится в процессе трения. Износостойкость металлической детали сопряжения зависит от сопротивления материала детали абразивному изнашиванию, которое в первую очередь зависит от микроструктуры и твёрдости поверхностного слоя. Таким образом, повышение долговечности подвижных герметичных сопряжений следует связывать с разработкой и применением новых конструкторских и технологических решений, сочетающих и отделочное и упрочняющее воздействие на поверхность металлической детали ПГС. Одним из способов безабразивной финишной обработки металлической детали ПГС является отделочно-упрочняющая электромеханическая обработка (ОУЭМО), позволяющая не только достигать шероховатости поверхностного слоя Ra не более 0,63мкм с большими радиусами вершин микронеровностей, влияющими на работоспособность манжетного уплотнения, но и высокой твёрдости поверхностного слоя металлической детали пары, повышающей его износостойкость в условиях абразивного изнашивания. Результаты исследований показывают, что применение ОУЭМО повышает износостойкость металлической поверхности ПГС до 4 раз по сравнению с накаткой роликами и шлифованием при незначительном увеличении интенсивности изнашивания манжеты (4... 12%).

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по механике и машиностроению , автор научной работы — Федотов Геннадий Дмитриевич, Морозов Александр Викторович, Каняева Ольга Михайловна

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Increase of durability of mobile air proof mating of agricultural machinery by application of finishing-strengthening electromechanical processing

All mobile air proof matings (MAM) of agricultural equipment work in conditions of high dust content and humidity, which sharply reduces their durability In the composition of the dust there are products of wear-out of metal surface, lubricants and quartz particles (with hardness HB 2000). Durability of lip seal is evaluated not by starting micro geometry of the surface layer of metal parts that affect the process of running, but equilibrium roughness (process established wear-out), which is installed after running for given friction conditions and does not change in the future, and which is reproduced in the process of friction. Wear-out resistance of metal parts of mating depends on the resistance of the material details to abrasive wear-out, which primarily depends on the microstructure and hardness of the surface layer. Thus, increase of durability of mobile airproof mating should be associated with the development and application of new design and technological solutions, combining both finishing and strengthening effect on the surface of metal MAM. One way of non-abrasive finishing treatment of metal parts of MAM is finishing-strengthening electromechanical processing (FSEP), allowing not only to achieve roughness RA of the surface layer of not more than 0.63 with large radii of vertices of microroughnesses, affecting the performance of lip seals but also high hardness of the surface layer of metal vapours, which increases its durability in the conditions of abrasive wear-out. The research results show that application of FSEP improves wear-out resistance of metal surface of MAM up to 4 times in comparison with knurling rollers and grinding with a slight increase in the wear-out rate of the cuff (4...12 %).

Текст научной работы на тему «Повышение долговечности подвижных герметичных сопряжений сельскохозяйственной техники применением отделочно-упрочняющей электромеханической обработки»

Определение полной мощности Рп, Вт, необходимой для работы ножа с прямолинейной кромкой, сводится к решению двойного интеграла:

— з

^¡ПЙГ

Р = sin а} ( —°с rdrdq> = ^

о ih 2 2

■ | J в? r*rdrd<p = /1()

О Г»

яп а

(8)

где Я - конечный радиус ножа, м; со -угловая скорость ножа, с1;/'-текущий радиус, м; I - двойной интеграл; ср - угол поворота ножа, рад.

Результаты исследований Здесь и в дальнейшем приведем расчёт потребной мощности для ножа с углом охвата, равным 459, что соответствует усредненному варианту при количестве ножей 2.

Запишем двойной интеграл / в следующем виде:

/ = /1+/2=>/1=/-/2Лд)

где I - интеграл, соответствующий площади нижней грани ножа (полезная площадь); /, - интеграл, соответствующий площади криволинейной фигуры между режущей кромкой и конечной границей сектора. п п

I =\\гсЬгкр = 1 )(Д' -У1(р = ^ (Я5 -г05). о РЬ 3 « ¿л)

р_ршашР,! 1 ре?&а0 (П ,д! г,'

2 ; - 20 ' 2

Л I? Зи* 3 3/7 . к ,п м'ш 20 ; Ър, 4 2 8 4 2

П „, . 1<к:о£!га,+1&1 ЗЛ . "й) ».«'•япЛ

м (И-Г,)- , Г, + ; Г„)= X

20 5 ■ 2

■ , ЛОмнЗа -зп , Л-4^

' п л* .. ' т % 'й ' Ч ^ I ^ Л

20

4ftiin

40

2sm'- 2

2sin'2v>

(И)

где П- производительность установки, кг/с; (р0 - начальный угол режущей кромки ножа, рад.; г — начальный радиус ножа, м.

После ряда преобразований полезная мощность

Р =

40 г0

5 cos 2 (ptl + 6 (ра —-П

sin - 2<ра

(12)

где р - плотность субстрата, кг/м3; ß -угол перемещения субстрата, рад.

Выводы

Таким образом, выражение (12) позволяет рассчитать потребную мощность установки для отжима влаги из мясорыбных отходов. Кроме того, изменяя параметры процесса отжима, можно экспериментально уточнить отдельные составляющие данного выражения и определить рациональные значения конструктивно-режимных параметров установки с целью минимизации затрат мощности.

Библиографический список

1. Итоги деятельности федерального агентства по рыболовству в 2012 году и задачи на 2013 год. [Электронный ресурс].

- Режим доступа к ст.: http://fish.gov.ru/ agency/Documents/Росрыболовство Итоги 2012 - 18.03.2013.pdf, свободный.

2. Доктрина продовольственной безопасности Российской Федерации (утв. Указом Президента РФ от 30 января 2010 г. № 120) [Электронный ресурс]. - Режим доступа к ст.: http://base.ga rant.ru/12172719/#block_1000, свободный.

3. Дальний Восток опробовал новую технологию переработки рыбных отходов [Электронный ресурс]. - Режим доступа к ст.: http://www.ecoindustry.ru/news/view/33446. html, свободный.

4. Антипова, Л.В. Чешуя прудовых рыб

- источник пищевого продукта [электронный ресурс] / Л.В. Антипова, Ву Тхи Лоан.

- Режим доступа к ст.: http://www.tstu.ru/ education/elib/pdf/st/2009/antipova.pdf, свободный.

5. Кадыров, Д.И. Непищевые отходы

- в доходы / Д.И. Кадыров // Мясная индустрия. - № 6. - 2011. - С. 66 - 69.

6. Кадыров, Д.И. Экструзионная переработка биологических отходов в корма [Электронный ресурс] / Д.И. Кадыров, А.

Гарзанов. - Режим доступа к ст.: 1"|Нр://\л/\л/\л/. almaz-spb.com/news/21/, свободный.

7. Зубкова, Т.М. Повышение эффективности работы одношнекового экструдера для производства кормов на основе параметрического синтеза : дис. ... докт. техн. наук : 05.20.01 / Т. М. Зубкова. - Оренбург, 2006.-320 с.

8. Пат. №139850 Российская Федерация, МП К7 А23К1/00. Устройство для измельчения и отжима влаги / В.В. Новиков, И./1. Орсик, А./1. Мишанин, A.C. Грецов; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВПО Самарская ГСХА. - № 2013152052/13; заявл. 21.11.13; опубл. 27.04.14, Бюл. № 12.

УДН 621.787:669.018.25

ПОВЫШЕНИЕ ДОЛГОВЕЧНОСТИ ПОДВИЖНЫХ ГЕРМЕТИЧНЫХ СОПРЯЖЕНИЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ ТЕХНИКИ ПРИМЕНЕНИЕМ ОТДЕЛОЧНО-УПРОЧНЯЮЩЕЙ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

Федотов Геннадий Дмитриевич, кандидат технических наук, доцент кафедры «Техническая механика»

Морозов Александр Викторович, кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой «Материаловедение и технология машиностроения»

Каняева Ольга Михайловна, кандидат технических наук, доцент кафедры «Техническая механика»

ФГБОУ ВПО «Ульяновская ГСХА им. ПЛ. Столыпина»

432017, г. Ульяновск, бульвар Новый Венец, 1; тел.: 89063948437;

e-mail: [email protected]

Ключевые слова: сельскохозяйственная техника, условия эксплуатации, подвижные герметичные сопряжения, долговечность, равновесная шероховатость, твердость поверхности, отделочно-упрочняющая электромеханическая обработка, накатка роликами, шлифование.

В работе приведены данные по механизму разрушения и долговечности деталей подвижных герметичных сопряжений сельскохозяйственной техники в условиях абразивного изнашивания. Износы деталей герметичных сопряжений задних ведущих мостов превосходят износ аналогичных деталей в других подвижных герметичных сопряжениях до семи раз, что свидетельствует о преимущественном абразивном износе.

Применение отделочно-упрочняющей электромеханической обработки позволяет повысить долговечность деталей подвижных герметичных сопряжений за счет увеличения твердости и улучшения показателей микрогеометрии.

Введение

Повышение качества выпускаемой продукции является одним из решающих факторов увеличения надежности и долговечности деталей, узлов и агрегатов в процессе их эксплуатации. Все подвижные герметичные сопряжения (ПГС) сельскохозяйственной техники работают в условиях повышенной запыленности и влажности, что резко снижает их долговечность. Запылен-

ность воздуха при выполнении различных видов сельскохозяйственных работ достигает 4...5 г/м3. Неорганические вещества от общего объема составляют от 2/3 до 3/4- Частицы пыли с размером до 5 мкм - 5...7 %, свыше 5 мкм - 93...95 %. Твердость частиц пыли - 50...2000 НВ. Наибольшая запыленность воздуха наблюдается на высоте 0,8...1,0 м от поверхности поля. В состав пыли входят продукты износа металла, смазки и кварце-

вые частицы. Поэтому повышение долговечности деталей ПГС в сложных условиях эксплуатации путем разработки и применения новых конструкторских и технологических решений является актуальной и важной задачей.

Объекты и методы исследований

Надежность ПГС оценивается долговечностью манжетного уплотнения и износостойкостью поверхностного слоя металлической детали сопряжения. Материал манжеты сильно деформируется при контакте с неровностями металлической детали пары, приводя к значительным сближениям и росту фактической площади контакта даже при грубой обработке [1, 2, 3]. При низкой шероховатости металлической детали сопряжения (Ка до 0,16 мкм) неровности детали не способны удерживать смазку в зоне трения, приводя к перегреву контакти-руемых тел, повышенному износу сопряжения и разгерметизации узла. Известно [1, 2], что максимальную долговечность манжетное уплотнение имеет при шероховатости металлической поверхности = 0,16...0,63 мкм. Известно также [2, 3, 4, 5, 6, 7], что долговечность герметичного сопряжения оценивают не начальной микрогеометрией поверхностного слоя металлической детали, влияющей на процесс приработки, а равновесной шероховатостью (процесс установившегося износа), которая устанавливается после приработки для данных условий трения и не изменяется в дальнейшем, а воспроизводится в процессе трения. Вместе с тем износостойкость металлической детали сопряжения зависит от сопротивления материала детали абразивному изнашиванию, которое в первую очередь зависит от микроструктуры и твёрдости поверхностного слоя. Таким образом, повышение долговечности подвижных герметичных сопряжений следует связывать и с уменьшением интенсивности изнашивания материала манжетного уплотнения, и с повышением абразивной износостойкости металлической детали сопряжения, т.е. металлическая поверхность должна иметь шероховатость по = 0,16...0,63 мкм и высокую твердость (сопоставимую с твердостью абразивных ча-

стиц) на глубину допускаемых износов.0,63 мкм. При этом шейка фланца должна иметь высокую твёрдость поверхностного слоя на глубину допускаемых износов. Одним из способов безабразивной финишной обработки металлической детали подвижного сопряжения является отделочно-упрочня-ющая электромеханическая обработка (ОУ-ЭМО), позволяющая не только достигать шероховатости поверхностного слоя не более 0,63 мкм с большими (по сравнению со шлифованием и накаткой роликами) радиусами вершин микронеровностей, влияющими на работоспособность манжетного уплотнения, но и добиваться высокой твёрдости поверхностного слоя, повышающей его износостойкость в условиях абразивного изнашивания.

Для оценки влияния финишных операций на долговечность герметичных сопряжений исследован механизм взаимодействия и разрушения трущихся поверхностей - резины и металла, причем металл имел различную твёрдость и микрогеометрию. Для проведения сравнительных лабораторных и эксплуатационных исследований были выбраны ПГС автомобилей семейства УАЗ. В настоящее время влияние финишных операций обработки фланцев на надёжность и долговечность уплотнительных узлов недостаточно изучено. Для двухкро-мочных манжет II типа, работоспособность которых определяется наличием пыльнико-вой кромки и консистентной смазки, имеются отдельные результаты исследований некоторых видов финишных операций и упрочняющих технологий, сравнение которых затруднительно вследствие различия в режимах исследований. Для проведения сравнительных исследований выбраны следующие виды отделочных операций подманжетных поверхностей (табл. 1): N° 1 - накатка роликами фланцев из стали 40 (1...4), № 2 - ОУЭМО фланцев из стали 40 (5...8), N° 3 - шлифование наплавленных Св.08Г2С фланцев (9...12), № 4 - ОУЭМО наплавленных Св.08Г2С фланцев (13...16). Во внутреннюю полость манжет закладывали смазку Литол-24 с добавлением абразива (кварцевая пыль с удельной поверхностью

5800...10500 ± 150 см2/г и массовой концентрацией абразива 2,5 %).

Наружный диаметр вала практически одинаков при всех видах отделочных операций. Различие в биении шейки вала относительно оси объясняется тем, что при ОУЭМО окончательную обработку фланцев проводят с одного установа на одном и том же станке, а при накатке роликами и шлифовании меняют и оснастку, и тип станка. Радиальное усилие прижатия рабочей кромки манжеты к поверхности фланца является важным фактором, влияющим на герметичность узла и долговечность герметичных сопряжений, а различие этих усилий может служить причиной выхода из строя некоторых сопряжений с близкими значениями других параметров, поэтому при сборке необходим 100%-й контроль качества манжет и пружин.

Результаты исследований представлены на рисунках. В процессе приработки сопряжения (рис. 1) наблюдали внедрение абразивных частиц в поверхность рабочей кромки манжеты при всех вариантах обработки фланца без видимых отслоений и разрезов резины. При увеличении времени исследований на рабочей кромке манжет наблюдали кольцевые риски, слабо выраженные при контакте с накатанными поверхностями и ярко выраженные при контакте со шлифованными фланцами (поверхности после ОУЭМО занимают промежуточное положение). Наряду с кольцевыми рисками на рабочих кромках появлялись трещины в перпендикулярном направлении движению, что свидетельствует о повышении температуры в зоне трения и работе сопряжения в условиях пленочного голодания, что характерно для сопряжений с накатанными фланцами (рис. 2). При возрастании времени исследований по перпендикулярным трещинам наблюдается отслоение резины, вызывающее разгерметизацию узла. Рабочие кромки манжет, контактирующие со шлифованными поверхностями, почти не имеют перпендикулярных трещин, и они разрушаются преимущественно в параллельном направлении под действием острых вершин микронеровностей, разрезающих рабочую кромку манжет (рис. 2).

Таблица 1

Характеристика фланцев ведущей шестерни автомобиля УАЗ и манжет при

постановке на исследования

Состояние деталей до исследования

Фланца Манжеты

№ п/п Диаметр, мм Биение шейки относительно оси, мм Диаметр под рабочей кромкой, мм Величина натяга, мм Радиальное усилие на единицу длины окружности фланца, Н/мм

1 41,95 0,070 39,845 2,105 0,03

2 41,92 0,055 37,625 4,295 0,25

3 41,92 0,090 38,260 3,660 0,19

4 41,94 0,095 39,085 2,855 0,11

5 41,99 0,010 38,975 3,015 0,13

6 41,97 0,040 39,265 2,705 0,10

7 41,98 0,025 39,105 2,875 0,12

8 41,98 0,060 38,735 3,245 0,15

9 41,96 0,070 38,670 3,290 0,16

10 41,94 0,075 39,120 2,820 0,11

11 41,95 0,125 37,950 4,0 0,23

12 41,98 0,150 38,355 3,625 0,19

13 41,98 0,070 38,310 3,670 0,20

14 41,96 0,055 38,500 3,460 0,17

15 41,96 0,040 38,735 3,225 0,15

16 41,97 0,065 38,185 3,785 0,20

Манжеты при контакте с поверхностями после ОУЭМО имели и кольцевые риски и трещины в перпендикулярном направлении. Вместе с этим на рабочей кромке манжет (как и при контакте с накатанными поверхностями) имелись следы наволакивания резины, что отсутствовало при контакте со шлифованными фланцами. Однако интенсивность изнашивания рабочих кромок манжет максимальна именно при контакте со шлифованными поверхностями (рис. 3), что объясняется циклически повторяющимся воздействием острых вершин микронеровностей на резину, разрезающих её и облегчающих процесс удаления контактирующих участков. После приработки интенсивность изнашивания манжет, работающих в паре с поверхностями после накатки роликами и ОУЭМО, несколько возрастала, что объясняется уменьшением радиусов вершин микронеровностей из-за наличия абразива

№1№2№3

Рис. 1 - Внешний вид рабочих кромок манжет при контакте с различными поверхностями после 10 часов исследований: 1 - внедрённый абразив; 2 - наволакивание резины; 3 - трещины, надрывы; № 1 - накатка роликами стали 40; №2 - ОУЭМО стали 40; № 3- шлифование наплавленного Св.08Г2С слоя

№1№2№3

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Рис. 2 - Разрушение поверхности рабочих кромок манжет при контакте с различными поверхностями в конце исследования (варианты отделочных операций см. под рисунком 1):

1 - продольные трещины; 2 - поперечные трещины; 3 - кольцевые риски

в зоне контакта для накатанных поверхностей и неравномерностью пояска износа на закаленной поверхности фланца после ОУЭМО (рис. 4, 5), увеличивающих «пропахивающее» воздействие на материал манжет, приводящих к разрушению и последующему отделению резины.

Теория трения и износа полимеров позволяет расчетным путем прогнозировать величину износа, если известны физико-ме-ханические характеристики резины, значение коэффициента трения и шероховатости металлического контртела [3, 4]. В области

насыщенного контакта интенсивность изнашивания резиновых уплотнений, мм/ч, рекомендуется определять по упрощенной формуле [3, 4]:

1 = 0,03

3-:ГРа Л ч^о '0,9У

(1)

где коэффициент трения; Ра - номинальное давление в контакте, МПа; оп -фрикционная усталость, МПа; X — коэффициент кривой Вёлера (I = 3...12).

Данные расчета интенсивностей из-

нашивания манжет при трении со смазкой Литол-24 при контакте с фланцами, подвергнутыми различным вариантам отделочной обработки, приведены в таблице 2.

Примечания к таблице:

1. Коэффициенты трения для различных сопряжений определяли экспериментальным путем на машине трения СМЦ-2-Э.

2. Значения оп = 22 МПа и I = 3 взяты из [1] для резин на основе бутадиен-нитрильных каучуков.

3. Номинальное давление находили по ширине контакта под рабочей кромкой манжеты в момент определения коэффициента трения (для исключения влияния Р на интенсивность изнашивания

а

уплотнения; манжеты и фланцы при разных вариантах финишной обработки фланцев выбирали с одинаковыми геометрическими ха ра кте р исти ка м и).

4. Температуру в зоне трения определяли по рис. 4.

5. Разница в интенсивности изнашивания резины расчётной и экспериментальной не превышает 10 %, что свидетельствует о применимости для инженерных расчетов упрощенной формулы износа в условиях установившегося изнашивания.

При взаимодействии резины с металлической поверхностью на фланце появляется кольцевая выработка, форма и размеры которой зависят от вида финишной операции, упрочняющей обработки, присутствия абразива. Выше уже отмечено, что разрушение поверхности фланца подвижных герметичных сопряжений носит абразивный характер. Износ незакаленных фланцев начинается сразу по всей ширине рабочей кромки манжеты, а у закаленных фланцев и фланцев с неравномерной поверхностной твёрдостью разрушение происходит на более узком участке (рис. 5, 6). Глубокое разрушение у закаленных поверхностей, по-видимому, происходит из-за царапания поверхности фланца более твёрдыми частицами абразива, внедренного в материал манжеты. Спектральный анализ кольцевых канавок износа (до 0,1 мм) указывает на присутствие в этой

Таблица 2

Экспериментальные и расчетные данные износа резиновых уплотнений

Вид обработки поверхности фланца Условия трения Интенсивность изнашивания

V, м/с Ра' МПа °с f Экспериментальная Расчётная

Накатка роликами стали 40 2,75 0,1 100 0,274 2-Ю"9 2,08109

ОУЭМО стали 40 2,75 0,1 105 0,285 2,20-Ю"9 2,34-Ю"9

Шлифование наплавленного Св.08Г2С слоя 2,75 0,1 120 0,321 3,47-10"9 3,31-Ю"9

ОУЭМО наплавленного Св.08Г2С слоя 2,75 0,1 111 0,298 2,44-10~9 2,67-Ю"9

ратура в зоне контакта, °С

[¡*4в/т} мм/ч

0,15 0,12: 0.1

0,0) 0,07 0,06 0,05 0.04

г

40

-) г-— 2

' 1/

10 20 30 40 50 60 70 80 90 т, ч

Рис. 3 - Влияние отделочных обработок фланца на износрабочей кромки манжеты при контакте с поверхностями после: 1 - накатки роликами стали 40; 2 - ОУЭМО стали 40; 3 - шлифования наплавленного Св.08Г2С слоя; 4 - ОУЭМО наплавленного СВ.08Г2С слоя

зоне компонентов твёрдого сплава (соединений титана). По-видимому, разрушение происходит в первую очередь там (рис. 5, 6), где твёрдость слоя меньше и нет твёрдо-сплавных компонентов (результат разруше-

ния и диффузии материала инструмента при ОУЭМО в поверхностные слои деталей).

На рис. 7 представлена износостойкость поверхностей фланцев с различными вариантами финишных операций в условиях абразивного изнашивания. В пределах приработки интенсивности изнашивания металлических поверхностей мало отличаются и кривая износа имеет степенную зависимость, а после приработки - пропорциональную зависимость с разными углами наклона для всех исследуемых вариантов отделочной обработки подманжетной поверхности.

Следовательно, ресурс любого фланца, ч, до наступления допустимых износов [3]:

Т = А /1, (2)

где А - допустимый износ, мм; I - интенсивность изнашивания, мм/ч.

Из графиков (рис. 7) интенсивности изнашивания поверхностей с разными вариантами обработки следует, что: I = 0,24-Ю"3 мм/ч; 12 = 0,175-Ю"3 мм/ч; 13 = 0,7-Ю"3 мм/ч; I = 0,225-Ю3 мм/ч. Ресурс металлических поверхностей после различных отделочных операций в контакте с резиновыми манже-

Рис. 5 - Канавка износа поверхности фланцев в герметичных сопряжениях после 10 ч исследований для операций: № 1 - накатки роликами стали 40; N° 2 - ОУЭМО стали 40; № 3- шлифования наплавленных Св.08Г2С фланцев; №4- ОУЭМО Св.08Г2С

1цМтХ10\ Нм

С

•ч

1ч" ч Л

N \

N

N

0,003 0,006 0,01 0,016 0.033 0.083 0.16 ч

Рис. 4 - Влияние отделочных операций фланца на изменение момента трения герметичных сопряжений: 1, 5 -

накатка роликами фланцев из стали 40; 2 -ЭМО фланцев из стали 40; 3 - шлифование наплавленных Св.08Г2С фланцев; 4 - ЭМО наплавленных Св.08Г2С фланцев; 1, 2, 3, 4 - при наличии смазки Литол-24; 5 - смазка ТАП-15В

тами при условиях трения, выбранных по таблице 2, и при допустимых износах фланца ведущей шестерни автомобиля УАЗ 0,5 мм на диаметр будет максимален после ОУЭМО фланцев из стали 40 и составит (в скобках указано уменьшение срока службы при соответствующей отделочной операции): Т2 = 5714 ч; Т1 = 4166 ч (1,37 раза); Т3 = 1428 ч (4 раза); Т4 = 4444 ч (1,28 раза). После анализа полученных результатов установлено, что они коррелируют со значениями твёрдости поверхностных слоев испытуемых фланцев: HV2 = 7500 МПа; HV1 = 2800 (2,67 раза); HV3 = 2200 (3,41 раза); HV4 = 5200 (1,44 раза).

Таким образом, из результатов лабораторных исследований износостойкости подвижных герметичных сопряжений следует, что высота микронеровностей и класс шероховатости поверхности фланца не определяют долговечность резиновых манжет в условиях абразивного изнашивания. Износостойкость манжет зависит от радиусов вершин микронеровностей, высоты микронеровностей в перпендикулярном направлении движению и твёрдости поверхностного слоя, причем увеличение твёрдости несколько увеличивает интенсивность изнашивания манжет. Долговечность металлической поверхности в герметичных сопряжениях в условиях абразивного изнашивания определяется её твёрдостью и при достижении твёрдости, сравни-

Рис. 6 - Канавки износа поверхности фланцев в герметичных сопряжениях после 40 ч исследований для различных отделочных операций (номера образцов аналогичны рис. 6)

10 20 30 40 50 60 70 80 90 г,ч

Рис. 7 - Износостойкость поверхности фланцев в подвижных герметичных сопряжениях при наличии абразива в зоне трения для отделочных операций: 1 - накатка роликами стали 40; 2 - ОУЭМО стали 40; 3 - шлифование наплавленных Св.08Г2С фланцев; 4 - ОУЭМО наплавленных Св.08Г2С фланцев

мой с твёрдостью абразива, долговечность будет определяться только физико-химиче-скими процессами, происходящими в зоне трения [8, 9,10].

Выводы

1. Применение ОУЭМО позволяет получать на поверхностях, контактирующих с резиновыми манжетами, микронеровности с большими радиусами вершин как в продольном, так и в поперечном направлениях значительно большую, чем при шлифовании и накатке роликами (при сравнимых значениях Ra), опорную поверхность профиля, уменьшающую теплонапряжённость и момент трения герметичных сопряжений и увеличивающую их ресурс и надежность.

2. Увеличения долговечности подвижных герметичных сопряжений в условиях абразивного изнашивания можно достичь повышением износостойкости (твёрдости) металлической поверхности фланца под пыльниковой кромкой манжеты.

3. Интенсивность изнашивания манжет минимальна при контакте с накатанными поверхностями. Интенсивности изнашивания манжет при контакте с другими поверхностями выше: при контакте с фланцем после ОУЭМО стали 40 - на 4...12 %, после шлифования Св.08Г2С - на 59...73 %, после ОУЭМО Св.08Г2С- на 22...28%.

Библиографический список

1. Крагельский, И.В. Основы расчётов на трение и износ / И.В. Крагельский, М.Н. Добычин, B.C. Комбалов. - М.: Машиностроение, 1977.-528 с.

2. Трение, изнашивание и смазка. Справочник. Книга 2. / Под ред. И.В. Крагельского и В.В. Алисина. - М.: Машиностроение, 1979. -358 с.

3. Аскинази, Б.М. Повышение работоспособности герметичных сопряжений электромеханической обработкой / Б.М. Аскинази, Г.Д. Федотов, Л.А. Старцев / В сб.: Технологическое управление триботехническими характеристиками узлов машин. - Севастополь, 1983.-С. 202-203.

4. Морозов, A.B. Формирование равновесной шероховатости поверхности брон-

зовых подшипников скольжения объемным электромеханическим дорнованием / A.B. Морозов, Г.Д. Федотов, A.B. Байгулов / Аграрная наука и образование на современном этапе развития: проблемы и пути их решения. - Материалы III Международной науч-но-практической конференции. - Ульяновск, УГСХА, 2011. - С. 268-271.

5. Федотов, Г.Д. Формирование свойств поверхности при отделочно-упрочняющей электромеханической обработке среднеу-глеродистых сталей / Г.Д. Федотов, A.B. Морозов // Известия ТулГУ. - Выпуск 7, 2013. - С. 395-405.

6. Федотов, Г.Д. Оптимизация качества металлических поверхностей герметичных подвижных сопряжений в зависимости от условий эксплуатации / Г.Д. Федотов, Н.П, Каняев // Материалы Всероссийской научно-практической конференции «Инновационные технологии в аграрном образовании, науке и АПК России». - Ульяновск, УГСХА, 2003. - С. 198-200.

7. Морозов, A.B. Повышение износостойкости тонкостенных втулок при объемном электромеханическом дорновании / A.B. Морозов // Вестник Алтайского государственного университета. 2012. - № 2. - С. 87-90.

8. Федотов, Г.Д. Повышение эффективности отделочно-упрочняющей электромеханической обработки применением инструментальных материалов из безвольфрамовых твердых сплавов / Г.Д. Федотов, A.B. Морозов, В.П. Табаков, А.И. Аникеев // Упрочняющие технологии и покрытия. - N° 3. -2014.-С. 24-30.

9. Федотов, Г.Д. Выбор материала инструмента и его формы для электромеханической обработки (ЭМО) деталей типа «вал» / Г.Д. Федотов // Исследования и разработки в области упрочнения и восстановления деталей машин электромеханической обработкой. - Сборник научных трудов. - Ульяновск, 1999.-С 20-25.

10. Федотов, Г.Д. Электромеханическая обработка подвижных герметизирующих устройств / Г.Д. Федотов, Б.М. Аскинази // Автомобильная промышленность. - № 8. -1985.-С 27-28.

УДИ 631.115

ЭКОНОМИЧЕСКИЙ МЕХАНИЗМ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЛИЧНЫХ ПОДСОБНЫХ ХОЗЯЙСТВ (НА ПРИМЕРЕ САМАРСКОЙ ОБЛАСТИ)

Жичкин Кирилл Александрович, кандидат экономических наук, профессор кафедры «Экономическая теория и экономика АПН»

Гусейнов Фарид Мурватович, аспирант кафедры «Экономическая теория и экономика АПН»

ФГБОУВПО «Самарская ГСХА»

446442, Самарская область, пгт. Усть-Нинельский, ул. Учебная, 2; тел.\ (84663)46-1-30; e-mail: [email protected]

Ключевые слова: личные подсобные хозяйства, экономический механизм, территориальное размещение, государственная поддержка, сельские поселения.

В статье анализируются новые подходы к стимулированию деятельности личных подсобных хозяйств Самарской области. Основным инструментом оптимизации должно являться формирование адаптированного экономического механизма. В том числе к государственной поддержке ЛПХ в виде передачи функций на уровень сельских поселений, что позволит повысить адресность и эффективность этих мероприятий.

Введение

Проблема обеспечения населения сельскохозяйственной продукцией собственного производства - первостепенная задача каждого дееспособного государства. В РФ в целом и в Самарской области в частности, начиная с 2006 г., произошло резкое увеличение государственной поддержки, которое ведет к росту производства в агропредприятиях и секторе крестьянских фермерских хозяйств. Одновременно с этим в личных подсобных хозяйствах, начиная с 2007-2008 гг., наблюдается постоянное снижение производства продукции, за исключением шерсти (табл. 1).

При внешнем признании заслуг данного сектора, реальные усилия по разработке и оптимизации экономического механизма деятельности ЛПХ не предпринимаются. В

условиях Самарской области вклад хозяйств населения в обеспечение продовольственной безопасности региона очень значителен (табл. 2).

Как видно из данных таблицы, доля ЛПХ в производстве сельскохозяйственной продукции с 2000 г. не опускалась ниже 50%. В то же время субсидии, получаемые данной формой производства, практически отсутствуют - их величина на общем фоне стремится к нулю.

С одной стороны, это можно объяснить повышением доходов населения от несельскохозяйственной деятельности, что позволяет сократить или вообще отказаться от ведения отдельных направлений личного подсобного хозяйства (особенно трудо- или капиталоемких). С другой - практически полным отсутствием внимания со стороны

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.